砖混结构工程混凝土楼板裂缝的分析及控制措施

2013-08-23 09:41
科学之友 2013年8期
关键词:楼板现浇弯矩

文 超

(广东三穗建筑工程有限公司,广东 湛江 524500)

混凝土楼板产生裂缝类型的原因是多方面的,主要可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类,前者是由外荷载(如静、动荷载)的直接应力,即按常规计算的主要应力引起的,通过合理的结构选型及配筋,基本能避免产生此类裂缝;后者主要由结构自身变形引起的,结构由于受到温度收缩和膨胀、不均匀沉降等因素影响,自身变形受到房屋相关构造的约束,引发应力,当应力超过一定数值时即引起裂缝。通过合理选用材料,提高抗裂构造措施,完善施工过程中的管理等控制措施可以避免或减少此类裂缝的产生。在实际的工程中,楼板的非受力裂缝则最为常见。其中现浇楼板裂缝的问题比较多,在这里结合某些工程实例,简要分析一下砖混工程混凝土楼板裂缝的特征、成因以及相应的控制措施。

1 工程实例

某安置小区3、4、5、6号住宅楼均为六层住宅加一层地下室砖混结构,该楼在2010年10月正处于交付使用阶段时,无意中发现部分现浇面板有斜裂缝出现,随后检查发现其他楼也有类似裂缝出现。

该住宅楼设计上均采用钢筋混凝土条形基础,现浇部分混凝土标号基础垫层为 C15,现浇各层梁、柱、外墙构造柱、圈梁、过梁、屋面现浇板、梁、圈梁、室外现浇挑檐及基础混凝土强度等级均为 C30,其余的构造柱、圈梁、过梁、楼梯及除施工图、施工图集、注明外均为 C20,主体结构均采用 MU10多孔砖、外墙室外散水以下及内墙-2.300 m以下基础部分均采用M10水泥砂浆砌筑,外墙散水至11.60 m(四层顶)及内墙-2.300 m~11.6 m(四层顶)均采用M10混合砂浆砌筑,11.6 m(四层顶)以上均采用M7.5混合砂浆砌筑,板平圈梁、构造柱及全现浇钢筋混凝土楼、屋面板结构体系。另该住宅楼为提高建筑物的整体刚度,1~6层三道内外纵墙均为370厚。

2 裂缝形态及成因

现场我们对楼板裂缝的位置及形态进行了绘制,并测量了裂缝宽度(总体介于 0.06 mm~0.25 mm之间),发现该楼裂缝大致呈三种形态:①穿过灯口直线分布;②楼板角部斜向裂缝;③平行于墙体直线分布,裂缝形态见图1。

综合现场检测的结果和调查了解的情况,并查阅相关的图纸及工程资料,根据裂缝出现的部位及裂缝形态,将裂缝归纳成三类:

图1 裂缝形态

2.1 沿预埋管线位置的裂缝

该裂缝主要现在沿板中预埋管线的位置,裂缝大致呈直线规则状,且基本都穿过灯口,沿楼板通长存在。

此类裂缝的出现主要是由于楼板内埋设有PVC电线管,且局部线管多层交叉重叠,而PVC线管的线膨胀系数大于混凝土的线膨胀系数,施工时为方便线管固定,一般会将线管绑扎在板底钢筋上,使得该处的混凝土保护层厚度必然较其他部位薄,当楼板受到外界温度、湿度等因素变化影响时,混凝土内部会产生温差应力和收缩变形,导致楼板内部产生较大的内拉应力,当内拉应力超过同期混凝土抗拉极限时,就会在电线管预埋处等薄弱位置发生开裂,使内拉应力得以释放,且基本贯通板厚。

2.2 楼板角部的斜向裂缝

该类裂缝主要出现在楼板角部,呈 40°~45°斜向状,且基本贯通。

此类裂缝产生的主要原因是由于楼板角部的混凝土和外围的暴露部分混凝土的强度不一致,外围圈梁混凝土为 C30,内圈梁及板为 C20,沿外墙混凝土强度大于内墙混凝土强度,加之施工时一会内、一会外的浇筑,有些地方没有很好的区分,造成了混乱。限制了混凝土强度的自然增长,限制了混凝土现浇楼板的自由变形,在温差和混凝土收缩变化时,楼板转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱,故在此处的楼板容易产生裂缝。属混凝土自身收缩变形所致。必须指出的是,形成此种裂缝系角部浇筑混凝土时负弯矩筋受到踩踏下沉,减薄了该处板的有效厚度所致。

