舒怀珠－钢筋混凝土现浇楼板裂缝原因分析及防治措施学习教案

1、会计学1舒怀珠钢筋舒怀珠钢筋(gngjn)混凝土现浇楼板裂缝混凝土现浇楼板裂缝原因分析及防治措施原因分析及防治措施第一页，共46页。 某住宅楼为六层混合结构,采用 350mm沉管灌注桩基础,每层三梯六户,呈一字形布置,建筑物总宽度13.14m,总长度达71.04m,建筑面积为4740m2,整栋住宅未设置伸缩缝。该工程大多数墙体转角处均设置构造柱,每层均设置圈梁,平面尺寸从1.8m2.4m到8.4m4.5m变化较大,墙体厚度均匀,整体性良好。该工程于91年1月开工，92年5月通过验收，同年9-10月有住户反映楼板开裂问题。检查发现除顶层外,其它各层墙体未见明显开裂,而钢筋砼楼板普遍开裂,并以平行

2、建筑物短边方向(fngxing)为主,裂缝宽度大多数在0.2-0.6mm之间,开裂位置及走向如图1所示。案例(n l)一 案例(n l)第2页/共46页第二页，共46页。案例(n l)一 案例(n l)第3页/共46页第三页，共46页。原因分析如下： 针对上述问题,对该楼裂缝及质量问题进行了鉴定。结果指出:砼施工质量不均匀,部分裂缝两侧砼振捣不密实。受检楼板支座负筋间距均大于设计要求。以该楼的402房B-C、-轴板为例： 设计要求的楼板厚度h=120mm、板筋保护层厚度15mm。 现场检测结果为:近轴处板厚h=77mm，板支座负筋保护层厚度为33-21mm,平均值27.6mm。近轴处楼板厚度h

3、=70mm，板支座负筋保护层厚度范围(fnwi)值为44-31mm，平均值34.6mm，近跨中楼板厚度仅49mm。近轴处板支座负筋间距设计值为200mm,实测值229mm.近轴处板支座负筋间距设计值180mm，实测值为245mm。经核算，该板承载力严重不足，仅为设计要求的40%，必须进行加固处理。案例(n l)一 案例(n l)第4页/共46页第四页，共46页。 在该工程施工过程中，施工单位未严格按照施工操作规程进行施工。混凝土楼板厚度严重不足，支座处负钢筋普遍下沉。保护层远远超过构造要求，导致混凝土楼板设计的有效高度减少，这些都是造成楼板开裂的主要原因。此外，该栋楼总长度71.04m，原设计

4、在缺乏(quf)地方经验的情况下，既没有可靠的结构及构造措施，又不设置伸缩缝，已明显不符合设计规范的要求:现浇框架结构在室内或土中环境里，不设置伸缩缝的最大间距为55m。这也是造成楼板开裂的一个原因。案例(n l)一 案例(n l)第5页/共46页第五页，共46页。 从处理(chl)过的房屋楼板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(见图2): 1.裂缝在板角,并与板边缘约成45角,斜向发展; 2.在板的跨中,近似直线形发展; 3.在板的边缘300mm的范围内平行于支座; 4.不规则裂缝。 还有一类裂缝出现在板内预埋件、电管线埋设的部位。案例(n l)第6页/共46页第六页，共

5、46页。 现浇混凝土楼板产生裂缝的因素很多,根据成因最常见的裂缝可分为四类。混凝土收缩(shu su)引起的裂缝,简称收缩(shu su)裂缝;温度变化引起的裂缝,简称温度裂缝;荷载作用引起的裂缝,简称荷载裂缝;施工原因造成的裂缝。 1.收缩(shu su)裂缝 混凝土在凝结硬化过程中,表层和内部水分散失,引起失水收缩(shu su),同时骨料与胶合料之间也产生不均匀的沉缩变形。在混凝土楼板表面养护不良的部位出现龟裂。混凝土配合中,水灰比过大,水泥用量大,外掺剂保水性差,粗骨料少,振捣不良,环境气温高,养护不良等都能产生收缩(shu su)裂缝。 2.温度裂缝 混凝土由于温度变化产生的温差应力

