高层住宅现浇板裂缝控制技术探讨
高隆
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1 现浇混凝土楼板裂缝产生原因
1.1 设计方面
(1) 结构设计时安全储备偏小,配筋不足,板中上下网受力钢筋之间有效高度不够,使受力钢筋的抗拉强度不能有效发挥,该原因产生的裂缝主要出现在板边及板中受力比较集中的位置。
(2) 设计板厚不够,未做挠度验算,使楼板挠度偏大,引起板四角八字形裂缝。
(3) 房屋较长时未设置伸缩缝,薄弱环节因楼板硬化凝固产生纵向收缩而产生裂缝。
(4) 基础设计处理不当,引起不均匀沉降,使上部结构产生附加应力,导致楼板裂缝。
(5) 楼板双向受力,按单向配筋,引起裂缝。
1.2 施工方面
(1) 施工单位为赶进度,在现浇混凝土未达到设计强度时即拆模或板上施工堆载、走车造成混凝土受损,也导致板开裂,出现穿透性裂缝,引起楼板跨中下部及楼板支座上部沿弯距方向产生裂缝。
(2) 拆模过早或模板支撑系统刚度不够。
(3) 混凝土板面浮浆过厚,表面强度不够。
(4) 施工时楼板面筋被踩弯、踩倒,保护层过厚,承载力下降。
1.3 材料方面
(1) 水灰比大,水泥用量大造成混凝土干缩及温度变化大。
(2) 混凝土中高效缓凝剂用量过大,在未凝固前石子下沉,产生伸缩裂缝,常发生在板的交接处。
(3) 砂石质量不好,级配不好,含泥量大,含粉量大。
2 现浇混凝土楼板裂缝防止措施
2.1 设计措施
(1)建筑物长度设计不宜过长,高层宜控制在 45m 内。若建筑物长度太长,超过规范要求的伸缩的最大间距,在楼板的中部设置后浇带,在温差变化较大的部位,如地下室顶板一至三层,屋面及以下二至三层适当增加板厚,采用上下双向双层配筋,适当提高配筋率,且采用细直径螺纹钢筋。平面布置上应尽量采取规划的结构形状。对凹凸不规则的结构形状,为了避免结构突变产生应力集中,在形状变处应作配筋加强处理。
(2) 认真审查工程结构设计图纸,复核板厚、钢筋。屋面板的配筋考虑温度应力的影响设计应适当放大。
(3) 板跨度大于 4.5m 的楼板和建筑物端部四角板角应配置不小于5φ8 的放射加强筋,长度为1.5m m 左右。
(4) 应严格控制板面负筋的长度、直径、间距以及保护层厚度,建议对建筑物端部开间的板负筋的长度不小于板跨的三分之一,必要时应配置双层钢筋,配筋直径宜小,间距要密。
(5) 为了减小楼板角部开裂,双向板周边为墙、梁里,设计时楼板宜按四边嵌固板进行,负弯矩钢筋应满足计算配筋,正弯矩钢筋取值应满足设计要求[1]。
2.2 材料措施
(1) 适当提高材料的抗裂能力和材料的收缩能力,配置混凝土所用的水泥,尽量避免使用收缩性较大的矿渣水泥,采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。
(2) 减少水灰比,混凝土所用的骨料应控制其含泥量和级配,因为含泥量太大会使混凝土的“干”缩性增加。
(3) 可考虑加入一些外加剂,如膨胀剂、减水剂、粉煤灰等,也可掺入纤维等抗裂材料,以增强混凝土的抗裂性能。
(4) 可适当提高混凝土的强度等级和含钢量,尽量减小钢筋直径,加密钢筋间距等,这些都是防止楼板产生裂缝的有效措施。
2.3 技术措施
科学合理的施工方案是控制楼板裂缝的有效手段。施工时可以采用楼面一次成型的施工方案。一般施工时,总是先完成楼面板结构层的浇筑,模板、支撑拆除、结构验收合格后再进行楼面板的建筑施工,或是水泥砂浆面层,或是细石混凝土面层,但无论怎样施工,面层和结构层是分两次完成的。如果采用楼面一次成型的施工方法,使整个楼面板形成一个整体,大大减少的裂缝发生的可能性。
2.4 施工措施
