现浇混凝土楼板裂缝原因与控制措施浅析
所属栏目:建筑设计论文
发布时间:2011-02-26 14:45:21 更新时间:2022-04-12 13:25:54
摘要:对商品混凝土现浇楼板裂缝这一常见的建筑质量通病,从设计、材料、施工几方面进行了原因分析,并相应提出一些控制措施。
关键词:商品混凝土现浇楼板裂缝控制
1概述
近些年来,在建筑施工中已多采用商品混凝土,尤其在珠三角地区,商品房高层住宅施工中,几乎全部采用商品混凝土现浇施工。施工后许多楼板都会出现裂缝,表现形式各不相同,有的通至底板。尽管此类裂缝多属于混凝土收缩裂缝,而非结构受力裂缝,与荷载引起的裂缝不同,它一般不影响结构的承载能力,也不影响结构的安全。但大量住户对住宅建筑裂缝缺乏必要的常识,统视之为有害,甚至担心因楼板裂缝而导致塌房,投诉强烈,特别在交楼过程中,发生一些不愉快的事情,给物业管理也带来一些麻烦。消费者可以说是倾其所有购买商品房,对房屋质量要求自然也期望较高,我们也有责任向消费者提供一个精品工程,消除或化解楼板裂缝对使用功能的影响。因此,必须在设计、施工中杜绝此类裂缝的出现。
楼板裂缝有设计方面的原因,也有建材使用和施工管理方面的因素。
2住宅楼板裂缝的种类、形式与出现时间
2.1楼板裂缝的种类
(1)收缩裂缝。混凝土在凝结、硬化过程中,由于材料自身收缩而形成的裂缝。
(2)温差裂缝。由于温度变化,混凝土热胀冷缩而形成的裂缝。此类裂缝多集中于屋面板和建筑物上部楼层的楼板上。
(3)结构裂缝。虽然现浇楼板承载力均能满足设计要求,但由于墙柱刚度相对较大,楼板刚度相对较弱。因此在一些薄弱部位和截面突变处,往往产生一些结构裂缝。例如墙角应力集中处的45°斜裂缝,板端负弯矩较大处的板面拉裂缝等。
(4)构造裂缝。现浇楼板厚度一般为100mm,住宅设计中将PVC电线管敷设于楼板内,或在板面压槽布设管线,使有PVC管线、给水管线处的混凝土保护层减薄,易出现构造裂缝。
2.2楼板裂缝的形式
(1)45°斜裂缝。常出现于墙角,特别是建筑物端部最后一间,呈45°状。
(2)纵横向裂缝。沿楼板纵横向出现,一般于跨中、支座、PVC电线管暗埋处等部位,直线或折线状。
(3)长裂缝。工程竣工后,明显地发生在一部分房间的预埋塑料电管、水管的板面上出现裂缝,裂缝宽达0.2~0.3mm,这种裂缝仅在楼板上表面上出现,板底无裂缝。
(4)不规则裂缝。裂缝出现部位、形状无规则或散状或龟裂状。
(5)贯穿与不贯穿裂缝。绝大多数裂缝出现在楼板表面,为不贯穿裂缝;个别裂缝从板面一直裂到板底,呈贯穿状。
2.3楼板裂缝出现时间
(1)早期裂缝。收缩裂缝属于早期裂缝,一般出现在混凝土浇筑后的1个月~3个月中。
(2)中期裂缝。构造裂缝属于中期裂缝,一般出现在3~6个月以后。
(3)后期裂缝。温差裂缝和结构裂缝属于后期裂缝,一般半年~1年后出现。
3楼板裂缝的设计原因与控制措施
3.1结构设计对温度应力与混凝土收缩应力的控制进行针对性的配筋考虑不够
由于墙板变形(如剪力墙或角端处交角墙板的热胀)牵连楼板,迫使楼板在楼板平面内拉伸变形。按传统的概念,在板角支承处或板端支承处增加抵抗负弯矩钢筋的目的,只是考虑到楼板在承受竖向荷载作用下的弯曲变形,并没有考虑墙板或边梁对楼板的影响。因此,有时在端跨的板角虽然增加了负弯矩钢筋或加长了角端的放射形配筋,仍然阻止不了端部单元楼板角端的45°向裂缝。
3.2设计方面可以采取的措施