6、,当应力超过混凝土抗拉强度时产生的变形裂缝。通常发生在靠近内外墙角的45斜裂缝。第7页/共46页第七页，共46页。 3.荷载裂缝 当施工荷载(包括自重荷载)超过抗裂荷载时,形成的垂直于楼板受力方向的裂缝。荷载裂缝为下宽上窄的贯通裂缝。 4.施工原因造成的裂缝 (1)楼板钢筋马凳设置不合理,工人踩踏造成的楼板钢筋骨架高度小,上部负弯矩钢筋保护层过大。导致混凝土楼板因有效高度减少,而形成的垂直于受力钢筋方向的裂缝。 (2)预埋管线密集、重叠,使混凝土截面受到削弱。而形成的沿管线方向的裂缝。 (3)施工缝的位置设置不合理,而形成的沿施工缝的裂缝。 (4)混凝土养护不及时,缺乏足够的保湿养护时间。而形

7、成的收缩裂缝。 (5)混凝土没有(mi yu)达到一定的强度,就进行材料堆放。而形成的荷载裂缝。 (6)模板支撑不牢或拆模过早。由自重引起的裂缝。第8页/共46页第八页，共46页。 总的来说现浇混凝土楼板产生裂缝可以从结构设计、混凝土材料性能和施工条件三方面来归类(u li)分析。第9页/共46页第九页，共46页。（1）原因分析 1) 建筑平面布置不规则，形状突变，导致应力集中，引起楼板开裂(ki li)。 2) 现浇板的厚度与跨度比控制不当，设计楼板厚度、配筋、混凝土强度等不足导致楼板承载力不足，引起楼板结构性开裂(ki li)，影响结构安全。第10页/共46页第十页，共46页。（1）原因分

8、析 3) 板的配筋率偏小，有些设计人员在设计时仅考虑内力作用(zuyng)的配筋率，而忽视了温度应力对构件产生内力所需要配置的温度筋。屋面板的温度应力不可忽视，尤其是无可靠保温隔热层的屋面板受温度影响较大，若设计中未加考虑，板往往开裂。 4) 楼板钢筋之间或钢筋与预埋件之间的排列考虑不周和布置不当，致使楼板上皮钢筋极容易被抬高至接近或甚至超出板面标高位置，如按楼板的设计厚度施工，则造成楼板钢筋的混凝土保护层厚度不足，导致楼板表面出现如图3所示的沿板上皮钢筋走向的收缩裂缝。第11页/共46页第十一页，共46页。图3 现浇混凝土楼板沿钢筋(gngjn)走向的收缩裂缝第12页/共46页第十二页，共4

9、6页。 5)钢筋直径和间距大，容易出现裂缝。 6)为适应抗震要求，一般建筑大多采用框剪结构形式，这种结构刚度颇大，使用坚固耐久、安全可靠。但在楼板配筋及管线设计中，往往存在以下问题： 设计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的往往存在直径过细，间距过大。 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(pngbn)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。第13页/共46页第十三页，共46页。 对楼板来说，约束

10、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(xngchng)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，沿外墙转角处的楼板容易出现45斜向放射状裂缝。 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。第14页/共46页第十四页，共46页。（2）预防措施 1) 建筑物平面(pngmin)布置宜规则，避免平面(pngmin)形状突变，特殊条件下应采取在不规则处设置梁

11、、暗梁或双层双向钢筋网片进行加强。 2) 适当加大板厚,现浇板厚度不宜低于100mm，相邻现浇板厚不宜相差太大。现浇板配筋应按照“细筋密布”原则进行设计，一侧的受拉钢筋的最小配筋率不小于0.2%。靠近山墙部位的板块宜配置双层双向钢筋网片。墙阳角处增设放射性钢筋。在温度、收缩应力较大的现浇板区域内,应配置双层双向钢筋网片。第15页/共46页第十五页，共46页。（2）预防措施 3) 屋面设置保温隔热层,保温层厚度应根据材料的参数(cnsh)进行热工计算来确定。屋面板设计中应进行裂缝控制计算,计算的裂缝宽度控制不大于0.2mm,屋面板筋宜采用双层双向钢筋。第16页/共46页第十六页，共46页。（2）

