浅析建筑工程楼地面裂缝的预防及技术处理
2021-01-12尤灿辉
尤灿辉
(中建远南集团有限公司,福建 泉州 362000)
建筑楼地面裂缝属于结构裂缝,如果不能及时修补,会对整体结构产生根本性影响,如渗水、钢筋锈蚀、混凝土脱落等,最终会使结构强度降低,缩短建筑使用寿命。根据实地考察和翻阅有关资料,可大致归纳出裂缝的成因有环境、原材料、配合比、施工工艺(工序)、技术水平等。为此,施工单位应根据实际情况,在施工过程中加强现场管理、优化技术方案,最大限度地避免裂缝的产生。
1 建筑楼地面裂缝分类
结构性裂缝所造成的后果往往比较严重,不仅降低房屋建筑的整体质量,而且会影响建筑的后期使用,给业主带来巨大的安全隐患。结构性裂缝的种类较多,如收缩裂缝、温差裂缝、施工裂缝、沉降裂缝等。根据其影响程度,又可分为微裂缝、中等裂缝、贯穿型裂缝等。无论是哪种裂缝,大多是在混凝土浇筑过程中因温、湿度差异过大、配合比不合理、施工人员技术水平不高导致的混凝土收缩过快而形成的裂缝。尤其是在构件连接处(如梁板结合处)和不同材料混合施工的位置,更易出现裂缝。
2 裂缝成因分析
2.1 环境因素
在施工过程中,一些施工人员只按既定的施工工艺或方案施工,忽视了外部环境的影响。许多施工案例表明,在楼面混凝土浇筑过程中,环境因素贯穿并直接影响整个施工过程。例如,混凝土在凝固和水化时,内部温度会直线上升,导致其内外温差超过25℃,如不采取相应措施,极易产生温度应力,形成裂缝。另外,一些特殊混凝土,如高强混凝土在凝固前,会产生较强的自生收缩,而混凝土内水泥石也会出现体积收缩,这主要是由于水泥水化过程中内部水分的消耗,造成水泥石的毛细孔和凝胶孔变得干燥,如干燥时间过长,很容易出现细微龟裂,随着时间的推移,最终发展成裂缝。
2.2 原材料因素
在材料采购、施工过程中,施工管理人员缺乏质量管理意识,没有对进场材料进行相关的检验和验收,致使不合格材料进入施工现场,或没有严格按照规范和设计文件要求选用合适的材料规格、数量、配合比等,这些也是产生裂缝的重要根源。具体原因有以下几点:
(1)骨料含泥量过高、颗粒级配不良或间断级配不当,都会混凝土收缩明显增加。
(2)水泥品种的选择。粉煤灰硅酸盐水泥的抗裂性能优于其他类型的水泥,不易产生裂缝;而快硬型水泥收缩较大,容易产生裂缝。
(3)水泥、混凝土强度等级。大量工程案例表明,水泥等级越高、细度越细、早期强度越高,混凝土就越容易开裂;混凝土强度等级越高,脆性越大,越容易开裂。因此,在选择水泥或混凝土强度等级时,不要盲目追求高强度,而应根据实际情况合理选择,才能保证整体工程质量达到标准要求。
(4)混凝土配合比不当。一般在配合比设计中,砂率、水灰比选用不当,会引起混凝土和易性差,发生离析、泌水现象。如果水灰比过大,当水泥水化后,多余的水分需要蒸发,就会在混凝土表面产生孔隙和裂缝。
(5)近年来被广泛使用的预制式叠合板,其使用的混凝土坍落度较小,采用固定模台生产时,用振捣棒振捣,容易过度振捣桁架,且振捣点位少,易造成桁架外露筋处混凝土严重泌浆、离析,沿桁架筋方向产生裂缝。因此,在振捣过程中要注意控制振捣时间和频率,避免局部过振;在混凝土强度未达到起吊强度前,严禁踩踏桁架筋,避免产生裂缝。
2.3 施工技术原因
随着我国城镇化进程的加快,基础设施及相关配套建设出现井喷式增长,各种施工队伍随之涌现,在这一过程中就会出现一些施工人员素质、技术水平参差不齐、责任心不强、施工技术细节得不到优化等问题。同时,个别施工人员在施工过程中不遵守施工操作规范,盲目施工,甚至搞反工序。例如,浇筑后浇带时,没有保留到规范要求的时间即补浇,因混凝土在浇筑后的一段时间内还会继续收缩,如果未待其完全收缩,就会在拉伸作用下,在新旧混凝土之间产生缝隙。另外,混凝土浇筑完成后,由于施工管理人员缺乏管理和控制措施,使混凝土表面留下脚印或手印,为避免这些印迹影响工程观感质量,需要对其进行抹平压光处理,在处理过程中,细骨料会漂浮到混凝土表面,形成水泥砂浆层,导致混凝土收缩更加明显。另外,在模板支护过程中,如果施工人员没有严格按照模板支撑方案进行施工,在混凝土楼板的负荷下,很容易出现支撑变形、失稳等情况,进而产生裂缝。
