建筑施工现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝的原因分析
2021-01-19王志刚
王志刚
(山西三建集团有限公司,山西长治 046000)
1 建筑混凝土构筑物裂缝的主要特征
1.1 混凝土剪力墙裂缝
①多数裂缝都时呈纴向走势的,裂缝具有违续性,大部分裂缝的长度都接近墙的高度,中间较宽、两端逐步变窄;②部分结极表面分布着宽度普遍小于0.2mm 的裂缝,这些裂缝熟裂较多,并且出现在混凝土拆模后。
1.2 混凝土楼板裂缝
在建筑混凝土浇筑的楼板上,裂缝普遍较短,为1m 以下,且绝大多数裂缝长度在350~700mm 间。同时,裂缝宽度较小,约为0.5~0.25mm,部分位于数野较多。楼按的裂缝一般比较集中于次梁附近,并且沿着板筋分布。楼板的角落部位也有时产生贯穿裂缝,和墙形成45°。部分楼板的后浇带、建筑裂缝也经常出现长度较大的穿惯性裂缝,如图1 所示。
图1 裂缝
2 建筑施工现浇钢筋混凝土楼板裂缝类型及成因分析
2.1 塑性干缩裂缝及成因
针对塑性干缩裂缝,俗称龟裂,在建筑施工现浇钢筋混凝土楼板中较为常见。通常情况下,塑性干缩裂缝的出现,与混凝土配合比设计、钢筋配筋率有着很大关联,该裂缝问题大多会在混凝土结构表面生成,其分布没有任何规律性。同时,裂缝之间不会相互连接,在初凝后极易形成。并且,如果气温相对较高,再加上气候时分干燥,也会出现裂缝。在混凝土浇筑工作结束以后,若表面养护缺乏及时性,表面水分流失的速度会大大加快,最终产生较为强烈的收缩。基于这种情况下,混凝土的强度会逐渐降低,直至散失,从而使混凝土体系收缩剧烈,再加上混凝土对这种收缩有很大反应,进而出现裂缝。在对混凝土搅拌期间,水泥的使用不合理,出现了超出标准的现象,致使水泥的收缩率提升,加剧了混凝土的收缩性。此外,在混凝土浇筑之前,模板湿润度不足,出现了较大的襄和力,也会引发塑性干缩裂缝。
2.2 自干燥收缩裂缝及成因
在建筑施工中,自干燥收缩裂缝也是比较普遍的问题,对工程整体质量的影响非常大。经分析,该裂缝与塑性干缩裂缝,其属于一种相互连接的裂缝,在走向上,没有规律可循,且具有纵横交错的特点,裂缝的宽度偏细,但却非常深,在混凝土梁、楼板类构件的表面出现概率较大。通常,裂缝的走向大多会在混凝土结构较短的方向。在整体混凝土结构的截面位置,这种裂缝发生率也会相对较高,具体表现形式为裂缝截面延伸到截面部位,并且会伴随环境温度、湿度而发生改变。在进一步的研究下,自干燥收缩裂缝的形成,与混凝土施工期间的影响和干扰有很大关联。在实际的施工工作进行阶段,因为载力的作用,致使混凝土在振捣完成,体积出现了收缩的情况,水分也严重丧失。同时,混凝土本身的温度变化比较小,收缩会越来越强。此外,在混凝土内部,约束力变形比较严重,最终形成拉应力,从而导致混凝土表面开裂,使构件水分逐渐蒸发,进而导致混凝土体积收缩被地基严重约束,大大增加了裂缝出现概率。
2.3 温差裂缝及成因
通常情况下,温差裂缝在梁板或长度尺寸较大的结构中比较常见,裂缝成轴线特点,也没有任何的规律性,裂缝的形成多成于短边。若结构面积相对较大,裂缝就会呈现纵横交错的特征,程度颇深。有时,裂缝也会以贯穿性的形式存在,沿着全长分段发生,尤其是在中间的位置,分布尤为密集,宽度不小于0.5mm。在建筑施工现浇钢筋混凝土楼板中,该裂缝深度发展与气温有着很大关联。特别是在夏季,裂缝较窄。但在冬季,裂缝则会很宽。温差裂缝的出现,与混凝土整体温度有着紧密关联。如果楼板的厚度大于450mm,在混凝土浇筑工作结束以后,会释放出大量的水热化。而对于这些热量来说,会大大提高混凝土内部温度,当混凝土表面温度与内部的温度不一致,存在了温差,一旦发生不均匀降温现象,必然会引发降温收缩。因为混凝土内外部的约束力很强,并会逐渐转化成拉应力。在早期,混凝土无论弹性模量,还是抗拉强度,都比较低,从而导致裂缝出现。不同的是,对于该种温差,大多只是在表面的位置很突出,若不在表面,则会被渐渐削弱。故而,温差裂缝只存在于混凝土表面较浅的区域,对面层以下的结构影响不大。
