钢筋混凝土结构裂缝的分析及措施

        摘要:现浇钢筋混凝土楼面板裂缝是目前较难克服的质量通病之一,特别是住宅工程楼面出现裂缝往往引起投诉、纠纷以及索赔等。该文结合工程实践经验,对裂缝出现的特征、产生的原因作简要分析,并提出了在设计方面应优化,材料使用方面应优选,施工方面应注意模板、钢筋和混凝土的操作工艺等一些技术措施加强对裂缝的控制及预防。

  关键词:钢筋混凝土;裂缝;原因分析;防治

  随着建筑业的发展以及人民生活水平的提高,人们对房屋的质量要求越来越高。现浇钢筋混凝土楼面结构具有良好的耐久性、抗震性而在民用建筑中被广泛采用。然而随之而来的是现浇楼面仍存有程度不一的收缩、变形现象,虽然这些裂缝大多数都在规范允许范围之内,对结构安全影响不大,但如不及时处理,将会影响楼面使用的耐久性,并给用户心理带来不安全感。

  一、基础混凝土裂缝

  1.基础混凝土裂缝产生的原因分析。

  (1)基础大体积混凝土裂缝产生的原因。基础大体积混凝土施工,由于混凝土内部与表面散热速率不一样,在其表面形成较大的温度梯度,从而引起较大的表面拉应力。同时,此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天阴温阶段)。混凝土降温阶段由于逐渐降温而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束,也会产生很大的拉应力,直至出现收缩裂缝。

  (2)地下室外墙混凝土裂缝产生的原因。地下室外墙混凝土裂缝主要是收缩裂缝。混凝土降温产生的收缩和硬化时的收缩,受到结构本身和基坑边壁等的约束,产生较大的拉应力,直至出现收缩裂缝。

  二、现浇楼板裂缝

  1.混凝土的振捣工艺。若施工中,模板、垫层在浇筑混凝前洒水不够或过于干燥,则模板吸水量大,更易引起混凝土塑性收缩,产生裂缝。另外,混凝土浇筑后过度压光也会使混凝土的细骨料多数浮在表面,形成水泥浆层。

  2.模板及支撑系统。由于模板支撑刚度不够,梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,在荷载作用下变形沉陷;其次是施工过程中的过度振动使支撑刚度变异部位多次发生瞬间相对位移,或者在混凝土还未获得足够强度之前就过早地拆模。

  3.施工管理。

  (1)商品混凝土已广泛应用于建筑施工中,它的质量现场控制,直接影响到施工后结构质量。但由于交通不便多种原因,从搅拌站装运商品混凝土至施工现场需要较长时间。这样混凝土的坍落度损失很大,夏季高温损失就更大,再加上施工管理不严、常常出现随意向已预拌好的混凝土中加水的现象,严重影响了混凝土拌合物的质量,造成混凝土水灰比增大,混凝土离析,同时增加了混凝土硬化,浆体的空隙率增大,削弱了混凝土中水泥和骨料的界面粘结力,为产生混凝土裂缝留下了隐患。

  (2)遇到干燥、大风烈日暴晒的天气,要在二次振捣后,及时养护,随抹随覆盖塑料薄膜,在不易覆盖塑料薄膜的部位涂刷养护剂。严禁对经太阳直晒后裸露的混凝土表面上直接浇水养护,防止由于温度骤降导致板面裂缝。夏季或冬期施工时,必要时应有遮盖或保温措施,昼夜温差大的地区,混凝土板浇筑后3天内采取保温措施,防止混凝土因收缩产生裂缝。

  三、混凝土裂缝的防治措施

  1.把好设计关

  (1)在单体工程设计中除考虑构造、强度要求外,还应考虑施工中因素以及钢筋混凝土本身所固有的收缩问题,适当地增加现浇板的厚度。

  (2)混凝土为非匀质体,当其承受本身收缩而产生拉应力时,会产生大量不规则的应力集中点,当应力达到抗拉强度极限时,就会产生局部塑性变形;在无筋的情况下继续受力时,便会产生应力集中点从而产生裂缝,所以现浇板配筋设计建议改密改细。

  (3)线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处可采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的混凝土灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的混凝土截面大量削弱时,宜按预留孔洞构造要求在四周增设上下各2Ф12的井字形抗裂构造钢筋。

  2.把好施工质量关

  (1)重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施。钢筋在楼面混凝土板中的抗拉受力,起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。在实际施工中,楼面下层的钢筋网在受到混凝土垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。但当垫块间距放大到1.5m时,钢筋网的合理保护层厚度就无法保障,所以纵横向的垫块间距限制在lm左右。与此相反,楼面上层钢筋网的有效保护,一直是施工中的较难解决的问题。其原因:①板的上层钢筋一般较细较软,受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠。②钢筋离楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护。③各工种交叉作业,造成施工人员众多、行走十分频繁,无处落脚后难免被大量踩踏。④上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设。

  (2)科学安排楼层施工作业计划,在楼层混凝土浇筑完毕的24小时以前,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,最多只允许暗柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大宗材料,避免冲击振动。24小时以后,可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放,以控制和减小冲击振动力。

  (3)对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位的模板支撑架在搭设前,就预先考虑采用加密立杆和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增强刚度,减小变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并应在该区域的新筑混凝土表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。

  (4)加强对楼面混凝土的养护。混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少混凝土初期伸缩裂缝发生。但实际施工中,由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业,因此楼面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。为此,施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护,并建议采用喷养护液进行养护,达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。