2.3 沿负弯矩筋端部位置的裂缝

该类裂缝主要出现在沿楼板负弯矩筋端部的位置,裂缝走向基本与四周墙体平行,一般沿楼板通长存在,贯通于楼厚。

此类裂缝的出现主要是由于楼板混凝土在负弯矩筋区域内受到较大约束,其余部位相比此处约束较小,在混凝土内部温度和自身收缩的影响下,致使混凝土在板中负弯矩钢筋端部位产生应力集中,进而产生开裂现象。

3 裂缝的危害性

上述楼板的裂缝总体是因自身的变形变化导致的,对结构的承载能力没有危险,但裂缝的存在给人思想上带来了压力,并且直接影响了结构的外观,还易诱发钢筋锈蚀介质的侵入,加剧混凝土的碳化,进而影响结构构件的耐久性,同时裂缝的存在对建筑物使用功能的使用者心理也产生一定的影响。因此,应对开裂的楼板进行适当的修补,修补时应根据裂缝的种类,确定修补材料、修补方法的与时间。

4 处理方法

该小区楼楼板的自身收缩可能尚未完成,我们要求施工单位对裂缝的数量、宽度、形态先进行一段时间的贴近观察,待裂缝发展稳定两个月后,再对出现裂缝的楼板进行修补处理。由于该楼存在裂缝的楼板数量较多,程度不一,故在处理时应进行针对性处理,具体方法如下:①对于楼板裂缝的宽度大于0.2 mm或者已贯通板厚的楼板裂缝,建议采用注射法进行修补,即以一定的压力将低粘度、高强度的裂缝修补胶液注入裂缝腔内,注射前应对裂缝周边进行密封。②对于裂缝宽度小于0.2 mm且未贯通板厚的楼板裂缝,建议采用表面封闭法进行修补,即利用混凝土表层细微独立裂缝或网状裂缝的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透性的修补胶液,封闭裂缝通道。对于细小的裂纹在楼板的面清理干净后用粘贴碳纤维布的方法予以加固。③裂缝修补完毕后,尚应在出现裂缝的楼板表面粘贴纤维复合材料以增强其封护作用。

5 控制措施

对于混凝土楼板裂缝的控制,是一个多方面,多手段的过程。通过对该楼版裂缝成因的分析可知,如在施工过程中,采用有效的控制措施是能够使楼板不出现或少出现此类裂缝。①对于沿预埋管线位置的裂缝,应在预埋管线位置处增设抗裂构造钢筋,同时在施工过程中对于管线较多且集中的部位,可增设放射筋,并应避免交叉,当多条管线集中平行布置时,可增设线盒,并在预留孔洞位置两侧增加防裂构造筋进行防治。②在楼板角部增设放射筋是控制楼板角部 45°斜向裂缝出现的常见措施,但也存在一定的缺陷,楼板角部钢筋较多,所以一般放射筋应放置在负弯矩筋上,且放射筋不宜太长。③对于负弯矩筋端部位置的裂缝,应严格控制负弯矩筋的有效高度,并在沿负弯矩筋端部位置的板面铺设平行于墙体的钢筋网片,以抵抗温度、收缩应力的作用,降低开裂现象的发生。④施工过程中,要加强施工人员的责任心,严格控制两个等级的混凝土混用,应严格按照相应的规范规程施工,避免因人为原因导致防裂措施的实效或者降低。

6 结束语

本工程中所出现的混凝土楼板裂缝虽然对结构的承载能力无危害,但对结构的使用性能、耐久性等产生了一定的影响,对在此安置的业主心理造成了一定的压力。因此,现场通过对楼板裂缝原因的分析,然后提出经济合理、针对性强的处理方法进行修复处理,并针对不同的开裂原因提出了针对性强的控制措施,从而确保该工程能长久、安全的使用。该项目共建了11栋 6+1的砖混结构住宅楼工程在经过上述方法处理后,未发现裂缝再次出现,目前使用状况良好。

[1]曲德仁.混凝土质量控制[M].北京:中国工业出版社,2003.

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