探讨现浇混凝土楼板裂缝的预防和治理方法

2024-03-22 06:51
建筑与预算 2024年2期
关键词:楼板灌浆裂缝

潘 施

(福建工程建设监理有限公司,福建 福州 350000)

建筑工程的建设规模随着社会发展在不断扩大。虽然新技术和新工艺的应用改变了传统建筑方法,但是仍然存在着诸多质量问题,其中较为普遍的是楼板裂缝问题。尽管可以利用控制手段降低其产生概率,却无法彻底消除。一般来说,内力低于30%极限荷载时,普通钢筋混凝土构件会出现裂缝问题[1],宽度通常在0.2 mm 以下,情况较为严重时会产生结构性裂缝,对建筑的安全性与稳定性造成不利影响。因此,需要综合分析裂缝的成因、分布和结构受力等情况,加以区分并及时进行处理。

1 工程概况

以位于某市行政规划区的一小区为例,A01#楼在该小区的东南角,建筑面积约为14 486.4 m2,管桩整板基础,上部结构是钢筋混凝土框架-剪力墙结构。在浇筑混凝土楼板后发现较多不规则裂缝,且裂缝情况随施工进度逐渐变得更加严重。待施工至第5 层时,局部裂缝已经发展为贯通性裂缝,呈龟裂状态,分布在钢筋附近、PVC 电线管附近等区域,具有较强的不均匀性特征。该项目中的裂缝长度大部分在8~11 cm,最长的裂缝在1.8 m左右,为局部荷载裂缝。

2 影响建筑现浇混凝土楼板裂缝因素

2.1 施工问题

建筑工程中如果在施工期间出现问题,会导致混凝土楼板出现裂缝。

(1)在混凝土没有彻底凝固前就移动模板,或使模板变形,塑性混凝土随之出现变形一致的裂缝。如果模板的平整性不达标,浇筑混凝土后的有效截面高度会产生差异性,导致裂缝在外部荷载影响下扩大并加深。

(2)混凝土的养护措施没有彻底落实,保温、浇水等环节存在疏漏,导致混凝土的水分大量散失,质量与体积都有所降低,早期楼板混凝土强度不足以抵抗其产生的变形应力,进而引发开裂问题;钢筋保护层的问题,施工时垫块间距超出1.5 m 后,钢筋网的合理保护层厚度就会失效,对混凝土抗拉受力产生负面作用,最终引发裂缝问题[2]。

2.2 材料问题

施工时使用的预拌泵送混凝土属于大流态混凝土,坍落度与砂率较大,水泥用量多,因此,其收缩值也大幅增加,产生塑性和干燥收缩等多种混凝土收缩问题,增加了裂缝的产生概率。混凝土中水泥充分水化需要0.38 水灰比的用水量,而大量施工时可能会超出标准数值,导致浆体收缩,而且混凝土弹性模量高、抗拉强度低,共同作用下促进了裂缝的产生。混凝土的干燥收缩值受其体积稳定性和环境相对湿度的影响,粗骨料的稳定性大于砂子,降低砂率和用水量能够有效减少干燥收缩性裂缝[3]。

2.3 设计问题

钢筋直径与裂缝宽度成正相关的关系。因此,在设计时要尽量选取小直径高密钢筋。一般来说,产生裂缝的混凝土板厚度约为100 mm,工程跨度为3.0~3.6 m,而跨度超过3.9 m,厚度在120 mm以上的混凝土板中裂缝较少。设计时要尽量增加楼板截面的有效高度,达到减小裂缝宽度的目的。建筑工程中通常会在楼板内埋设电线管。如果设计中的多根电线管布置方式是交错或叠放,会削弱板内的有效截面,邻近房建楼板厚度小,负弯矩钢筋较差,PVC 管线与混凝土握裹黏结力低、刚度差、弹性大,在混凝土板中的位置不易固定。这些因素的共同作用导致应力集中,进而出现裂缝[4]。

3 现浇混凝土楼板裂缝的预防策略

3.1 重视施工要点

混凝土变形对现浇混凝土楼板裂缝有直接影响。环境温度变化、基础不均匀沉降是导致混凝土变形的重要因素。因此,为了规避变形引发的裂缝风险,应当通过强化混凝土抗拉性能的方式进行处理,以提高结构的整体强度。需要注意的是,如果混凝土抗拉性能在设计强度以上,施工时要重点把握裂缝间隔。

振捣混凝土时尽量采用二次抹压技术,主要是指在表面刮平1 ~2 次后,初凝前再进行二次抹压,保证搓平压实、混凝土不再下沉,振捣时必须除去浮浆,禁止用振捣棒赶料。用铝合金刮杠刮平时,在钢筋上方的50 cm 处拉白线设置区域方格。浇筑完毕后要进行区域封闭,直至混凝土强度超过1.2 MPa。混凝土养护期间需要使用塑料薄膜进行覆盖,要求弹线工作只能在放线部位揿开薄膜处进行。强度达标后使用浇水等方法养护一个星期,浇水量和次数随气温变化进行相应调整。

