现浇混凝土板裂缝的处理和预防措施

现浇混凝土板裂缝的处理和预防措施

摘要:本文针对现浇混凝土产生裂缝的情况和原因进行了相应的分析,并结合实际情况,对现浇混凝土裂缝的预防和控制进行了简单的分析和说明。并在此基础上,将现浇混凝土楼板产生裂缝的原因归纳为设计、施工和材料等是三个方面。目前,已将部分研究成果应用于实际工程中,以解决现浇混凝土楼板的开裂的问题,具有现实意义。

关键词:混凝土裂缝产生原因 预防控制

引 言

随着经济社会的迅速发展,建筑业蓬勃发展,混凝土已成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但混凝土容易产生裂缝的缺点却很难得到有效得控制,现就现浇楼板裂缝产生的原因及预防措施进行一些分析。

一、现浇混凝土裂缝产生的原因

从处理过的工程中发现现浇混凝土楼板的裂缝位置、形态特征大致有以下几种:

1)裂缝在现浇板角部,并与现浇板边缘约成45°,斜向发展;

2)在现浇板的跨中,近似直线型发展;

3)在现浇板的边缘,近似直线发展;

4)不规则裂缝;

混凝土的裂缝按产生的时间可分为硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝。产生的原因一般有三类:一类是设计原因,一类是材料原因,还有一类是施工原因。另外还有温度变化、混凝土收缩、地基变形、钢筋锈蚀、冻胀及施工质量等非荷载作用引起的裂缝。

(一)设计原因:

分析:混凝土在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝, 归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

1、建筑设计方面:

(1)地面形状的变化而产生的楼板裂缝。

(2)结构超长,材料收缩和温差引起变形,造成墙体连同楼板的横向裂缝。

(3)屋面、外墙节能保温措施不够 。

2、结构设计方面:

(1)结构设计对温度应力与混凝土收缩应力的控制进行针对性的配筋考虑不够。

由于墙板变形(如剪力墙或角端处交角墙板的热胀)牵连楼板,迫使楼板在楼板平面内的拉伸变形考虑不够。按传统的概念在板角支承处或板端支承处增加抵抗负弯矩钢筋的目的,只是考虑到楼板在承重竖向荷载作用下弯曲变形。并没有考虑墙板或边梁(当边梁是带窗台的深梁时)对楼板的影响。因此,有时在端跨的板角虽然增加了负弯矩钢筋或加长了角端的放射形配筋,仍然阻止不了端部单元楼板角端的45°向的裂缝。

(2)结构设计对具有预埋管的楼板在板面裂缝的构造措施上考虑不够PVC电管用多了,甚至在局部节点上还有十字交叉,或是不用接线盒情况,都不利于混凝土楼板发挥整体受力作用。PVC管与混凝土的握裹力非常小,PVC管密集部位的楼板就变成了“夹心饼干”,大大降低了板在抗弯时的计算高度。

(3)对具有开孔的楼板,特别是孔开得比较大的双向板的设计问题设计时我们往往只考虑楼板在竖向荷载作用下的洞口四周加强配筋(因为纵向的受力钢筋被切断了)。而没考虑到如果周围的支承点上是剪力墙或深梁时,板与墙体或板与梁的变形协调问题。

(4)关于梁、柱、板采用不同混凝土级配与后浇带问题楼板与梁交接处处理不好,楼板级配比柱高,不同级配混凝土收缩变形不协调,造成楼板与梁、柱交接处开裂。另外后浇带替代伸缩缝也是一个原因。

(二) 材料原因:

1.原材料和试配

(1)对混凝土工程所用的水泥:进场时必须有生厂家的出厂质量证明书并严格按规定进行复试(应有28天强度),保证凝结时间、安定性和强度合格。

(2)石子:石子应按规定进行复试,其针片状颗粒含量、含泥量、风化岩含量、强度、坚固性、有害物质含量、反应性骨料含量(如易引起碱骨料反应的骨料)等应符合要求。施工过程中所用的石子的粒径、级配、产地应符合混凝土配合比通知单的要求。