2.4 不均匀沉降裂缝及成因
通过对不均匀沉降裂缝的深层次分析,出现的形式大多为贯穿性裂缝。这种裂缝在形成以后,对建筑物的影响非常大,会导致建筑的整体形态发生改变。特别是在建筑结构的上部位置,裂缝问题的体现更是尤为明显。在沉降裂缝发生的时候,可以和地面垂直,或者形成30°~45°的角。并且,随着结构的不断变形,裂缝也会发生相应的变化。该种裂缝在出现的时候,没有对称性,在薄弱的位置出现得比较密集。裂缝与结构节点的差距很大。此外,对其他的裂缝问题不同,不均匀沉降裂缝受到温度的影响不大。但是,其受建筑自身荷载的干扰却相对大一些,如果沉降大,则裂缝的宽度也随之增大。
3 现浇楼板裂缝控制措施
3.1 优选施工材料
建筑体系结构变得越来越复杂,但地面构造很少,混凝土连接是导致楼板裂缝的主要问题。因此,选择混凝土材质时,建议使用较小的混凝土材质,例如煤粉、普通硅酸盐等。在地面施工和混凝土施工领域,混凝土材料的使用将相应减少,以减少水温的负面影响。同时保证了混凝土的强度。在混凝土补偿中,可以通过适当的水、灰和碳粉的排放改善混凝土和便捷性,从而降低收缩程度。混凝土核心通常用干净的河底来选择中等厚度的砂。应根据当地资源和物资供应标准,结合技术要求,优先考虑原材料。厚度原材料的最大节圆直径将根据结构尺寸、钢筋间距和设计方法、工具等进行调整。如果情况允许,建议在良好的水平上使用混凝土,配有大粒径的石头。骨架对混凝土性能有很大影响,包括其简单性、强度、耐久性等,并直接关系水泥的消费和混凝土的成本。骨料不足会影响混合物的复杂性和简便性,可能导致建筑质量差、混凝土强度下降和水泥浪费。材料由污泥组成,影响混凝土的流动性和强度。骨强度不足也会降低混凝土的强度。活性骨对水泥中碱液的作用产生膨胀,导致混凝土裂缝甚至倒塌。因此,在室内水、土、空气、湿度条件下对混凝土骨架进行碱度检查,施工现场应使用当地骨料。
3.2 浇铸完成后的质量控制
后带是混凝土结构的一部分,专门设置在混凝土结构的特定位置,以防止钢筋混凝土结构收缩和收缩引起的危险裂缝。将混凝土结构暂时分割为多个部分的后退设置,在限制建筑内部后插入构造块以统一区域混凝土连接。对于施工人员来说,施工项目完成后投入的设施和工程施工应严格以工程图纸为基础。在低温空气条件下,如果后端需要切割和清理两侧松散且不敏感的混凝土,则回火的灌嘴时间更合适。填充灌嘴通常使用混凝土的轻微膨胀、比原始结构更高的强度等级,以及至少14d 的湿度。通过在结构后应用浇口,可以防止混凝土结构收缩。
3.3 加强对现有混凝土板的维护
加强混凝土板的维护是降低土壤裂缝脆弱性的重要手段。提高护理质量、改进施工程序、规范维修活动是主要步骤。对于与模板承载系统相关的设计问题,工程师必须首先确保系统参数正确,以确保在设计完成后,可以使用BIM 模型等技术执行设计检查,然后才能将设计参数应用于项目。工厂步骤,例如,悬挂可以在建筑项目中生成影响样板稳定性的负荷。同样的考虑也适用于建筑工程。经验表明,保护层太高,可能导致铸态混凝土板强度下降,增加裂缝中裂缝的风险。因此,绑定钢筋时,需要精确控制保护层厚度并增加其合理性。
4 结束语
混凝土楼板产生裂缝的原因往往是多种多样的,混凝土楼板开裂对其安全性、使用性和耐久性等多个方面都有重要的影响,所以工程人员对其开裂的研究也从未停止过。近年来,我国对混凝土楼板裂缝的预防控制、危害评估和修复处理技术都取得了极大的进步,然而当前实际工程尤其是高层住宅中楼板开裂问题在建筑损伤中总占比依旧较高,因此,对不同结构形式下混凝土楼板裂缝的成因分析、危害评估以及修复技术的研究依旧有重要的意义。