大多數人對樓闆裂縫缺乏必要常識,隻要樓闆一出現裂縫就擔心裂縫會引起建築物倒塌,從而産生恐慌心理,汶川大地震後反應更為敏感。從“5·12”汶川大地震的震害情況看,現澆鋼筋混凝土樓闆在結構安全和使用功能方面比預制闆優越得多,而且GB 50011-2001建築抗震設計規範(2008版)也明确規定:“多、高層的混凝土樓、屋蓋宜優先采用現澆混凝土闆”,以防止預制混凝土闆在強烈地震中容易脫落導緻人員傷亡。因此,我們有必要對現澆鋼筋混凝土樓闆裂縫進行一些探讨。

1 樓闆裂縫種類

溫差裂縫:由于溫度變化,混凝土熱脹冷縮而形成的裂縫,此類裂縫一般集中在東西單元的房間、屋面層和上部樓層的樓闆。收縮裂縫:混凝土在塑性收縮、硬化收縮、碳化收縮、失水收縮過程中易形成各種收縮裂縫。

構造裂縫:預埋管線處混凝土厚度減薄,容易出現裂縫。結構裂縫:在一些應力突變的薄弱部位和截面突變處,以及放置動力機器的樓闆處,往往容易産生一些結構性裂縫。例如:牆角應力集中處的45°斜裂縫,闆端負彎矩較大處的闆面裂縫等。

2 樓闆裂縫形式

45°斜裂縫:該裂縫常出現在牆角,特别是房屋東西兩端房間,呈45°斜線狀。縱橫向裂縫:該裂縫一般出現在跨中、負彎矩鋼筋端部、PVC線管敷埋處。長裂縫:一部分房間預埋PVC線管的闆面上出現裂縫,裂縫寬度達0. 2 mm~0. 3 mm左右。這種裂縫僅在樓闆表面出現,闆底無裂縫。不規則裂縫:裂縫出現部位、形狀無規則,或散狀或龜裂狀。一般發生在房屋東西兩單元、閣樓頂層部位。

3 裂縫産生的原因

3.1 設計方面的原因

屋面、露台、頂層樓闆會因熱脹冷縮而引起開裂。如果外牆未采取保溫措施或保溫隔熱措施不當,房屋的四周陽角由于受到縱、橫兩個方向牆或剛度相對較大的樓面梁約束,限制了樓面闆混凝土的自由變形,因此在溫差和混凝土收縮變化時,闆面在配筋薄弱處(即在分離式配筋的負彎矩筋和放射筋的末端結束處)首先開裂,産生45°左右的斜角裂縫。

平面超長時,由于溫差和收縮變形,會造成牆體和樓闆橫向開裂。平面形狀沿長度、寬度方向突變時,由于樓闆剛度不一緻,會産生差異變形,引起薄弱部位開裂。

在樓闆受力分析時,隻考慮樓闆平面内的應力變化。即使是考慮闆端嵌固産生彎矩,也隻是考慮闆平面内彎曲或屈曲所産生的應力,對于現澆結構構件之間在三維空間中如何分配内力、協調變形,基本沒有考慮。

部分設計人員對樓闆構造配筋,放射筋設置不重視或設置不合理,薄弱環節未采取加強措施。鋼筋直徑、間距過大,使混凝土樓面抗拉能力不均,局部較弱處易産生裂縫。

對開洞口樓闆,特别是開洞口比較大的工業建築樓闆,設計時往往隻考慮樓闆在豎向荷載作用下洞口四周加強配筋,而忽視了闆與牆體或闆與梁的變形協調問題,開洞闆易發生翹曲變形,産生裂縫。

3.2 施工方面的原因

現澆樓闆内暗敷強(弱)電管、網絡、智能控制線管越來越多,兩根管交錯疊放非常普遍,甚至有些部位三根交錯疊放,錯疊處闆混凝土厚度變薄,從而減弱了闆的抗彎能力。

施工中人為踩踏或機械碰撞鋼筋,緻使鋼筋保護層厚度過大或過小,間接導緻了樓闆裂縫的形成。

因拆模過早,混凝土強度未達到要求;模闆支撐系統不牢靠,樓面荷載影響造成樓闆超值撓曲;施工中周轉材料較集中和較頻繁的吊裝卸料堆放區或受重物沖撞區,都可能産生樓闆裂縫。混凝土施工工藝不正确;振搗、覆(塗)膜或澆水養護不到位;後澆帶處理方法不恰當;混凝土強度未達到1. 2MPa,就進行下道工序的施工,也均能引起樓闆混凝土龜裂。

3.3 材料方面的原因

首先鋼筋鏽蝕嚴重時,産生鏽脹,鋼筋和混凝土之間的握裹力降低,緻使樓闆産生裂縫。其次混凝土原材料和外加劑的質量不高,混凝土的配合比、坍落度等各項性能指标不符合要求,也能引起樓闆裂縫。

