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【技术交流】某住宅小区楼板裂缝原因分析!

 xjyhnt图书馆 2017-04-14

[摘 要]本文根据混凝土裂缝产生的部位和方向,从设计、现场施工方面,浅析了某住宅小区楼板混凝土出现裂缝的主要原因,总结出合理的设计和规范的施工工艺是有效规避混凝土可见裂缝的最佳措施。

 

[关键词]混凝土裂缝;特征;原因


混凝土是一种非匀质性的人工材料,由于振捣成型工艺的不规范、养护的不及时和不到位、设计考虑的不充分等因素影响下,易产生蜂窝、麻面,甚至出现可见裂缝等缺陷。裂缝出现并不可怕,通过认真分析找出宏观裂缝发生的真正原因才能有效地规避裂缝缺陷。

 

0 工程概况

某小区共建住宅楼 16 幢,框架结构,现浇楼板、屋面,采用了 C30 混凝土施工,房屋高 11 层。房屋竣工验收后一两年的时间内部分楼板出现规则的裂缝。

 

1 混凝土楼板裂缝的主要特征

(1)裂缝分布沿安装管线走向规则分布如图 1 所示。

(2)在楼板角部产生贯穿性的斜裂缝,与墙体形成约45 度的夹角,出现在除屋面、首层地面以外的各个楼层,多出现在建筑物层数较高的楼层,且在工程结束后半年左右的空置房间,如图 2 所示。

 

(3)局部出现规则的荷载贯通性裂缝如图 3 所示。


(4)楼板放线孔等预留孔洞位置裂缝。


2 产生裂缝的主要原因

铺设在楼板内的预埋水管、电线套管走向和铺设方式不当,如水管和电线套管未固定,未充分考虑板面和板底的厚度,导致裂缝沿线管的长度和走向方向出现。

 

因混凝土和塑料之间的粘结性差异和收缩系数差别大,混凝土随温度和气候、空气湿度的变化,在管线集中的位置,以及保护层薄弱的地方,当钢筋对混凝土收缩约束不够时,混凝土在内应力作用下被拉裂,从而形成可见裂缝。

 

2.1 板角裂缝的成因分析

 

(1)由于基础不均匀沉降引起。

 

(2)沿墙体混凝土两向收缩或钢筋在施工过程中发生位移引起板角裂缝。

 

(3)温差引起的板角斜向裂缝。

 

(4)结构设计原因。1)结构设计时对于正常使用极限状态(以确保结构不产生正常使用状态的变形、裂缝及耐久性、振动及其他影响使用的极限状态)考虑不足。2)设计时只考虑到楼板平面的应力变化、板平面的受力变形,在楼板受力体系分析时,对于现浇结构之间在三维空间中如何分配内力、协调变形等考虑不足。3)设计中对构造配筋、放射筋设置不重视或不合理(如图 4 板角未设置放射筋),薄弱环节无加强筋。


 

(5)完工后的楼层房间内相对湿度低。混凝土长期暴露在这种干燥的环境中,引起混凝土干燥收缩开裂,是形成板角裂缝的主要因素。混凝土在空气中干燥收缩是一个长期的过程,这种收缩可以持续 2 年甚至更长。混凝土内部的微观裂缝在干燥收缩的作用下,就会慢慢扩展形成可见的宏观裂缝。


2.2 荷载引发的变形裂缝

造成荷载裂缝的原因一般可分为两种:一是赶工期,在混凝土强度尚未达到国家标准规范要求的 1.2N/mm2 情况下,就进入下一道工序人踩踏、吊箍筋、吊钢管、焊接柱墙筋 等,特别是钢管的吊运和堆放过程,对未达到强度的楼板形成较大冲击力,导致楼板被震动开裂,甚至造成楼板混凝土和钢筋分离、握裹不牢(如图 5 混凝土未达到规定强度过早上荷载),形成混凝土内伤,进而演变成可见的荷载变形裂缝;二是混凝土虽然已经达到了设计强度,但后续施工过程中,楼板遭受到猛烈撞击或堆放荷载集中而造成的荷载变形裂缝。


2.3 施工过程中存在的不足

(1)施工过程中对混凝土覆盖薄膜和养护不及时(图 6为 12 号楼 6 层楼面在浇筑后未覆盖薄膜和养护不到位),造成混凝土早期失水,形成塑性收缩裂纹,以致在后期干燥环境中发展成贯穿裂缝。