12、预防措施 4) 施工前要综合会审施工图，查清钢筋和预埋管线的配置层次、直径、走向、数量等与楼板设计厚度的关系，从设计方面消除因管线预埋交叉布放后尺寸过大进而造成楼板钢筋保护层不足的因素。 5) 在同样配筋率的情况(qngkung)下，尽量减小钢筋直径和间距：可按间距150mm以内、布直径12mm以内的钢筋进行控制。第17页/共46页第十七页，共46页。（2）预防措施 6) 在板角部位(bwi)配置与对角线平行的角部加强钢筋,即辐射筋,可在板角部位(bwi)增设辐射筋,使现浇板产生裂缝的应力方向与辐射筋的方向相一致,从而有效改善和控制裂缝的产生。第18页/共46页第十八页，共46页。（2）预防措

13、施 在现浇板的四大角，于板负筋的上表面(biomin)，放射性布置长度大于1.2m的钢筋(图4)。第19页/共46页第十九页，共46页。（2）预防措施 7) 加设温度收缩(shu su)钢筋，防止现浇楼板长斜裂缝、长直裂缝及不规则裂缝出现，不论单向板还是双向板，必须杜绝板中部单层配筋的作法(图5)。第20页/共46页第二十页，共46页。（1）原因分析 1) 混凝土具有干缩变形的性质,即干燥收缩引起混凝土开裂,而混凝土的干缩变形值与水泥用量及骨料的弹性模量、水灰比等因素有关。一般来说水泥用量大,含石量小,水灰比大,则干缩值也大,易引起开裂。 2 ) 混 凝 土 细 骨 料 如 采 用 粉 砂 会

14、 使 配 制(pizh)的混凝土收缩大,抗拉强度低,也容易引起塑性收缩而产生裂缝。第21页/共46页第二十一页，共46页。3）对于泵送混凝土而言，混凝土现浇楼板裂缝的原因更复杂一些 富浆含量 要使混凝土满足(mnz)泵送工艺的要求,混凝土中的胶凝材料和细集料含量(水泥、粉煤灰、砂)一般要达到9001 000kg/m3才适宜泵送,这比非泵送混凝土的胶凝材料和细集料含量要高得多,必然导致泵送混凝土的收缩值比非泵送混凝土的大。 而且有些商品混凝土大量掺入粉煤灰，采用低价位、低性能的外加剂，导致收缩增加。第22页/共46页第二十二页，共46页。 混凝土拌合物坍落度大 一般适宜泵送混凝土的坍落度在120

15、200mm之间,通常取120160mm；高层泵送混凝土的坍落度在160200mm左右,这比非泵送混凝土的4060mm大得多。大坍落度必然(brn)需要高水泥用量、大用水量或较多的外加剂掺量,这三种不利因素导致泵送混凝土的收缩值比非泵送混凝土收缩值显著增加。第23页/共46页第二十三页，共46页。 较小的粗骨料( lio)粒径及较少的粗骨料( lio)用量 泵送混凝土为满足泵送要求,粗骨料( lio)最大粒径比非泵送混凝土相对较小,在混凝土组成材料中,粗骨料( lio)是抑制混凝土收缩的组分,因此,较小的粗骨料( lio)粒径及较少的粗骨料( lio)用量对混凝土收缩的抑制是不利的。第24页/共

16、46页第二十四页，共46页。水泥细度过细 水泥细度过细也是引起收缩增大的因素。 由于上述四种不利因素的影响造成了泵送混凝土比非泵送混凝土有更大的收缩性。另外,商品混凝土站为了保证泵送混凝土在作业时间内具有良好的可泵性,常掺入缓凝型高效减水剂或泵送剂,使混凝土早期强度变低,抵抗混凝土收缩变形的能力下降,裂缝(li fng)就更易于发生。第25页/共46页第二十五页，共46页。（2）预防措施根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比；严格控制水灰比和水泥用量；选用级配良好的石子和砂；施工单位现场搅拌(jiobn)混凝土或商品混凝土须严格控制好混凝土坍落度，不符合要求不能使用；不得

17、采用粉砂作为细骨料,以减少收缩量,提高混凝土的抗裂强度；当确有需要时,可在混凝土中加入纤维等抗裂材料以补偿混凝土收缩。第26页/共46页第二十六页，共46页。（1）原因分析 1) 养护不当是造成现浇混凝土板裂缝的主要(zhyo)原因,过早养护会影响混凝土的胶结能力。混凝土楼板浇筑完毕后，施工单位未养护或养护不及时，会造成混凝土板表面游离水分蒸发过快，水泥因缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低，产生开裂。特别是夏、冬两季，因昼夜温差大，养护不当最易产生温差裂缝。 第27页/共46页第二十七页，共46页。 混凝土凝结及工作温度的变化都会引起(ynq)楼板收缩或伸长，如果收缩

