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混凝土结构楼板裂缝的成因分析和防治措施

摘要:钢筋混凝土结构出现裂缝在实际工程中经常遇到,已成为了一种质量通病,特别是商品混凝土现浇板出现裂缝的情况更为普遍,文章主要从设计角度对裂缝的成因和防治措施进行探讨。 

关键词:板面裂缝;裂缝分析;设计;施工 
  钢筋混凝土结构或构件出现裂缝,已成为了一种质量通病,特别是现在的商品房对工期要求比较紧的裂缝出现的情况更为普遍。裂缝的出现首先给人的印象就是结构是否安全,其次是影响美观。从专业角度来分析裂缝起主要影响有:会破坏结构整体性、降低结构刚度,影响结构承载力。有的裂缝虽对承载力无影响,但会引起钢筋锈,从而间接的影响结构安全。因此我们应该足够重视混凝土结构中的裂缝,文章就商品房中裂缝作简单的讨论。 
  1 裂缝产生的部位 
  从本院已大量施工的住宅工程现浇楼板裂缝发生的部位来看主要集中在板的支座部位,板的阳角处及异形板中;在一些矩形大板中偶尔也会产生裂缝,但相对比较少;当建筑的长度超过一定范围后在房屋的端部开间内也会产生裂缝。另外屋面板出现裂缝的情况也比较多。 
  2 裂缝形成的原因 
  裂缝形成的主要是由荷载超过设计范围、结构计算模型简化误差、混凝土结构材料收缩、温度、基础沉降不均以及结构不合理等原因造成的。从技术角度来分为:设计、施工、原材料不合格等方面问题,具体分析包括以下几个方面: 
  2.1 设计原因 
  ①楼板板厚不足。现在混凝土结构的强度等级基本上都是C30,就其材料强度来说不存在强度不够的问题因此楼板的刚度不够主要是板的设计板厚不够,在我们楼板跨比较大或是异形板中过分相信我们的计算软件,而且忽略了挠度计算值,从而把板的厚度取得比较薄,虽然我们的板配筋足够了,但是由于挠度过大板也会开裂。 
  ②楼板配筋设计不合理。现在大多数设计人员在配板钢筋的时候支座负弯矩筋长度一律按板短跨的1/4来取,而在板跨比较大的时候还应根据板的受力应力图来确定支座钢筋的长度。因此板负弯矩筋长度不足也是容易引起板支座开裂。其次现在我们的板钢筋强度都很高一般采用的是冷轧带肋钢筋或三级钢,在计算中没有考虑最小配筋率的要求或是把钢筋间距设计过大从而造成板的开裂。 
  ③板的温度应力。温度对局部板的影响主要是异形板和跨度比较大的板较为明显,在大板和异形板中由于种种原因我们的设计人员只配置一定长度的负弯矩钢筋而不设置温度应力筋,当温差较大时板往往就会开裂。 
  ④板内管线过于集中。现在人们对住房的品质要求越来越高,其主要的强电和弱电线主要从板内的管线内通到各个房间,而高层住宅中线路是分别从电井里引向各套住宅。因此在电井周围班内管线就比较多,由于设计的板厚不够或在管线的上面没有设置钢丝网就容易现沿管线表面呈直线状的裂缝。 
  ⑤加载过早。当混凝土强度还未达到设计要求时,施工单位把材料堆放在楼板上造成板开裂。 
  2.2 施工原因 
  ①施工技术原因。现在我国正大跃进式的发展房地产,就其要求我们有足够的技术施工员,而在较短的时间内显现出我们专业技术人员比较匮乏从而我们的施工队伍技术参差不齐,施工处的成品质量也比较差,主要体现在以下几个方面: 
  首先,施工时模板未固定好,在浇筑混凝土的时候模板移动出现局部爆模从而影响板的平整度和厚度,直接影响了板的荷载承受能力。板保护层厚度过大造成板钢筋骨架的有效高度不够,从现场来看主要是板顶面保护层厚度过大而部分地面保护层又过小甚至局部地方钢筋直接与模板接触了,从而减小了板的截面有效高度直接减小了板的承载力。 
  其次,支座钢筋的影响。在施工时很多施工单位都不在板支座附近设置铁马凳在现场人员的走动下经常把板负筋踩踏而浇筑混凝土时又不把钢筋拉起来,相当于此支座处没有设置负弯矩筋从而使支座处经常出现裂缝。此裂缝的形成原裂缝整治中经常找不到原因,为我们处理带来了极大的困难,因此应该引起我们设计、施工及监理等有关人员的高度重视。 
  ②养护时间不足。为了赶工期现在我们的商品房一个月可以施工5~8层左右,把大量的时间放在了钢筋上面,在混凝土浇筑完后很少去养护,养护的次数明显不够,特别是夏天影响更为明显。养护的水量和次数不够混凝土的早期强度很难达到规范要求,而下一道工序又是接着在该层上施工,荷载早早的加在上面板就极易开裂了。 
  ③水化热的影响。水化热主要是在大体积混凝土中影响较为显著(如转换层的梁板柱)。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断升高,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。因此在进行大体积混凝土施工时应选择水化热小的水泥、合理的施工方法以及后期加强混凝土的养护。 
  3 防治裂缝的主要技术措施 
  我们分析了裂缝产生的主要原因,其防治措施也主要是从设计、施工及原材料几个方面来实施,其主要防治措施主要包括以下几个方面。 
  3.1 加强设计控制 
