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中图分类号:TV331文献标识码: A
引言
随着我国经济的快速发展,大型混凝土结构工程日益增多,且大型工程规模越来越大。混凝土结构作为常见的承重结构,起着十分重要的作用。由于混凝土隶属于脆性材料,施工中容易产生不同程度的裂缝。而大体积混凝土由于其体积庞大,更容易在施工中由于内外温差过大而产生裂缝,从而带来质量隐患。
1、大体积混凝土概述
在我国GB50496-2009大体积混凝土施工规范中,将大体积混凝土定义为:混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体积混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。
研究表明,大体积混凝土裂缝的产生主要是由于结构变形化导致的,包括温度、收缩多种影响因素。在混凝土结构中,当体积变形受到约束产生的应力超过其当时的抗拉强度时,就引起裂缝。
在大体积混凝土裂缝中,按照深度的不同,可分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种。在混凝土结构中,表面裂缝在受到载荷等因素影响下,发展成为深层裂缝,再形成贯穿裂缝。在混凝土结构中,出现裂缝并不是绝对的会影响结构安全。混凝土结构在建设和使用过程中,出现了不同程度的裂缝,这是一个普遍现象。在大面积混凝土结构中,无害裂缝只要稍加处理,结构仍可正常使用。有害裂缝,特别是贯穿全断面的结构性裂缝,会给结构带来质量隐患,一定要加以控制,否则,将影响工程建设的质量和使用寿命。
在现代建筑施工中,大体积混凝土经常涉足。在基础工程中,如混凝土底板、深梁、厚大的桩基承台等;还有在上部结构中,如巨型柱、高层建筑的转换梁或板、防辐射结构等。
2、混凝土裂缝产生的原因及类型
2.1、沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30º。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
2.2、温度变化
温度变化是引起工民建筑产生裂缝的又一个重要原因。在混凝土结构特别是较大体积的混凝土结构中,混凝土内部的热量散发起来比较缓慢,而外部的热量则会很快散失到空气中去,这样一来,内部和外部就形成了明显的温差。由于混泥土有热胀冷缩的性质,现在内部和外部温度不同,则变形程度自然就不同,从容在内部和外部之间会形成应力作用,当应力值超过材料的承受能力之后,裂缝便产生了,这种由温度变化引起的裂缝成为温度裂缝。温度裂缝在形状上纵横交错,一般没有规律的走向。在温度较高的夏季,温度裂缝较窄;而在比较寒冷的冬季,产生的裂缝会比较宽。温度裂缝很容易造成混凝土碳化、钢筋锈蚀,对混凝土抗疲劳和抗渗能力产生影响。
2.3、收缩变形
由于大体积混凝土中含有较多的水分,在其凝结过程中,由于受到风、外界温度及自身的水化反应作用,混凝土中的水分会大量蒸发,这就将造成混凝土体积的收缩,从而产生了一定的拉应力,当其拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会出现裂缝;而混凝土在冷却的阶段,由于其内部温度的变化较大,这将使得混凝土内部出现胀缩现象,由于受到基础等其他结构的约束,而出现了收缩裂缝。
2.4、塑性收缩
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
3、大体积混凝土裂缝的控制措施
3.1、加强对原材料的控制
在建设的过程中应该尽量运用低热量和低收缩种类的水泥,对于低热水泥种类选择是来调节混凝土的内部温度的最根本的方法。并且在选用的过程中需要注意:对于每立方米的混凝土必须运用大于290kg的普通硅酸盐水泥,一般运用低热水泥每立方米的混凝土需要350kg,换句话讲就是在选择水泥时要依据实际中水泥的水化热来判断是选择矿渣硅酸盐水泥或者是低热的水泥。不只是水泥,其他原材料的选择控制同样相当重要。例如,对于水的选择经常选择无污染的地下水或者是自来水,并且是广泛的使用,务必注意水成分里的有害离子不可超标。
3.2、施工过程控制
对大体积混凝土来说,控制其裂缝产生的最重要工作就是在施工过程中掌握好相关技术要点,具体来说有以下几个方面。
第一,为降低混凝土的入模温度,可在搅拌混凝土时用冰冷的地下水来搅拌混凝土,或者向搅拌机内添加冰屑等实现混凝土的降温,尽量避免高温环境下浇筑,使浇筑后的混凝土构件初始温度大幅降低,有利于控制温度裂缝。
第二,在混凝土浇筑过程中要做好振捣与二次振捣工作,以增强混凝土构件的整体性和密实度,在振捣过程中要掌握快插慢拔的要点,并在振捣上一层混凝土时保证振捣棒插入到下一层混凝土中。
第三,为使混凝土构件内部的温度得以有效导出,可在浇筑混凝土之前在模板的内侧空间预埋可通入循环冷却水的金属水管,在混凝土浇筑完毕后投入循环冷却水,通过流动的水将混凝土内部的热量带出,以降低混凝土构件内外温差,从而有效消除温度梯度,减少裂缝产生的概率。
第四,要做好大体积混凝土温度的监控工作,在浇筑之前,对水泥水化热进行测定,浇筑过程中对浇筑完毕的表面及表面以下一定深度的温度进行不少于一天两次的监控,以掌握大体积混凝土的实时状态,如发现异常可采取及时有效的措施。
第五,为抵抗裂缝的产生,可在适当部位设置预留的伸缩缝,将整个混凝土构件分割成若干部分,另外也可在部分位置采用微膨胀混凝土施工以补偿各种原因引起的表面收缩。
3.3、加强混凝土养护
混凝土的早期养护非常重要,除保证混凝土有适宜的硬化条件外,还能使混凝土在早期尽可能减小温度应力、避免表面失水、减少塑性收缩而少产生裂缝。在混凝土升温阶段若因表面未能完全覆盖而出现局部干燥时可浇热水(40℃~50℃)湿润表面防止出现干燥裂缝;在降温阶段可浇自来水进行养护。必须在施工前准备好养护用的塑料薄膜和再生棉毡,以便根据环境气温变化情况及时对保温保湿情况进行调整。
3.4、表面保温
表面保温的目的是减小混凝土内外部温差以及大体积混凝土表面的温度梯度防止大体积混凝土表面裂缝的发生。在施工时,可以根据实际施工情况选用不同的保温材料,如采用湿砂、潮湿锯末层或积水等措施,在保温养护的过程中,通过保持大体积混凝土表面的湿润,提高大体积混凝土的表面抗裂能力。
3.5、掺入外加剂
掺入粉煤灰可以有效防止大体积混凝土的裂缝产生。在掺入粉煤灰掺合料时,精确控制掺入比例,并对大体积混凝土进行全面有效地管理,有效防止大体积混凝土的裂缝产生。
3.6、做好监测工作
在施工过程中,应当做好大体积混凝土的施工监测工作,严格执行混凝土的配合比、浇筑、振捣等程序。在专业技术人员的监督下严格工作准则,在正确技术指标的要求下进行施工。
结束语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,必须要采取相应的措施从各个方面进行控制,从而很好的避免发生裂缝,确保建筑工程的质量。
