高層住宅樓面裂縫原因分析處理

1、高層住宅樓面裂縫原因分析處理 建筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的普遍應用,伴隨著商品混凝土的推廣,建筑樓面出現(xiàn)裂縫的機率在增加,日益受到社會人士關注;專家認為掌握裂縫是個系統(tǒng)工程。樓面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫原因復雜,有材料、溫度變化等原因,也有設計、施工、使用等方面問題;而樓面沿板內(nèi)預埋管線出現(xiàn)的裂縫尚未引起工程人員足夠重視,查找其成因,利于有目的進行裂縫掌握。 1.住宅樓面裂縫發(fā)生狀況 某工程為高層住宅樓,地下一層,地上22層,面積3.2萬m2,其中裙樓三層,上部為四個單元住宅,均為每單元2戶,標準層層高2.9m,工程采用剪力墻全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),房屋總長85m,設計及施工中留設后澆帶、加強帶。工程采用混凝土強度等級為:

2、c40(八層以下)、c35(八十八層)、c30(十八層以上)砼采用商品混凝土,級配見下表: 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 住宅標準層樓板厚以110mm為主,廚房、陽臺板厚為100mm,局部為120mm,部分層次(4、8、14、18)為150mm(r12150雙層雙向配筋)。典型樓板配筋:4.2m

3、*5.1m房間板厚120mm,板底采用r8150*200,板面負筋為r8130長1150,分布筋為r8200;3.7m*4.5m房間板厚110mm,板底采用r8150*200,板面負筋為r8150長1050,分布筋為r8200。 該工程±0.00以上主體結(jié)構(gòu)施工期為2021年9月25日至2021年6月28日,共276天;樓地面c20細石混凝土(厚30mm),面層施工期為2021年8月至11月初。工程于2021年12月26日通過了竣工驗收,工程質(zhì)量受到好評,擬申報市級優(yōu)質(zhì)工程。在主體施工時檢查發(fā)覺,樓板結(jié)構(gòu)施工后約2個月出現(xiàn)0.1-0.2mm的裂縫,經(jīng)建設、監(jiān)理、施工方綜合分析后認為樓

4、板的裂縫為非結(jié)構(gòu)裂縫,對結(jié)構(gòu)安全不會造成影響,按各方認同的方案修補施工:在樓面面層施工前鑿“v”形槽用環(huán)氧樹脂修補裂縫,并做養(yǎng)水試驗,保證了裂縫被全部封閉。樓面面層施工后4個月,市級優(yōu)質(zhì)工程驗收前的幾次例行檢查發(fā)覺少量原裂縫的重新出現(xiàn),至2021年5月份,樓板的裂縫數(shù)量激增并趨于穩(wěn)定,經(jīng)逐戶統(tǒng)計,總數(shù)達287條,縫寬多在0.1-0.2mm,0.2-0.3mm寬裂縫共57條,大部分裂縫出現(xiàn)在樓面,約35%的裂縫上下貫穿,68.3%裂縫為原有裂縫處重新出現(xiàn)。 結(jié)構(gòu)平面布置圖 裂縫發(fā)生形式:裂縫多垂直于房屋長邊呈直線外形,沿預埋管線表面發(fā)生;個別裂縫出現(xiàn)在外墻轉(zhuǎn)角處,呈45°分布。 裂縫發(fā)

5、生規(guī)律:板面積越大,裂縫出現(xiàn)幾率越大;南面房間樓面裂縫比北面房間樓面裂縫多;9層以上裂縫較7層以下多,4、8、14、18層未發(fā)覺裂縫。在住宅的客廳和餐廳出現(xiàn)裂縫的部位幾乎相同(板長邊中部的管線表面)。 2.成因分析 裂縫的形成有外荷載、結(jié)構(gòu)計算模型差異、材料的收縮(主要為的混凝土收縮、溫度變形)等原因造成。從技術角度來分析,有設計、施工、材料等方面問題,主要反映如下: 2.1從設計方面看 樓板剛度不足:廳4.2*5.1m,板厚為120mm,餐廳3.7*4.5m,板厚為110mm,設計按多跨連續(xù)板進行配筋計算,側(cè)重于滿意結(jié)構(gòu)安全,較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素,樓板高跨比僅為l/33

6、.6-l/35,其剛度較小對裂縫掌握很不利。 樓板構(gòu)造配筋設計不周:設計在支座處按常規(guī)配設負筋,在中部板面不配鋼筋,當板面出現(xiàn)溫度變形和混凝土收縮,因無構(gòu)造鋼筋約束,板面即出現(xiàn)裂縫。 樓板內(nèi)布線欠合理:由于水電施工圖由各專業(yè)設計,實際施工中出現(xiàn)水電管交叉疊放,或由于設計考慮管內(nèi)容線面積,部分預埋管徑d25;且設計管線位置在樓板跨中,即在單層雙向配筋處,樓板有效截面受到很大程度(15%-40%)減弱,成為樓板最易開裂的部位;當樓板收縮應力大于混凝土極限抗拉強度時,即出現(xiàn)沿管線表面呈直線狀的裂縫。 從房屋的空間結(jié)構(gòu)來看,剪力墻剛度大,約束了剪力墻間梁板的水平向自由變形,而梁剛度又較板剛度大,因各類