3 结构裂缝防治措施
施工过程中,由于施工环境、养护环境等因素的影响,建筑结构极易出现裂缝。因此,在制定防控措施时,要从多方面对多种因素考虑,采取各种手段实施全程监督和管理,严格控制浇筑、养护等各施工环节的工艺指标,降低混凝土开裂的风险,有效防止结构裂缝问题。
3.1 基于环境因素的应对措施
施工过程中,不可避免地会遇到暴雨、台风、酷暑、低温等恶劣气候,应根据不同的施工环境采取相应的措施,防止混凝土开裂。在雨季,要保证混凝土浇筑过程中不会被雨水淋湿,避免混凝土整体湿度增加,降低强度等级而产生裂纹。夏季或气温较高时,应尽量减少混凝土运输和二次浇筑的时间,避免过快凝结。可在施工现场设置移动罩棚,并适当调整施工时间,避开温度较高的施工时段,这样既能保证施工人员不会中暑,又能尽量避免因温差过大而导致混凝土开裂。冬季或气温较低时,浇筑前应准备好覆盖混凝土所需的保温材料,如塑料薄膜、棉毡、草帘等,并采取必要的挡风、封闭措施,提高保温效果,防止混凝土开裂。
3.2 原材料、配合比控制
(1)在解决楼地面混凝土开裂时,一般采取降低混凝土收缩比和水化热等控制方法。因此,无论在选择原材料、设定水灰比等方面都要保证其科学性和合理性。筛选水泥品种时,应综合考虑强度、水化热、坍落度等因素。例如,矿渣硅酸盐水泥的早期强度和水化热较低,而泌水性、干缩性较大;普通硅酸盐水泥的早期强度较高,水化热也偏高,干缩性较小。如果用矿渣硅酸盐水泥配制混凝土容易发生坍落,是因为配入量要求较高、干收缩性大,易产生裂缝;如果用普通硅酸盐水泥配制混凝土,会产生较高的水化热,若想混凝土材料强度等级较高,则需选用高标号的普通硅酸盐水泥进行配制,这样可减少水泥用量,配出的混凝土具有早期强度高、干缩性小等特点,裂缝产生的风险低。因此,在工程施工中,通过合理设计各种原材料的配合比,选择优质水泥品种和实施有效的温控措施,才能有效降低混凝土产生裂缝的风险。
(2)严格控制水泥用量。一般来说,增加水泥用量后,会提升混凝土的强度和水化热,使混凝土结构出现裂缝的几率变大。相关实验结果表明,水化热越高,代表水泥用量越大,两者成正向关系。以1m3混凝土为例,水泥用量每增加10kg,水化热增加1℃。因此,要想使混凝土的水化热控制在合理范围内,就必须合理控制水泥用量,这样才能避免裂缝的产生。
(3)严格控制用水量。如果含水量偏低,混凝土在施工过程中会出现松散、不坚实的现象,产生横向裂纹;如果含水量偏高,混合料中的水泥浆就会集中到上层,造成上层结合料增多,下层结合料减少,不能保证整体强度,就会对混凝土的使用性能产生影响。另外,混合料由于含水量过高也会增加干裂缝风险。结合实验结果,一般混凝土单位用量增加时,干缩率也提高,前者每增加1%,后者提高(2.5±0.05)%。因此,要想避免离析、泌水的情况出现,就必须在保证施工质量和振捣密实度不受影响的同时,尽量减少用水量,同时,减少坍落度,使综合效果更理想。
3.3 技术控制与处理措施
(1)设置后浇带。初凝阶段,混凝土由于强烈的水化作用,内部水分大部分被消耗,体积缩小,产生收缩裂缝。因此,可待后浇带两侧混凝土的龄期达到设计要求并完成早期收缩后,再采取封闭措施。后浇带需采用高强度等级的微膨胀混凝土施工。
(2)设置膨胀加强带。膨胀加强带是补偿性混凝土工程中用以增加结构收缩应力较大部位的混凝土强度和提高抗裂性能所必需的应用措施。膨胀混凝土硬化后能够提供膨胀力,可减少其内部的预压应力,对超过混凝土收缩应力的部分进行补偿或抵消,有效改变其内部的应力加载,提高结构抗裂能力。
(3)其他裂缝预防控制措施。掺加抗裂纤维可提高混凝土的早期抗裂性。另外,尽量选择中低强度等级的水泥、严格控制骨料质量和含泥量、适当增加骨料含量、控制水胶比在合理范围内(0.45~0.5)等,都能控制收缩裂缝。
4 结语
结构性裂缝使混凝土结构的抗渗能力降低,引起锈蚀、渗水等不良问题,使混凝土的耐久性大大下降,对建筑结构的使用功能也会产生不利影响。为此,要先确定裂缝的类型,分析出现裂缝的原因,借鉴以往同类裂缝处理的经验,结合实际情况,完成修补。应根据施工现场实际情况,合理选择裂缝的防治措施,才能将裂缝对建筑结构的影响降到最低。