現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫成因及有關(guān)預(yù)防、處理措施
1 概述
近年來(lái),廈門(mén)已竣工的工程中,有相當(dāng)多住宅小區(qū)的多層建筑出現(xiàn)不同程度的樓板混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象。樓板裂縫的出現(xiàn),給有關(guān)工程各方及住戶造成了相當(dāng)大的困擾。造成樓板裂縫的原因是多方面的,與建筑設(shè)計(jì)、建筑材料、施工質(zhì)量都有很大的關(guān)系。下面就結(jié)合有關(guān)工程對(duì)樓板裂縫產(chǎn)生的常見(jiàn)原因及有關(guān)預(yù)防、處理措施,談?wù)剛€(gè)人的淺見(jiàn)。
2 樓板裂縫產(chǎn)生的原因分析
2.l 受力產(chǎn)生的裂縫常見(jiàn)的樓板受力裂縫,主要是由建筑物不均勻沉降、混凝土強(qiáng)度及混凝土板厚嚴(yán)重不足及災(zāi)害、事故等因素產(chǎn)生的。
(1)地基不均勻沉降
由地基基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生的樓板裂縫,同時(shí)伴隨著有沿建筑物高度方向自下而上部分混凝土構(gòu)件及內(nèi)外墻體開(kāi)裂等特征。如:某教學(xué)樓為磚混結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)采用沉管灌注樁,因樁基未打到持力層,建筑物嚴(yán)重不均勻沉降,造成墻體、地梁、部分梁柱節(jié)點(diǎn)及現(xiàn)澆混凝土樓板開(kāi)裂。
?。?)混凝土強(qiáng)度、混凝土板厚嚴(yán)重不足
某四層磚混結(jié)構(gòu)辦公樓,1988年竣工并交付使用,近期發(fā)現(xiàn)三、四層樓板部分開(kāi)間板面沿支承墻體四周產(chǎn)生裂縫,板底有中間向四面延伸的斜裂縫(詳見(jiàn)圖1)。該裂縫形式與樓板的受力特征相一致,采用國(guó)彈法檢測(cè)有裂縫的三層二個(gè)開(kāi)間樓板混凝土強(qiáng)度推定值均小于10.OMPa,四層2個(gè)開(kāi)間樓板的混凝土強(qiáng)度推定值分別為*.SMPa和*.7MPa,均小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度C18的標(biāo)準(zhǔn)值;鉆孔測(cè)量上述4個(gè)開(kāi)間樓板的混凝土板厚實(shí)測(cè)值在58-62nun之間,均小于設(shè)計(jì)值(80mm)。因此,可判定上述樓板裂縫為混凝土強(qiáng)度、混凝土板厚嚴(yán)重不足,使用
(3)災(zāi)害和事故
某大型商業(yè)中心有兩層地下室,在施工過(guò)程中,因地下水浮力作用引起地下室及上部結(jié)構(gòu)的樓板、梁、柱裂縫及上浮現(xiàn)象,部分樓板嚴(yán)重開(kāi)裂。某會(huì)展中心在施工中因遇強(qiáng)臺(tái)風(fēng)正面襲擊,主樓西側(cè)一臺(tái)400噸一米塔吊被強(qiáng)風(fēng)刮倒,中心主樓西側(cè)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)遭受重創(chuàng),鋼筋混凝土樓板及框架梁柱嚴(yán)重開(kāi)裂,混凝土構(gòu)件破損嚴(yán)重。
2.2非受力產(chǎn)生的裂縫常見(jiàn)的非受力裂縫,主要是由溫度、收縮和膨脹及施工等因素產(chǎn)生。裂縫出現(xiàn)的時(shí)間有早有晚,早期的干縮裂縫在澆筑完成后約2-4個(gè)小時(shí)就出現(xiàn),部分溫度裂縫在竣工驗(yàn)收后3個(gè)月至半年內(nèi)才出現(xiàn)。
?。?)早期收縮裂縫
?、?gòu)B門(mén)島內(nèi)大部分地區(qū)已采用了商品混凝土,由于商品混凝土需經(jīng)過(guò)二次運(yùn)輸,為確?;炷恋暮弦仔裕渌涠染^大,且有時(shí)商品混凝土的粉煤灰摻量較大,使混凝土保水性降低,容易出現(xiàn)收縮裂縫。如:某住宅樓采用商品混凝土,二層樓板在混凝土澆筑完成后,即出現(xiàn)多處不規(guī)則貫穿性裂羹,有代表性的選擇開(kāi)裂較嚴(yán)重的1個(gè)開(kāi)間,測(cè)量板面、板底的裂縫寬度在0.13-1.54mm之間(詳見(jiàn)圖二);經(jīng)分析裂縫的產(chǎn)生為混凝土早期收縮引起的。