参考文献
中图分类号: TV543 文献标识码: A 文章编号:
前言
从施工技术经验论,混凝土产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形、亚欧大陆不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力;后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力;气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,就会出现裂缝。另外,当混凝土表面湿度变化较大或发生剧烈变化(如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束)时,也往往导致裂缝;由于原材料不均匀,水灰质量比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。因此,对大体积混凝土裂缝进行有效的消除或控制,成为施工中经常遇到的问题。下面以某工程为例,进行阐述论证。
一、混凝土裂缝产生的原因
1.混凝土配合比及材料因素
混凝土配合比是指混凝土中各组成材料的用量比例。混凝土配合中出现水泥用量过大、水灰比大、骨料种类、含沙率、掺合料和外加剂选用不当等情况时,混凝土的强度将会直接受到影响,进而造成混凝土开裂。上述因素对混凝土裂缝产生的影响包括:①选用的水泥等级越高、早强越高、细度越细,对混凝土开裂的影响越大;②混凝土在浇筑的过程中具有较大的流动性,才能保证浇筑质量,因此需要较大的水灰比,但是水灰比过大,水泥水化后多余的水会残留在混凝土中,蒸发后易形成气孔,形成的气孔会减少混凝土的有效断面,荷载的作用会在孔隙周围产生应力集中,使混凝土表面出现裂缝;③粗细骨料含泥量过大或颗粒级配不良容易造成混凝土收缩增大,致使裂缝产生;④掺合料、外加剂选用或掺量不当,将会加剧混凝土的收缩,
导致混凝土开裂。
2.结构性因素
(1)设计因素引起的裂缝
①计算简图与实际受力不符引起的裂缝
房屋的结构设计,首先要将结构的受力状态进行简化,得出计算简图,然后再进行计算。由于实际结构受力状态比较复杂,设计人员在选取计算
简图时可能会发生错误,导致计算简图与实际受力不符,从而引起混凝土裂缝,甚至引发结构性事故。
②计算错误引起的裂缝
在结构设计中,首先要选择正确的计算简图,再根据荷载选择合适的计算方法进行计算,然后进行构件的截面设计。在钢筋混凝土构件配筋计算中,要进行强度计算、变形计算、裂
缝宽度计算等,在计算过程中如果发生错误,混凝土结构强度、刚度则可能无法达到使用要求,进而引起混凝土裂缝和质量事故。
③钢筋锚固长度不够引起的裂缝
受拉钢筋必须要有足够的锚固长度,否则,如果粘结力不够,会导致钢筋产生滑移裂缝,进而引发混凝土开裂。
④设计时未考虑施工方法引起的裂缝
设计人员在设计过程中若没有考虑选取合适的施工方法,可能会导致混凝土结构在施工过程中损坏,从而产生裂缝。
(2)施工因素引起的裂缝
①原材料质量不合格引起的裂缝
随着建筑材料的品种日益繁多,建筑工程对其要求也越来越高。建筑材料的性质不但与原材料有关,而且与施工、运输、储存过程也都有关系。为了保证工程质量,施工单位必须正确选择和使用建筑材料,否则会引起结构性裂缝。
②施工质量低劣引起的裂缝
一些施工单位,为了眼前的利益,不按规范要求进行施工,而是偷工减料和粗制滥造,给工程带来严重的安全隐患。这样不仅会产生结构性裂缝,还可能引起坍塌事故。
③钢筋配置位置不正确引起的裂缝
在钢筋混凝土结构中,钢筋配置位置关系到结构的强度和刚度。若位置不正确,钢筋混凝土结构的强度和刚度就会不足,进而使构件的承载力降低,变形增加,导致结构性裂缝。
④支模不善引起的裂缝
支模,即为支撑模板。不正确的支模方法、模板立柱下沉、调整模板标高、模板过干等都可能引起混凝土裂缝。
3.温度因素
温度裂缝是指混凝土受到温度变化而产生热胀冷缩的现象。温度变化会使混凝土结构内部产生温度应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会形成温度裂缝。
温度裂缝分为内约束裂缝和外约束裂缝。内约束裂缝是由混凝土内外部温差引起。因混凝土内外产生较大的温度梯度,使表面产生拉应力,内部产生压应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就会引起混凝土表面裂缝的产生。外约束裂缝是由于浇筑温度和混凝土绝热温度之差过大引起的,当温差超过25℃时,体积过大的混凝土会产生外约束裂缝。
4.收缩因素
收缩裂缝是指混凝土在施工过程中加入的水分比水泥水化作用所需要的水分多,在这部分游离水蒸发之后,混凝土表面会留下许多毛细孔,导致混凝土体积收缩产生的裂缝。另外,在
水泥水化作用之后也会引起混凝土体积的收缩,水泥水化引起的收缩量是水分蒸发引起收缩量的1/10~1/5。
二、混凝土裂缝的控制措施
1.降低水化热
水泥水化热是引起混凝土裂缝的主要原因,可以从以下几个方面进行预防和控制:①优先选用低热、中热的水泥作为原料,减少水化热,如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥;②减少水泥的用量,选取较大粒径的骨料,选取合适的配合比,掺入一定量的外加剂;③采用“双掺”技术降低水化热。
2.控制结构性因素
(1)从设计方面进行控制
设计人员应以严谨的工作作风,按照现行的建筑结构规范要求进行结构设计,合理地选取结构形式,降低结构的约束程度;增配构造钢筋,提高混凝土的抗裂性能;在易发生应力集中的部位采取加强措施,避免截面突变产生应力集中;在结构设计中还应充分考虑施工时的气候条件,合理地设置后浇带。
(2)从施工方面进行控制
从施工技术经验论,应采用符合规范要求的原材料,严格控制原材料的质量。混凝土配合比应先进行细致计算,再进行级配和计量。混凝土的浇筑采用分层连续浇筑技术,在混凝土浇筑过程中,应及时清除混凝土表面的泌水,合理设置后浇带和施工缝。混凝土结构浇筑完毕后,应及时按温控技术措施要求进行保温养护,用塑料薄膜或草袋作为保温材料覆盖在混凝土和模板上。模板的安装及拆除应符合模板工程验收标准。
3.控制温度因素
温度裂缝的控制从以下几个方面考虑:①改善骨料级配,掺入一定的混合料,或加入一些外加剂以减少水泥的用量;②控制混凝土的浇筑厚度,掌握好拆模时间,当外界温度降低时,及时进行表面保温;③在混凝土浇筑过程中,合理地安排施工工序,进行分缝分块,对混凝土加强养护,适当延长养护时间和拆模时间,使混凝土表面温度分布均匀。
4.控制收缩因素
Abstract: in this paper the cause of concrete cracks are analyzed, and puts forward the prevention of concrete crack control measures.
