1、现浇楼板开裂原因及其防治措施【摘要】现浇楼板裂缝是长期困扰建筑施工企业的一个难题,虽然理论认为,现浇楼板裂缝是不可避免的现象,但在实际施工中仍有必要采取有效措施对其进行控制,特别是避免有害裂缝的产生。本文分析了现浇楼楼面板裂缝形成的几类原因,并依据施工实践提出防治措施。 【关键词】楼板 裂缝 防治 中图分类号: TV543 文献标识码: A 现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝是十分普遍的现象,是工程常见的质量通病,也是长期困扰建筑施工的一个难题。其特点是:第一、具有广泛的普遍性。无论是砖混结构、框架结构还是剪力墙结构,由于近年来住宅结构施工周期缩短,劳务作业人员的技术素质下降,楼板结构裂缝成为多发性的
2、质量问题。第二、危害性较大。楼板裂缝不仅对结构安全构成威胁,也降低了建筑物的使用寿命。第三、处理难度大。一旦出现楼板裂缝,单纯从技术角度无法处理达到正常水平。因此,分析现浇钢筋混凝土楼板裂缝的原因具有极强的现实意义。 一、混凝土的收缩变形使楼板产生裂缝 1、浇筑初期(终凝前)的凝缩变形 凝缩变形产生的裂缝发生在混凝土结硬前最初几小时内,通常浇后24h 即可观察到。这种裂缝有两类:一类是由于塑性混凝土下沉产生的裂缝,在梁、板中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝,常出现在板中,裂缝逞不规则的鸡爪状或地图状。凝缩变形产生的裂缝多与混凝土的泌水现象有关。 新浇筑的混凝土经压实后,由于重力作用,重的固体
3、颗粒向下沉,迫使轻的水向上移,即所谓“泌水” 。当固体颗粒彼此支撑不再下沉,或水泥结硬阻碍了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固体颗粒能不受阻碍地自由下沉,则仅使结硬后混凝土的体积减少,并不会产生裂缝。 塑性收缩裂缝并不受混凝土中钢筋的影响,影响塑性收缩裂缝的主要因素是混凝土表面的干燥速度,当水分蒸发速度超过了泌水速度时,就会产生这种裂缝。因此凡是能加速蒸发速度的因素(如气温高、相对湿度低、风速大以及混凝土中温度高于周围空气温度)都会促使塑性收缩裂缝的发生。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达 12mm.这种裂缝在自由支承板的四角处则很少出现,因为角部的干缩不受约束;相反,如板的边缘受到约束(砖墙等)
4、 ,则将出现与板边呈 45的一系列平行裂缝。 2、硬化过程中的干缩和水化作用引起的自身收缩 自身收缩与干缩一样,在浇筑后相当长的时间 约 12 a 才会出现,它是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,形成弯月面,产生所谓自干燥作用,使混凝土体的相对湿度降低和体积减少;水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少,而自身收缩增大。如当水灰比大于 0.5 时,其自身干燥作用和自身收缩与干缩相比可以忽略不计;但是当水灰比减少到 0.35 时,混凝土内相对湿度会很快降低到 80%以下,自身收缩与干缩则相接
5、近。在硬化混凝土收缩受约束的条件下,收缩应变将导致弹性拉应力,拉应力可被近似看作弹性模量与应变的乘积;当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,材料出现开裂。但是由于混凝土的粘弹性(徐变) ,部分应力释放,徐变产生的应力松驰后的残余应力才是决定混凝土是否开裂的关键。 二、材料选用及质量问题使楼板产生裂缝 1、当前水泥供应和使用上存在的问题 (1)水泥品种上的混乱:大量打着普硅水泥的水泥在混合材料的使用上存在诸多问题,前几年水泥行业在价格上的恶性竞争,使得掺杂使假、违规生产盛行;用户方面包括建设、设计、施工单位对于水泥产品不熟悉,致使水泥品种单一,促成水泥厂造假; (2)近年水泥供不应求,暴利使得不少资金
6、流入,对水泥生产的不熟悉造成已投产的新型干法生产线质量管理问题成堆,出厂水泥质量难以保证; (3)政策配套上的不足,如废渣综合利用政策,有不少企业为受这一政策盲目提高混合材的掺量; (4)用户对不同水泥的特性不了解,主要表现在任何工程、任何部位、任何施工气候条件千篇一律的使用普硅水泥,无论对于确保工程质量还是降低造价都没有好处;水泥采购上只求价格便宜没有重视产品质量和厂家的信誉;对于目前水泥产品的标准混乱现象从采购、管理、使用等方面没有有效的应对措施。 2、商品砼自身特点 目前已普遍采用泵送商品砼进行浇筑,但受剧烈的市场竞争,导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的砼处掺剂,以及细
7、度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感,水、水泥、外掺混合材料等计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送砼坍落度大,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。 三、施工方法不当使楼板产生裂缝 1、施工荷载过于集中 在楼板混凝土刚刚失去塑性但强度还没有达到一定程度时,最容易受到损害,造成无法修复的缺陷,需要很好的保护。现代施工节奏较快,往往在混凝土刚刚终凝时即开始上层施工,大量的施工材料、机具、人员等施工荷载,特别是高层结构使用的钢制大