?、谀承┕こ淘谥黧w結(jié)構(gòu)施工中,采用了收縮性較大的礦渣水泥,或水泥用量過(guò)多、使用過(guò)量的粉砂,致使標(biāo)準(zhǔn)稠度的用水量較大,若養(yǎng)護(hù)不當(dāng),極易造成早期收縮裂縫。
此外,若使用了安定性不合格的水泥,會(huì)直接導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)普遍遭到破壞,混凝土樓板出現(xiàn)大面積龜裂現(xiàn)象。
?。?)溫度裂縫 目前,這種裂縫最為普遍。近年來(lái),在廈門(mén)新建的住宅小區(qū)內(nèi)均有不同程度的出現(xiàn),主要形式有樓板角部45°裂縫,有樓板中部裂縫,還有些為不規(guī)則裂縫。
分析溫度裂縫出現(xiàn)的原因?yàn)椋簭B門(mén)處于亞熱帶地區(qū),日照時(shí)間長(zhǎng),日溫差及室內(nèi)外的溫差均較大。由于溫度應(yīng)力的作用,容易造成樓板開(kāi)裂。特別是已竣工后,在尚未交付使用這段時(shí)間內(nèi),住宅門(mén)窗均全關(guān)閉,沒(méi)有良好的通風(fēng)造成室內(nèi)外的溫差加劇,樓板極易產(chǎn)生溫度裂縫。
溫度裂縫主要集中出現(xiàn)在樓板角部45°、PVC線管等應(yīng)力集中和相對(duì)薄弱中位。通常,磚混結(jié)構(gòu)較框架結(jié)構(gòu)更易出現(xiàn)裂縫。這些裂縫多數(shù)為貫穿裂縫,且相同部位板面裂縫較板底的寬。經(jīng)調(diào)查,空置住房關(guān)閉的時(shí)間越長(zhǎng),裂縫就越寬;空置關(guān)閉時(shí)間一年以上的住宅,樓板混凝土板面的裂縫宙度中達(dá)到0.5~1.0mm以上。
?。?)施工因素引起的裂縫
① 負(fù)筋保護(hù)層偏大
某住宅樓為四層框架結(jié)構(gòu),1999年元月竣工驗(yàn)收時(shí)未發(fā)現(xiàn)裂縫,2001年8月,二樓住戶人住時(shí)發(fā)現(xiàn)M層樓板在樓板角部45°和板中線管部位,有貫穿性的裂縫,經(jīng)測(cè)量開(kāi)裂嚴(yán)重的1個(gè)開(kāi)間板面負(fù)筋部位最大裂縫寬度為0.45nun,已嚴(yán)重影響使用功能。采用雷達(dá)波法對(duì)板面負(fù)筋位置進(jìn)行探測(cè)發(fā)現(xiàn),該開(kāi)間負(fù)筋混凝土保護(hù)層實(shí)測(cè)平均值為62mm,比設(shè)計(jì)值(15mm)多47mm。據(jù)此判定板面負(fù)筋范圍內(nèi)的角部45°裂縫產(chǎn)生的原因?yàn)槭┕r(shí)踩踏鋼筋嚴(yán)重,導(dǎo)致負(fù)筋保護(hù)層偏大,失去作用造成的。[Page]
另外,某些工程施工時(shí)樓板混凝土板厚超厚,造成實(shí)際負(fù)筋保護(hù)層偏大,也容易造成板面負(fù)筋范圍內(nèi)角部 45°裂縫。
?、诎宓谆炷帘Wo(hù)層不足及砂的氯鹽含量超標(biāo)
某宿舍樓為七層磚混結(jié)構(gòu),于1996年初竣工并交付使用,由于在施工時(shí)使用的是海砂,且板底鋼筋保護(hù)層不足,至2000年5月,該樓一層的住戶就發(fā)現(xiàn)樓板板底的鋼筋有銹蝕現(xiàn)象,并且沿板底鋼筋部位因鋼筋銹蝕已造成混凝土裂縫。可見(jiàn),混凝土保護(hù)層不足及使用氯鹽含量超標(biāo)的海砂,是造成鋼筋銹蝕從而導(dǎo)致混凝土樓板裂縫的直接原因。
另外,由于野蠻施工、模板變形、模板的支撐下沉及混凝土早期未采取嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)措施等因素,都會(huì)使混凝土早期已出現(xiàn)微小的裂縫,當(dāng)溫度變化時(shí),由于溫度應(yīng)力的作用,使原先的微裂進(jìn)一步開(kāi)展,形成肉眼可見(jiàn)的較大寬度的裂縫。
