現澆板裂縫的原因和防治

1、收稿日期:2005207205作者簡介:辛偉(1972-,男,山西大同人,本科,助理工程師,從事施工技術工作。第25卷第3期2005年9月山西煤炭SHANXI COALVol 125No.3Sep.2005文章編號:167225050(20050320053203現澆板裂縫的原因和防治辛偉(大同煤礦集團宏遠公司,山西大同037008摘要:現澆板裂縫是建筑工程的通病,本文對它的原因進行分析,并提出防治措施,使其得以有效防治。關鍵詞:現澆板裂縫;防治;措施中圖分類號:TU 75517文獻標識碼:A1鋼筋混凝土現澆板裂縫原因的分析大同煤礦集團宏遠公司所施工的煤炭工業(yè)廠房和住宅樓,現澆樓面結構產生的裂

2、縫,通常表現為:表面龜裂,縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。究其原因,主要有施工、設計及混凝土原材料等三方面的原因,以下將逐一具體分析。111混凝土原材料質量方面a.水泥凝結或膨脹不正常,如水泥安定性不穩(wěn)定,水泥中含有生石灰或氧化鎂,這些成分在和水化合后產生體積膨脹,產生裂縫。b.如果骨料中含泥量過多,則隨著混凝土的干燥,會產生不規(guī)則的網狀裂縫。c.堿骨料反應:蛋白質、安山巖、玄武巖、輝綠巖、千枚巖等堿性骨料有可能與堿性很強的水泥起化學反應,生成有膨脹能力的堿硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞,產生裂縫。d.水灰比、塌落度過大,或使用過量粉砂混凝土強度值對水灰比的變化十分敏感,基本上是水和水泥計量變動對強度

3、影響的疊加。因此,水、水泥、外滲混合材料外加劑溶液的計量偏差,將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收縮大,抗拉強度低,容易因塑性收縮而產生裂縫,泵送混凝土為了滿足泵送條件:坍落度大,流動性好,易產生局部粗骨料少、砂漿多的現象,因此,混凝土脫水干縮時,就會產生表面裂縫。112施工質量方面a.混凝土施工過分振搗,粗骨料沉落擠出水分、空氣,表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發(fā)后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土時灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產生裂縫。b.混凝土澆搗后過分抹干壓光會使混凝

4、土的細骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導致混凝土板表面龜裂。c.施工工藝不當引起:在施工過程中由于施工工藝不當,致使支座處負筋下陷,保護層過大,固定支座變成塑性鉸支座,使板上部沿梁支座處產生裂縫;樓板的彈性變形及支座處的負彎矩施工中在混凝土未達到規(guī)定強度,過早拆模,或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載,造成混凝土樓板的彈性變形,致使混凝土早期強度低或無強度時,承受彎、壓、拉應力,導致樓板產生內傷或斷裂;大梁兩側的樓板不均勻沉降也會使支座產生負穹矩造成橫向裂縫。d.后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫。為了解決鋼筋混

5、凝土收縮變形和溫度應力,規(guī)范要求采用施工后澆帶法,有些施工后澆帶不完全按設計要求施工,例如施工未留企口縫;板的后澆帶不支模板,造成斜坡搓;疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。e.樓面墊層內鋪設的暗裝水管、電線套管鋪設不當,保護層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產生裂縫。f.混凝土的收縮產生溫度裂縫?；炷烈鹗湛s的原因,在硬化初期主要是由于水泥的水化作用,形成一種新的水泥結晶體,這種結晶體化合物較原材料體積小,因而引起混凝土體積的收縮,即所謂的凝縮,后期主要是混凝土內自由水蒸發(fā)而引起的干縮。而且,如果混凝土處在一個溫差變化較大的環(huán)境下,將會使其收縮更為加劇。如施工發(fā)生在夏季炎熱氣溫

6、下,石子表面溫度升高,使石子體積膨脹,拌制成混凝土后,石子受冷收縮,使混凝土表面出現發(fā)絲裂縫;混凝土澆搗后未及時澆水養(yǎng)護,混凝土在較高溫度下失水收縮,水化熱釋放量較大,而又未及時得到水分的補充,因而在硬化過程中,現澆板受到支座的約束,勢必產生溫度應力而出現裂縫,這些裂縫也首先產生在較薄弱的部位,即板角處。另外,室內外溫差變化較大,也要引起一定的裂縫。g.目前在主體結構的施工過程中,普遍存在著質量與工期之間的較大矛盾。一般主體結構的樓層施工速度平均為5d7d左右一層,最快時甚至不足5d一層。當樓層混凝土澆筑完畢后不足24h的養(yǎng)護時間,就進行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動,這就給大開間部位的房間雪上