4 控制措施

4.1 設計方面的控制措施

設計時屋面設保溫隔熱層,外牆外表面或内表面相應設置保溫隔熱層,同時外牆面宜采用淺色裝飾材料,增強熱反射,減少對日照熱量吸收,減少溫度應力産生的裂縫。

适當控制建築物長度,為避免結構由于溫度收縮應力引起的開裂,宜按GB 50010-2002混凝土結構設計規範規定設置伸縮縫,伸縮縫間距宜為30 m~50 m。超長量不大時,可采用設置後澆帶的方法,以減少混凝土樓闆溫度變化和混凝土收縮對結構的影響,防止混凝土闆開裂。盡量避免平面形狀突變,當樓闆平面形狀不規則時,宜設置梁使之形成較規則平面。當平面有凹口時,凹口周邊樓闆的配筋宜适當加強。

現澆樓闆适宜的混凝土強度等級為C20~C30,不宜超過C35。過高的混凝土強度等級,會增加樓闆因溫度變化和收縮引起裂縫的可能性,此外,當闆類構件的配筋為最小配筋率時,混凝土強度等級過高會使配筋量增加,既不合理也不經濟。

樓闆含鋼率相同時,選用直徑較小的鋼筋對控制裂縫較為有利,但是在施工時卻又容易踩踏變形,尤其是上部鋼筋,設計人員應根據施工現場實際條件,選用合理的鋼筋。在溫度收縮應力較大的現澆闆區域内,鋼筋間距宜取150 mm~200 mm,并應在闆的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋,溫度收縮鋼筋可利用原有鋼筋貫通布置,也可另行設置構造鋼筋網。各跨底部鋼筋的間距及規格盡可能統一,以便将底部鋼筋拉通布置。适當加強洞口周圍樓闆的配筋,加強闆與牆體或闆與梁的變形協調,減少開洞闆因翹曲産生裂縫。

4.2 施工方面的控制措施

線管在敷設時應盡量避免立體交叉穿越,确須交叉時應采用專門設計的接線盒,以防止線管交叉對混凝土厚度削弱過多,同時在多根線管的集散處宜采用放射形分布,盡量避免緊密平行排列,以确保線管底部的混凝土澆築密實。并且在預埋電線管上部應配置鋼筋網片(4@ 100 mm,寬度600 mm),當線管數量衆多,使集散口的混凝土截面大量削弱時,宜按預留孔洞構造要求在四周增設上下各212的井字形抗裂構造鋼筋。

施工中,為預防人為踩踏或機械碰撞闆筋,則可在鋼筋網下設置間距1 m左右的馬凳筋,并合理搭設供人行走和放置施工機械的馬道,在混凝土澆築前及澆築中及時對變形鋼筋進行整修,盡量減少人為或機械損壞、踏壞鋼筋,減少人為因素産生的裂縫。模闆及其支架應根據工程結構形式、荷載大小、地基土類别、施工設備和材料供應等條件進行設計。模闆及其支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性,能可靠地承受澆築混凝土的重量、側壓力以及施工荷載。而且應根據工期要求,配備足夠數量的周轉模闆,混凝土應達到拆模強度要求才允許拆底模,鋼管避免從高處抛落沖擊樓闆。此外,還應科學安排樓層施工工序,在樓層混凝土澆築完畢的24 h以前,可限于做測量、定位、彈線等準備工作,最多隻允許柱鋼筋焊接工作, 24 h以後,可先分批、少量吊運鋼筋進行鋼筋綁紮, 72 h後方可開始吊卸鋼管等大宗材料,進行支模施工,吊運上來的材料應做到盡量分散就位,不得過多地集中堆放,做到輕卸、輕放,以控制和減小沖擊振動力,避免或減少樓闆混凝土裂縫。

嚴格按照混凝土工程施工工藝和技術措施,加強樓面混凝土的澆築、振搗和養護質量(建議采用覆膜或噴灑養護液進行養護),可避免或減少樓闆混凝土開裂。

後澆帶混凝土接縫宜設置企口縫,後澆帶中垃圾應清理幹淨,新混凝土澆築溫度盡量與原已澆築混凝土澆築時溫度一緻,新老混凝土界面用1∶1水泥砂漿接漿,混凝土強度等級比原混凝土強度等級提高一級,且采用微膨脹混凝土,以防止新老混凝土界面産生裂縫。

4.3 材料方面的控制措施

對鏽蝕嚴重的鋼筋,應在鋼筋綁紮之前進行徹底除鏽。還應控制好混凝土原材料的質量,選用高效優質混凝土外加劑,控制好施工配合比,使混凝土具有适宜的坍落度,改善或減小混凝土的收縮量。

5 對裂縫的彌補處理

在采取了上述綜合性防治措施後,由于各種原因仍可能有少量結構裂縫發生。當樓面裂縫發生後,應在樓地面和頂棚粉刷之前,在找平層中增設鋼絲網、抗裂短鋼筋等進行加強,然後再進行裝修。

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