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2006-07-05 16:48 網(wǎng)易 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
建筑物鋼筋混凝土結構的普遍應用,伴隨著(zhù)商品混凝土的推廣,建筑樓面出現裂縫的機率在增加,日益受到社會(huì )人士關(guān)注;專(zhuān)家認為控制裂縫是個(gè)系統工程。樓面結構出現裂縫原因復雜,有材料、溫度變化等原因,也有設計、施工、使用等方面問(wèn)題;而樓面沿板內預埋管線(xiàn)出現的裂縫尚未引起工程人員足夠重視,尋找其成因,利于有目的進(jìn)行裂縫控制。
1.住宅樓面裂縫發(fā)生狀況
某工程為高層住宅樓,地下一層,地上22層,面積3.2萬(wàn)m2,其中裙樓三層,上部為四個(gè)單元住宅,均為每單元2戶(hù),標準層層高2.9m,工程采用剪力墻全現澆結構,房屋總長(cháng)85m,設計及施工中留設后澆帶、加強帶。工程采用混凝土強度等級為:C40(八層以下)、C35(八—十八層)、C30(十八層以上)砼采用商品混凝土,級配見(jiàn)下表:
C40 |
水泥:水:砂:碎石:ZWL-A:UEA-Y:粉煤灰=456:200:618:1052:8.8:48:50 |
C35 |
水泥:水:砂:碎石:ZWL-A:UEA-Y:粉煤灰=375:205:665:1040:7.0:44:60 |
C30 |
水泥:水:砂:碎石:ZWL-A:UEA-Y:粉煤灰=394:205:658:1051:6.3:--:50 |
住宅標準層樓板厚以110mm為主,廚房、陽(yáng)臺板厚為100mm,局部為120mm,部分層次(4、8、14、18)為150mm(φr12@150雙層雙向配筋)。典型樓板配筋:4.2m*5.1m房間板厚120mm,板底采用φr8@150*200,板面負筋為φr8@130長(cháng)1150,分布筋為φr8@200;3.7m*4.5m房間板厚110mm,板底采用φr8@150*200,板面負筋為φr8@150長(cháng)1050,分布筋為φr8@200。
該工程±0.00以上主體結構施工期為2002年9月25日至2003年6月28日,共276天;樓地面C20細石混凝土(厚30mm),面層施工期為2003年8月至11月初。工程于2003年12月26日通過(guò)了竣工驗收,工程質(zhì)量受到好評,擬申報市級優(yōu)質(zhì)工程。在主體施工時(shí)檢查發(fā)現,樓板結構施工后約2個(gè)月出現0.1-0.2mm的裂縫,經(jīng)建設、監理、施工方綜合分析后認為樓板的裂縫為非結構裂縫,對結構安全不會(huì )造成影響,按各方認同的方案修補施工:在樓面面層施工前鑿“V”形槽用環(huán)氧樹(shù)脂修補裂縫,并做養水試驗,保證了裂縫被全部封閉。樓面面層施工后4個(gè)月,市級優(yōu)質(zhì)工程驗收前的幾次例行檢查發(fā)現少量原裂縫的重新出現,至2004年5月份,樓板的裂縫數量激增并趨于穩定,經(jīng)逐戶(hù)統計,總數達287條,縫寬多在0.1-0.2mm,0.2-0.3mm寬裂縫共57條,大部分裂縫出現在樓面,約35%的裂縫上下貫穿,68.3%裂縫為原有裂縫處重新出現。
結構平面布置圖
樓面裂縫圖
裂縫發(fā)生形式:裂縫多垂直于房屋長(cháng)邊呈直線(xiàn)形狀,沿預埋管線(xiàn)表面發(fā)生;個(gè)別裂縫出現在外墻轉角處,呈45°分布。