7、加霜。除了大開間的混凝土總收縮值較小開間要大的不利因素外,更容易在強度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成,就難于閉合,形成永久性裂縫。113設計方面a.地基的不均勻沉降:在住宅建設中,有相當一部分的鋼筋混凝土現澆板的裂縫,是由于地基不均勻沉降的原因而造成的。如在軟土地基下采用擴展基礎,則對于那些相對較長的條式樓來說,要想保證它們沉降均勻是相當困難的,因此,在這種情況下,有時也會由于基礎的不均勻沉降,而引起樓房的拉裂和鋼筋混凝土現澆板的開裂。b.荷載的作用:在住宅建設中,也有少部分鋼筋混凝土現澆板的裂縫,是由于荷載作用方面的原因引起的。由于設計人

8、員在進行現澆板的配筋計算過程中,通常只是根據其承載能力來確定配筋量的,而往往忽略了對板在正常使用階段由其承受的荷載而引起的撓度及裂縫寬度的驗算,由此而引起裂縫的產生,這些裂縫有時也會超過規(guī)范的最大允許值,這也應當引起足夠的重視。c.結構體型突變及未設置必要的伸縮縫:房屋長度過長,而又未考慮設置伸縮縫,當房屋的自由伸縮達到應設置伸縮縫要求的間距時,就要引起裂縫的產生。另外,平面布局凹凸較多,即轉角也越多,這些轉角處由于應力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收縮及溫差變化易于產生裂縫。d.在樓房的設計中,設備專業(yè)特別是電氣專業(yè),大多將照明、有線電視、通訊等所需的管線直接敷設于現澆板中,而且有時集中于某

9、一處現澆板中的管線多達7根8根,并且這些管線的直徑多為2cm 3cm,由此就會使該處的現澆板厚度大大削弱,從而引起現澆板在該處開裂。2裂縫的預防措施宏遠公司為保證工程質量,對現澆板的裂縫問題采取了以下幾個方面的措施,避免或減少了裂縫的出現,收到了較為理想的效果。211混凝土原材料質量方面a.不使用小廠生產的水泥。b.采取嚴把原材料進貨關、認真地對進場砂石骨料進行檢驗,嚴格控制砂的粒徑及含泥量。并做好各項試驗,一經發(fā)現不合格材料進場必須立即停止使用并清除出場。c.嚴格控制混凝土施工配合比。根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比,嚴格控制水和水泥用量,選擇級配良好的石子,減小

10、空隙率和砂率以減少收縮量,提高混凝土抗裂強度。212施工過程控制a.在混凝土澆搗前,先將基層和模板澆水濕透,避免過多吸收水分,澆搗過程中盡量做到既振搗充分又避免過度。b.混凝土樓板澆筑完畢后,表面刮抹限制到最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加強混凝土早期養(yǎng)護。樓板澆筑后,對板面及時用材料覆蓋、保溫,認真養(yǎng)護,防止強風和烈日曝曬。c.嚴格施工操作程序,不盲目趕工。杜絕過早上荷載和過早拆模。在樓板澆搗過程中要派專人護筋,避免踩彎負筋的現象發(fā)生。通過在大梁兩側的面層內配置通長的鋼筋網片,承受支座負彎矩,避免因不均勻沉降而產生的裂縫。d.后澆帶的施工要認真領會設計意圖,制定施工方案,杜絕在后澆

11、帶處出現混凝土不密實的現象。同時更要杜絕在未澆注混凝土前就將部分模板,支柱拆除而導致梁板形成懸臂,造成變形。e.對于較粗的線管或多根線管的集散處,增設垂直于線管的抗裂短鋼筋網加強,抗裂短鋼筋采用68的鋼筋,間距150mm,兩端的錨固長度不小于300mm。線管在敷設時盡量避免立體交叉穿越,交叉布線處采用線盒,同時在多根線管的集散45山西煤炭第25卷處采用放射形分布,盡量避免緊密平行排列,以確保線管底部的混凝土灌筑順利和振搗密實。并且當線管數量眾多,使集散口的混凝土截面大量削弱時,按預留孔洞構造要求在四周增設上下各2×12的井字形抗裂構造鋼筋。f.對計劃中的臨時大開間面積材料吊卸堆放區(qū)域

