结构裂缝施工控制.ppt

主讲人 年 月 日 目录 结构楼板 一些控制裂缝的方法 3 地下室底板 1 2 近些年来 在建筑施工领域 发现混凝土出现结构裂缝的现象 呈逐年递增之势 裂缝长伴有渗漏水的现象 一定程度上影响了建筑物的适用功能 为此 施工部门需投入大量的人力 物力和资金进行修补和治理 有针对性的及时处理解决此类问题 将具有重大的现实意义并获得可观的经济利益 本次主要讲述地下室底板和结构楼板的裂缝控制问题 前言 混凝土裂缝 裂缝是混凝土工程中最常见的一种缺陷 可分为宏观裂缝和微观裂缝 宏观裂缝 宽度在0 05mm以上 并且认为宽度小于0 2 0 3mm的裂缝是无害的 但是这里必须有个前提 即裂缝不再扩展 为最终宽度 微观裂缝 指肉眼看不到的 混凝土内部固有的一种裂缝 它是不连贯的 宽度一般在0 05mm以下 这种混凝土本身固有的微观裂缝 荷载不超过设计规定的条件下 一般视为无害 开裂情况分析 大体积混凝土结构具有结构厚 体型大 钢筋密 混凝土数量多 工程条件复杂和施工技术要求高等特点 由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大 所以由外荷载引起裂缝的可能性较小 但水泥在水化反应产生的水化热 会产生较大的温度变化和收缩作用 由此产生的温度和收缩应力 是导致混凝土出现裂缝的主要因素 从而影响基础的整体性 防水性和耐久性 成为结构物的隐患 地下室底板 裂缝分类 按照深度 1 表面裂缝 混凝土内外温差 使表面产生拉应力 内部产生压应力 当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时 产生表面裂缝 表面裂缝一般是温度裂缝 在表面无规则排列 危害性较小 但影响外观质量 2 深层裂缝 表面裂缝进一步发展的结果 部分切断了结构断面 对结构耐久性造成了影响 施工中也是不允许出现的 3 贯穿裂缝 混凝土浇筑一段时间后 混凝土水化热基本释放 从高温逐渐降温 造成混凝土收缩 加上表面水分蒸发引起体积收缩 产生的拉应力超过混凝土极限抗拉强度 受到地基和结构边界的约束 不能自由变形 造成的裂缝 此类裂缝影响结构正常使用 要坚决杜绝 地下室底板 裂缝形成原因分析 1 水泥水化热的影响 水泥水化反应过程中产生了大量热量 而且由于大体积混凝土厚度大 热量聚集在结构内不宜散发 使混凝土内部温度急剧上升 水泥水化热产生的绝热温升 与混凝土厚度 单位体积的水泥用量和水泥品种有关 厚度越大 单位体积水泥用量越多 水泥早期强度越高 内部温升越快 当混凝土内部和表面温差较大时 就会产生温度应力和温度变形 温度应力和温差成正比 温差越大 温度应力越大 当超过混凝土的内外约束力时 产生就会裂缝 地下室底板 裂缝形成原因分析 2 内外约束条件的影响 混凝土在早期温度上升时 产生的膨胀受到约束而形成压应力 当温度下降 则产生较大的拉应力 另外 混凝土内部由于水泥的水化热而形成中心温度高 热膨胀大 因而在中心区产生压应力 在表面产生拉应力 若拉应力超过混凝土的抗拉强度 混凝土将会产生裂缝 地下室底板 裂缝形成原因分析 3 外界气温变化的影响 在施工期间 外界气温的变化对大体积混凝土开裂有重大影响 混凝土内部温度是由浇筑温度 水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度的叠加之和 浇筑温度与外界气温有着直接关系 外界气温越高 混凝土的浇筑温度也愈高 外界温度下降 会增加混凝土的温度梯度 特别是气温骤降 会大大增加外层混凝土与内部混凝上的温度梯度 产生温差和温度应力 使混凝土产生裂缝 因此研究合理的温度控制措施 控制混凝土表面温度与外界气温的温差 是防止裂缝产生的重要措施 地下室底板 裂缝形成原因分析 4 混凝土的收缩变形 在混凝土硬化之前 混凝土处于塑性状态 如果上部混凝土的均匀沉降受到限制 如遇到钢筋或大的混凝土骨料 或者平面面积较大的混凝土 水平方向的减缩比垂直方向更难时 