混凝土板角斜裂缝形成原因及防治措施研究

2010-08-15姚文

科学之友 2010年4期

关键词：骨料受力管线

姚文

（广东茂名 525000）

1 砼材料

1.1 原因分析

1.1.1 原材料不达标

一是粗骨料级配不合理，经施工现场抽查发现粗骨料最大粒径超过40 mm，这样浇筑出来的砼收缩性增大；二是细骨料过细或含泥量过大，致使砼收缩性增大。砼收缩性增大会诱导裂缝在板受力薄弱的地方产生裂缝。

1.1.2 砼搅拌时未按配合比设计下料或配合比设计不当

查阅有关资料发现：当用水量不变时，水泥用量每增加10 %，砼收缩增加5 %；当水泥用量不变时，用水量增加10 %，砼强度降低20 %，砼与钢筋的粘结力降低10 %。如水泥标号、水泥用量、水用量增加，以及细骨料和粗骨料径偏小、砂率偏大等都会使水化热增加，容易引起收缩裂缝。

1.1.3 混凝土强度等级日趋提高

建筑结构混凝土强度等级日趋提高，但有许多结构被不恰当地选择了过高的强度等级。习惯上认为：“强度等级越高安全度越大，就高不就低，提高强度等级没坏处。”框架结构设计一般采用“弱梁强柱”，有时迁就施工方便，梁板采用强度等级与柱相同的高强混凝土。再者，施工单位采用自拌混凝土时担心混凝土强度等级达不到设计要求，擅自调整混凝土配合比，提高混凝土强度等级等。在梁板柱节点受力体系中，板是最薄弱的，约束力的分布特点使板角受其作用最大，从而导致板角斜裂缝的出现。

1.1.4 现场养护不够

砼浇捣后未能及时按要求进行养护或养护的天数不够。现在现场极少用麻袋、塑料布、锯渣等对砼面进行覆盖养护。在高温天气，刚淋水不久就被蒸发掉了，使砼早期脱水，从而引起收缩裂缝。

1.2 防治措施

（1）对原材料进行严格选材。优选有利于抗拉性能的混凝土级配，降低砂率增加骨料粒径，选用粒径在5 mm～40 mm的粗骨料，细骨料含泥量不得超过规范要求，且必须符合级配。

（2）配合比按规范要求设计，施工时实行过磅制度，尽力减小水灰比、减少坍落度。严格按配合比设计下料，控制搅拌时间，混凝土搅拌均匀，从而保证混凝土质量；严格控制混凝土坍落度，对商品混凝土应逐车检查泵车泄料口混凝土坍落度。

（3）合理选择结构形式，降低结构约束程度，对梁、板用中低强度级混凝土，加强构造配筋，如板顶部的受压区连续配筋，板的阳角及阴角配置放射筋，增加梁的腰筋间距200 mm。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。采取保温保湿的养护技术。对于超长结构可采取跳仓浇灌或后浇带方法施工。对于复杂的结构难免出现少量裂缝从而影响正常使用和耐久性。裂缝分为表面裂缝、浅层裂缝、纵深裂缝（深层裂缝）、贯穿裂缝等，少量有害裂缝采用近代化学灌浆技术处理，满足设计使用和耐久性要求，不应因此降低工程质量评定标准。

（4）砼浇捣后及时在规定时间（一般为12 h）内进行养护，高温天气必须进行覆盖养护。刚浇筑后的混凝土尚处于凝固硬化阶段，水化速度较快，须采取覆盖保湿措施防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。因此加强混凝土早期养护，尤其在 7 d内始终保持混凝土湿润状态是防止裂缝出现的重要环节。

2 施工质量

2.1 原因分析

（1）钢筋安装时，板角处钢筋多层重叠（两向均配负弯矩筋）使上部钢筋位置高出设计位置，导致最上一层负弯矩筋保护层厚度不够。这样板角上部受拉区砼变薄，刚度变小，受力变形后易拉裂。其次，由于交叉作业人员不注意将板角上部钢筋踩踏下沉，又未进行及时纠正，上部钢筋保护层超厚导致钢筋不起作用，上部受拉后开裂。