裂縫發(fā)生規律:板面積越大,裂縫出現幾率越大;南面房間樓面裂縫比北面房間樓面裂縫多;9層以上裂縫較7層以下多,4、8、14、18層未發(fā)現裂縫。在住宅的客廳和餐廳出現裂縫的部位幾乎相同(板長(cháng)邊中部的管線(xiàn)表面)。
2.成因分析
裂縫的形成有外荷載、結構計算模型差異、材料的收縮(主要為的混凝土收縮、溫度變形)等原因造成。從技術(shù)角度來(lái)分析,有設計、施工、材料等方面問(wèn)題,主要反映如下:
2.1從設計方面看
、艠前鍎偠炔蛔 :廳4.2*5.1m,板厚為120mm,餐廳3.7*4.5m,板厚為110mm,設計按多跨連續板進(jìn)行配筋計算,側重于滿(mǎn)足結構安全,較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素,樓板高跨比僅為L(cháng)/33.6-L/35,其剛度較小對裂縫控制很不利。
、 樓板構造配筋設計不周:設計在支座處按常規配設負筋,在中部板面不配鋼筋,當板面出現溫度變形和混凝土收縮,因無(wú)構造鋼筋約束,板面即出現裂縫。
、 樓板內布線(xiàn)欠合理 :由于水電施工圖由各專(zhuān)業(yè)設計,實(shí)際施工中出現水電管交叉疊放,或由于設計考慮管內容線(xiàn)面積,部分預埋管徑≥D25;且設計管線(xiàn)位置在樓板跨中,即在單層雙向配筋處,樓板有效截面受到很大程度(15%-40%)削弱,成為樓板最易開(kāi)裂的部位;當樓板收縮應力大于混凝土極限抗拉強度時(shí),即出現沿管線(xiàn)表面呈直線(xiàn)狀的裂縫。
、葟姆课莸目臻g結構來(lái)看,剪力墻剛度大,約束了剪力墻間梁板的水平向自由變形,而梁剛度又較板剛度大,因各類(lèi)因素引起的水平向收縮變形均集中到剪力墻間剛度最小的板上,造成這塊板開(kāi)裂。
、膳蛎泟┑倪x用與摻量:設計未明確混凝土的限制膨脹率,只提出膨脹劑的品種和摻量范圍,施工時(shí)按設計提供摻量進(jìn)行配比施工,使混凝土的實(shí)際限制膨脹率不能達到最佳限制膨脹率。
2.2從施工方面看
、潘婎A埋管施工時(shí)在板內位置欠合理:管位置過(guò)高或過(guò)低;位置過(guò)高時(shí),極易在板面出現因混凝土硬化收縮產(chǎn)生的裂縫,也易在維修裂縫或室內裝修時(shí)損壞管線(xiàn);兩根管線(xiàn)并行布置時(shí),管線(xiàn)間距過(guò)小甚至并攏,更易因管線(xiàn)集中而產(chǎn)生裂縫。
、瓶蛰d養護期不足:從樓面混凝土澆完、收光至施工材料堆放,平均空載養護期僅為一天半,人為因素過(guò)早地震動(dòng)、荷載造成樓板幼齡混凝土內部受損開(kāi)裂。且施工中用塔吊吊運的鋼管、鋼筋等周轉材料因受剪力墻鋼筋影響多堆放在預埋管線(xiàn)部位。
2.3從材料方面看
、艠前迳唐坊炷翉姸葹镃40(8層以下)C35(8—18層)C30(18層以上),其收縮變形值為同標號普通混凝土的1.2——1.3倍,且商品混凝土單方用水量過(guò)大(200Kg),其中部分水在振搗時(shí)被游離出來(lái),部分水與水泥結合成凝膠,相當大一部分為自由水仍留在混凝土孔隙中,成為混凝土干縮的隱患。樓板拆模后,板面和板底長(cháng)期裸露在大氣中,后期施工的細石混凝土面層養護期過(guò)后也長(cháng)期處于干燥環(huán)境中。正是這種環(huán)境效應(受溫度、濕度、風(fēng)力影響使水泥石毛細孔、凝膠孔內的自由水由表及里逐漸蒸發(fā)),和尺寸效應(樓板裸露面積大,厚度。┑墓餐绊,使樓板較其它構件更易出現干縮裂縫。