(1) 加强商品混凝土质量管理,控制好含砂率、水灰比、石子级配以及外加剂的掺量,严禁运输过程和现场浇捣混凝土时擅自加水,保证混凝土配合比不被人为破坏,确保混凝土浇捣的质量,以防止裂缝的产生。
(2) 施工中应注意做到防止早振,过振造成的板混凝土出现分层而降低混凝土的轴心抗拉强度;同时,混凝土浇筑完工后,必须派专人浇水养护,必要时用塑料薄膜覆盖,可减少和防止水分蒸发过快和温湿差变化过大引起的主拉应力。一般混凝土浇筑完毕 24 小时后方可进行施工放样,48 小时进行模板制作、安装等其他作业,严禁集中堆载及施加冲击荷载。
(3) 钢筋制作安装时,板面负筋小于 Φ12 ,距梁 200mm 外设置600mm X 600mm 方格网, $\Phi _ { Ḋ } 1 2 Ḍ$ 以上设置 l000mmX 1000mm 马凳筋,以保证板面负筋的位置。
(4)严格控制板面负筋的保护层厚度。应采用铁架子或垫块等措施来固定负筋的位置,保证在施工过程中板面钢筋不会下沉,从而有效控制保护层厚度,避免支座处因钢筋下沉,保护层厚度变大而产生裂缝。
(5) 浇筑混凝土时,安排专门的管理人员监督,以免钢筋布局因人为因素改变,并应采取措施确保混凝土的浇筑质量。
(6) 在板中预埋电线套管时下方多设垫块(线管为钢管)。
(7) 提高模板制作、安装工艺,保证其具有足够的刚度和稳定性,使之能承受施工过程中所产生的荷载,以避免由于模板的弯曲变形造成混凝土的开裂。
(8) 加强混凝土施工现场管理,对混凝土施工的每个环节要严格按照国家有关规范进行,严禁野蛮施工,以避免人为因素造成混凝土施工质量下降,而引起裂缝的产生。
3 施工控制楼板裂缝发展的技术要求
3.1 保证混凝土质量
混凝土的强度等级要依靠组成材料的材质、混凝土的配合比、搅拌质量、浇筑过程和时间,以及浇筑后的养护等来保证。从组成材料说,水泥品种选择合理、水泥质量合格并未过期、粗细骨料的级配符合标准、含泥量及含碱量不超标、水质合格、添加剂选用合理等。而水灰比是影响混凝土强度的关键。有的商品混凝土为保证流动性,加大了水灰比,造成混凝土在养护过程中开裂。必须采取措施,严格控制水灰比,防止此类问题的发生。混凝土搅拌时,材料必须按照配合比过磅人料,搅拌应均匀,搅拌时间应控制。应在一定的时间内浇筑,边浇筑边振捣并防止混凝土的离析。浇筑后注意养护,冬季施工要注意防冻措施等。
3.2 保证钢筋的质量
钢筋应有合格证,其中应有化学成分、物理力学性能数据并合格。同时应按照规范要求进行抽样试验。对冷轧带肋钢筋,特别应有延伸率的试验结果并满足要求;对表面锈蚀的钢筋应除锈; 在钢筋绑扎时,应采取措施保证其间距;上部钢筋应支架牢靠。同时应保证混凝土保护层厚度。
3.5 保证模板支撑牢固
混凝土未凝固前,模板有任何移动,混凝土就会开裂。模板支撑设计要考虑到其上各种作用的载荷大小,模板支撑的承载能力和稳定性应满足要求[2]。
4 结束语
高层住宅现浇板裂缝是建筑工程的质量通病之一,楼板裂缝轻者影响美观,重者破坏房屋结构的安全性,降低房屋的抗震能力和房屋的正常使用,有效控制现浇板裂缝,是一项较为复杂的系统工程,影响因素涉及建设、设计、勘察、施工、监理、质量监督、工程检测、建筑材料、气候环境、后期使用维护与管理等多方面,需要工程建设各责任主体及相关各方共同努力。我们只有在设计和施工过程中针对产生裂缝因素进行全面考虑,同时严格遵守设计施工规范,并制定正确的处理措施,楼板裂缝的出现是可以预防的。
参考文献
[1] 姚瑞元 . 浅析建筑结构设计中控制裂缝的措施 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2023,(30):154- 156.
[2] 童生生 . 钢结构住宅现浇楼板的新型模板支撑体系 [J].《建筑施工》,2023 年第 8 期 1604- 1606, 共 3 页.