【摘要】混凝土开裂是建筑行业的质量通病,由于楼板混凝土位置特殊,且混凝土厚度较薄一般为10~12 cm,一旦出现裂缝严重影响房屋质量。因此,如何减少混凝土开裂是一个值得重点探讨和思考的问题。结合实例对裂缝成因作了介绍,强调应作基本质量调查,即钢筋保护层厚度、钢筋间距、楼板厚度、混凝土强度级别:(基本符合设计要求),再来决定裂缝的处理方法。对裂缝防治及处理方法作了探讨。
【关键词】房屋建筑; 裂缝防治与处理; 温度应力;
【中图分类号】TU746.3【文献标志码】B
[定稿日期]2024-04-25
[作者简介]马晓宁(1989—),男,本科,工程师,从事房屋建筑工程技术管理工作;
沈佳威(1990—),男,本科,工程师,从事房屋建筑项目管理工作;
唐鑫(1990—),男,本科,工程师,长期从事水利水电工程、公路工程、房屋建筑工程施工技术管理工作。
1 工程概况
该住宅工程为二类高层公共建筑,基础为筏板基础,结构形式为剪力墙结构,地下2层地上17层,层高2.9 m,设计板厚11 cm,楼板采用C30混凝土浇筑,楼栋均采用隔震技术;抗震设防烈度设计为9度。设计结构安全等级为2级,设计使用年限为50年。
经现场排查,现场发现部分楼地面出现板面裂缝,出现的裂缝类型为上宽下窄,由此可以确定为不是受力裂缝;裂缝主要位于客厅顶板以部分卧室顶板的中央位置,裂缝宽度约为0.05~0.3 mm之间;裂缝深度采用人工剔凿检查,大多数裂缝深度为1~2 cm为浅表裂缝,少数贯穿裂缝,经现场洒水检查有轻微渗水现象。裂缝走向以板长边基本平行,呈不规则方向分布,且裂缝未贯通整块结构板(图1)[1]。
2 楼板质量检测及裂缝原因分析
2.1 楼板质量检测
(1)设计保护层厚度为:1.5 cm允许偏差为(±5 mm);实测保护层厚度为:18 mm、13 mm、19 mm、23 mm、16 mm、17 mm、18 mm、13 mm、15 mm、17 mm,现场实际共计检测10个检测点,合格9个点,检测合格率90%,满足规范要求。
(2)钢筋设计间距:钢筋间距为20 cm允许偏差为(±20 mm);实测钢筋间距为:192 mm、205 mm、190 mm、210 mm、185 mm;194 mm、190 mm、210 mm、230 mm、210 mm,现场共检测10个点,合格9个点,检测合格率90%,满足规范要求。
(3)楼板设计厚度:为11 cm;实测厚度为113 mm、115 mm、109 mm、112 mm共检测4点,合格率100%,符合设计要求。
(4)楼板混凝土强度等级:本工程设计混凝土强度等级为C30,经现场回弹检测混凝土强度合格。
通过分析,楼板产生裂缝是可能由温度应力原因造成的,由于裂缝属于表面裂缝,并未贯穿整个楼板,经设计单位研究分析得出结论,该裂缝不影响建筑结构安全功能,可通过化学灌浆的措施对裂缝进行修补处理[2]。
2.2 裂缝影响因素分析
混凝土裂缝成因复杂繁多,一般情况下,引起混凝土结构中的裂缝的原因大约有以下几种:(1)过早受力从而产生裂缝;(2)随着上部结构不断施加荷载导致沉降裂缝产生裂缝;(3)楼板内预埋的水电管路不均匀导致裂缝的产生; (4)混凝土收缩裂缝;(5)气候原因引起混凝土开裂;经分析由于施工所在地的昼夜温差明显从而导致裂缝的产生。
2.2.1 混凝土变形收缩
由于主体结构混凝土浇筑方式绝大多数采用泵送入仓的方式,而泵送混凝土要求有较好的塌落度和流变性能,在浇筑过程中若施工人员的疏忽出现漏振,就容易产生局部骨料分离的现象出现。因此,混凝土凝固后由于偶然荷载的原因使混凝土的拉应力大于混凝土的抗拉强度时候从而导致裂缝产生。
2.2.2 温度应力
混凝土为组成由砂石骨料、水泥、气体、水分等所组成的非均质材料,混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,大量的水化热聚集在混凝土内部而不易散发,导致混凝土内部温度上升,而混凝土表面散热较快,使得混凝土内外出现较大的温差。当温度应力大于混凝土的抗拉极限强度时,常常会在混凝土结构物变截面或断面较小处导致混凝土产生温度裂缝。由于施工所在地的日、夜温差较大、气候干燥,导致混凝土表面散热较快,进而使内外出现较大的温差,进而导致楼板进一步开裂。
2.2.3 支撑脚手架拆除过早
由于施工进度要求紧,现场施工速度过快,且没有配置足够的支撑材料,按要求拆模强度不低于75%时才可以拆除支撑体系,为了加快材料周转速度,将支撑体系提前拆除,由于混凝土的抗剪能力相对于抗压能力较差,提前拆除支撑体系使混凝土产生了剪力破坏从而增大裂缝产的生。
2.2.4 顶板过早施加荷载
混凝土浇筑完成后未按要求进行养护、未达到一定的强度等级,且急于进行上层构造钢筋的安装,使表面过早受到荷载,导致混凝土出现不均匀的下挠,从而产生裂缝情况发生[4]。
2.2.5 管理因素
