某混凝土板面裂缝原因分析处理措施
钢筋混凝土的裂缝是不可避免的,其微观裂缝是由本身物理力学性质决定的,但它的有害程度是可以控制的,有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构年处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm;在湿气及土中为0.3mm;在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高,必须处理。下面就结合工作实际,对钢筋混凝土现浇板裂缝的原因及防治进行分析研究。
钢筋混凝土现浇板裂缝原因的分析:
通常情况下,现浇板裂缝一般表现为:不规则、表面龟裂、纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。究其原因我们从施工角度进行具体分析.
1、混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥的混凝土浇筑振捣后,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、混凝土浇捣后过分抹干压光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,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,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: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弯矩造成横向裂缝。
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度变化较大的环境下,将会使其收缩更为加剧。如施工发生的夏季炎热气温下,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。
混凝土裂缝治理原则
(1、)必须充分了解设计意图和技术要求,严格遵循设计和施工规范有关规定。
(2、)应认真分析裂缝产生的原因和性质,根据不同受力情况和使用要求,分别采取不同的治理方法。
(3、)裂缝处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性以及防水、抗渗性能。处理时要考虑温度、收缩应力较长时间的影响,以免处理后再出现新的裂缝。
(4、)防止进一步人为损伤结构和构件,尽量避免大动大补,并尽可能保持原结构的外观。
(5、)处理方法应从实际出发,在安全可靠的基础上,要考虑技术上的可能性,力求施工简单易行,以符合经济合理的原则。
裂缝的预防措施:
虽然钢筋混凝土现浇板在使用过程中,存在出现裂缝这一重大缺陷,但它与预制板相比,还是优点要大于其缺点的,并且它的这一缺点在设计与施工过程中,可以通过一定的措施,使其影响控制在规范允许的范围内。现浇板的优点主要表现在结构性能方面,采用现浇板后,将使楼、屋盖的结构刚度及强度、建筑物的整体抗震性能得到显著的提高。对于现浇板的裂缝问题,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、在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。
2、混凝土楼板浇筑完毕后,表面刮抹应限制到最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后,对板面应及时用材料覆盖、保温,认真养护,防止强风和烈日曝晒。
3、严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。
4、对于较粗的线管或多根线管的集散处,可增设垂直于线管的抗裂短钢筋网加强,抗裂短钢筋采用ф6-ф8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300毫米。线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处采用线盒,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,以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的砼截面大量削弱时,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。
5、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,要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。
6、加强对楼面砼的养护:刚浇筑后的混凝土尚处于凝固硬化阶段,水化速度较快,可采用覆盖保温的办法创造适宜的潮湿条件防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝,因此加强混凝土表面养护,尤其在7天内使混凝土始终保持湿润状态是防止混凝土裂缝很重要的一个环节。
