现浇楼板裂缝产生的原因分析与防治措施

...wd......wd......wd...现浇楼板裂缝产生的原因分析与防治措施摘要现浇楼板在现代民用建筑工程中占着重要地位。采用现浇楼板，对房屋的整体性，抗不均匀沉降性的构造安全性均比预制板好，并且它的构造整体性好、安全性能高，但楼板裂缝问题一直困扰着混凝土的质量。长期以来，由于对混凝土裂缝问题认识上的偏差，或重视程度不够，多年来的施工实践和工程监理中处理质量通病层出不穷，混凝土的裂缝问题乃是严重困扰着混凝土楼板施工质量的首要问题。因此，我们在广泛应用现浇混凝土楼板构造的同时，也要从多方面分析裂缝产生的原因，从而将其控制在无害范围之内。本文着重从裂缝产生的部位，裂缝产生的原因等方面进展阐述，并针对上述原因提出相应的控制措施，从而保证混凝土的质量。另外还举例进展分析，以供大家参考。目录前言.....................................................1第一章概述1.1现浇楼板裂缝现状.....................................21.2现浇楼板裂缝的易发生部位..............................21.3现浇楼板裂缝出现的时间...............................2第二章现浇楼板裂缝产生的原因分析2.1施工方面..............................................32.2设计方面..............................................32.3材料方面..............................................4第三章裂缝的防治措施3.1裂隙的预防措施.......................................63.2对现浇楼板裂缝的处理..................................7第四章应用实例4.1工程概况..............................................84.2现场调查..............................................84.3裂缝原因分析..........................................84.4预防措施..............................................84.5结论..................................................9完毕语...................................................10参考文献.................................................11前言现浇楼板是用钢筋混凝土与建筑制模工艺相结合铸浇于工业厂房、商业门面、民用住宅的架空层中的板式隔层(简称现浇楼板〕。其特点有节能、隔音、隔热、抗震、无渗漏，并且能够优化原建筑物构造强度等优点。随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，若何保证建筑工程质量也日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。作为用量最大的基本建筑材料，可以说砼无处不在，据统计我国砼产量在上世纪未期已达810亿立方米/年，现今已达20亿立方米/年，任何一个建设工地，砼都是主角。有关研究说明，砼在今后乃至很长一段时期内仍将是最主要的工程材料，其性能会有提高，工艺会改善，技术会更加进步，但还没有任何迹象可以取代它。在众多的工程质量问题中，混凝土裂缝现象则更为突出，因此必须十分重视混凝土裂缝成因的分析及预防。混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。在工程建筑施工中“住宅现浇楼板裂缝问题〞一直都作为居民住宅质量投拆的热点。在处理投诉中，我们发现大局部裂缝表现为：外表龟裂，纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。虽然，这些裂缝一般被认为对使用无多大危害，但在实际施工中仍有必要对其进展有效控制。特别是防止有害裂缝的产生。混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，下面就我个人的看法从设计、材料及施工操作等方面来剖析裂缝的成因，探讨施工中有针对性的防治措施。第一章概述1.1现浇楼板裂缝现状近年来，我国在住宅建设中广泛推广应用现浇砼楼板，加强了建筑物的整体性和抗震性能，取得了很好的效果。但在取得成绩的同时，也出现一个非常普遍的质量问题，即楼板裂缝，已影响到房屋的销售和企业信誉，成为用户质量投诉的热点。因此，裂缝问题是一个迫切需要解决的技术难题。引起现浇板裂缝的主要原因是混凝土的收缩，混凝土在凝结过程中，体积会发生变化，当收缩应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。