就容易形成一些 不规则的混凝土塑性收缩性裂缝 另外混凝土在水泥水化过程中会产生一定的体积变形 混凝土中80 水分要蒸发 而最初失去的30 自由水分几乎不引起收缩 随着混凝上的陆续干燥而使20 的吸附水逸出 就会出现干燥收缩 而表面收缩快 中心干燥收缩慢 由于表面的干缩受到中心部位混凝上的约束 因而在表面产生拉应力而出现裂缝 在设计上 混凝上表层布设抗裂钢筋网片 可有效防止混凝土收缩时产生干裂 地下室底板 控制裂缝措施 1 混凝土原材料选择水泥品种混凝土温升的热源是水泥水化热 故选用中低热的水泥品种 可减少水化热 使混凝土减少升温 例如 优先选用等级为32 5 42 5的矿渣硅酸盐水泥 因其与同等级的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥相比 3d的水化热可减少28 地下室底板 1 混凝土原材料 减少水泥用量由于水泥水化热而导致的温度应力是产生裂缝的主要原因 且混凝土的强度 抗渗等级越高 结构产生裂缝的概率也越高 在地下室底板施工中 除了在保证设计要求的条件下尽量降低混凝土的强度等级以减少水化热外 还应该充分利用混凝土的后期强度 实验数据表明 每立方米的混凝土水泥用量每增 减 l0kg 水泥水化热使混凝土的温度相对升 降 达1 地下室底板 1 混凝土原材料 骨料选择大体积混凝土砂石料的重量占混凝土总重量的85 左右 正确选用砂石料对保证混凝土质量 节约水泥用量 降低水化热 降低工程成本是非常重要的 细骨料宜采用中砂 含泥量不应大于3 粗骨料的级配直接影响混凝土拌合物的工作性 水胶比相同时 级配良好的粗骨料对砂浆的需求量要低 在维持相同工作性及力学性能的同时 可以降低单方混凝土胶凝材料用量 从既可以节约成本 又可以减少混凝上内部的水化放热 对大体积混凝土的裂缝控制非常有好处 地下室底板 1 混凝土原材料 掺加粉煤灰目前粉煤灰已经成为混凝土中使用最广泛的矿物掺合料 粉煤灰可以改善新拌混凝土的工作性 提高混凝土后期强度 降低大体积混凝土水化热 提高混凝土的抗渗性 降低氯离子的扩散系数 提高混凝土耐磨蚀性 地下室底板 2 配合比控制用水水量控制 每立方混凝土用水量不宜超过175kg 水胶比的控制 水胶比不宜大于0 5 砂率的控制 大体积混凝土砂率最好控制在35 42 地下室底板 3 施工工艺 混凝土的浇筑和振捣 采取分层浇筑混凝土 利用浇筑面散热 以大大减少施工中出现裂缝的可能性 1 全面分层 适用于结构的平面尺寸不宜太大 施工时从短边开始 沿长边推逃比较合适 必要时可分为两端 从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑 2 分段分层 适用于单位时间内要求供应的混凝土较少 结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程 3 斜面分层 适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况 混凝土从浇筑层下端开始 逐渐上移 地下室底板 混凝土振捣时 除控制每层的浇筑厚度及控制底板混凝土斜向流淌长度外 还应组织好振捣棒的走向 控制振捣时间保证砼振捣密实以及防止漏振 过振 混凝土的养护 大体积混凝土养护的关键是保持适宜的温度和湿度 以便控制混凝土内外温差 促进混凝土强度的正常发展的同时防止混凝土裂缝的产生和发展 大体积混凝土的养护不仅要满足强度增长的需要 还应通过温度控制 防止因温度变形引起混凝土开裂 混凝土养护阶段的温度控制措施 混凝土的中心温度与表面温度之间 混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20 当结构混凝土具有足够的抗裂能力时 不大于25 30 地下室底板 地下室底板 采用内部降温法来降低混凝土内外温差 内部降温法是在混凝土内部预埋水管通入冷却水 降低混凝土内部最高温度 冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行 保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料 如草袋 锯木 湿砂等 在缓慢的散热过程中 保持混凝土内外温差小于20 根据工程的具体情况 尽可能延长养护时间 排除泌水 利用正式设计的集水坑或人为的 水潭 将多余水分集中后用专门的软轴泵抽水排出 地下室底板 4 约束条件 设置后浇带 伸缩 每隔30m 40m设置贯通顶板 底部及墙板的施工后浇带 带宽800 1000mm 后浇带可设置在柱距三等分的中间范围内以及剪力墙附近 其方向宜与梁正交 沿竖向应在结构同跨内 底板及外墙的后浇带宜增设附加防水层 后浇带封闭时间宜滞后45d以上 其混凝土强度等级宜提高一级 并宜采用无收缩混凝土 低温入模 跳仓法 施工 跳仓的最大尺寸不得超过40m 跳仓施工间隔时间不得小于7天 接缝按照施工缝的要求处理 结构楼板 现浇钢筋混凝土楼板的裂缝 是目前较难克服的质量通病之一 楼板裂缝轻者影响美观 重者破坏结构的安全性 降低抗震能力和房间的正常使用 特别是一些住宅楼板的裂缝发生后 往往会引起投诉纠纷等 现浇楼板裂缝大都发生在楼板表面 有的是表皮裂缝 有的是混凝土自身裂缝 除常见的板四角斜向裂缝外 还有许多横向 纵向杂乱的裂缝 结构楼板 原因分析 1 温度应力现浇钢筋混凝土楼板裂缝主要是由混凝土温度变形和收缩变形引起的 当环境的温度和湿度变化时 混凝土相应的会产生温度变形和收缩变形 由于现浇板的体积与表面积的比值 体表比 较小 混凝土的收缩变形较大 使板内出现拉应力 混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料 当板内的拉应力超过混凝土的抗拉强度并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候 楼板内就会产生裂缝 结构楼板 原因分析 2 水泥的品种与强度等级 水泥用量 水灰比 设计中水泥等级或品种选用不当 配合比中水灰比 水胶比 过大 单方水泥用量越大 用水量越高 表现为水泥浆体积越大 坍落度越大 收缩越大 配合比设计中砂率 水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差 导致混凝土离淅 泌水 保水性不良 增加收缩值 结构楼板 原因分析 3 施工及现场养护原因 现场浇捣混凝土时 振捣或插入不当 漏振 过振或振捣棒抽撤过快 均会影响混凝土的密实性和均匀性 诱导裂缝的产生 浇注混凝土 风速过大 烈日暴晒 混凝土收缩值大 现场养护措施不到位 混凝土早期脱水 引起收缩裂缝 混凝土浇筑完成后 还没有达到足够的强度 就迫不及待的上人操作和堆放材料 使其产生过大的变形 导致裂缝产生 结构楼板 工程施工中各工种交叉作业 楼面负筋位置的正确性难以得到有效的保证 经踩踏后将令钢筋弯曲 变形 减低了部分板负筋的有效高度 使该位置钢筋混凝土楼板上部抗拉能力大幅降低 从而导致该部混凝土楼板出现裂缝 现浇板在未达到规定的拆模强度时拆除模板或支架 此时楼板的承载能力低于设计允许荷载 使楼板在不正常的情况下受荷产生裂缝 模板在浇筑混凝土前淋水不足 过分干燥 浇筑混凝土后 因模板吸水量大 导致混凝土的收缩 产生塑性收缩裂缝 结构楼板 使用PVC管预埋 特别是总进户线预埋管管径较大预埋时又贯穿于板的长度和宽度方向 同一块板预埋管比较集中 楼板的厚度一般是80 120mm 使板内有效截面受到不同程度的消弱 另外预埋管与混凝土的膨胀系数不一致 粘结效果差 这时沿预埋管就有可能因为应力集中而出现裂缝 结构楼板 原因分析 4 使用原因 外界因素 构筑物基础不均匀沉降 产生沉降裂缝 使用荷载超负 野蛮装修 随意拆除承重墙或凿洞等 引起裂缝 周围环境影响 酸 碱 盐等对构筑物的侵蚀 引起裂缝 意外事件 火灾 轻度地震等引起构筑物的裂缝 结构楼板 裂缝控制措施 1 