、票竟こ躺唐坊炷了褂玫呐蛎泟閁EA,需其鈣釩石水化反應充分完全,才能有效發(fā)揮其膨脹性能;項目部較重視混凝土澆筑后1-2天的養護工作,當上部主體施工開(kāi)始,無(wú)法覆蓋養護,只能讓板面上部暴露在空氣中,間斷澆水養護,無(wú)法達到良好的養護,造成商品混凝土有效補償混凝土的收縮的性能降低。
綜上所述,本例工程樓板沿預埋管線(xiàn)表面出現的裂縫只是表象,混凝土的干縮、溫度收縮、收縮是要因,而由于施工管線(xiàn)預埋欠合理、樓板剛度不足、材料等多重原因綜合,使本工程樓板沿預埋管線(xiàn)處出現大量裂縫。
3.對策及建議
3.1加強設計控制:梁板混凝土強度等級不宜大于C30;樓板應雙層雙向配筋,屋面、轉換層樓面配筋宜加強;樓板內管線(xiàn)應避免出現交叉(將交叉部位設置在梁或墻上);控制管線(xiàn)直徑,使其不超過(guò)板厚的20%且≤D25;重視房屋外圍護構件(外墻、屋面、門(mén)窗等)的保溫設計,若使房屋具有良好的保溫性能,不僅可大幅度降低房屋長(cháng)期能耗,更是減少因溫差變形而引起裂縫的有效手段。
3.2加強施工控制:采取有效固定措施(經(jīng)計算高度的鋼筋撐腳,預埋管線(xiàn)時(shí)管扎在撐腳上或采用砂漿墊塊固定)使預埋管布置在板中部;延長(cháng)空載養護時(shí)間,減少早期荷載裂縫;并行走向管線(xiàn)間距應大于0.25m,在管線(xiàn)集中或交叉處設加強筋,并在上下部鋪放鋼絲網(wǎng),寬度應大于管區100mm;控制施工期間及竣工后的門(mén)窗洞口風(fēng)速,減少環(huán)境溫差和風(fēng)速對結構的影響。
3.3通過(guò)商品混凝土生產(chǎn)級配中材料的替換和外加劑的合理使用,降低商品砼的水泥和水用量;配比中添加聚丙烯纖維,可有效減少早期收縮裂縫(本工程在14層、18層樓板及屋面使用,摻量為1.2Kg/m3);合理選用混凝土膨脹劑(宜選用一等品),其摻量應經(jīng)試配確定,來(lái)滿(mǎn)足設計的限制膨脹率;加強養護,延長(cháng)養護時(shí)間,也可在板面和板底拆模后涂刷養護劑,避免混凝土的早期干縮,確保膨脹劑產(chǎn)物的充分水化,使混凝土達到有效的補償收縮作用。
3.4在施工前與設計溝通,精心編制施工組織設計,通過(guò)材料調換,使樓面面層與樓板混凝土一起澆搗(采取有效保護措施),同時(shí)提升上層鋼筋位置,這樣在不增加荷載前提下增大了樓板的剛度,將有效減少裂縫的出現。
4.裂縫處理方案及效果
4.1沿裂縫走向割除樓面面層,槽寬150—200mm
4.2若樓板結構有裂縫,沿裂縫鑿成15*15mm“V”型槽,沖洗干凈并使其干燥。
4.3用“大力寶”牌云石膠注滿(mǎn)“V”型槽,其上加注30*3mm云石膠封閉。
4.4在槽中蓄水檢查樓板有無(wú)滲漏。
4.5板面濕潤陰干至混凝土面剛開(kāi)始發(fā)白用801膠加水泥套漿,用C25半干硬性細石混凝土分二次修補(面層中部釘同寬的鋼絲網(wǎng)),并良好養護2周。
本工程的樓板裂縫經(jīng)上述方案處理后,效果較好,相關(guān)各方較為滿(mǎn)意,事后1年內多次檢查,原有裂縫未重復出現。
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