  梁板混凝土强度等级不宜过高一般不大于C30;当混凝土强度较高时应采取合理的构造措施,如加入适量的外加剂或适当提高板的配筋率以及板采用双层双向配筋等。现在板钢筋一般采用高强度钢筋,从计算要求来说钢筋间距可以做到250 mm或300 mm;但考虑到现行的施工技术水平及施工误差等因素的影响板钢筋间距不宜大于200 mm。 
  分布钢筋的影响:现在部分设计人员忽视分布钢筋的作用,分布钢筋除了固定受力钢筋外还起着分担一部分板荷载,以及抵抗温度变形的作用。分布钢筋设置不合理也有可能造成板开裂,因此我们应该重视分布钢筋的设计。   负弯矩筋长度影响:现在我们的设计主要是依靠设计软件来完成,由于设计水平的不同,部分设计人员专业知识不够,过于依赖设计软件,不注重规范和结构概念设计,设计软件计算的是多少设计图上就画多少而不去看我们的设计内力包络图。在板跨度比较大或板荷载比较大的情况下负弯矩筋有可能就不止我们规范规定的最低要求的1/4板跨。因此笔者建议在板跨度较大、异形板及荷载较大的重要结构板宜双层双向配筋,适当提高板的配筋率或适当加长负弯矩筋的长度。 
  3.2 加强施工技术水平及施工规范化措施 
  除了减少设计方面产生的裂缝外,加强施工技术水平和施工规范化要求也可以有效防止裂缝的产生。首先施工应有专业的施工技术员,施工员应能够完全读懂设计图纸,懂得设计人员的设计意图以及懂得必备的结构专业的构造措施。其次施工人员应有专业素养及强烈的责任心责任感。在施工过程中加工出来的成品应尽量做到标准化规范化。 
  混凝土结构中混凝土是脆性材料,而只有钢筋和混凝土有效的结合才能保证结构的合理受力,因此钢筋工程在施工过程中尤为重要。现就在结构验收过程中发现的钢筋问题分析如下: 
  钢筋在楼面混凝土板中的受拉或受压,承受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。混凝土板受力主要是要保证截面的有效高度,影响因素为板的上下面保护层厚度和钢筋之间的有效高度。在实际施工中,楼面下层的钢筋网在受到垫块及模板的依托下保护层比较容易控制,但纵横向的垫块间距应限制在一定的范围内,垫块间距过大很难保证垫块之间钢筋的保护层厚度,因此垫块应尽量采用混凝土预制垫块且尺寸不宜过大,尽量把垫块间距缩小以保证截面的有效高度从而保证板不至于承载力不足而引起板开裂。 
  楼面上层钢筋网位置的有效保护一直是施工中的一大难题。其原因为:板钢筋一般较细较软,受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠;因此要求在上下层钢筋之间设置铁马凳或其它固定工具。一般来说铁马凳的数量1m2内不少于3个,且应绑扎在上下层钢筋之间。在人流走动较大的部位应铺设临时性活动挑板,扩大接触面,分散应力,尽力避免上层钢筋受到踩踏变形。 
  加强管理,使全体操作人员充分重视保护板面上层负筋的正确位置,必须行走时,应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。在浇筑混凝土时发现有被踩踏的钢筋应及时复位。 
  3.3 防治预埋线管处裂缝的措施 
  预埋线管处的裂缝防治预埋线管,特别是多根线管的集散处是截面砼受到较多削弱,从而引起应力集中,容易导致裂缝发生的薄弱部位,因此在管线比较密集的地方应该附加细钢丝网。 
  3.4 材料堆放区域的楼面裂缝防治 
  目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与工期之间的矛盾。当混凝土浇筑完毕后施工单位又要急着下一层施工,各种原材料集中堆放在楼面上,而这个时候混凝土板还未达到规范要求的强度。这种情况下混凝土板会应为承载力不足而开裂。 
  对于计划中的临时大开间面积材料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,减少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砼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。 
  3.5 加强对混凝土的养护 
  混凝土的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砼初期伸缩裂缝发生。但实际施工中,由于赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业,因此混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间,尤其是在夏天应特别注意浇水养护混凝土以保证混凝土达到各个阶段的强度值。 
  4 结 语 
  总之,裂缝的防治是一个系统的工程,需要从设计、施工及原材料等各个环节采取有针对性措施加以综合预控,这样才能达到较为理想的效果。 
  参考文献: 
  [1]封定远.谈住宅现浇板裂缝的成因与防治[J].建筑施工,2003,(4).

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