设计方面1 1在使用小直径钢筋的情况下 适当提高配筋率 可提高混凝土的极限拉伸应变 1 2角部负筋双向配置 单向板也四面均配置负筋 1 3在相同配筋率的情况下 采用直径较小的钢筋 缩小钢筋间距 可提高现浇板的抗裂能力 1 4设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中 如因结构或造型方面原因等而不得以时 应充分考虑采用加强措施 结构楼板 裂缝控制措施 2 材料选择和混凝土配合比设计方面2 1根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种 等级 尽量避免采用早强高的水泥 2 2选用级配优良的砂 石原材料 含泥量应符合规范要求 2 3积极采用掺合料和混凝土外加剂 结构楼板 裂缝控制措施 3 施工方面3 1现浇楼板尝试设置伸缩缝 伸缩缝的间距可取14m 设在楼板支座处 缝宽10mm 中间加软体材料 混凝土断而筋不断 3 2钢筋绑扎时保证间距均匀 保证负筋位置不变 浇筑混凝土时设置马道 不踩负筋 3 3浇筑混凝土之前对模板浇水养护 结构楼板 裂缝控制措施 3 施工方面3 4楼板混凝土浇捣完毕后 根据当时室外气温 确定养护方案 冬 夏季节 应采取混土表面加盖棉被 塑料薄膜等养护措施 混凝土在浇筑完后12h内 必须进行浇水养护 浇水养护时间一般不得少于7d 对掺用缓凝剂或抗渗要求的混凝土 不得少于14d 3 5在预埋电线管下加钢丝网 预埋管尽量顺着受力钢筋的方向布置 结构楼板 裂缝控制措施 3 6严格控制结构顶板模板拆除时间跨度为2m及小于2m50 跨度为大于2m至8m75 跨度大于8m100 悬臂板100 3 7混凝土达不到1 2MPa不得上人 达不到10MPa时不得堆放材料 结构楼板 裂缝控制措施 3 8混凝土楼板浇筑完毕后 表面刮抹应限制到最小程度 防止在混凝土表面撒干水泥刮抹 并加强混凝土早期养护 3 9避免在雨中或大风中浇灌混凝土 一些控制混凝土裂缝的具体做法 一 设计1住宅的建筑平面宜规则 避免平面形状突变 当平面有凹口或洞口时 凹口 洞口周边楼板的配筋宜适当加强 当楼板平面形状不规则时 宜设置梁使之形成较规则的平面 2钢筋混凝土现浇板的设计厚度不宜小于120 厨房 浴厕 阳台现浇板的设计厚度不应小于90 3当阳台悬挑长度不小于1 5m时 阳台应采用梁板式结构 当悬挑长度小于1 5m且需采用悬挑板式结构时 悬挑板根部厚度不应小于外挑长度的1 10 且不应小于120mm 悬挑板面的受力钢筋直径不应小于10mm 且应在悬挑板底配置抗裂分布钢筋 一些控制混凝土裂缝的具体做法 4房屋屋面及建筑物两端开间的现浇板应设置双层双向钢筋 钢筋间距不宜大于100 直径不宜小于 8 5在现浇板断面或板跨急剧变化处 开洞削弱处等易引起收缩应力集中处 现浇板钢筋间距不应大于150 直径不应小于 8 洞口削弱处应每侧配置附加钢筋 并应在板的上表面配置纵横两个方向的温度收缩钢筋 6现浇板受力钢筋应采用延性 韧性较好的热轧带肋钢筋 宜采用细且密的配筋方式 7现浇板混凝土强度等级不宜大于C30 否则必须有减少混凝土收缩的设计措施 一些控制混凝土裂缝的具体做法 8预埋管线不应集中通过现浇楼板 应分散布置 设计中水 电 设备等各专业应相互配合 在同一位置管线重叠不得超过两层 交叉布线处应采用线盒 线管的直径应小于楼板厚度的三分之一 且不应超过50 并使管壁至板上下边缘净距不应小于25 9现浇板内管线必须布置在上下层钢筋网片之间 若在跨中没有上排钢筋 则沿管线方向在板的上表面增设 6双向间距100宽600 的钢筋网片 多根管线并排时 增设钢筋网片的宽度应超出管线每边300 一些控制混凝土裂缝的具体做法 二 施工1根据工期要求 配备足够数量的模板 保证按规范要求拆模 后浇带两侧的支撑拆除时间应符合设计文件的要求 设计文件无明确要求时 应待后浇带施工完毕且砼强度达到设计强度时方可拆除 2现浇板板底钢筋绑扎完后方可进行管线预埋 结束后方可