7、因素引起的水平向收縮變形均集中到剪力墻間剛度最小的板上,造成這塊板開裂。 膨脹劑的選用與摻量:設計未明確混凝土的限制膨脹率,只提出膨脹劑的品種和摻量范圍,施工時按設計供應摻量進行配比施工,使混凝土的實際限制膨脹率不能達到最佳限制膨脹率。 2.2從施工方面看 水電預埋管施工時在板內(nèi)位置欠合理:管位置過高或過低;位置過高時,極易在板面出現(xiàn)因混凝土硬化收縮產(chǎn)生的裂縫,也易在修理裂縫或室內(nèi)裝修時損壞管線;兩根管線并行布置時,管線間距過小甚至并攏,更易因管線集中而產(chǎn)生裂縫。 空載養(yǎng)護期不足:從樓面混凝土澆完、收光至施工材料堆放,平均空載養(yǎng)護期僅為一天半,人為因素過早地震驚、荷載造成樓板幼齡混凝土內(nèi)部受損

8、開裂。且施工中用塔吊吊運的鋼管、鋼筋等周轉(zhuǎn)材料因受剪力墻鋼筋影響多堆放在預埋管線部位。 2.3從材料方面看 樓板商品混凝土強度為c40(8層以下)c35(818層)c30(18層以上),其收縮變形值為同標號平凡混凝土的1.21.3倍,且商品混凝土單方用水量過大(200kg),其中部分水在振搗時被游離出來,部 分水與水泥結(jié)合成凝膠,相當大一部分為自由水仍留在混凝土孔隙中,成為混凝土干縮的隱患。樓板拆模后,板面和板底長期暴露在大氣中,后期施工的細石混凝土面層養(yǎng)護期過后也長期處于干燥環(huán)境中。正是這種環(huán)境效應(受溫度、濕度、風力影響使水泥石毛細孔、凝膠孔內(nèi)的自由水由表及里漸漸蒸發(fā)),和尺寸效應(樓板暴

9、露面積大,厚度薄)的共同影響,使樓板較其它構(gòu)件更易出現(xiàn)干縮裂縫。 本工程商品混凝土所使用的膨脹劑為uea,需其鈣釩石水化反應充分完全,才能有效發(fā)揮其膨脹性能;項目部較重視混凝土澆筑后1-2天的養(yǎng)護工作,當上部主體施工開始,無法掩蓋養(yǎng)護,只能讓板面上部暴露在空氣中,間斷澆水養(yǎng)護,無法達到良好的養(yǎng)護,造成商品混凝土有效補償混凝土的收縮的性能降低。 綜上所述,本例工程樓板沿預埋管線表面出現(xiàn)的裂縫只是表象,混凝土的干縮、溫度收縮、收縮是要因,而由于施工管線預埋欠合理、樓板剛度不足、材料等多重原因綜合,使本工程樓板沿預埋管線處出現(xiàn)大量裂縫。 3.對策及建議 3.1加強設計掌握:梁板混凝土強度等級不宜大于

10、c30;樓板應雙層雙向配筋,屋面、轉(zhuǎn)換層樓面配筋宜加強;樓板內(nèi)管線應避免出現(xiàn)交叉(將交叉部位設置在梁或墻上);掌握管線直徑,使其不超過板厚的20%且d25;重視房屋外圍護構(gòu)件(外墻、屋面、門窗等)的保溫設計,若使房屋具有良好的保溫性能,不僅可大幅度降低房屋長期能耗,更是削減因溫差變形而引起裂縫的有效手段。 3.2加強施工掌握:采取有效固定措施(經(jīng)計算高度的鋼筋撐腳,預埋管線時管扎在撐腳上或采用砂漿墊塊固定)使預埋管布置在板中部;延長空載養(yǎng)護時間,削減早期荷載裂縫;并行走向管線間距應大于0.25m,在管線集中或交叉處設加強筋,并在上下部鋪放鋼絲網(wǎng),寬度應大于管區(qū)100mm;掌握施工期間及竣工后的

11、門窗洞口風速,削減環(huán)境溫差和風速對結(jié)構(gòu)的影響。 3.3通過商品混凝土生產(chǎn)級配中材料的替換和外加劑的合理使用,降低商品砼的水泥和水用量;配比中添加聚丙烯纖維,可有效削減早期收縮裂縫(本工程在14層、18層樓板及屋面使用,摻量為1.2kg/m3);合理選用混凝土膨脹劑(宜選用一等品),其摻量應經(jīng)試配確定,來滿意設計的限制膨脹率;加強養(yǎng)護,延長養(yǎng)護時間,也可在板面和板底拆模后涂刷養(yǎng)護劑,避免混凝土的早期干縮,確保膨脹劑產(chǎn)物的充分水化,使混凝土達到有效的補償收縮作用。 3.4在施工前與設計溝通,細心編制施工組織設計,通過材料調(diào)換,使樓面面層與樓板混凝土一起澆搗(采取有效保護措施),同時提升上層鋼筋位置,這樣在不增加荷載前提下增大了樓板的剛度,將有效削減裂縫的出現(xiàn)。 4.裂縫處理方案及效果 4.1沿裂縫走向割除樓面面層,槽寬150200mm 4.2若樓板結(jié)構(gòu)有裂縫,沿裂縫鑿成15*15mm“v”型槽,沖洗潔凈并使其干燥。 4.3用“大力寶”牌云石膠注滿“v”型槽,其上加注30*3mm云石膠封