针对钢筋保护层的问题,应当从设置小马撑等方面进行处理。要求将小马撑的间距控制在70 cm 以内,Φ8 钢筋则需要控制在60 cm 以内。流量大的通行处必须设置临时通道,并在较为脆弱的部位铺设即时性活动跳板,防止混凝土因踩踏产生变形问题。在材料吊卸堆放区搭设模板支撑架前,应当使用间距小于800 mm的加密立杆与搁栅,新浇筑混凝土表面要铺设旧模板。这些操作能够增强支撑架刚度,减少冲击振动荷载,扩散应力,降低裂缝产生概率。施工期间要合理安排作业计划,保证工程质量。例如,主体结构每层的施工速度应当控制在10 d左右,预留出充足的养护时间。

3.2 严格选用材料

严格选用材料能够从源头上控制楼板裂缝问题。要求把握好混凝土中原材料的质量与用量,使其性能处于稳定状态。为了增强混凝土的流动性,需要掺入二级粉煤灰,其用量不得超过水泥量的20%。砂泥含量要低于3%,石泥含量要低于2%,砂率控制在42%以内。粗骨料最好选择5~25 mm 的连续级配石子,用量要高于1 000 kg/m3。砂子最好选择细度模数μf超过2.3 的天然砂。使用前要经过水洗处理。浇捣混凝土的坍落度控制为12~16 cm,冬季测温时保证入模温度高于5 ℃。上述的材料控制方法都能有效改善混凝土的性能,增强其抗裂性。

3.3 完善设计方案

为了降低建筑屋面的导热系数,限制其热量流动,应当在建筑外层加设保温隔热层,要求尽量使用颜色不深的施工材料,提高隔热层的反射能力,控制热量的吸收。此外,还要根据施工情况设置尺寸适应的伸缩缝,减少温度裂缝。为了实现预防目标,设计方案时需要注意3 点。

(1)增加适宜的局部楼板厚度,从而提高楼板的抗弯刚度,满足被削弱的楼板截面的需求,避免电线管交叉布置较多带来的不利影响。

(2)改变负弯矩钢筋直径,以等强代换法将光圆钢筋的规格从Φ8~Φ12 换至Φ6~Φ10,提高负弯矩钢筋密度,从而加强楼板的抗裂性。

(3)改变电线观察布线方式。线管重叠处采用线盒连接法,集散处采用放射分布法,平行排列时不得过于紧密,预埋线管处增设的钢筋规格为Φ6~Φ8,间距不超过150 mm,两端锚固长度大于300 mm。

4 现浇混凝土楼板裂缝的治理

4.1 裂缝处理技术

裂缝的加固方法有表面修补法、结构加固法、内部修补法。基于该工程特征,主要考虑内部修补法,其中化学灌浆法的使用率较高,其具有黏结强度高、可灌性强、收缩小等优势,可有效恢复建筑结构的整体性能。所用的填充材料种类丰富,其中性价比较高、使用性能更好、应用度最高的是环氧树脂浆液[5]。同时,对操作人员的技术要求也较低。在采用化学灌浆法时应结合工程实际情况,通过检测裂缝性质,确认裂缝宽度等方式整体判断并进行合理选择。通常采用骑缝直接施灌化学浆液。要求用适宜的黏贴材料将施灌设备固定在裂缝上方,以免出现位移等问题,影响处理效果。灌浆嘴间距保持为40~50 cm,环氧浆液的硬化条件是温度20~25℃、时间15~24 h。对于较宽的平面或立面裂缝、缺少灌浆设备时,可以手动压泵进行施工。

4.2 该工程裂缝治理方案

该工程裂缝宽度大多不超过0.5 mm,深度为5~10 mm,结构比较稳定。综合考虑后,决定使用灌浆树脂进行裂缝的封闭处理。施工过程中要运用到的设备是YJ-自动压力灌浆器。该机具可用肉眼确认注入情况。施工前先利用放大镜观察裂缝情况,清理表面灰尘和油污,然后确定注入口并贴上胶带,间距控制为20~30 cm,用YJ-快干型封缝胶涂刮裂缝表面。揭下胶带后在注入口粘上底座,安装灌浆器,进行灌浆操作。施工结束后将各类设备工具拆除,并清理表面多余胶体。处理裂缝使用的灌浆料是AB 型树脂,选择溶剂型的产品,其主剂为环氧树脂、高聚物乳液等[6]。配剂包括各类活性助剂和添加剂,在干燥和潮湿环境下都能顺利固化,具有韧性好、强度高、适应性强等优势,使用时一次配合量不宜超过500 g,该树脂的具体性能可参考表1。

表1 AB 型树脂性能

5 结语

综上所述,混凝土是建筑工程经常使用的材料,在硬结过程中就已存在微观裂缝和微孔,在外荷载的直接应力、结构变形等因素的影响下,最终会产生宏观裂缝问题,从而降低工程质量和实际使用性能。因此,需要重点把控相关环节,分析裂缝成因和特征,结合实际情况制定针对性较强的处理方案,关注施工过程中的薄弱区间,对裂缝问题加以预防和治理,进而增强结构的稳定性,保证建筑整体的安全性和耐久性。

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