Keywords: concrete crack control analysis
中图分类号:TU528文献标识码:A 文章编号:
混凝土结构在施工、使用过程中,由于设计的缺陷、材料选配不当、施工违反操作规程、构件受力或变形,使内应力超越材料强度和环境因素影响均可裂缝现象。因此混凝土裂缝市是建筑工程中较为普遍存在的问题,根据现场实际工作经验针对实际施工情况中几种对混凝土裂缝形成的原因及采取控制措施,本人谈论一些看法。
设计方面原因
1.1设计中构造钢筋过少、过粗或超筋等引起构件裂缝现象(如楼板、墙板)。
1.2设计结构中断面突变,导致应力集中所产生的构件裂缝。
1.3设计中对构件是施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。
1.4现行设计规范侧重于按混凝土构件强度考虑,未充分按混凝土构件温差和收缩特性等多种因素综合考虑配筋量达不到要求而产生裂缝。
1.5设计按暗埋PVC管,使混凝土截面大量消弱,因为该管与混凝土的线膨胀系数不一致,粘结效果差,沿电线管埋设方向因应力集中而出现裂缝。
1.6目前一些工程基本上均由房产商投资开发,而开发商为了降低工程开发成本,却要求设计方降低配筋率,也可能产生混凝土构件裂缝。
2、材料方面原因
2.1现已有相关文件规定不允许施工单位现场搅拌混凝土,而要求使用商品混凝土,现所有工程已采用泵送商品混凝土进行浇筑,但受到剧烈的市场竞争,导致各商品混凝土厂商采用大掺量粉煤灰,低价格、低性能的混凝土外掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的粗细骨料作为降低价格和成本的主要竞争手段,粗细骨料含泥量过大或颗粒级配不良,容易造成混凝土收缩的增大,诱导混凝土裂缝的产生。
2.2施工往往低价中标,为了降低施工成本,施工方注重材料方面的控制,对设计配筋原材料采购后,,通过高强度加工(即调细如楼板的配筋)后安装,实际上降低了设计配筋率,也可能造成混凝土裂缝的产生原因之一。
3、由于混凝土保护层不足造成露筋所引起的裂缝
钢筋在混凝土中的抗拉受力,起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋在上下合理的保护层前提下才能确保有效;如保护层不足造成露筋而导致钢筋的锈蚀,钢筋锈蚀产生的体积比钢筋被锈蚀之前膨胀2-3倍,使钢筋混凝土产生相当大的拉应力,引起沿钢筋方向的裂缝。
4、施工方面的原因
4.1施工单位往往为了赶工期,造成盲目施工,在混凝土楼板浇筑完毕后不足24h的养护时间,就开始进行上一层施工(如绑扎钢筋、上砖砌墙等),造成未达到强度的混凝土楼板再加上模板支撑,材料吊卸冲击振动荷载的作用而发生新的变形,混凝土内部即产生微小裂缝,经过凝缩、温度变形后,使原来的微小裂缝形成肉眼可见的裂缝,造成混凝土楼板的损伤。
4.2现场浇捣混凝土时,振捣或插入方式不当,漏振过振或振动棒抽撤过快,均会混凝土的密实性和均匀性,诱导混凝土裂缝的产生。
4.3混凝土养护条件对裂缝的出现有着关键的影响,大部分施工现场混凝土养护不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝,其裂缝起初类似龟裂,且大部分位于混凝土表面,若不及时处理裂缝将越来越大并深入到混凝土内部,将影响混凝土的耐久性。
5、周围施工引起的裂缝
5.1临近建筑物基础降水施工,导致周围已有建筑物室外地面、底层室内地面都不均匀沉降变形造成不同程度的下陷和裂缝。室外管道也因地基土沉降诱发断裂,楼板裂缝主要集中在底层,墙体也有许多无规则的龟裂现象。
5.2临近建筑物基础施工爆破或锤击桩施工产生的震动效应也容易引起周围已有建筑物开裂。一般在顶层墙体和楼梯间都会有不同程度的裂缝。
6、预防混凝土裂缝的控制措施
6.1设计方面控制
6.1.1重视对构造筋的认识。在结构设计中,设计人员应重视对构造筋执行国家结构设计规范配置,特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造筋直径和数量。
6.1.2在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“防”的关系,所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为了防止裂缝所采取的有效措施,而所谓“防”就是结构完全处于自由变形无约束的状态下,有足够变形余地时所采取的措施。
6.1.3设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中
6.1.4积极采用补偿收缩混凝土技术。常见混凝土裂缝中,相当一部分是由于混凝土收缩而造成的。要解决此问题,可在混凝土中掺用膨胀剂补偿混凝土的收缩。实践证明,效果好。
6.2材料方面控制
商品混凝土厂商控制好原材料质量,选用高效优质混凝土外加剂,改善和减小混凝土的收缩值,严格控制塌落度,建立号质量控制体系,是一项改善商品混凝土质量和性能的根本工作;工程承包商在订购商品混凝土时,应根据工程的不同部位和性质提出对混凝土品质的明确要求,不得片面压价、追求低价格和低成本而忽视了混凝土的品质,导致混凝土性能下降和收缩裂缝增多。同时现场技术人员应逐车检查严格控制好商品混凝土的塌落度,以保证混凝土熟料的半成品质量。
7、在施工中控制
7.1主体机构施工速度不能强求过快,楼层混凝土浇筑后的必要养护(一般不宜≤24h)必须保证混凝土强度未达到1.2N/mm2前,不得在其上踩踏或安装模板、支架和堆料。合理安排楼层施工作业计划,3天后方可开始吊卸材料及砌筑墙体、安装模板等工程,在砌筑墙体、模板安装时,吊运上来材料应做到尽量分散就位,不得多地集中堆放,以减少楼面荷重和振动。对事前计划临时大开间面积吊卸材料堆放区域部位的模板支撑预先考虑加密立杆和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增加刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并在该区域的新浇筑混凝土表面铺设旧木模加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。
