侯 晋 杰
(山西省建筑科学研究院,山西 太原 030001)
现浇钢筋混凝土楼板裂缝控制措施及修复方法
侯 晋 杰
(山西省建筑科学研究院,山西 太原 030001)
对某工程钢筋混凝土楼板产生的几类裂缝进行了原因分析,阐明了裂缝对结构的危害性,提出了该工程相应的裂缝修复处理方法,并从施工方面提出了针对性的预防和控制措施,为解决相同类型的工程问题积累了经验。
现浇钢筋混凝土楼板,裂缝,措施,修复方法
随着我国经济飞速增长,城市化进程也日益加快,随之而来的是建筑业的迅猛发展。现代建筑中用量最大的非“混凝土”莫属,而预制混凝土楼板已逐渐被现浇混凝土楼板所代替。因其对结构的整体性、抗震性均表现出良好的效果,故被广泛使用。然而,在施工过程中或后期使用中,钢筋混凝土楼板裂缝这一质量通病经常出现。由于钢筋混凝土楼板容易出现裂缝,各地住房保障管理部门或物业管理部门也接到诸多此类问题的投诉。笔者在日常实际工作中遇到很多的楼板裂缝的检测工作,积累了一些经验,下面笔者通过曾经负责检测的一个工程实例,按照裂缝不同的特征分别阐述其成因,分析各类裂缝对结构的危害,提出几点预防和控制的措施供大家参考。
某住宅楼为地下1层、地上25层钢筋混凝土框架结构,交付使用后不久,该楼部分住户家中顶板出现裂缝,并且有些裂缝在短时间内发展明显。
1.1 裂缝特征及成因
现场我们将该楼存在的楼板裂缝按照特征进行了分类,并且量测了裂缝的宽度(总体介于0.06 mm~0.44 mm之间)。查阅该工程相关的图纸、资料,综合现场检测的结果及调查了解的情况,根据裂缝存在的位置、形态等特征情况,可将其归纳为六种类型,裂缝形态见图1。
Ⅰ:跨中附近较为平直的裂缝。该类裂缝多数出现在楼板的跨中部位或接近跨中的部位,呈平直状发展,裂缝走向多数平行于板边。
此种裂缝主要是由于混凝土楼板受内部温度变化和自身收缩的作用,致使混凝土局部出现应力集中产生变形所致。由于本工程现浇钢筋混凝土楼板所采用的混凝土为泵送混凝土,其水泥用量、水灰比、坍落度等都比较大,石子粒径又比较小,混凝土的收缩值较大,从而在跨中附近开裂。
Ⅱ:沿板中预埋管线位置的裂缝。该类裂缝多数穿过灯口或存在于灯口附近位置,并沿线管埋设部位斜向或平直延伸,部分已发展至板边。
此种裂缝主要是由于楼板内埋设有电线套管,线管的存在使楼板的有效截面受到了一定程度的削弱,又因线管材料与混凝土的线胀系数不一致,二者之间的粘结效果较差,故易在此处出现收缩变形,导致混凝土开裂。
Ⅲ:沿负弯矩筋端部附近的裂缝。经现场量测,该类裂缝基本集中于楼板板边700 mm~1 300 mm范围内,沿板长方向且平行于板边发展,经查阅该楼设计图纸,存在裂缝位置的部位恰好为板内负弯矩筋端头所处的区域。此种裂缝主要是由于楼板混凝土在负弯矩筋区域内受到的约束比其他部位的约束大,在混凝土内部自身收缩和温度变化的影响下,混凝土在楼板中负弯矩钢筋端部的位置产生应力集中,从而导致楼板在此部位开裂。
Ⅳ:楼板角部约45°斜向裂缝。该类裂缝存在于个别楼板的角部,裂缝与板边夹角大约呈45°,斜向发展。此种裂缝产生的主要原因是由于楼板在角部受到周边梁、柱或墙的约束,因此限制了混凝土楼板的自由变形,而楼板角部夹角平分线方向(即45°方向)的抗拉能力相对较为薄弱,在温差和混凝土自身收缩共同作用下,此处容易产生裂缝。
Ⅴ:局部网状裂缝。该类裂缝多存在于楼板中部附近并向板边的方向延伸,直至末端收敛,走向呈不规则的网状裂缝。此种裂缝是由于楼板混凝土在浇筑凝结后水分挥发较多、较快,导致楼板表面产生的干缩裂缝。这些区域的楼板浇筑时间为5月份,正好处于多风季节,如浇筑后养护不到位,极易造成此种形态的裂缝。
Ⅵ:个别楼板挠曲变形裂缝。个别楼板存在多条垂直于板短边方向的裂缝,经测试此类裂缝存在部位处楼板的挠度,其板短边跨度方向的挠度计算值超出规范允许值7.5 mm~10 mm。
此种裂缝是由于施工过程中楼板在早期承受荷载或模板拆除较早,引起楼板在短边跨度方向挠曲变形过大,造成混凝土楼板产生弹性变形,致使混凝土早期强度较低时或无强度时,承受过大的应力所致。
1.2 裂缝的危害性
该楼顶板存在的垂直于板短边方向的裂缝为楼板产生较大挠曲变形所致,已影响了该轴段楼板的承载力和耐久性。
该楼顶板存在的沿楼板跨中位置、板中负弯矩钢筋端部位置、预埋管线位置走向的裂缝以及楼板角部呈45°斜向发展的裂缝均属于因混凝土材料收缩和温度变化共同作用所致的非受力裂缝;网状裂缝属于楼板混凝土在浇筑凝结后水分挥发较多、较快,导致楼板表面产生的干缩裂缝。另外,在住户入住使用后,冬季采用地暖供暖,板内暖管的存在使混凝土楼板产生较大温差,造成裂缝集中在供暖期内表现明显,且较入住前增多。上述楼板存在的裂缝是因自身的变形变化导致的,均为非受力裂缝,对结构的承载能力无影响,但裂缝的存在影响结构的整体性和使用功能,易使空气中的水蒸气及二氧化碳等有害介质侵入,侵蚀混凝土内部,造成裂缝内部混凝土过早碳化,受力钢筋产生锈蚀,从而降低结构的耐久性。同时裂缝的存在对建筑使用功能也会造成一定的影响,给住户带来心理上的恐慌。