(2)混凝土浇捣过程中,工人要求的混凝土坍落度较大,工人私自向混凝土中加水(如图 7 工人私自向混凝土中加水、图 8 中 11# 楼因工人边卸料边加水造成堵管)改变了混凝土的水胶比,以致使混凝土在后期使用过程中收缩应力不一致,形成收缩裂缝。


(3)在浇筑过程中,工人任意向混凝土表面洒生水收面(如图 9 工人向混凝土表面洒水收面、图 10 工人洒在混凝土表面的积水),改变了板面混凝土的水胶比,降低了混凝土表面的抗裂强度,增大了混凝土后期使用过程中收缩和开裂的几率。


(4)板厚尺寸控制不严,造成板厚不均匀。


(5)养护不及时和不到位:规范要求普通硅酸盐水泥拌制的混凝土至少养护 7 天以上,而掺有粉煤灰、外加剂等掺合料的混凝土,至少养护 14 天以上,目前施工现场根本不重视养护,更无从谈养护时间,因此加剧了混凝土的干燥收缩开裂,尤其在高温季节、相对湿度较低的情况下干燥收缩开裂更为明显。

 

( 6)施工过程中,先后浇筑混凝土由于凝结时间的差异,加之施工操作存在荷载扰动,导致混凝土内形成缺陷,随着混凝土后期的使用和收缩,形成可见裂缝。

 

( 7)混凝土未达到设计强度的情况下,过早拆除模板造成楼板弹性变形,导致混凝土楼板产生内伤或断裂。


( 8)楼板的钢筋网未得到合理保护造成的:楼面的负筋在施工的过程中,随着工人的踩踏和其他荷载的影响,施工单位未设置专人将钢筋进行修正和调整归位,导致面层钢筋的保护层得不到有效地控制,且这现象一直是施工中的一大难题。钢筋在混凝土浇筑过程中受到扰动而偏离原位,导致板面的混凝土保护层厚度过大,以及楼板的有效截面高度减少,从而加剧了混凝土板体裂缝的产生。

 

( 9)楼板放线孔、泵管洞等预留孔洞的封堵不仔细造成渗漏。

 

( 10)模板支撑未经过合理验算,支撑不牢导致板体在浇筑过程中下沉(如图 11 混凝土在浇筑过程中支撑不牢模板下沉),在混凝土内部形成内应力,造成混凝土在后期使用过程中发展成为可见裂缝。

 


2.4 温度、湿度引起的变形裂缝

混凝土与其它工程材料一样具有热胀冷缩、湿胀干缩等基本特性,随季节交替、温差的变化,收缩变形与干缩变形一样在混凝土板内产生拉应力,当不利因素聚集组合在一起时,楼板薄弱处就会产生裂缝。

 

混凝土在空气中凝结、硬化时,体积会不断减小,这种现象叫做收缩。混凝土的收缩是物理和化学的共同作用,是一个复杂的过程。随着相对湿度的降低,混凝土内部的自由水就会随之蒸发,引发混凝土体积收缩,混凝土在相对湿度大的环境中收缩较小甚至不明显,但湿度变换大的环境下,混凝土收缩较为明显。据资料显示混凝土的收缩值大约在千分之 0.2 到 0.4 之间,且混凝土收缩是一个持续时效比较长的过程。混凝土的收缩在早期和相对湿度低的情况下尤为明显,因此对混凝土的早期养护不容忽视。

 

2.5 配筋不合理

目前,在设计上均按正负弯矩的方式配筋,以分离式的方式进行布置,这种布筋方式对调节和缓解楼板混凝土收缩产生的内应力不能起到任何作用,特别是现在普遍采用商品混凝土施工的大面积平板式楼板,抗收缩能力最差,出现裂缝成了商混的通病,这也提醒了我们设计人员应该深思和改变。其次,现在的楼板设计钢筋强度较高,配筋率不够,钢筋间距过大,使得混凝土抗收缩能力降低,也是导致混凝土收缩开裂的一个主要因素,这也给设计人员提出了更高的要求,应从设计上杜绝此类裂缝的发生和出现。

 

3 结论

合理设计,适时放缓工期进度,及时对已成型混凝土进行养护和保护,是规避和减少裂缝产生的最佳措施。

 

本文所述裂缝由砼收缩徐变、温度变形及构造设计不足引起,但楼板承载力满足要求,对其裂缝进行合理封闭,不影响使用。

 

混凝土裂缝的防治需要各工种、各工序、各岗位的共同努力,结合现场实际情况,制定针对性强,且操作简单的施工技术方案,并加强过程和监督管理,才能有效的防止质量缺陷的发生。

(选自商品混凝土杂志,作者:

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