12、部位的模板支撐架在搭設前,就預先考慮采用加密立桿和擱柵增加模板支撐架剛度的加強措施,以增強剛度,減少變形來加強該區(qū)域的抗沖擊振動荷載,并在該區(qū)域的新筑混凝土表面上鋪設舊木模加以保護和擴散應力,進一步防止裂縫的發(fā)生。g.加強對樓面混凝土的養(yǎng)護?；炷恋谋耩B(yǎng)護對其強度增長和各類性能的提高十分重要,特別是早期的妥善養(yǎng)護可以避免表面脫水并大量減少混凝土初期伸縮裂縫發(fā)生。但實際施工中,由于搶趕工期和澆水將影響彈線及施工人員作業(yè),因此樓面混凝土往往缺乏較充分和較足夠的澆水養(yǎng)護延續(xù)時間。為此,施工中必須堅持覆蓋麻袋或草包進行一周左右的妥善保濕養(yǎng)護,并可采用噴養(yǎng)護液進行養(yǎng)護,達到降低成本和提高工效,并可避免

13、或減少對施工的影響。h.嚴格控制板面負筋的保護層厚度。現澆板負筋一般放置在支座梁鋼筋上面,與梁筋應綁扎在一起;另外,采用鐵架子或混凝土墊塊等措施來固定負筋的位置,保證在施工過程中板面鋼筋不再下沉,從而可有效控制保護層,避免支座處因負筋下沉,保護層厚度變大而產生裂縫,板的保護層厚度不應大于115cm。213設計過程控制a.對于地基的不均勻沉降,通過調整基礎的選型來對樓房沉降和沉降差進行控制,如采取改用深基礎及樁基礎等方式以減少這類裂縫的發(fā)生。b.在板角增加輻射筋?，F澆板的四周在設計上都已配置負筋,但針對絕大多數裂縫產生于板角這一現象,在板角四周增設輻射筋,使產生裂縫的應力作用方向與輻射筋相一致,

14、能有效地抑制裂縫,此外配筋較多時,相對來說也能明顯改善裂縫的產生或擴展,根據裂縫距板角的距離,輻射筋長度為115m 左右。c.平面布置上盡量減少凹凸現象和設置必要的伸縮縫。平面轉角過多,即薄弱部位越多,而這些部位由于應力集中,往往是裂縫的多發(fā)區(qū)。214裂縫的處理方法a.對于一般混凝土樓板表面的龜裂,可先將裂縫清洗干凈,待干燥后用環(huán)氧漿液灌縫或用表面涂刷封閉。施工中若在終凝前發(fā)現龜裂時,可用抹壓一遍處理。b.其它一般裂縫處理,可將板縫清洗后用12或11水泥砂漿抹縫,壓平養(yǎng)護。c.當裂縫較大時,應沿裂縫鑿八字形凹槽,沖洗干凈后,用12水泥砂漿抹平,也可以采用環(huán)氧膠泥嵌補。d.當樓板出現裂縫面積較大

15、時,應對樓板進行靜載試驗,檢驗其結構安全性,必要時可在樓板上增做一層鋼筋網片,以提高板的整體性。e.通長、貫通的危險結構裂縫,裂縫寬度大于013mm的,可采用結構膠粘扁鋼加固補強,板縫用灌縫膠高壓灌膠。f.對于樓屋面現澆板容易出現的一些非結構性裂縫現象,為避免影響美觀而引起投訴,可通過在樓地面上部找平層中增設鋼絲網或抗裂短鋼進行加強或在板底采用復合增強纖維等材料對裂縫作粘貼加強處理。3結束語綜上所述,裂縫形成的原因是多方面的,只要其中一個環(huán)節(jié)出現問題就可能產生裂縫,裂縫是質量的通病,但在實際的施工過程中只要嚴格切實按規(guī)范、規(guī)定執(zhí)行,認真對待每一個步驟,同時積極學習、應用新技術和新材料,就能有效的控制裂縫問題。The C ause and Prevention of Fracture on C asting Concrete PlateXIN Wei(Datong Coal Group,Datong Shanxi037008,ChinaAbstract:Fractu