(3)砂:用于混凝土的砂子必须用中、粗砂,不许用细砂。砂子应按规定进行复试,其颗粒级配、含泥量、风化岩含量、坚固性、有害物质含量、反应性骨料含

量(如易引起碱骨料反应的骨料)等应符合要求。施工过程中所用的砂必须符合配合比通知单的要求。

(4)外加剂要选用有资质的生产厂家,严格按批量进行复试,严禁由厂家送样复试。

2.混凝土的搅拌

(1)混凝土搅拌前必须经开盘鉴定,根据砂石的含水率及时调整配合比(施工配合比)。

(2)计量准确(包括外加剂、掺和料严禁用容器计量),严格控制水灰比、坍落度,对坍落度要随时抽查。

(3)搅拌时间应符合规范要求,不能过长、过短。

(三)施工原因:

施工引起的裂缝:在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。

1、模板工程原因

2、钢筋工程原因

3、混凝土工程原因

4、现场施工管理方面的原因

5、其他方面原因

二、混凝土裂缝处理方法

(一)不降低承载力的裂缝处理方法

经过调查分析,确认裂缝在不降低承载力的情况下,采取表面处理法、充填法、注入法等简易的处理方法:

1、表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

2、填充法:用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小球0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理方法可采取开V型槽,然后作填充处理。

3、灌浆法:当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入砼内部的修补方法,首先裂缝处安设注入用管,其他部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补,此法在裂缝宽大于0.2mm时,效果较好。

(二)已影响梁承载力的裂缝处理方法

如果梁的裂缝情况影响了梁的承载能力,就应更慎重研讨,分析比较,采用经济高效的方法,达到加固目的,可采用的方法有:

1、箍加固法:此法适合于补强梁内特长箍筋及弯起筋不足,抗剪达不到要求的情况。具体方法是:用扁钢或圆钢制成垂直或斜形的钢箍,两端留有螺纹,套入钢板后用螺母拧紧。也可采用由两个U形钢箍套上后焊接,然后打入金属楔楔紧。采用钢箍时需在梁上刻槽以防滑。

2、贴加固法:将钢板或型钢用改性环氧树脂粘结剂,粘结到构件混凝土裂缝部位表面,使钢板(或型钢)与混凝土连接成整体共同工作。粘结前,钢材表面进行喷砂处理,混凝土表面刷净干燥,粘结层厚度为3mm左右。

3、梁的三面或四面力口做围套法:在梁的刚度、强度或剪力不足且相差较大的情况下,采用梁的三面或四面加大,做钢筋砼围套加固较为适宜。

4梁的单面加大截面法:单面加大截面法分两种,即上面加高或下面加厚。梁的上面加高适用于梁的支座抗弯强度不足的加固,梁的上部加厚,适用于梁跨中抗弯不足加固。

三、裂缝的防治控制措施

(一)设计方面

1、按双向板配筋

为使楼板计算简图与实际受力情况一致,现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为减少开裂,宜采用双面配筋,增加表面配筋量。楼板最小配筋率≥0.3%,且应采用细直径螺纹钢筋。

2、增加楼板厚度

考虑到楼板双面配筋,并且楼板内暗敷电线管线较多,再加上楼面上30mm细石混凝土地坪常被取消等因素,现浇楼板厚度应为120mm。

3、加强构造配筋

为克服墙角45°斜裂缝,应在墙角配置放射筋(特别在建筑物端部),长度大于1/3跨(不少于1.5～2.0m)。上部支座处负弯矩钢筋宜每隔1根设置1根通长筋,以抵抗板中裂缝及端头裂缝。除受力筋满足要求外,分布筋间距应适当加密,间距150～200mm。使楼板受力均匀,增强混凝土抵抗温度、干缩变形的能力,当选用冷轧扭钢筋时,最小配筋率应满足规范要求。