混凝土收缩开裂是与材料性能有关的固有特性。要想完全阻止裂缝的产生是不可能的，只能从施工工艺以及材料等方面加以改良，尽可能地减少和细化裂缝。许多砼构造在建设过程和使用过程中出了不同程度、不同形式的裂缝，这已成为困扰建筑工程技术人员的一大难题。1.2现浇楼板裂缝的易发生部位〔1〕房间四周裂缝从住宅工程现浇楼板裂缝发生的部位分析，最常见、最普遍和数量最多的是房屋四周阳角处〔含平面形状突变的凹口房屋阳角处的房间〕在离开阳角1米左右，即在楼板的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝，此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。〔2〕楼板其他部位裂缝除上述楼面裂缝外，其他还有较常见的三类：一类是预埋线管及线管集散处；二类为施工中周转材料临时较集中和较频繁的吊装卸料堆放区域，主要集中在楼板中央位置；三类为混凝土等材料及施工工艺的影响产生的位置。1.3、现浇楼板裂缝出现的时间从实践中得出，不规则裂缝一般在混凝土浇筑振捣一个半月左右出现；沿管道走向裂缝一般在混凝土浇筑振捣三个月左右开场出现；板的两边呈45°裂缝及楼板跨纵向裂缝大局部在主体竣工后半年出现，其宽度不一，长短不一，一般情况下肉眼可见。第二章现浇楼板裂缝产生的原因分析2.1施工方面〔1〕未按照施工标准进展施工施工缝没有按照施工标准进展留置或虽然按照标准进展留置，但在新旧混凝土施工中交接面没有按照施工标准进展正确处置，在新旧混凝土交接面中形成薄弱面。也有的为了抢工期、赶进度，在刚浇好的现浇板上或混凝土尚处在初凝和终凝阶段，就任意踩踏，搬运材料，集中堆放砖块、砂浆、模板等。过早的加荷引起不规则的受力裂缝，这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝。〔2〕设备管线铺设及钢筋绑扎位置不当在研究现浇板开裂的实例中，有一局部板的开裂就是因为设备管线放置位置不当造成的，管线的全部断面均设置在砼板中性轴以下部位，在混凝土的受拉区形成薄弱断裂面，造成混凝土板的开裂。还有一局部板的开裂是双向钢筋网片的绑扎不当即保护层不符合要求造成的。〔3〕施工中振捣不密实及板面上荷过早施工中由于振捣不密实，导致混凝土强度达不到设计要求或在楼板浇筑完成后，混凝土养护未到一定时间就上人放线，吊运模板、钢管以及钢筋等材料，此时混凝土强度尚缺乏以承受这么大的施工荷载，导致混凝土早龄低强度断裂内伤。材料吊卸振动荷载对板面的冲击作用，可以直接造成砼板面开裂，形成楼板贯穿裂缝。〔4〕混凝土养护不当导致楼板裂缝养护不当也是造成裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护，混凝土外表游离水分蒸发过快，水泥缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩，此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种应力而产生开裂。另外过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到外表，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起外表体积碳水化收缩，导致混凝土板外表龟裂。2.2设计方面现浇楼板裂缝产生的原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的，并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。从设计角度看，现行设计标准侧重于按强度考虑，未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑，配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束，限制了楼面板砼的自由变形，因此在温差和砼收缩变化时，板面在配筋薄弱处首先开裂，产生45度左右的斜角裂缝。虽然楼地面斜角裂缝对构造安全使用没有影响，但在有水源等特殊情况下会发生渗漏缺陷，容易引起住户投诉，是裂缝防治的重点。根据上面的原因分析，考虑对四周的阳角处楼面板配筋进展加强，负筋不采用别离式切断，改为沿房间〔每个阳角仅限一个房间〕全长配置，并且适当加密加粗。多年来的实践充分证明，凡采纳或按上述设计的房屋，基本上不再发生45度斜角裂缝，已能较满意地解决好楼板裂缝中数量最多的主要矛盾，效果显著。对于外墙转角处的放射形钢筋，认为作用较小。其原因是放射形钢筋的长度一般不大〔约1.2米左右〕，当阳角处的房间在不按双层双向钢筋加密加强而仍按别离式设置构造负弯矩短筋时，45度的斜向裂缝仍然会向内转移到放射筋的未端或外侧，而当采用了双层双向钢筋加密加强后，纵、横二个方向的钢筋网的合力已能很好地抵抗和防止45度斜角裂缝的发生和转移，并且放射形钢筋往往只有上部一层，在绑扎时常搁置在纵横板面钢筋的上方，导致钢筋穿插重叠，将板面的负弯矩钢筋下压，减少了板面负弯矩钢筋的有效高度，同时浇筑时钢筋弯头〔即拐脚〕容易翘起造成平仓困难，所以建议重点加强加密双层双向钢筋即可。