3 防止接板非受力裂縫產(chǎn)生的措施
3.L 設(shè)計(jì)措施因混凝土收縮、溫度應(yīng)力的理論計(jì)算非常復(fù)雜,在工程設(shè)計(jì)中主要從構(gòu)造措施上考慮,以盡量減少混凝土樓板開(kāi)裂。
(1)現(xiàn)澆混凝土樓板宜盡量選用設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不大于C30的混凝土;鋼筋混凝土樓板最大裂縫寬度允許值按荷載短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合的影響,不宜大于0.25mm。
(2)樓板混凝土板厚設(shè)計(jì)值與跨度的最小比值(h/LO)控制:?jiǎn)蜗虬?/30、雙向板1/35,且混凝土板厚不應(yīng)小于90mm(屋面不應(yīng)小100mm)。
?。?)樓板鋼筋間距不應(yīng)大于200mm,配筋率不應(yīng)小于 0.20%,混凝土板厚設(shè)計(jì)值≥150mm時(shí),應(yīng)采用雙層雙向配筋。
3.2 施工措施
?。ㄘ悾┠0鍛?yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度;杉木支撐要求木梢直徑>80mm,縱橫間距≤1000mm,鋼管支撐縱橫間距≤1200nun,且模板的上層支撐應(yīng)垂直對(duì)準(zhǔn)下層支撐,保證垂直;混凝土澆筑前,模板應(yīng)充分濕潤(rùn),澆筑完成后一般情況下,拆模時(shí)間為:夏季大于10d,冬季大于15d。
?。?)鋼筋安裝時(shí)應(yīng)制作水泥砂漿墊塊,保證鋼筋位置的準(zhǔn)確;施工中嚴(yán)禁踩踏負(fù)筋。
?。?)嚴(yán)格控制混凝土板厚,混凝土板厚控制點(diǎn)的間距不宜超過(guò)Zm;樓板澆筑完成后終凝前,應(yīng)采用人工壓實(shí)抹平混凝土板面。
?。?)混凝土用砂宜選用含泥量較少的中粗砂,嚴(yán)禁使用海砂?;炷翝仓瓿珊?,應(yīng)在12h內(nèi)對(duì)樓板板面加以覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù),以防止因混凝土水分過(guò)快蒸發(fā)而產(chǎn)生的混凝土早期干縮裂縫;樓板板底應(yīng)用加壓水噴灑濕潤(rùn),已澆筑的混凝土強(qiáng)度未達(dá)到12MPa前,不得有踩踏、放樣等行為。嚴(yán)禁在樓板上傾倒磚石材料等野蠻施工行為。
(5)樓板內(nèi)布設(shè)PVC管應(yīng)固定,固定點(diǎn)間距S500mm;PVC管至多允許兩層重疊,管外壁距樓板上表面的距離應(yīng)不小于30mm,若不滿足,應(yīng)在PVC管上部增設(shè)鋼筋網(wǎng)。
此外,在工程竣工后至交付使用的這一段時(shí)間里,應(yīng)保持房間內(nèi)良好的通風(fēng)條件,以防止樓板溫度裂縫的產(chǎn)生及細(xì)微裂縫的擴(kuò)展。
4 樓板裂縫出現(xiàn)后的處理
4.L 對(duì)使用安定性不合格水泥導(dǎo)致的破壞性裂縫,需進(jìn)行徹底的處理。處理可采用鑿去全部有害混凝土后,重新澆筑的方法。
4.2、對(duì)受力產(chǎn)生的裂縫,可根據(jù)裂縫出現(xiàn)的原因,有針對(duì)性的采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施,并對(duì)已影響到結(jié)構(gòu)安全的樓板裂縫,在對(duì)裂縫進(jìn)行封閉的基礎(chǔ)上,采用粘鋼或碳纖維布等措施對(duì)樓板進(jìn)行加固。
4.3 對(duì)溫度、收縮等非受力因素產(chǎn)生的開(kāi)展已基本穩(wěn)定的裂縫,寬度在0.2mm以上的,因其已影響到結(jié)構(gòu)正常使用和結(jié)構(gòu)耐久性,可采用自動(dòng)壓力灌人環(huán)氧樹(shù)脂的方法對(duì)裂縫進(jìn)行封閉;寬度在0.2mm以下的裂縫,因其對(duì)正常使用、耐久性均無(wú)影響,因此裂縫無(wú)需修補(bǔ),可僅進(jìn)行裂縫表面涂刷封閉處理,以恢復(fù)觀感。
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