裂缝的处理方法:
1、表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
2、填充法用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝,以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。
3、灌浆法此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
4、结构补强法因超荷载产生的裂缝,裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处在具体施工中,可视情况做如下处理:
?(1、)对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理。
?(2、)其他一般裂缝处理,可将板缝清洗后用1:2或1:1水泥砂浆抹缝,压平养护。
?(3、)当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。
?(4、)通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.3mm的,可采用结构胶粘,板缝用灌缝胶高压灌胶。
综合4#楼I段7、8层客厅地面裂缝情况,我项目部经过仔细研究制定出切实有效的方案--地面裂缝宽度小于0.3mm,深度达到钢筋表面的发丝裂缝但不漏水,采取灌浆法。此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。板面混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝,上部用扫把蘸上浆液将地面拉毛即可。
篇2:高层住宅楼面裂缝原因分析处理
建筑物钢筋混凝土结构的普遍应用,伴随着商品混凝土的推广,建筑楼面出现裂缝的机率在增加,日益受到社会人士关注;专家认为控制裂缝是个系统工程。楼面结构出现裂缝原因复杂,有材料、温度变化等原因,也有设计、施工、使用等方面问题;而楼面沿板内预埋管线出现的裂缝尚未引起工程人员足够重视,寻找其成因,利于有目的进行裂缝控制。
1.住宅楼面裂缝发生状况
某工程为高层住宅楼,地下一层,地上22层,面积3.2万m2,其中裙楼三层,上部为四个单元住宅,均为每单元2户,标准层层高2.9m,工程采用剪力墙全现浇结构,房屋总长85m,设计及施工中留设后浇带、加强带。工程采用混凝土强度等级为:C40(八层以下)、C35(八―十八层)、C30(十八层以上)砼采用商品混凝土,级配见下表:
C40水泥:水:砂:碎石:ZWL-A:UEA-Y:粉煤灰=456:200:618:1052:8.8:48:50
C35水泥:水:砂:碎石:ZWL-A:UEA-Y:粉煤灰=375:205:665:1040:7.0:44:60
C30水泥:水:砂:碎石:ZWL-A:UEA-Y:粉煤灰=394:205:658:1051:6.3:--:50
住宅标准层楼板厚以110mm为主,厨房、阳台板厚为100mm,局部为120mm,部分层次(4、8、14、18)为150mm(φr12@150双层双向配筋)。典型楼板配筋:4.2m*5.1m房间板厚120mm,板底采用φr8@150*200,板面负筋为φr8@130长1150,分布筋为φr8@200;3.7m*4.5m房间板厚110mm,板底采用φr8@150*200,板面负筋为φr8@150长1050,分布筋为φr8@200。
该工程±0.00以上主体结构施工期为20**年9月25日至2003年6月28日,共276天;楼地面C20细石混凝土(厚30mm),面层施工期为2003年8月至11月初。工程于2003年12月26日通过了竣工验收,工程质量受到好评,拟申报市级优质工程。在主体施工时检查发现,楼板结构施工后约2个月出现0.1-0.2mm的裂缝,经建设、监理、施工方综合分析后认为楼板的裂缝为非结构裂缝,对结构安全不会造成影响,按各方认同的方案修补施工:在楼面面层施工前凿“V”形槽用环氧树脂修补裂缝,并做养水试验,保证了裂缝被全部封闭。楼面面层施工后4个月,市级优质工程验收前的几次例行检查发现少量原裂缝的重新出现,至2004年5月份,楼板的裂缝数量激增并趋于稳定,经逐户统计,总数达287条,缝宽多在0.1-0.2mm,0.2-0.3mm宽裂缝共57条,大部分裂缝出现在楼面,约35%的裂缝上下贯穿,68.3%裂缝为原有裂缝处重新出现。
结构平面布置图
裂缝发生形式:裂缝多垂直于房屋长边呈直线形状,沿预埋管线表面发生;个别裂缝出现在外墙转角处,呈45°分布。
裂缝发生规律:板面积越大,裂缝出现几率越大;南面房间楼面裂缝比北面房间楼面裂缝多;9层以上裂缝较7层以下多,4、8、14、18层未发现裂缝。在住宅的客厅和餐厅出现裂缝的部位几乎相同(板长边中部的管线表面)。
2.成因分析
裂缝的形成有外荷载、结构计算模型差异、材料的收缩(主要为的混凝土收缩、温度变形)等原因造成。从技术角度来分析,有设计、施工、材料等方面问题,主要反映如下:
2.1从设计方面看
⑴楼板刚度不足:厅4.2*5.1m,板厚为120mm,餐厅3.7*4.5m,板厚为110mm,设计按多跨连续板进行配筋计算,侧重于满足结构安全,较少考虑混凝土收缩特性和温度变形等多种因素,楼板高跨比仅为L/33.6-L/35,其刚度较小对裂缝控制很不利。
⑵楼板构造配筋设计不周:设计在支座处按常规配设负筋,在中部板面不配钢筋,当板面出现温度变形和混凝土收缩,因无构造钢筋约束,板面即出现裂缝。
⑶楼板内布线欠合理:由于水电施工图由各专业设计,实际施工中出现水电管交叉叠放,或由于设计考虑管内容线面积,部分预埋管径≥D25;且设计管线位置在楼板跨中,即在单层双向配筋处,楼板有效截面受到很大程度(15%-40%)削弱,成为楼板最易开裂的部位;当楼板收缩应力大于混凝土极限抗拉强度时,即出现沿管线表面呈直线状的裂缝。
⑷从房屋的空间结构来看,剪力墙刚度大,约束了剪力墙间梁板的水平向自由变形,而梁刚度又较板刚度大,因各类因素引起的水平向收缩变形均集中到剪力墙间刚度最小的板上,造成这块板开裂。
⑸膨胀剂的选用与掺量:设计未明确混凝土的限制膨胀率,只提出膨胀剂的品种和掺量范围,施工时按设计提供掺量进行配比施工,使混凝土的实际限制膨胀率不能达到最佳限制膨胀率。
2.2从施工方面看
⑴水电预埋管施工时在板内位置欠合理:管位置过高或过低;位置过高时,极易在板面出现因混凝土硬化收缩产生的裂缝,也易在维修裂缝或室内装修时损坏管线;两根管线并行布置时,管线间距过小甚至并拢,更易因管线集中而产生裂缝。
⑵空载养护期不足:从楼面混凝土浇完、收光至施工材料堆放,平均空载养护期仅为一天半,人为因素过早地震动、荷载造成楼板幼龄混凝土内部受损开裂。且施工中用塔吊吊运的钢管、钢筋等周转材料因受剪力墙钢筋影响多堆放在预埋管线部位。
2.3从材料方面看
⑴楼板商品混凝土强度为C40(8层以下)C35(8―18层)C30(18层以上),其收缩变形值为同标号普通混凝土的1.2――1.3倍,且商品混凝土单方用水量过大(200Kg),其中部分水在振捣时被游离出来,部
分水与水泥结合成凝胶,相当大一部分为自由水仍留在混凝土孔隙中,成为混凝土干缩的隐患。楼板拆模后,板面和板底长期裸露在大气中,后期施工的细石混凝土面层养护期过后也长期处于干燥环境中。正是这种环境效应(受温度、湿度、风力影响使水泥石毛细孔、凝胶孔内的自由水由表及里逐渐蒸发),和尺寸效应(楼板裸露面积大,厚度薄)的共同影响,使楼板较其它构件更易出现干缩裂缝。
⑵本工程商品混凝土所使用的膨胀剂为UEA,需其钙钒石水化反应充分完全,才能有效发挥其膨胀性能;项目部较重视混凝土浇筑后1-2天的养护工作,当上部主体施工开始,无法覆盖养护,只能让板面上部暴露在空气中,间断浇水养护,无法达到良好的养护,造成商品混凝土有效补偿混凝土的收缩的性能降低。
综上所述,本例工程楼板沿预埋管线表面出现的裂缝只是表象,混凝土的干缩、温度收缩、收缩是要因,而由于施工管线预埋欠合理、楼板刚度不足、材料等多重原因综合,使本工程楼板沿预埋管线处出现大量裂缝。
3.对策及建议
3.1加强设计控制:梁板混凝土强度等级不宜大于C30;楼板应双层双向配筋,屋面、转换层楼面配筋宜加强;楼板内管线应避免出现交叉(将交叉部位设置在梁或墙上);控制管线直径,使其不超过板厚的20%且≤D25;重视房屋外围护构件(外墙、屋面、门窗等)的保温设计,若使房屋具有良好的保温性能,不仅可大幅度降低房屋长期能耗,更是减少因温差变形而引起裂缝的有效手段。
3.2加强施工控制:采取有效固定措施(经计算高度的钢筋撑脚,预埋管线时管扎在撑脚上或采用砂浆垫块固定)使预埋管布置在板中部;延长空载养护时间,减少早期荷载裂缝;并行走向管线间距应大于0.25m,在管线集中或交叉处设加强筋,并在上下部铺放钢丝网,宽度应大于管区100mm;控制施工期间及竣工后的门窗洞口风速,减少环境温差和风速对结构的影响。
3.3通过商品混凝土生产级配中材料的替换和外加剂的合理使用,降低商品砼的水泥和水用量;配比中添加聚丙烯纤维,可有效减少早期收缩裂缝(本工程在14层、18层楼板及屋面使用,掺量为1.2Kg/m3);合理选用混凝土膨胀剂(宜选用一等品),其掺量应经试配确定,来满足设计的限制膨胀率;加强养护,延长养护时间,也可在板面和板底拆模后涂刷养护剂,避免混凝土的早期干缩,确保膨胀剂产物的充分水化,使混凝土达到有效的补偿收缩作用。
3.4在施工前与设计沟通,精心编制施工组织设计,通过材料调换,使楼面面层与楼板混凝土一起浇捣(采取有效保护措施),同时提升上层钢筋位置,这样在不增加荷载前提下增大了楼板的刚度,将有效减少裂缝的出现。
4.裂缝处理方案及效果
4.1沿裂缝走向割除楼面面层,槽宽150―200mm
4.2若楼板结构有裂缝,沿裂缝凿成15*15mm“V”型槽,冲洗干净并使其干燥。
4.3用“大力宝”牌云石胶注满“V”型槽,其上加注30*3mm云石胶封闭。
4.4在槽中蓄水检查楼板有无渗漏。
4.5板面湿润阴干至混凝土面刚开始发白用801胶加水泥套浆,用C25半干硬性细石混凝土分二次修补(面层中部钉同宽的钢丝网),并良好养护2周。
本工程的楼板裂缝经上述方案处理后,效果较好,相关各方较为满意,事后1年内多次检查,原有裂缝未重复出现。