浅谈建筑工程裂缝分析论文_程浩

浅谈建筑工程裂缝分析论文_程浩

(身份证号码:42011119830710XXXX 湖北金桂建设工程监理有限责任公司)

摘要:随着钢筋混凝土现浇板在建筑工程中非常普遍用,现浇楼板裂缝问题成为居民住宅质量投诉热点。本文笔者根据多年的工作经验就混凝土裂缝的成因与控制措施谈一些看法。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

关键词:楼屋面裂缝;种类;成因

前言

裂缝的成因裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

一 楼屋面裂缝的种类及其特征

一般情况下,房屋屋面裂缝表现为:表面龟裂,纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。究其原因,主要有设计、原材料及施工等三方面的原因,以下将逐一进行分析。

1设计方面

(1)地基的不均匀沉降:

在住宅建设中,有相当一部分的钢筋混凝土现浇屋面板的裂缝,是由于地基不均匀沉降的原因而造成的。如在软土地基下采用扩展基础,对于那些相对较长的条式楼来说,要想保正它们沉降均匀是相当困难的,因此,在这种情况下,有时也会由于基础的不均匀沉降,而引起楼房的拉裂和钢筋混凝土现浇屋面板的开裂。

(2)结构体型突变及未设置必要的伸缩缝:

房屋长度过长,而又未考虑设置伸缩缝,当房屋的自由伸缩达到应设置伸缩缝要求的间距时,就要引起裂缝的产生。另外,平面布局凹凸较多,即转角也越多,这些转角处由于应力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收缩及温差变化易于产生裂缝。

(3)在楼屋的设计中,设备专业特别是电气专业,大多将照明、消防、通讯等所需的管线直接敷设于现浇板中,而且有时集中于某一处现浇板中的管线多达7~8根,并且这些管线的直径多为2~3cm,由此就会使该处的现浇板厚度大大削弱,从而引起现浇板在该处开裂。

2混凝土原材料质量方面

(1)碱——骨料反应:

蛋白质、安山岩、玄武岩、辉绿岩、千枚岩等碱性骨料有可能与碱性很强的水泥起化学反应,生成有膨胀能力的碱——硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏,产生裂缝。

(2)水灰比、塌落度过大,或使用过量粉砂混凝上强度值对水灰比的变化十分敏感,基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外渗混合材料外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。

3施工质量方面

(1)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。

(2)施工工艺不当引起:

在施工过程中由于施工工艺不当,致使支座处负筋下陷,保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使板上部沿梁支座处产生裂缝;楼板的弹性变形及支座处的负弯矩施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂;大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负穹矩造成横向裂缝。

(3)后浇带施工不慎而造成的板面裂缝:

为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡搓;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。

(4)混凝土的收缩(温度裂缝):

众所周知,混凝土引起收缩的原因,在硬化初期主要是由于水泥的水化作用,形成一种新的水泥结晶体,这种结晶体化合物较原材料体积小,因而引起混凝土体积的收缩,即所谓的凝缩,后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。而且,如果混凝土处在一个温差变化较大的环境下,将会使其收缩更为加剧。如施工发生在夏季炎热气温下,石子表面温度升高,使石子体积膨胀,拌制成混凝土后,石子受冷收缩,使混凝土表面出现发丝裂缝;混凝土浇捣后未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充,因而在硬化过程中,现浇板受到支座的约束,势必产生温度应力而出现裂缝,这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位,即板角处。另外,室内外温差变化较大,也要引起一定的裂缝。

二 钢筋混凝土现浇楼屋面裂缝成因分析

1设计方面

(1)设计原因①设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝;②设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等);③设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板);④设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形;⑤设计中采用的混凝土等级过高,造成水泥用量过大,对收缩不利。(2)材料原因材料原因:①粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩增大,诱导裂缝的产生;②骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量越多,收缩量越大;③混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当,严重增加混凝土收缩;④水泥品种原因。矿渣硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥收缩大,粉煤灰及矶土水泥收缩值较小,快硬水泥收缩大。水泥等级及混凝土强度等级原因。

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2混凝土原材料质量方面即商品砼成品的质量对楼面板质量的影响

商品砼的性能改善目前已普遍采用泵送商品砼浇筑,但受激烈的市场竞争,导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的外加剂及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。因此建议有关部门牵头,尽快健全和统一对商品砼厂商的行业管理,并根据成本投入比例,相应和合理地提高商品砼的市场价格(特别是用于地下室和住宅楼面工程的砼),促使厂商转变观念,控制好原材料质量,选用高效优质外加剂改善和减小混凝土的收缩值。建立好控制体系严格控制砼的用水量,不允许随意对商品砼加水;严格控制掺和料的用量;有条件时,在砼中加入纤维等抗裂材料。追求低价格、低成本而忽视了商品砼质量,导致楼面收缩裂缝增多。同时现场应逐车控制好商品砼塌落度检测,以保证砼的成品质量。