18、引起(ynq)的应力大于楼板的抗拉强度,楼板就会出现裂缝。施工时水灰比或工作温差越大，这种现象就越严重。单向板(特别是楼梯间屋面等狭长形板)或长短边比例较大的双向板，往往出现垂直于长边的裂缝，这主要是由于混凝土的收缩引起(ynq)。第28页/共46页第二十八页，共46页。 因房屋的主体施工多发生在春季(chnj)或夏季,昼夜温差较大,混凝土终凝前变化剧烈,易产生裂缝。在现浇楼板的施工中,由于楼板混凝土一次浇筑面积过大,表面积与空气接触面积也大,水化热使板面温度很高,如养护时覆盖保湿措施不当,就会加快混凝土表面的水分蒸发,加速混凝土收缩速度,使板内拉应力大于混凝土的抗拉强度,产生裂缝。另外,室内

19、外温差变化较大,也可引起一定的裂缝,事实上许多裂缝往往是混凝土收缩及温度变化综合引发的。第29页/共46页第二十九页，共46页。 目前设计中钢筋混凝土楼板大多采用井式楼盖的布置形式,由于楼板受周边梁的约束,梁的截面刚度远大于楼板的刚度,在水平方向上楼板的收缩变形大于梁,从而使板内出现拉应力。 另外,在外界气温影响下,随着热胀冷缩的反复作用(zuyng),产生的温差应力也会在外纵墙与山墙的交界附近的楼板角部产生较大的主拉应力,混凝土收缩应力和墙的温差应力的叠加,当板内拉应力超过了混凝土的抗拉强度,楼板就会产生裂缝。设计上板内配筋都按平行于板的四边的布置形式,板转角处对角线方向的抗拉能力最薄弱。这

20、就是此种裂缝均出现在板的转角处,并呈45斜向放射状的原因第30页/共46页第三十页，共46页。 2) 施工中在混凝土未达到规定强度时过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等,都可直接(zhji)造成混凝土楼板的弹塑性变形,致使混凝土早期强度低或低强度时承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂。 按现行混凝土结构工程施工与验收规范规定:一般跨度的楼板在其混凝土强度大于75%的设计强度后方可拆模,当施工荷载产生的效应大于板的承受能力时,必须经过验算,加设临时支撑。有些项目为赶进度盲目快上,施工过程中过早拆模,施工荷载大大超过楼板的承受能力,导致楼板出现早期裂缝。另外,拆模时间可根据浇注楼板

21、时实验室制作的试块强度确定,但应请设计单位验算批准,如果施工荷载大于使用荷载,可以请设计单位加大设计荷载,重新配置板的钢筋。第31页/共46页第三十一页，共46页。 3) 混凝土浇捣后过分抹平压光,使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的Ca(OH)2与空气中的CO2作用生成CaCO3,引起(ynq)表面体积碳化收缩,导致混凝土板面龟裂。第32页/共46页第三十二页，共46页。 4) 钢筋绑扎时,现场施工人员行走不注意保护,加之负弯矩钢筋未设置马凳支撑或马凳间距不足,则易把板面负筋踩弯,致使板有效高度减小,造成支座处板的抗负弯矩,承载力下降,导致板面出现裂缝。 现行

22、混凝土结构设计规范对楼板支座负筋给出了最小构造配筋是6 200。从设计配筋上来看,这一规定是可行的,但从实际工程来看,采用6钢筋强度不够。在施工中楼板支座的负弯矩钢筋常被施工人员踩踏下沉,致使负弯矩钢筋有效高度太低而发挥不了构造钢筋的作用;有时由于施工单位为了迎合发展商的进度要求,在楼板混凝土还没有(mi yu)达到强度时,就上人操作甚至堆载,使楼板产生过大的变形,导致裂缝的产生。第33页/共46页第三十三页，共46页。 5) 保护层偏大产生裂缝。由于板负筋骨架刚度较小，施工单位又未采取确保(qubo)有效高度h0的措施，加上人为的踩踏，导致板内负筋下塌，板负筋的保护层达不到规范要求，因此过厚