8、模板,经常在楼板中间位置集中堆放,造成楼板中间部位出现大量不规则的微小裂缝。 2、上人操作时间过早 有时为了抢工期,施工人员往往在楼板混凝土强度尚未达到规范要求的 1.2MPa 时,即开始在上面施工作业,这时楼板受到动荷载的作用,必然在混凝土内部产生微裂缝。 3、模板与支撑有间隙 近年来建筑楼板施工多采用竹胶板做模板,竹胶板铺设后应使用钉子与下面的木方支撑肋钉牢固,否则竹胶板与木方之间会产生空隙,当受到上部压力时,竹胶板会下陷变形(俗称“喘气” ) 。混凝土浇注过程中因荷载较小,有时模板不变形,当楼板再承受施工活荷载时,就会产生变形,从而导致楼板混凝土裂缝。 4、拆除模板方法不当 全部底模和支
9、撑在混凝土未达到设计强度拆除后,因为施工层上吊放物料的冲击荷载往下层传导,因心里没底就误采取了对已拆模的混凝土板底单独补充支撑直接顶于混凝土楼板下的做法,这种作法如运用不妥就很容易使楼板混凝土产生裂缝(注:此裂缝是板上面严重) ,因为底模全部拆除后,楼板混凝土因自重原因会产生轻微的自然下垂,如果此时再次利用支撑对此种情况的混凝土楼板进行局部受力往上顶,因为是局部支点,而且是人为掌握支顶力度无法测定支力大小,就不可避免地会出现此支撑支顶过力而使楼板混凝土出现裂缝。 5、板内埋管集中 现代楼房设计中多采用将各类强电、弱电管线在楼板内暗敷的方式,经常出现楼板内电气埋管集中的现象,集中的塑料埋管占据了
10、较大的楼板截面,形成局部薄弱带,在混凝土终凝前往往在塑料管弹性力作用下产生与管线走向一致的楼板裂缝。 6、重物冲击 在使用塔吊向新浇注的楼板上吊运钢筋、电焊机、料箱(斗)等重量较大的物体时,经常由于指挥控制不当以及下部未垫方木等原因,物体下落速度较快,导致重物直接冲击楼板,产生楼板裂缝。 7、现浇混凝土楼板预留孔四周放射性裂缝。因孔洞模具的设计不合理或脱模效果不好,加之模具拆除未设固定人员。拆模时间不当、拆模猛撬、猛砸,造成洞口四周开裂。还有因个别预留孔直径小,设计图中未明确作加强筋,但已伤害主筋,洞口四周未绑加强筋或己绑的加强筋不符合设计和规范要求。 四、结构设计方面使楼板产生裂缝 1、设计
11、中对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支,由此而产生的误差在构造上予以配置构造钢筋补强,但所配置的构造钢筋有往往存在直径过细,间距过大。 2、楼板配筋设计中,仅在楼板轴线承重梁处配置了负弯筋,这些钢筋在楼板挠度应变产生负弯矩时起抗力作用,刚性较大;而在楼板中间的配筋设计仅计算支撑平板的正压力负荷,数量较少,所以就显得相对薄弱,容易出现裂缝。 3、对楼板来说,约束最大的位置在四个转角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,也是楼板收缩变形最大的部位;一般来说,板内配筋都按平行于板的两条相邻边设置,使得转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱,沿外
12、墙转角处的楼板容易出现 45斜向放射状裂缝。 4、楼板内设计的水电管线有不少采用 PVC 塑料管,PVC 塑料管与混凝土的线膨胀系数不一致,在未采取任何措施的情况下,很容易沿水电管线方向出现裂缝。 五、混凝土裂缝的控制措施 1、优选水泥品种。混凝土结构引起裂缝的主要原因之一是由于水泥水化热的大量积聚致使混凝土出现早期升温及后期降温而产生的温差变化,为此,在施工中可采取一些措施,如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热水泥品种来配制混凝土。 2、控制材料的使用。根据施工的具体条件降低水灰比,减少水的用量,提高混凝土的密实度,可以减少混凝土的泌水、离析等现象,使混凝土的收缩变形减小。施工时尽可能选用良好的
13、颗粒级配方案,用颗粒级配大的粗中砂来拌制混凝土,严格控制砂、石中的含泥量。另外,还应控制施工工期,尽量不要在高温季节施工,可减少温差应力对混凝土变形的影响。 3、提高操作水平。加强混凝土振捣,可以提高混凝土的密实性和抗拉强度;加强对混凝土成品的保护和养护,避免温差裂缝的产生;对已浇筑好的混凝土应在浇筑后 10 到 12 小时内及时做好浇水养护,以使混凝土有足够的湿度保持水化反应,并且连续养护日期一般不少于半个月。这样,不仅有利于混凝土在规定龄期内达到设计要求的强度,而且还可以在养护时降低混凝土的表面温度,减少混凝土内部的约束作用,防止收缩裂缝的产生。 4、控制钢筋位置。在绑扎构造钢筋时为防止钢
14、筋走位,可以用一些技术措施进行控制,从而有效地控制和减少板面裂缝的发生。 六、混凝土裂缝处理 依据混凝土裂缝宽度,深度以及扩展情况,采取不同的处理方法。 (一)对于浅表面裂缝(沉缩裂缝,干缩裂缝) ,缝宽小于 0.5m,可用下列方法: 1.裂缝表面清理干净,用水泥浆刮抹。 2.稍深一些的裂缝,沿裂缝凿去薄弱部分,用水冲洗后,用 1:2 水泥砂浆修补。 (二)裂缝较深(10mm 以上) 1.注射环氧树脂黏合剂。注射前,用电吹风吹干裂缝,然后用注射器把黏合剂缓慢注入,至全部充满。 2.裂缝口扩成 v 型,用毛刷清除粉末,用电吹风吹干,在扩口内填入环氧树脂胶泥即可。 结束语:综上所述,现浇楼板的裂缝问题并不是一个无法跨越的难题,只要我们严格把好材料进场关,系统控制施工工艺,严格操作程序,现浇混凝土楼板的裂缝问题可以得到有效解决,为社会的安全稳定作出更大的贡献,为企业自身创造出更好的经济效益。 作者:钱隆(1980-)男工程师 工作单位:北京圆之翰煤炭工程设计有限公司。