2.3材料方面混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，包裹在砂粒外表并填充砂粒间的空隙而形成砂浆，水泥砂浆又包裹石子并填充空隙而形成混凝土。水泥是混凝土中的胶凝材料，它的性能直接影响混凝土的强度和耐久性。从混凝土材料性能角度看，裂缝主要是混凝土变形而造成。一是混凝土自身收缩的变形〔干收缩〕和化学收缩；二是环境气候影响所形成的变形，即温度变形。影响混凝土变形的主要因素为：〔1〕水泥品种的影响水泥的选择是关系到收缩问题的关键。不同品种水泥的收缩值取决于铝酸三钙、三氧化硫、石膏的含量及水泥细度等。而且，随着高强混凝土的应用，水泥的标号等级要求也就相应提高，水泥用量也就会增加，产生的水化热就越高，混凝土的收缩变形也越大。〔2〕混凝土配合比方面的影响在原料一定的条件下，水灰比对混凝土收缩有很大的影响。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量，而用水量的影响比水泥用量大；在用水量一定内条件下，混凝土收缩随水泥用量的增大而加大，反之增大的幅度较小；在水灰比一定条件下，混凝土收缩率随水灰比的增加而明显增大；在水灰比一样条件下，混凝土干缩随砂率增大而加大，但增大的幅度较小。影响砼的收缩而产生裂缝原因包括单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率等控制参数。第三章裂缝的防治措施3.1裂隙的预防措施〔1〕加强现浇板浇捣后的养护混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个环节，无视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝，尤其在高温下施工，更应经常浇水养护，这样既可减少温度产生的裂缝，也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。此外，加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。〔2〕合理地选择混凝土的一些配制指标具体措施应包括：一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加适宜的减水剂；三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。〔3〕严格控制砂的粒径及含泥量现浇楼板的混凝土用砂应选用中粗砂，粒径在0.25~0.50mm之间的石子，砂石含泥量均不得超过1%。如砂、石粒径过细过小，含泥量过大，都会降低混凝土强度，最终会使混凝土产生裂缝。〔4〕在板四角配置一定数量的角筋，即辐射筋现浇板的四周在设计上都已配置负筋，但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象，在板角四周增设辐射筋，使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致，能有效地抑制裂缝，此外配筋较多时，相对来说也能明显改善裂缝的产生或扩展，根据裂缝距板角的距离，辐射筋长度一般设置为1.5m左右。〔5〕平面布置上减少多转折的现象和设置必要的伸缩缝一般来说，平面转折过多，将产生较多的薄弱部位，而这些部位由于应力集中，往往是裂缝的多发区，故在必要处必须设置伸缩缝。〔6〕严格控制板面负筋的保护层厚度现浇板负筋按设计要求都放在板上面，有梁通过或隔断时一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。为了控制好负筋保护层厚度，必须采用Φ10-Φ14的钢筋马凳，纵横间距800mm左右来固定负筋的位置，并用电焊把马凳与负筋焊牢，使马凳在混凝土浇筑过程中不移位，保证负筋不下沉，从而有效控制负筋保护层的厚度，不使板负筋保护层过厚而产生裂缝。〔7〕现浇板上不要过早地施加荷载混凝土浇筑后的硬化过程中应加以保养，不能对混凝土施加任何外力。如果在混凝土尚未有一定强度的情况下，在其上面上人、集中堆放建筑材料或支模立撑，这样带给现浇板的不是强度提高，而是更多的裂缝。因此，必须做到在混凝土强度到达1.2MPa以后，才允许在其上踩踏或安装模板及支架，否则不可以进展后续施工。〔8〕注意后浇带的施工工艺后浇带的施工应认真领会设计意图，制定施工方案，杜绝在后浇带处出现混凝土不密实，不按图纸要求留企口缝，以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将局部模板、支柱撤除而导致梁板形成悬臂，造成变形3.2对现浇楼板裂缝的处理在采取了上述综合性防治措施后，由于各种原因仍可能有少量的楼面裂缝发生。当这些楼面裂缝发生后，应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作，然后再进展装修。