（2）在两方向板负筋交叉处未设分布筋，使此处钢筋网架比较单薄，相当于将一方向的负筋作为另一方向的分布筋。

（3）电气套管敷设时，安装人员为走近路，在斜三角处敷设套管，使此处的砼有效截面变小，受力后容易产生裂缝。

（4）施工时振捣不规范，出现混凝土漏振和过振现象。

（5）施工过程中，模板安装采用单层支模，使施工荷载未能有效卸载，造成单层楼板承受施工荷载。

2.2 防治措施

（1）钢筋安装时，在板角处调整好上部钢筋位置，并用钢筋头做成撑脚固定好负筋位置或采用悬挂法施工，避免被踩踏后出现下沉的现象。

（2）将分布筋按净跨长度下料绑扎所有负筋，增强板角钢筋网共同受力的整体性，必要时在板阳角或大开间板角加设斜向加强筋（一般采用3～5φ8）。

（3）严禁在板角斜裂缝产生范围内敷设电气套管，电气套管应敷设在常见裂缝区域以外，并在套管上部加设构造负筋（一般采用φ8@200，长度约3.0 mm）。

（4）施工时要求做到振捣密实，防止出现混凝土漏振和过振现象，保证混凝土密实，提高混凝土的抗裂性能。

（5）留置同条件试件，待强度试验达到要求后方可在楼面上进行下道工序的施工，且楼面堆载不能超过要求。堆放时应小心轻放，当使用起重机械运送至楼面时宜采用人工卸料，特别是使用塔吊施工，必须避免吊运时剧烈冲击楼面卸料。

（6）施工过程中，模板安装至少采用两层支模（即隔层拆除模板支撑工程），且应严格控制拆模时间，待混凝土强度达到设计和规范要求后方可拆模，避免因拆模过早而产生裂缝。经过多年的经验积累，发现单层支模引起的裂缝偏多，且楼层中间楼板均出现，但杜绝单层支模后，楼层中间楼板开间板角裂缝已得到有效解决。

3 构造措施

经多年来的总结发现，随着抗震构造设防措施的增加，板角斜裂缝也随之增加，而裂缝均出现在板阳角处。从内力角度分析，阳角的构造柱、圈梁及板构成一个刚性角，其中板是最薄弱者，受力后上部三角形成斜裂缝。处理的方法有两种：一种方法是在阳角加设加强筋，垂直于裂缝方向布置，数量一般为中φ8@100，长度为 1 m，两端作直弯钩，一锚入梁内，以增加板角的刚度。另一种方法是有阳用的板采用双向双层配筋，并适当增加板的厚度，既解决了板角多层钢筋重叠，又可使板角受力比较均匀，避免出现斜裂缝。另外，应控制混凝土板内管线的预埋，板内不应预埋水管。其它管线预埋宜与钢筋成斜交布置，应避免管线立体交叉，严禁多层管线交错叠放，必要时宜在管线集散处增设垂直于管线的钢丝网，增加双层双向抗裂构造配筋等加强措施。从经验看，第二种方法最有效，但造价稍高一些。

4 温度应力

温度应力引起的裂缝是裂缝中常见的现象，主要是环境大气、昼夜温差引起混凝土结构的温度变化及混凝土内水化热的导热散热不均匀造成内部与表层、表层与大气的温差，使混凝土产生胀缩变形，当混凝土构件受到约束时，将在混凝土构件内产生应力，当由此产生的混凝土内部拉应力超过混凝土抗拉强度极限值时，混凝土便产生温度裂缝。据验收时收集的资料显示：有部分工程是在施工单位自验收后到竣工验收前几天才发现板角斜裂缝的，时间越长越容易出现，而且是西面比东面多，夏天最多，冬天较少。究其原因：施工单位自验收后就门窗紧闭，等待验收，这样经白天阳光照射后，屋内温度增高，而到晚上外部温度降低，外部结构也将热量挥发掉，而屋内的热量很难挥发出去，室内外温差增大，内部结构形成温度应力而使板角出现裂缝，西面比东面裂缝多更能说明这一点，因为西面受日照时间更长且温度更高。防治的措施是将窗户打开，保持屋内通风。