7.2现浇混凝土浇捣时,要按操作规程及技术交底施工,防止漏振、过振或振捣不到位。
1 混凝土构件产生裂缝的原因分析
1.1 材料选择及配比的原因
1.1.1 水泥品种选择及用量原因:砂浆的收缩变化与水泥的品种与用量有很大关系,一般来说,矿渣硅酸盐水泥的收缩值要比普通硅酸盐水泥的收缩变化大,而粉煤灰水泥的收缩值较小,快硬性水泥的收缩值较大。尤其受风化的水泥的品质很不稳定,极易产生裂缝。在水灰比不变的情况下,水泥用的越多,制成混凝土收缩率越大。引起混凝土收缩的主要因素是水泥浆的干缩,所以水泥浆越少,混凝土的收缩性就越低,也就不容易产生裂缝。
1.1.2 砂石骨料的选择原因:骨料中的泥份也会引起裂缝的产生,同时骨料的密度小、级配差和骨料粒径小都会增大混凝土的收缩,从而产生裂缝。
1.1.3 水的质量与配比的原因:对于混凝土开裂问题,水是其中最主要的原因,混凝土孔隙中的水含量直接影响着混凝土的使用寿命,水中含有的一些有害介质也会加速混凝土材料的开裂。所以,对于建筑施工使用的水资源的控制对混凝土材料的防开裂有着很重要的作用。
1.1.4 钢筋的质量于配比原因:钢筋在混凝土材料中主要起抗拉作用,钢筋的品种选择以及它在混凝土结构中的配比将直接影响着混凝土的强度和耐久性。一般情况下,钢筋使用越多,混凝土结构的约束变形能力就越强,抗开裂能力也就越强,要根据具体工程选择最适合的材料和配比。
1.2施工过程中的误操作原因
1.2.1温度、湿度对混凝土开裂的影响:施工期间由于水泥水化过程放热或者施工环境温度而引起温度裂缝,这种裂缝一般会贯穿整个截面。多数情况下是因为混凝土浇筑以后其表面没有及时遮盖,表面游离的水分过快蒸发,体积收缩加剧,因俄日产生裂缝。
1.2.2 材料搅拌期间的影响:长时间搅拌材料而突然停止的情况下,混凝土就会很快地硬化产生异常固结,形成裂缝;材料搅拌的不均匀,使其收缩性与膨胀性存在差异,会引起局部裂缝;浇筑构件的速度过快,导致下部分混凝土未能完全硬化,发生下沉,导致裂缝产生等等。
1.3后期养护的原因
混凝土的养护是为了保持混凝土的尽可能饱和,当混凝土中的水分蒸发时,水泥水化物就会占据原先由水填充的那部分空间,养护就是要使这种填充程度达到期望的程度。只有当环境中无风,混凝土与空气无温差并不受阳光照射,环境相对湿度不低于80%的时候,混凝土才不会与周围空气发生水分的交换,不需要做混凝土养护,然而这种情况是正常施工场所不能完全达到的。因此,养护就变得非常重要了。而往往有很多施工人员为了缩减成本,减短工期,不在意期间的养护过程,盲目的加快施工进度而忽略了后期产生裂缝对建筑区造成的不可挽回的失误。
2针对上述原因采取的防治措施
2.1从设计阶段分析
2.1.1 基础设计
一个工程,在其设计阶段就应该根据其地形,地质,环境因素等方面综合考虑制定出适合工程施工的方案和指导规则,设计合理的构件结构,建筑物结构,使得混凝土的特性能够充分发挥,将防止混凝土开裂这一问题归入设计流程。基础设计方面可以采取调整地基计算强度、基础埋深、垫层厚度等方法是不均匀沉降降至最低限度。
2.1.2 预应力混凝土
混凝土结构设计时可采用预应力混凝土结构,就是在结构构件受到外荷载力作用之前,人为地对构件的受拉区域施加一定的压力,使其处于预应力状态,一次减少或者抵消外荷载力作用引起的拉力进而推迟构件的开裂,减小裂缝宽度,增强构件约束变形能力。更加有效的方法是向混凝土中添加钢丝网片,约束效果会显著提升。
2.1.3 加置次梁
在容易出现裂缝的部位加置次梁,可以增强楼板的强度,减少扭曲变形,以便达到减少裂缝的效果。如果没有加置次梁的条件,折衷的办法在易开裂的边缘部位加置暗梁,也可有效的减少裂缝的出现。
2.2从施工过程分析
2.2.1 严格控制材料选择与配比
根据环境状况,工程状况,材料状况等方面的综合因素合理的制定出一套详细,正确的材料选择与配比的清单,让施工人员可以有据可依,而不是凭借自己的经验或者盲目配比。将施工过程电子化控制,利用相关的软硬件配合,根据施工期间的环境温度、湿度,施工进展程度,构件的要求强度等等因素综合考量,在一套标准的计算方法下制定最适合的材料选择与配比方案。细分到每一个步骤,使施工过程电子化、科学化、标准化。
2.2.2 混凝土的搅拌和浇筑过程
材料的搅拌过程中是人们不能直接看到的,但这个过程是在人们的控制范围内的。根据经验和搅拌过程的抽样调查,需要总结出一套系统的混凝土搅拌时间和添加物的规范,在将其运用到实际操作中。在浇筑过程中用到的钢筋进行打磨处理,钢筋的腐蚀会直接影响混凝土结构件强度以及开裂程度,钢筋表面的杂质与空气中的水或离子结合便会导致钢筋的锈蚀,所以光滑的钢筋会保证混凝土更长久的使用年限。同时在浇筑过程中,为了避免温度对材料的影响,可以采取夜间浇筑或者冬季浇筑的方法,并配以加冰降温、骨料降温等措施使混凝土的入仓温度合理。如果不能达到此种要求,必须要进行白天浇筑的情况下,在浇筑构件的内部设置通水管,通过水流的流通带走一部分热量,使混凝土内部温度趋于恒温合理状态。
2.2.3 混凝土的后期养护工作
按照《混凝土结构施工质量验收规范》(GB50204-2002)中的相关规定,混凝土的养护时期不应该少于28天,所以一定要避免因赶工期而提前使用构件造成的影响。养护方法主要分为两类:一是隔绝混凝土内部水分的损失,而是要外部水分的补给。隔绝水分的方法一般为使用混凝土养护剂。混凝土养护剂又叫混凝土养生液,是一种喷涂在混凝土表面的高分子材料,它会在混凝土表面形成致密的薄膜,断绝混凝土表面和空气的接触,从而大幅度地降低了水分的损失,使混凝土内部水分始终维持在一合格水平,达到养护的目的。外部水补给的方法主要是控制水灰比的配置。此处需要注意的是混凝土的内部深处到一定范围是不发生水分损失的,只发生在混凝土外部范围,一般情况下为30mm,这是就需要添加外部水分一促进混凝土的水化,这样能减小材料开裂的几率。