厅、端部房间按双层筋设置,对形状不规则厅房也采用双层双向配筋(平摊约需增加钢筋2kg/m2)。
临外墙阳角部分按双层配筋;核心筒周边板按双层配筋。
井字梁主梁负筋适当加长。单向板沿长度方向负筋适当加长。结构设计时尽可能做到结构均匀,以减少结构受力不均匀产生裂缝。
板厚超过120mm的按双层配筋,中部无筋区另加Φ8﹫200×200钢筋网搭接300。
3.3结构设计对具有预埋管的楼板在板面裂缝的构造措施上考虑不够
预埋PVC线管用多了,甚至在局部节点上还有交叉,又不用接线盒的情况,都不利于混凝土楼板发挥整体受力作用。PVC管与混凝土的握固力非常小,尤其是PVC管密集部位的楼板就变成了“夹心饼干”,大大降低了板在抗弯时的计算高度。
对策与措施:
设钢筋支架固定线管,确保线管的保护层厚度大于30;管线交叉时设塑料接线盒;非双层配筋的房间,在线管预埋范围沿管线另加Φ8﹫200长1000的负筋,或Φ4﹫100×100宽600的冷轧带肋钢筋网片。此项估算平摊增加钢筋0.3~0.5kg/m2。
在混凝土板面压槽设置给水管而降低了板在该处的有效厚度,对此,禁止该类设置方法,将水管设在找平层内,上沿管另铺设600宽的钢丝网。
4关于梁、柱、板采用不同的混凝土等级与后浇带问题
为了充分发挥混凝土的强度特性,按抗震设防原则,一般性建筑设计成“强柱弱梁、震而不倒”,楼板的混凝土等级往往比柱的等级低,特别是高层建筑的底下几层这种现象更为普遍。但是在楼板与梁交接处处理不好,不同级配的收缩变形不协调,也是造成楼板与梁、柱交接处开裂的一个原因。
对此,板厚宜控制在跨度的1/30,对需要严格控制裂缝的部位,全部采用变形钢筋以增强钢筋与混凝土的握固力,特别是小直径的分布筋或构造筋以冷轧扭(带肋)钢筋代替光园钢筋,对控制楼板裂缝的效果明显。
在设计较长的条形建筑时,为了减少混凝土的收缩变形,往往会预留后浇带,这对防止楼板开裂是有好处的。但也要注意到,后浇带不能完全替代伸缩缝。可按不超过40m间距设置后浇带,如不能设后浇带处可设加强带。后浇带混凝土的浇筑应在两个月后进行,并用微膨胀外加剂。建筑方案不设伸缩缝的超长建筑应尽量避免,否则裂缝难以避免。在结构上超长建筑(伸缩缝间距超过70m),纵向另加0.15%的通长筋(约需增加钢筋2kg/m2)。
5楼板裂缝的材料原因与控制措施
从混凝土材料方面来说,影响现浇楼板裂缝产生的主要原因是混凝土的收缩,而影响混凝土收缩的主要因素是混凝土中水泥胶体的收缩,混凝土收缩值与水泥胶体总量有关,水泥胶体越多,混凝土收缩也就越大。在保证混凝土强度和施工性能的前提下,减少水泥胶体总量成为减少收缩的关键。
5.1混凝土用水量
混凝土用水量是影响现浇楼板裂缝最主要的因素。混凝土用水量越大,混凝土收缩也越大;在保持混凝土水灰比和坍落度相同的条件下,通过外加剂减少用水量可较明显地减少混凝土收缩;随着用水量的减少,混凝土坍落度明显减小,混凝土收缩相应减小。应通过合理的混凝土配合比设计、提高砂石质量、降低混凝土坍落度等措施适当降低混凝土用水量。现浇板混凝土最大用水量宜控制在每立方米180kg,不得超过190kg。混凝土最大坍落度对小高层应控制在150mm之内,对30层的高层应控制在180mm之内,对100m以上高层可根据实际情况适当调整。
5.2骨料的质量