综上所述,应对开裂的楼板进行必要的处理,处理时应根据裂缝的种类,确定材料、方法和时间。
1.3 裂缝修复处理方法
由于该楼存在裂缝的楼板数量较多,并且裂缝性质不尽相同且程度不一,故在修复处理时应采取合理的、有针对性的方法,具体如下:1)由于该楼个别楼板因挠曲变形过大,产生多条裂缝,这些裂缝和变形超标已对结构的承载力造成影响,故应立即对这些楼板采取加固补强处理。处理时应先采用环氧基液将裂缝进行有效封闭,待裂缝封闭后再粘贴纤维复合材,对其进行有效的加固补强。2)因当时该楼存在非受力裂缝的楼板其自身收缩大多尚未完成,故我们建议委托方先对楼板裂缝进行一段时间的观察,待裂缝发展基本趋于稳定后,再对裂缝进行合理的处理。3)对于宽度小于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,可先将裂缝处清洗干净,待干燥后用环氧树脂灌缝或在表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝。这种方法是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,起到封闭裂缝通道的效果。4)对于宽度大于0.2 mm或已贯通板厚的楼板裂缝,建议采用压力灌浆法进行处理,压入前应对裂缝周边进行密封。这种方法是利用压力设备将胶结材料压入混凝土楼板的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵裂缝的目的。
对于混凝土楼板裂缝的防护及控制,是一个涉及多手段,多方面的复杂过程。通过对该楼楼板裂缝成因的分析可知,如在施工过程中,采取有效的防护和控制措施就能够减少或避免楼板裂缝的出现。
1)严格按操作规程施工,杜绝过早拆模,或混凝土在早期强度过低时承受过大的荷载。2)对于沿预埋管线位置的裂缝,应在预埋管线位置处增设相应的抗裂构造钢筋进行防治,同时应保证保护层有适当的厚度,当多条管线集中平行布置时,可增设线盒。3)楼板角部的45°斜向裂缝可通过适当增加板厚、提高板的配筋率、有针对性地增配放射钢筋等措施进行防护和控制,角部放射筋的位置应严格绑扎到位,严禁踩踏,同时不得遗漏角部的构造筋。4)对于负弯矩筋端部位置的裂缝,应严格控制楼板负弯矩筋的保护层厚度,使其混凝土有效高度尽量满足设计要求,施工时应合理、科学安排各工种的交叉作业时间,线管预埋应在板底钢筋绑扎后及时穿插并争取完成,减少板面钢筋绑扎后作业面的人员数量,降低对钢筋网踩踏的几率。同时在混凝土浇筑前和浇筑过程中,及时安排钢筋工对楼板钢筋进行修整,修整时应重点注意支座端部受力最大处以及混凝土楼板裂缝最易发生处,从而减少开裂几率。
现浇钢筋混凝土楼板裂缝是一个带有普遍性的技术问题,不可能完全杜绝,但是经过分析研究,可以找出原因,对症下药。但现浇钢筋混凝土楼板裂缝的控制重点在于预防,而不在于事后的处理,我们可以通过从设计、施工、材料等环节,有针对性地采取对策,进行预控,就可以最大限度减少楼板裂缝的产生,从而不影响结构的耐久性和正常使用。
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On crack control measures of cast-in-place reinforced concrete floor and maintenance method
HOU Jin-jie
(Shanxi Architectural Academy, Taiyuan 030001, China)
The paper undertakes the causes analysis of some types of cracks on some reinforced concrete floor, illustrates the hazards of the crack on the structure, points out respective crack maintenance approaches, and points out according prevention and control measures from the construction, so as to accumulate some experience for similar projects.
cast-in-place reinforced concrete floor, crack, measure, maintenance method
1009-6825(2014)31-0055-02
2014-08-28
侯晋杰(1980- ),男,工程师
TU312.3
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