3 结语
在实际施工过程中,裂缝的产生是不可完全避免的,我们能做的只是尽量减少其出现的几率,延迟其出现的时间,或者使其出现的宽度在我国建筑行业规范合格的范围内,不影响建筑物的安全性,不影响人们的视觉感官。减少裂缝的过程也是实践的过程,需要工作人员不断地实验改进完善,并促使行业制定相关的规范,减少人为地过失。设计、施工人员在设计、建造过程中应十分注意裂缝的控制,这样一幢安全,美观的建筑物才能经受住时间的考验。
参考文献
[1]罗向荣.混凝土结构(第二版).高等教育出版社.2007
1 引 言
在市政工程等建设项目中,钢筋混凝土水池为设计的主要内容。很多时候水池裂缝影响了工程正常使用,所以水池的结构设计必须重视裂缝的控制。
水池产生裂缝的原因多种多样,与设计、施工、使用过程中的诸多因素均有关联。本文主要探讨在水池结构设计中如何有针对性地避免破坏性裂缝的产生。
2 水池设计中的裂缝控制
2.1荷载作用裂缝的控制
荷载作用裂缝的控制,就是要求在设计时对池体各部位可能产生最大拉应力的截面进行计算分析,使之满足裂缝控制的要求。要避免此类裂缝,首先应在水池结构设计的基础资料的收集使用中做到完整、准确。这是因为:地下水位和土层情况的不同,会使埋地式水池的设计水土压力产生很大变化;基础持力层的不同可能直接影响基础结构形式和池体沉降变形情况;水池在试水、调试、运行、检修等各种状态下的荷载作用,则关系到内力计算的准确性;气象资料及池内水温情况,决定了温(湿)度应力计算的可靠性。
在掌握了全面可靠的荷载作用基础资料后,就需要对池体结构建立正确的计算模型和选择合理的荷载组合,以确保其内力及变形的计算值与水池的实际工作情况一致。一般而言,此设计阶段的主要问题如下:
(1)基础梁、板计算时采用的地基假定是否合理。目前计算水池地基反力的三种假定[ 4](地基反力直线分布假定、文克尔假定、半无限弹性体假定)的计算结果出入较大,所以应根据各假定的适用条件,采用与实际情况最为接近的理论进行计算。
(2)支座假定是否合理。池体顶板、壁板、底板连接部位的支承条件决定了各构件的支座假定,采用合理的支座假定才能据此计算出正确的内力分布。
(3)荷载最不利组合是否选择正确。一般比较容易疏漏的是施工、试水、检修阶段的荷载组合。
具体设计时,一般应首先根据结构方案进行初步的荷载和内力计算。通过对计算结果的分析来进一步调整结构受力体系,尽量使池体结构的各部位都能做到结构合理、受力明确、经济可靠。然后对整体结构所有结构件进行详细的力学计算,得到在各个起控制作用的工况下各控制断面的内力设计控制值。在接下来的截面配筋设计中,应区分各构件是否需进行裂缝控制设计,若需进行裂缝控制设计,则应根据其受力性质分别进行抗裂度验算或裂缝开展宽度验算。通过调整配筋率、钢筋规格、混凝土标号或构件截面尺寸,来达到裂缝控制
2.2材料质量和构造不良造成裂缝的控制
在《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》中,对水池结构的材料作了相应的规定,设计时应注意遵守并针对具体项目提出更为明确和严格的要求。
首先,水灰比越大则混凝土中多余水分蒸发后形成的毛细孔也就越多,这些孔隙是造成混凝土开裂的主要原因。砂石粒径不均匀、级配不良、粗骨料粒径过大且含量过高、含泥量过高,都会降低混凝土的和易性和密实度,易使裂缝产生和发展。
其次,浇筑混凝土不应使用过期水泥或由于受潮而结块的水泥,否则将由于水化不完全而降低混凝土的抗渗性和强度。
另外,水池混凝土中采用的外加剂也应满足一定的要求,以免影响混凝土的抗裂性。
在保证材料质量的同时,池体各部位的构造是否合理可靠,同样对控制裂缝至关重要。设计时,首先要通过合理的构造措施来保证水池实际受力状态与整体计算模型的一致性,然后针对各个构件、节点,都应按其在结构体系中的作用,分别采用相应的构造做法。合理、细致的细部构造设计,能起到控制裂缝的作用。对于影响到整个结构体系的问题,一定要从确定结构方案起,就考虑好相应的构造措施。理想的计算模型必须有可靠且可行的构造措施来保证,而当难以实施相应的构造措施时,应调整计算模型使之符合实际受力情况。诸如应对下列问题:水池底板计算时采用何种地基反力假定,是否采用构造式底板;是采用挡墙式壁板还是整体式壁板;大型水池变形缝的设置与否及其位置和类型等等,都应针对性地采用合适的计算模型。
2.3理论计算中裂缝的控制
根据设计规范要求,裂缝控制通过抗裂度验算、裂缝开展宽度验算和构造措施来实现。
对轴心受拉或小偏心受拉构件,应按不出现裂缝控制进行抗裂度验算。此时,构件的抗裂性能主要由混凝土抗拉强度和构件受拉截面大小决定。对受弯或大偏心受拉(压)构件,应按限制裂缝宽度控制,在水池设计中以此类工况最多。规范[2,3]推荐的裂缝宽度验算公式如下:
ωmax=1.8ψ(σsq/Es)(1.5c+0.11d/ρte)
(1+α1)ν
ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsqα2)
式中 ωmax――最大裂缝宽度(mm);
ψ――裂缝间受拉钢筋不均匀系数(0.4~1.0);
σsq――纵向受拉钢筋应力(N/mm2);
Es――钢筋弹性模量(N/ mm2);
c――混凝土保护层厚度(mm);
d――纵向受拉钢筋直径(mm);
ρte――按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率;
ν――纵向受拉钢筋表面系数;
α1、α2――按受弯或大偏心受拉(压)情况所采用的系数;
ftk――混凝土轴向抗拉强标准值(N/mm2)。
设计时一般先根据强度计算结果初步确定配筋,然后进行裂缝宽度验算。在水池结构中,根据水池的盛水性质(清、污水)及其使用功能,最大裂缝宽度一般应控制在0.2mm或0.25mm。运用上述公式进行验算时,可归纳出一些在相同配筋率下有利于裂缝控制的因素。例如,采用直径较细的钢筋,或较高抗拉强度的混凝土等。