根据我公司的经历，住宅楼地面上部的粉刷找平层较厚，可以通过在找平层中增设钢丝网、钢板网或抗裂短钢筋进展加强，并且上部常被木地板等装饰层所遮盖，问题相对较小。但板底则粉刷层较薄，并且通常无吊顶遮盖，更易暴露裂缝，影响美观并引起投诉，所以板底更应妥善处理。〔1〕一般裂缝的处理①对于一般混凝土楼板外表的龟裂，可先将裂缝清洗干净，待枯燥后用环氧浆液灌缝或用外表涂刷封闭。施工中假设在终凝前发现龟裂时，可用抹压一遍处理。②其它一般裂缝处理，其施工顺序为：清洗板缝后用1：2或1：1水泥砂浆抹缝，压平养护。〔2〕较大裂缝的处理①当裂缝较大时，应沿裂缝凿八字形凹槽，冲洗干净后，用1：2水泥砂浆抹平，也可以采用环氧胶泥嵌补。②当楼板出现裂缝面积较大时，应对楼板进展静载试验，检验其构造安全性，必要时可在楼板上增做一层钢筋网片，以提高板的整体性。③通长、贯穿的不安全构造裂缝，裂缝宽度大于0.3mm的，采用构造胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。第四章应用实例4.1工程概况沈阳某高层住宅工程，地下一层，地上4幢塔楼均为31层，总建筑面积：119600m2，构造形式为剪力墙构造。四层梁板混凝土强度等级为C30。4.2现场调查该工程四层楼板于2007年5月29日20:30分开场浇筑，至30日20:00浇筑完毕，并于30日早发现最先浇注的1-23轴楼板出现龟裂现象，裂缝长度在100mm-2500mm之间，外表宽度约0.1mm-0.5mm；在裂缝处取芯观察，裂缝深度已延伸至板底主筋位置，局部裂缝已贯穿板体。4.3裂缝原因分析〔1〕通过对砂石材料取料试验后发现，碎石符合5-31.5mm粒级，其它指标符合要求，砂的筛分试验结果显示，5mm以上颗粒累计筛余达28%，与标准规定10-0%的累计筛余量[14]相比，严重超标。〔2〕通过实验室复验配合比发现，混凝土拌合物坍落度实测值为120mm，与现场坍落度基准控制值160mm相差40mm。将现场所取的局部芯样和试验室复验后成型的试件，沿着浇筑方向剖开磨平后比照它们的集料分布情况后发现，芯样中粗集料含量明显较比照试件的少，两者配合比存在明显差异。4.4预防措施〔1〕原材料的储存通过对商混公司原材料的调查发现，水泥、粉煤灰、外加剂等材料储存在专门的筒仓内，管理相对较好，符合混凝土的配料要求。砂石堆放在露天，首先由于雨水的接触，其含水量将无法得到有效的控制；其次在夏季由于阳光的曝晒，会使砂石的温度处于较高的水平，在未采取降温措施的情况下就直接用于混凝土的拌制时，将导致水泥的水化反响加速，混凝土的坍落度损失加大，保塑时间缩短，这对于远距离运输的商品混凝土尤为不利。因此，砂石地材的原料堆放场地，应搭设顶棚防止日晒雨淋，以保证混凝土的质量。〔2〕混凝土原材料和配合比控制从砂子的试验结果来看，超过5mm的颗粒严重超标，采用不合格的材料在原设计配合比的根基上拌制混凝土，必然会造成混凝土质量不满足要求。因此，应根据相关标准要求或根据混凝土生产部门的自身情况制订检验频率，及时进展原材料性能的抽样检验，假设发现原材料质量发生变异时，应进展配合比复验工作，当复验结果与原设计要求存在偏差时，应调整配合比以满足原设计要求，这样才能有效保证混凝土质量。根据有关研究和施工经历，控制原材料中的细颗粒含量、降低混凝土中水泥浆和砂浆含量、降低混凝土泌水量等措施能有效提高混凝土的抗塑性收缩能力。在配合比设计阶段可采取以下措施[15,16]：①满足施工需求的前提下，应尽量采用较小的坍落度，通常混凝土采用泵送时，高层建筑用的混凝土坍落度根据泵送高度宜控制在180mm左右，多层及高层建筑底部的混凝土坍落度宜控制在150mm左右；②用水量不宜大于180kg/m3；③混凝土的水胶比不宜大于0.6；④普通强度等级的混凝土水泥用量宜在270~450kg/m3之间，高强混凝土的胶凝材料总量不宜大于550kg/m3；⑤在满足工作性的前提下，尽量采用较小的砂率；⑥选择与水泥相适应的外加剂，防止过量使用缓凝剂；⑦泌水量宜小于0.3mL/m2；⑧对混凝土抗裂性能较高时，可采用脂肪醇之类的减蒸剂或采用纤维增强混凝土等措施。(3)混凝土拌合物坍落度的控制当发现混凝土坍落度不能满足要求时，应制止使用。采取相应措施调整混凝土配合比以到达施工要求，同时做到施工过程中严格管理，制止现场随意加水现象的发生，以保证混凝土的质量。4.5结论现有楼板裂缝系原材料不合格导致的，后经原设计院和有关检测单位检测认定，该楼板混凝土强度能到达设计要求，不影响构造安全，经修补后不影响正常使用。完毕语混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和开展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定开展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可防止的，在一定的范围内也是可以承受的，只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土标准也明确规定：有些构造在所处的不同条件下