(1)人的因素:在实际施工时可能会遇到施工难度较大、技术相对复杂的屋面工程,若现场技术人员对其相关施工管理经验与理论知识水平不足,施工管理人员在施工中就无法起到检查、监督整改、验收质量的重要作用,若作业人员本身相关操作经验与作业能力不足,就可能导致其主要监督、检查形同虚设,作业内容将会存在严重的质量隐患,在单元工程施工完成后就可能产生一些质量问题。因此,项目部须加强对管理人员相关专业知识的培训,避免施工质量问题的发生。
(2)材料、设备因素:在施工中若使用的材料不符合设计及规范要求,将会直接影响施工质量。在相关材料进场时,项目部应对进场材料作进场验收,并对相关质量证明文件进行核查,及时对需要二次复检的材料进行取样送检,检测合格后方可投入使用。对于现场施工中使用的主要机械设备,在其设备进场与使用前,项目部应安排专人进行验收,了解设备的新旧程度和使用性能,并收集核查机械设备的相关质量证明文件,确认完好后再进行施工。
3 裂缝处理方法
根据裂缝情况不同,处理方式也有所不同,因此根据现场裂缝情况制定如下处理方法。
3.1 宽度小于0.3 mm且未贯穿的裂缝处理
在开裂混凝土结构的表面上沿裂缝剔凿“V”槽,开槽宽度为2 cm,深度为1.5 cm,开槽完成后采用压缩空气清扫槽内残渣并用高压水清洗干净,采用环氧胶泥对槽内填满抹平(图2)。
3.2 宽度小于0.3 mm且已贯穿的裂缝处理
采用SL-1400高渗透改性环氧树脂(A、B组份),浆液配比拟为A∶B=5∶1,施工过程中的实际配比需根据现场配比试验确定,灌浆仪器采用SL-999电动化学灌浆机进行灌缝封堵处理,灌浆压力0.2~0.5 MPa,将裂缝填满,表面有将液析出为止。
布孔完成后在“X”标示点的位置钻孔,水平位置距离裂缝3~4 cm处钻孔。孔与板面夹角为45°,孔径10 mm,钻孔深度为板厚的一半为50~60 mm,孔位布置如图3所示[3]。
4 预防措施
4.1 严格按照浇筑工艺操作
4.1.1 铺料与振捣质量控制
楼板混凝土浇筑路线由短边始向长边方向连续浇筑。混凝土布料按分散布置原则进行,间距不大于2 m,铺料厚度应适当大于楼板厚度,避免骨料集中现象,施工过程中不得随意改变水灰比,若出现混凝土的性能变化应及时通知试验人员进行调整。铺料过程中应采用刮尺进行初步刮平,铺料完成后采用平板振捣器顺着铺料方向充分振捣,避免漏振、超振现象。
4.1.2 楼板厚度、楼板面平整度控制
混凝土浇筑前应在楼板上做好厚度标记点或采用厚度控制垫块,浇筑过程中现场技术人员及时对铺料厚度进行检查,随时检查厚度控制垫块情况,浇筑过程中配合刮尺使用,严格控制楼板厚度和混凝土表面平整度。
4.1.3 板混凝土收面
为有效减少混凝土裂缝的发生应采用二次收面,用钢抹子或木抹子在混凝土表面反复压抹,直到达到工程所需表面光洁要求,按要求一般收面要两遍,在振捣完成后进行第一次收道面,二次收面在混凝土将要初凝前进行,这样收的混凝土面子比较光滑且不易裂缝,收面完成后采用毛刷对混凝土表面进行处理,拉毛纹路应平整顺直,表面处理完成后应保持混凝土表面清洁无杂物。
4.2 工序质量控制要点
(1)施工过程中安排实验人员对混凝土塌落度进行测试,其塌落度控制在180~220 mm以内,对塌落度大的商品混凝土坚决退场。
(2)模板支撑体系必须进行受力计算,现场必须严格按照施工方案搭设,保证支撑体系满足要求的稳定性和刚度。
(3)施工期间的温度变化,混凝土强度的发展时间略有不同,拆模前必须对结构强度进行检测,保证拆模时混凝土强度必须满足规范要求。
(4)楼板混凝土浇筑完成后,必须进行二次振捣和二次收面工作。
(5)楼板混凝土浇筑完成后应及时进行养护,养护采用专人洒水养护或采用塑料薄膜覆盖养护保持混凝土表面湿润,养护时间不少于7天。
(6)模板支撑体系拆除严格按照规范要求,当跨度大于2 m小于等于8 m使拆除时结构物实测强度不低于设计强度的75%,现场人员加强监管,拆模前使用回弹仪对结构混凝土进行回弹检测,严格控制拆模标准。
(7)混凝土浇筑完成后应作好成品保护工作,在混凝土强度低于2.5 MPa时,不得进行上部施工作业。当混凝土强度低于设计强度的75%时,不得在表面堆放重物,必须要堆放重物时应采取有效的缓冲措施[4]。
在实际施工过程中,要严格按照正确的施工工艺要求进行施工,在上道工序合格的基础上再进行下道工序的施工,层层确保施工质量。施工完成后需加强成品保护工作,避免其他原因造成损坏。
5 结束语
混凝土工程质量控制是一个系统工程,要综合考虑人员因素、材料因素、施工方法、环境因素等等。只有严把每一道工序质量关口,提高作业人员素质,同时不断加现场强管理人员自身的专业技术知识的提升和作业人员的交底工作,加强监督检查这样才能更好地控制现场施工质量。加强现场管理,努力消除各方质量隐患,才能有效把控施工质量。
参考文献
[1] 混凝土结构工程裂缝判断与处理[M].北京:中国建筑工业出版社 2010.
[2] 建筑施工手册[M].第4版. 北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[3] 水工建筑物化学灌浆施工规范: DL/T5406-2010 [S].
[4] 建筑防水材料应用技术规程: DBJ13-39-2011[S].