5结论
综上所述,水池设计中的裂缝控制贯穿设计的整个过程。从完整准确收集相关的基础资料开始,到采用合理的结构受力体系、准确细致的分析计算、全面可靠的结构截面设计与构造措施,直至最后的复核出图,对实现设计全过程的裂缝控制都非常重要。同时,设计中也要对材料的使用和水池的施工养护提出明确要求,以避免由此引发裂缝。在设计中只有尽可能多地考虑到裂缝可能产生的因素,并通过各种措施消除隐患,才能最大限度地避免水池产生破坏性的裂缝。
参考文献:
混凝土的裂缝问题在混凝土建筑工程中非常普遍,在混凝土的施工过程中必须要以实际的施工裂缝问题为根据选择科学有效的措施对裂缝进行控制,只有对裂缝的原因进行认真以及科学的分析,并且将应对和预防裂缝的措施全面地掌握住,才能够对混凝土施工裂缝起到有效的预防作用,对裂缝进行有效的控制,确保混凝土的施工质量。
1.混凝土施工裂缝分析
1.1混凝土的温度裂缝
温度裂缝属于混凝土施工中的常见的一种裂缝,导致混凝土出现温度裂缝的主要原因就是水泥材料自身高强以及快硬的特点。由于一般都是在夏季进行混凝土施工,在夏季往往具有较高的温度以及较快的水分蒸发速度。这样在浇筑混凝土的过程中,如果没有对其进行及时的浇水养护就很容易导致裂缝的出现。大量的研究表明,温差是导致混凝土发生温度裂缝的最为主要的原因,所以要想有效地避免出现混凝土温度裂缝,就必须要严格地控制混凝土的温差。首先,在浇筑混凝土的初期由于水分蒸发量非常大,因此会使混凝土本身的温度变得越来越高,这样就导致混凝土内外的温度出现显著的差异,最终导致裂缝问题的发生;其次,凝土表面的温度会在混凝土拆模的时候具有非常快的降低速度,这样也很容易导致出现混凝土裂缝。最后,如果混凝土已经达到了最高的内部温度极限值,那么其内部的热量就会缓慢的散发,这样也很容易出现温差,最终引发混凝土裂缝,从而严重的影响到混凝土施工的顺利进行[1]。
1.2混凝土的力学裂缝
力学裂缝的问题在混凝土施工中也非常容易出现,而且会对混凝土施工的质量产生十分不利的影响。碳化收缩以及干燥裂缝是力学裂缝的主要表现形式,在硬化的过程中,混凝土自身的水分由于具有非常快的蒸发速度,因此其体积很容易出现严重的收缩情况,而且无法自由的进行伸展,这样就会造成力学裂缝的出现。除此之外,如果混凝土没有达到规定的时间就过早的拆模,就会造成混凝土具有较低的强度,这样也很容易导致出现力学裂缝。
2.混凝土施工裂缝的有效控制对策
如果混凝土施工一旦出现裂缝的问题,就会使混凝土施工的质量受到严重的影响,并且极大地危害到建筑工程的施工质量。所以必须要采取有效的措施,在混凝土的施工过程中对混凝土施工裂缝进行有效的控制,最终能够全面的提升混凝土的施工质量。
2.1控制温度裂缝的有效对策
在混凝土的施工过程中要想有效地控制温度裂缝,就必须要做好以下几个方面的工作:首先,在搅拌混凝土的过程中必须要对集料的计量进行严格的控制,确保准确地计量;要对集料温度进行有效的控制,采用送冷风的方式冷却搅拌机,在6摄氏度左右的范围对温度进行控制;要尽可能的避免在高强度的太阳光下开展浇筑混凝土的工作,一般都会在夏天开展混凝土的施工,要尽可能的防止强光的照射,可以以施工的具体情况为根据选择夜间浇筑的方式。其次,温差是导致混凝土裂缝出现的非常重要的一个原因,所以在浇筑混凝土的过程中,必须要选择塑料布等对混凝土进行覆盖,将相关的防护工作做好。再次,混凝土施工的过程中要对混凝土的配合比进行严格控制,要对集料的配合比进行准确的测定。良好的混凝土和易性在混凝土施工中具有十分重要的作用,要严格的以集料的实际情况和混凝土的用途为根据对科学的水量进行调配,这样在浇筑混凝土的过程中才能可能有效地防止出现混凝土温度裂缝,确保混凝土施工的顺利开展。最后,要严格控制混凝土的搅拌时间和施工时间,通过科学的称量工具对混凝土的原材料进行称量,这样就能够确保准确的混凝土原材料用量。除此之外,在完成混凝土的浇筑工作之后,必须要保证混凝土表面的湿润性,这样也能够对混凝土裂缝进行有效的控制[2]。
2.2控制力学裂缝的有效对策
在混凝土的施工过程中要想有效地控制力学裂缝,就必须要做好以下几个方面的工作:首先要做好混凝土表面的处理工作,其主要是涂抹混凝土的表面,特别是在对浅而细的裂缝进行处理的时候特别适合采用这种方法,从而能够使裂缝的问题得到有效的解决。其次是用结构补强的方法,在对由于火灾造成的裂缝、长时间未处理裂缝而导致的混凝土耐久性降低、超荷载产生的裂缝等会对结构强度产生影响的裂缝进行处理的时候比较适合采用这种方法,其主要包括预应力法、锚固补强法、断面补强法等方法[3]。检查混凝土处理效果的方法主要包括压气试验、压水试验、钻心取样试验以及修补材料试验等。利用上述的几种方法就能够使由于力学问题而导致的混凝土施工裂缝得到有效的控制,并且确保混凝土施工的顺利进行。
3.结语
本文详细的分析和研究了混凝土的裂缝成因和控制措施,通过上述的分析我们可以发现,要想有效地控制混凝土的施工裂缝,就必须要对混凝土出现裂缝的原因进行全面的分析,从而能够采取有效的措施在混凝土的施工过程中对其进行有效的预防,全面的控制混凝土的裂缝问题。与此同时,混凝土的施工人员还需要对自身的专业知识进行不断的完善,致力于自身的专业素质得以提升,只有这样才能够顺利的开展混凝土施工。除此之外,施工过程中还要做好施工管理工作,建立完善的混凝土施工管理机制,对人为性的施工失误进行有效的控制,这样也能够很好地避免出现混凝土施工裂缝,最终对我国建筑行业的发展起到有力的推动作用。
参考文献:
【中图分类号】TU875【文献标识码】【文章编号】1674-3954(2011)03-0031-01
一、 裂缝的性质 :
引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同产生的裂缝。
1、温度裂缝
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。
2、干缩裂缝