4、管线敷设

预埋电线管位置应设置在楼板上下两皮钢筋当中,严禁两根管线交错叠放,可采用接线盒方式。当楼板厚度较薄时,应在管线外侧增加钢丝网。

5、控制混凝土强度

楼板强度一般情况下不宜大于C30,特殊情况须采用高强度等级混凝土或高强度等级水泥时要考虑采用低水化热的水泥和加强浇水养护,便于混凝土凝固时的水化热的释放。

(二)材料方面

1、合理确定混凝土的配合比和坍落度

在混凝土配合比设计时,应全盘考虑,多用骨料、少用粉料,以减少裂缝产生[6]。坍落度应适当控制,不宜过大,多层和小高层宜小于140mm,高层宜小于180mm,尽可能减少混凝土的流动性。应选用高等级低水化热的矿渣水泥,减少水泥用量和水化热。

2、严格控制混凝土掺合料的掺量

混凝土掺合料的掺量比例应合理,以保证混凝土早期强度,提高混凝土的抗拉性能。控制混凝土水灰比,最大用水量应<200kg/m3。

3、严格原材料检验试验

在拌制混凝土之前,必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试,不合格的材料不得使用。

(三)施工方面

1、合理确定工期

按科学规律安排施工工期与进度计划。楼板混凝土浇捣完成后,其强度未达到1.2N/mm2,施工人员不得在楼面操作及堆放材料。

2、混凝土浇捣作业

在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。降低混凝土浇筑温度,是防止混凝土开裂的有效措施,采用冷水进行拌制混凝土,并对砂石浇洒冷水,将混凝土的入模温度控制在20～22℃以内。

3、保证混凝土连续浇捣

在配备混凝土运输车辆时,应充分考虑交通路况的影响,确保混凝土浇捣的连续性,减少施工冷缝。当混凝土浇捣中停歇时间过长时,应采取接浆处理等应急措施。如必须间歇,其间歇时间应尽量缩短,并应在前层混凝土初凝之前,将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种及混凝土初凝条件确定,一般超过2小时应按施工缝处理。

4、严格养护

混凝土在浇筑完后12h内,必须进行浇水养护。对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,浇水养护不得少于7d;对掺用缓凝剂或有抗渗性要求的混凝土,浇水养护不得少于14d。每日浇水次数应能保持混凝土处于足够的润湿状态。常温每日浇水两次。养护用水与拌制混凝土用水相同。

5、控制拆模时间

模板的周转配置,严格施工操作程序,准确控制拆模时间,不盲目赶工。应考虑到规定的拆模要求,跨度大于2m小于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%,当跨度大于8m时,拆模混凝土强度必须达到其标准值的100%,防止过早拆模引起酌混凝土损伤。同时,模板支撑立杆下部与楼面接触部位应设楔子顶紧,防止混凝土在浇捣过程中变形。

6、控制负弯矩钢筋位置

在楼板负弯矩钢筋处设置撑脚和马凳,楼面钢筋上设置跳板,严禁在混凝土浇捣过程中踩踏钢筋,确保负弯矩钢筋的正确定位。

结束语:以上对混凝土的裂缝进行了理论和实践上的初步探讨,虽然对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析,多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。

参考文献:

[1] 吴涛. 施工项目经理工作手册[M].地震出版社,1998

[2] 庞长锋等.建筑工程质量管理[M].天津科学技术出版社,1992.9

[3] 中华人民共和国建设部主编:《建设工程项目管理规范》.中国建筑工业出版社,2006年8月第一版

[4] 丘弋、吴太成、孙鹏.混凝土桥梁的裂缝检测及治理[A].第五届全国FRP学术交流会论文集[C],2007年

[5] 张东翔.浅析现浇混凝土楼板裂缝的原因及质量控制[J].山西建筑,2006年14期

[6] 原晋濮.现浇混凝土楼板的裂缝成因及防治技术[J].山西建筑,2007年02期

[7] 钟振武.现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及防治[J].山西建筑,2003年11期

[8] 张丽.现浇钢筋混凝土楼板裂缝分析及防治[J].油气田地面工程,2002年06期

[9] 张敏.钢筋混凝土楼板常见裂缝的产生与防治[J].华北科技学院学报,2004年02期

[10] 王新兰、王来成.现浇钢筋混凝土楼板裂缝分析与防治[J].山西建筑,2005年13期