3施工质量方面

(1)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够,过于干燥,产生裂缝。

(2)混凝土浇捣时过分振捣会使混凝土的细骨料过多地浮到表面。形成含水量很大的水泥浆层,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

(3)施工工艺不当引起,致使支座处负筋下陷,保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使板上部沿梁支座处产生裂缝;过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形,在混凝土早期强度低或无强度叫,承受弯、压、拉应力,大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。

(4)后浇带施工不慎而造成的板面裂缝。科学、合理留置砼施工缝。施工缝留置应按有关原则合理留置,通常留置在剪力较小的部位,宜顺着次梁方向浇筑,施工缝应留置在次梁跨度的中间1/3范围内。对于双向板应根据其受力特点。按设计要求留置施工缝。

(5)楼面垫层内铺设的暗装水管、电线套管铺设不当,保护层厚度不足可能造成板面沿管线长度方向产生裂缝。

(6)混凝土的收缩湿度裂缝。混凝土处在温差变化较大的环境下,将会使其收缩更为加剧。混凝土浇捣后来及时浇水养护,这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位,即板角处。

三 裂缝的预防措施

一般情况下,楼屋面裂缝表现为:表面龟裂,纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。对于混凝土现浇板的裂缝问题,可以采取以下几个方面的措施,以减少或避免这些裂缝的出现:

1设计方面

(1)设计中的重点加强部位最普遍和数量最多的是房屋四周阳角处(含平面形状突变的凹口房屋阳角处)及房间在离开阳角1米左右,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝,大开间框架结构的建筑中将更加明显),其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。从设计角度进行分析,其原因是现行的建筑设计规范侧重于强度考虑进行设计,否则配筋量将大幅度成倍增加(例如美国的配筋量就多于我国的1倍,而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,因此在温差和砼收缩变化时,板面在楼板的配筋薄弱处(即在分离式配筋负弯矩筋和放射筋的末端结束处)首先开裂。虽然楼地面斜角裂缝对结构安全使用没有影响,。根据上面的原因分析,因此建议设计单位对四周的阳角处楼面板配筋进行加强,改为沿房间(每个阳角仅只限一个房间),全长配置,并且(即按照技术导则中的一、6条中的前半条文采用),凡采纳或按上述设计的房屋,效果十分显著,基本上不再发生45度斜角裂缝,已能较满意地解决好楼板裂缝中数量最多的主要矛盾。

对于外墙转角处的放射形钢筋,认为作用较小,其原因是放射形钢筋的长度一般不大(约1.2米左右),45度的斜向裂缝仍然会向内转移到放射筋的末端或外侧,而当采用了双层双向钢筋加密加强后,纵、横二个方向的钢筋网的合力已能很好地抵抗和防止45度斜角裂缝的发生和转移,在绑扎时常搁置在纵横板面钢筋的上方,导致钢筋交叉重叠,将板面的负弯矩钢筋下压,同时浇筑时钢筋弯头(即拐脚)容易翘起造成平仓困难,所以建议重点加强和加密双层双向钢筋即可。

(2)对于地基的不均匀沉降,可通过调整基础的选型进行控制,如采取改用深基础及桩基础等方式以减少。

(3)在板角增加辐射筋。针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝。

(4)平面布置尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝。

2混凝土原材料质量

(1)选用合格的材料,配制符合质量要求的混凝土。对配制混凝土所用材料应严格检验,防止混凝土构件产生裂缝。

(2)合理选择原材料,严控配制混凝土所用材料的数量,建议采用“双掺法”施工。既掺和一定比例的外加剂和粉煤灰等材料,以减少水泥水化热,同时也减少水泥用量,使混凝土构件施工产生了很好防裂效果。工程建设中,在满足设计强度要求的前提下,尽量选用粗骨料、中低热和安定性好的水泥品种,降低混凝土水化热。

结束语

综上所述,认为对于裂缝要重在预防,设计与施工相互结合,既要加强设计方面的监督与管理,也要加强施工方面的管理,精心组织,科学施工,加大监督与检查力度,同时采取有效措施,最大程度的减少裂缝发生,除了正确运用裂缝防治措施,还需要运用先进的施工技术和设备,同时要提高施工人员的技能素质和业务水平,加强建筑材料试验与检测质量的动态管理,相信在防治现浇板的裂缝上会取得一定的效果。

参考文献;

[1]黄颜斌,苏宁. 建筑工程房屋裂缝问题浅谈.《建筑科技与管理》2009年3期

[2]郑爱武. 混凝土结构防裂探讨.《建筑科技与管理》2009年3期

[3]刘晓俊. 楼屋面裂缝的分析和防止措施.《建筑科技与管理》2009年3期

[4]建筑施工手册(第四版)中国建筑工业出版社

[5]混凝土工程质量控制.曲德仁,2005.

[6]建筑工程几种常见质量通病的原因分析和防治措施[J].广 东建材.

论文作者:程浩

论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期

论文发表时间:2018/10/14

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