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。
3、温度、干缩及其它裂缝
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤 灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素〖KG-*2〗如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。
二、砌体裂缝的控制
1、裂缝的危害和防裂的迫切性
砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。
2、裂缝宽度的标准问题
实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料,当裂缝宽度≤0.2mm时,对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。
三、现有控制裂缝的原则和措施
长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,纠其原因有以下几种。
1、设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施
2、我国《砌体规范》抗裂措施的局限性
我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是第5.3.2条:防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。在这方面,国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝),这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同,而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形,又能隔声和防风雨,当需要承受平面外水平力时,可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m,对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m;美国砼协会(ACI)规定,无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m,配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能,配置一定数量的抗裂钢筋,其配筋率各国不尽相同,从0.03%~0.2%,或将砌体设计成配筋砌体,如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具有一定的延性。
关于在砌体内配置抗裂钢筋的数量(含钢率)和效果,是普遍比较关注的问题。因为它涉及到用钢量和造价的增幅问题。
四、防止墙体开裂的具体构造措施建议
本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上,结合我国当前的具体情况,提出的更具体的抗裂构造措施。它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。
1、防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施
(1)屋盖上设置保温层或隔热层;
(2)在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;
(3)当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;
(4)建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。
2、防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一:
(1)设置控制缝
控制缝的设置位置
(2)设置灰缝钢筋
从当前建筑应用形势来看,墙身裂缝的发生频率普遍较高,一旦该类质量问题不能得到有效控制,裂缝程度小幅存在将会对建筑的美观性产生不良影响,房屋本身在使用^程中也会随之发生漏水等问题,相对的如果墙身裂缝不能在第一时间得到有效控制,其建筑结构的整体性就会遭到破坏,而承载力也会处于持续弱化的状态中,更为严重的还会出现建筑倒塌等问题,用户的生命及财产都将受到直接威胁。虽然墙身裂缝较为常见,但是人们并没有对其形成重要认识,这就需要对该类问题进行深入研究。
一、裂缝的一般特征及性质
建筑本身在施工过程会受到各项因素所影响,这就使得其质量呈现出了高低不等的不良状态,通常情况下裂缝的表现状态也难以一致,其中最为常见的就是表面不规则裂缝以及贯穿性裂缝,前者一般发生在混凝土浇筑的后续阶段,当结构裂变后,墙体表面就会随之出现裂痕,这种裂缝通常宽度较大,但是密集状态却较为明显,该类裂缝通常都是停留在墙身表面的,并不会向深处延伸,造成该类裂缝的主要原因基本都是养护工作不达标,这就使得混凝土结构的整体性受损,因此这类裂缝并不会对构件产生大幅影响,后期裂缝处理难度不大。
贯穿性裂缝则与表面不规则裂缝存在较大差异,其发生期间通常具有一定的隐蔽性,在混凝土浇筑完成后的一段时间后,该类裂缝的发生会呈现延伸特性,并且从上部向下部逐渐递延,并且其延伸方向能够与楼面相互垂直,这种裂缝能够直接达到楼面板底,但是这并不代表裂缝能够递穿至楼层,通常裂缝宽度具有一定延伸范围,但是当裂缝程度较大时,裂缝将达到深化状态,这时裂缝的缝隙就会加深,当达到极限时就能够穿过墙体结构。因此不难发现,贯穿性裂缝一旦发生,对墙面造成的影响将是十分严重的,并且后期处理难度普遍较大,这不仅会造成建筑正常使用功能受到直接限制,更会埋下安全隐患,这对于建筑本身及用户来说都是较为不利的。
