裝配式建筑工程知識分享:施工階段鋼筋混凝土現澆板裂縫的控制與防治


1. 混凝土現澆板裂縫產生的原因
1.1形式及其出現的部位。一般情況下,樓屋面裂縫表現為:表面龜裂,縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。這些裂縫產生的原因復雜,形式多樣。裂縫的形態和形狀多種多樣,大多出現在混凝土樓板的表面。在較薄的板中,裂縫常沿短尺寸方向分布,也有分布在樓板中間的縱橫向裂縫,爆炸型裂縫,預埋管件部位較寬的貫穿裂縫及房間陰角部位呈45度斜裂縫。
1.2原因分析。現澆砼板裂縫究其原因,主要有施工、設計及混凝土原材料等三方面的原因,不良施工質量導致的混凝土裂縫往往占有較大的比例,以下重點就施工階段現澆砼板裂縫產生原因進行分析。
(1)混凝土施工過分振搗,模板、墊層過于干燥,混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落擠出水分、空氣,表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發后,易形成凝縮裂縫。在澆筑混凝土之前模板灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產生裂縫。
(2)混凝土澆搗后過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導致混凝土板表面龜裂。
(3)施工工藝不當引起:在施工過程中由于施工工藝不當,致使支座處負筋下陷,保護層過大,固定支座變成塑性鉸支座,使板上部沿梁支座處產生裂縫;樓板的彈性變形及支座處的負彎矩在施工中使混凝土未達到規定強度,過早拆模,或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載,造成混凝土樓板的彈性變形,致使砼早期強度低或無強度時,承受彎、壓、拉應力,導致樓板產生內傷或斷裂;大梁兩側的樓板不均勻沉降也會使支座產生負彎矩造成橫向裂縫。
(4)后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫:為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力,規范要求采用施工后澆帶法,有些施工后澆帶不完全按設計要求施工,例如施工未留企口縫;板的后澆帶不支模板,造成斜坡槎;疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。
(5)樓面墊層內鋪設的暗裝水管、電線套管鋪設不當,如水管、電線套管鋪設不夠牢靠、集中鋪設、上下交疊鋪設致使水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3以內,保護層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產生裂縫。
(6)混凝土的收縮(溫度裂縫):眾所周知,混凝土具有收縮的特性,產生收縮的主要原因是由于混凝土在硬化過程中的化學反應產生“凝縮”和混凝土內自由水分蒸發所產生的干縮兩部分所引起的體積收縮。而混凝土是由水泥、粗細骨料加水攪拌而成的一種非均質的人工石材,其抗拉強度很低,當收縮所引起的體積變形不均勻或某一部位的收縮變形過大,混凝土互相約束而產生的拉應力或剪應力大于混凝土的抗拉強度時,現澆板就可能引起裂縫。受到支座的約束,勢必產生溫度應力而出現裂縫,這些裂縫也首先產生在較薄弱的部位,即板角處。另外,室內外溫差變化較大,也要引起一定的裂縫。
(7)目前在主體結構施工過程中,普遍存在質量與工期之間的較大矛盾。一般主體結構樓層施工速度平均為5-7天左右一層,最快時甚至不足5天一層。因此當樓層混凝土澆筑完畢后不足24小時的養護時間,就忙著進行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動,施工操作過程中產生的動荷載、沖擊荷載,模板、鋼管等周轉材料的集中堆放,使現澆樓板因承受高于設計時所考慮的荷載而出現裂縫。
2. 裂縫的控制與防治
施工階段應該是全面預防和控制現澆板混凝土裂縫的關鍵階段。從原材料進場、施工工序、施工組織設計、施工措施、隱蔽驗收,到后期養護等各方面予以防治和控制。
(1)重視事前控制。樓板澆筑前,施工單位應針對工程具體情況,精心設計編制施工組織設計和施工方案,其中包括意外情況下,如天氣突變、機構故障、停水停電的應急措施,并經監理審查修改后嚴格按此執行,加強技術交底工作。
(2)嚴把原材料質量關。近年來,為實現文明施工,提高設備利用率,節約能源,商品混凝土的使用率逐年提高。但受劇烈的市場競爭,導致各商品砼廠商以采用大粉煤灰摻量,低價位、低性能的砼外摻劑,以及細度模數低、含泥量較高的中細砂作為降低價格和成本的主要競爭手段,導致商品混凝土質量顯著下降;另一方面承包商在訂購商品混凝土時,應根據工程的不同部位和性質提出對混凝土品質的明確要求,不能片面壓價和追求低價格、低成本而忽視了混凝土的品質,導致混凝土性能下降和收縮裂縫增多。同時現場應逐車嚴格控制好商品混凝土的坍落度檢查,以保證混凝土熟料的半成品質量。
(3)認真做好隱蔽工程驗收,除了對樓板鋼筋按規格、長度、位置、間距按設計圖紙驗收外,還應滿足施工規范要求,在必要的位置增設構造鋼筋,并保證鋼筋的錨固、搭接長度,控制好鋼筋的保護層厚度,確保樓板的有效截面高度。
(4)正確留置施工縫。施工縫是結構中的薄弱環節,因而宜留在結構受力最小部位。單間板可留在平行于板短邊的任何位置,肋形樓蓋應留在次梁跨度的中間1/3范圍內,雙向板施工縫的位置應按設計要求留置。提倡盡量不留施工縫。
(5)嚴格施工操作程序,不盲目趕工。杜絕過早上傳、上荷載和過早拆模。在樓板澆搗過程中更要派專人護筋,避免踩彎負筋的現象發生。模板支撐體系應經驗算設計確定,保證有足夠的強度、剛度和穩定性,在混凝土澆筑前,對模板內的雜物和鋼筋上的油污等應清理干凈。澆筑時加強振搗,樓板混凝土的虛鋪厚度應略大于板厚,用表面振動器或內部振動器振實,用鐵插尺檢查混凝土厚度。板面采用二次抹壓工藝,可預防早期表面干縮裂縫的產生。
(6)加強養護。加強混凝土早期養護,冬季保溫,夏季灑水,延遲收縮發生,防止早期混凝土強度較低時產生較大的收縮、變形,出現干縮裂縫。
(7)嚴格控制拆模時間。《砼結構工程施工質量驗收規范》中只對現澆板拆模時間所需混凝土強度按板跨作了相應的規定,沒有對混凝土齡期的具體要求。實踐證明,早期較高強度的混凝土質量尚未穩定,過早拆除模板,結構往往要承受本身的自重以及上一層結構的自重,包括模板、支撐的重量和施工活載,為節約成本,施工單位往往在用于支撐的鋼管下不設置墊木,使樓板與鋼管的接觸所受到的較大的集中應力得不到有效擴散,應力最大的地方容易形成裂紋。所以當施工荷載所產生的效應比使用荷載的效應更為不利時,必須經過驗算,滿足要求后方可拆除模板。跨度大于4m的樓板,應按規定其拱,拆模齡期宜控制在15天以上。對計劃中的臨時大開間面積材料吊卸堆放區域部位的模板支撐架在搭設前,就預先考慮采用加密立桿和擱柵增加模板支撐架剛度的加強措施,以增強剛度,并應在該區域的新澆筑砼表面上鋪設舊模板加以保護和擴散應力,進一步防止裂縫的發生。
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