23、的混凝土极易被拉裂。 6) 混凝土养护期间,混凝土板表面的施工荷载超过模板支撑设计荷载,致使支撑刚度和稳定性不足,支撑变形过大引起混凝土开裂。第34页/共46页第三十四页，共46页。 7) 混凝土现浇板中预埋管线，特别是多根管线的集散处使混凝土截面削弱较多,从而引起应力集中,容易导致板面裂缝的发生。 按规定,供电套管应敷设在楼板上下钢筋之间,若设在板底钢筋下面，会使板底筋上抬，减小楼板的有效高度。正常情况下,允许楼板有一定的工作裂缝(裂缝宽度小于0.3mm)。由于套管(一般是塑料套管)在楼板钢筋的混凝土保护层内,裂缝就可能先沿套管集中出现,随着荷载的增加,裂缝继续扩展,直至上下贯穿。如果(rg

24、u)局部位置的管线较多,则应加大楼板厚度。 第35页/共46页第三十五页，共46页。 8) 任意打凿洞口 设计时未考虑通烟(气)道孔洞的开洞影响和相应的隔墙荷载,施工时未按图预留给、排水管孔洞,也未设置附加钢筋(gngjn)。安装水管时打凿楼板,往往会导致楼板出现裂缝,特别是卫生间和厨房,临时增设通气道或烟囱道,往往需要开凿较大的洞口,打断多根板底钢筋(gngjn)和支座钢筋(gngjn),洞边还要砌砖墙,这样既降低楼板的强度又增加其荷载,楼板就很容易产生裂缝。通气(烟)道洞口一般设在墙角,所以经常出现板角斜向裂缝, 因此,设计时要按构造要求注明洞口位置,并设附加钢筋(gngjn),如果洞口较

25、大,还应考虑墙体荷载,加设翻口梁或次梁。第36页/共46页第三十六页，共46页。 9）模板施工的影响 模板支撑的刚度不够、梁板支撑刚度差异(chy)或模板挠度过大，在荷载作用下变形沉陷产生裂缝；有些项目为赶工期，混凝土尚未达到规定强度就过早地拆除底模和支撑，楼面荷载造成楼板超值挠曲而产生通长裂缝。第37页/共46页第三十七页，共46页。 10）对于泵送混凝土而言，施工方面造成裂缝的原因更多： 单位用水量大和现场随意加水:满足水泥水化所需的水量不超过水泥用量的25%，其余的水仅为改善混凝土工作性能(xngnng)的需要，在密实成型后，多余的水分要蒸发掉，并在混凝土内部留下孔隙，使表面形成弱化层。

26、失水产生毛细管收缩应力，加大在混凝土表面出现裂缝的可能性，因此，用水量大往往使混凝土收缩增大。 振捣时间过长，有时达到了2-3min,导致混凝土下沉，浆体上浮，混凝土失水干燥后，毛细孔收缩及沉缩作用引起混凝土楼板龟裂。第38页/共46页第三十八页，共46页。 用插入式振动棒赶料。现场楼板施工泵送混凝土一般采用接管式,混凝土浇筑人员为了减少接拆管次数,往往集中在某处泵送相当多数量的混凝土,然后用插入式振动棒进行振捣,使混凝土流动、摊铺,而不是用布料器布料或用铁耙将混凝土料堆放并摊铺均匀。因此,在混凝土楼板施工中,常常会出现将插入式振动棒直接放在混凝土管道出料口处,这就造成了该区域石子大量沉积,浆

27、体外流。从而,在楼板上就会出现某些区域骨料聚集(jj),某些区域浆体聚集(jj),在浆体聚集(jj)区就会出现大量的混凝土收缩裂缝。第39页/共46页第三十九页，共46页。（2）预防措施 1) 楼板混凝土浇筑完毕后，应及时(jsh)用薄膜、麻袋覆盖，防止强风和暴晒，采用浇水等方法进行养护。在盛夏季节更要加强养护，并适当延长养护时间。积极推广混凝土养护剂以确保质量。 2) 混凝土楼板浇捣时，要保证有不少于二层的模板支撑(严禁拆除底模加支撑)。现浇板底模拆除时的混凝土强度应符合混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)第4.3条的规定。在混凝土强度未达到1.2MPa前，不能踩踏，不得在楼板上倾倒、堆放施工材料。第40页/共46页第四十页，共46页。 3) 混凝土楼板浇筑完毕后，表面刮抹应限制到最小程度，建