(1)砂。砂的细度对混凝土裂缝的影响是众所周知的,究其原因主要是砂越细,其比表面积越大,需要越多的水泥等胶凝材料包裹,由此带来水泥用量和用水量的增加,随之混凝土中孔隙和毛细孔增多,使混凝土的收缩加大。砂的细度对混凝土强度也有一定影响,过细和过粗的砂都会影响混凝土强度,而要保证一定的混凝土强度,就要增加水泥用量和用水量,这对控制混凝土裂缝不利。珠三角一带的砂大多偏细,在选择材料来源上应予注意,要选用中粗砂。砂率降低,即增加粗骨料用量,这对控制混凝土收缩有利。一般来讲,砂率宜控制在40%以内。
(2)粗骨料。混凝土中粗骨料是抵抗收缩的主要材料,对珠三角地区来讲,目前粗骨料主要花岗岩和石灰岩类,材质较好。
粗骨料的级配对混凝土收缩影响较大,其根本原因是粗骨料的级配与水泥用量有关。当采用较小粒径的骨料,或采用针片状含量较多的骨料,因其比表面积较大,需要较多的胶凝材料包裹,所以水泥用量和用水量较大。同样当颗粒级配较差时,骨料中的孔隙较多,需要较多的细骨料和胶凝材料填充,水泥用量和用水量也较大,从而使混凝土的收缩相应增大,混凝土强度也有所降低。因此,应通过合理地选用粗骨料的级配和粒径,减小粗骨料间的孔隙率,在保证同样强度的情况下,减少水泥用量。一般来讲,粗骨料用量每立方米混凝土不少于1000kg。
砂石含泥量越大,对混凝土强度的影响也会越大,要保证一定的混凝土强度,就要增加水泥用量,使混凝土收缩增大,从而带来楼板裂缝,因此要切实控制砂、石中的含泥量。
楼板裂缝的施工原因与控制措施
(3)模板工程
模板支撑刚度不够,浇筑混凝土后模板支撑变形加大,使混凝土楼板中间下沉,楼板产生超值挠曲,引起裂缝。
由于工期短,加之模板配备套数不足,出现非预期的早拆模。此时混凝土强度未达到规范要求,导致挠曲增大,引起裂缝。
模板支撑体系应根据工程具体情况进行计算,考虑施工荷载,留有余地,加强模板支撑体系的质检,混凝土浇筑过程要有人跟进加固。结合工期要求配足模板套数,满足规定的拆模时间的要求。同时应考虑到,由于连续支模连续浇筑混凝土的常规施工方法,楼板对楼面压力负荷的累积因素。
(4)钢筋工程
楼面支座处负弯矩配筋未设置撑脚,布设位置不准确,施工人员踩在负筋上使钢筋下沉、变形、移位,混凝土保护层厚度增加,楼板有效截面高度h0减少。
在施工时负筋处设置撑脚和马凳,楼面钢筋上设置跳板,严谨在混凝土浇筑过程中踩踏钢筋,确保负筋的正确定位。
(5)混凝土工程
振捣不当。平板式振动器过度振捣楼板混凝土,造成粗骨料下沉,板面出现砂浆层,混凝土强度降低,易出现干缩裂缝。
混凝土浇捣后,终凝前未用木槎压抹,以增加混凝土表面抗裂能力,也容易出现板面龟裂。混凝土配合比不当,坍落度过大,甚至有的工人为泵送方便,随意在混凝土泵机料斗加水。混凝土浇捣后,没有及时浇水养护,并保证一定的养护期,也没有采用其他有效措施,加快了混凝土的收缩,从而导致楼板裂缝。
混凝土浇捣后,没有经过一定的养护期,混凝土强度尚未达到一定的值时(规范要求1.2MPa,本人认为这个数值太低,应达到5MPa以上),就安排后续工序施工,甚至吊运重物冲击楼板,使楼板出现不规则的裂缝。
因在城市施工,道路拥堵,混凝土从搅拌站出厂到浇捣现场间隔时间过长,或机械设备、施工管理等其他因素导致混凝土车卸料等待时间过长,都会造成混凝土质量下降,引起楼板裂缝。
结束语
这些方面的控制措施应该讲不是技术上的难题,只要加强现场管理完全能解决。如加强混凝土浇捣过程的技术跟班、旁站监理;混凝土浇捣后,12小时内应加以覆盖和浇水,保持湿润,一般不得少于7日,对掺用缓凝型外加剂的混凝土,不得少于14日;合理安排工期,保证工序有合理的技术间隙时间。