二、墙身现裂缝浅述
1. 温差变形引起的墙身裂缝
这是最常见的一种墙身裂缝。一般材料均有热胀冷缩性质,房屋结构由于周围温度变化引起热胀冷缩变形。在夏季的几个月里,屋面板温度可高达 60~70℃,而在其下的墙身一般仅为 30~35℃,温差可达 30~40℃,加之在相同温差下,钢筋混凝土结构的伸长值要比砖砌体墙大一倍左右。所以在混合结构中,当温度变化时,钢筋混凝土屋盖、楼盖、圈梁与邻接的砖墙伸缩不一,存在着较大的温度变形差,这种变形差的分布是中部小、两端大,由于变形差必然彼此相互牵制而生产温度应力,使房屋结构开裂破坏。
2. 地基沉降不均匀引起的裂缝
房屋的地基在平整过程中,一般都经过高挖低填的工序,因此在房屋建成后都会出现程度不同的地基沉降。如果地基沉降不均匀,沉降大的部位与沉降小的部位,发生相对位移,在墙身中产生剪力和拉力,当这种附加内力超过墙身本身的抗拉抗剪强度时,就会产生裂缝,且这些裂缝会随着地基的不均匀沉降的增大而增大,一般成斜向裂缝,裂缝的方向一般向着凹陷处。这种裂缝一般出现在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝等。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字型裂缝,且首先在窗对角突破;反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒“八”字型裂缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。
3. 地基土冻胀和屋面女儿墙漏水冻胀引起的墙身裂缝
当气温降到 0℃ 以下时,地层表面所含水分就开始结冰;而当地基土上层温度降到 0℃ 以下时,冻胀性土中的水就开始结冻,下部土中的水分在毛细管的作用下,不断涌进上部,上部土不断结冻形成冰晶体而膨胀隆起,由于地下水位的高低不同,结冰的厚度不同,随着气温的降低,地基隆起的程度就不同。一般情况下,地下水位越高,气温越低,隆起的程度越高。冻胀应力很大,可高达 2×106MPa,建筑物很难抵抗如此大的应力,所以建筑物的某一部位就会被顶起。由于地基的含水量不同,各基础所处的环境也不同,所出现冻胀的情况也不一样,就好像地基的不均匀沉降引起的墙身裂缝。屋面排水不利、渗漏、女儿墙压顶开裂出现渗漏等也同样引起墙身裂缝。
三、墙身裂缝的控制措施
1. 温差裂缝的应对措施
设置温度伸缩缝这是防止墙身竖向裂缝的主要措施,因为各伸缩单元中的温度应力和收缩应力要小得多。按照有关规定,建筑物总长大于 50m 时,应设伸缩缝。伸缩缝应设置于因温度变化和材料干缩可能引起应力集中且墙身开裂可能性大的地方。对于现浇钢筋混凝土屋盖,每隔 15~18m 左右就应设混凝土后浇带一道;屋面现浇混凝土轴板可分段浇灌,先浇灌两边,留好施工带,过一段时间后再浇灌中间,这样可避免混凝土收缩及两种材料的温度系数不同而引起的裂缝。
2. 沉降裂缝的应对措施
这类裂缝的产生原因大多是与设计的缺陷或者施工质量不合格有关。因此工程设计应加强地基土持力层的详细勘探工作,了解有关土层的性质及其对建筑物的影响,保证基础有足够的埋置深度。具体来说包括以下措施:防患于未然,在设计阶段就消除裂缝隐患一般在设计中选取土质均匀的场地建造房屋;当地基土壤严重不均匀时,应采用处理地基或改变基础埋深的方法,消除不均匀影响;当基底持力层为遇水膨胀或湿陷性土壤时,应在房屋周围采取排水及隔水措施;从而使基础的局部倾斜控制在允许的范围内;新老或相邻两建筑物之间应保持一定距离,避免对地基产生新的附加应力和应力叠加,引起不均匀地基沉降。
3. 冻胀裂缝的主要应对措施
建筑物的基础埋深一定要设计在冰冻线以下;基础下的垫层最好选用 3:7 灰土垫层,因为 3:7 灰土的密度大,含水量小,而且弹性也较好,不容易引起冻胀;在设计阶段要做到正确结构计算和设计,这是应对结构裂缝最基础性的工作。设计资料要仔细审查,当荷载较大而构件截面尺寸受到限制时,应提高块体和砂浆强度等级,或采用配筋砌体。
随着我国经济的高速发展,各类建筑工程项目数量也呈现逐年上升的态势,而施工质量也成了人们越来越关注的话题之一。混凝土裂缝是施工过程中的常见问题之一,如何预防与控制混凝土裂缝的产生,是施工单位需要解决的关键问题。
1、混凝土裂缝种类与成因分析
1.1 混凝土裂缝种类分析
混凝土裂缝的种类与其成因是密切相关的,以其产生的原理来划分,则包括施工质量工艺裂缝、施工材料质量裂缝、冻胀裂缝、钢筋锈蚀裂缝、地基变形裂缝、收缩裂缝、温度变化裂缝以及负荷裂缝。
1.2 混凝土裂缝成因分析
1.2.1 材料原因
混凝土制作的原材料质量不达标会造成混凝土裂缝问题,在混凝土早期硬化过程中,如果骨料中有过多的含泥量,那么在混凝土的干燥过程中,就会出现不规则的裂缝且呈网状分布。另外碱-骨料反应也是裂缝的一大成因。
1.2.2 混凝土收缩原因
所谓混凝土收缩就是指在混凝土硬化的初期,会由于水泥水化效应而形成水泥结晶体,结晶体的体积小于原材料,因此导致混凝土出现收缩现象,也叫凝缩,而在硬化的后期则是由于混凝土内部的水分因蒸发而产生的干缩现象,同时如果混凝土所处的外部环境温差变化较大,就会使产生的收缩现象更为剧烈。
1.2.3 施工原因
由于施工工艺的问题产生混凝土裂缝,比如混凝土并没有满足终凝时间要求就上负荷,导致混凝土结构产生弹性变形或是支座位置的负筋沉降,保护层过大,导致在其上部沿梁的支座位置出现裂缝现象。另外,施工后浇带时,施工工艺不当或不按设计施工,也会造成混凝土的板面裂缝。
2、混凝土裂缝控制方法
2.1 施工准备
在建筑工程项目的设计阶段就应对约束时的结构进行处理,如果建筑结构并没留有充足的变形空间时,则应合理配置构造钢筋于结构设计之中,以避免产生裂缝。同时在设计时,应尽可能防止因结构断面突变而造成的应力集中效应,如果受限于建筑造型或结构原因而无法兼顾时,则应采取收缩混凝土、构造配筋等技术或加强措施。在浇筑混凝土之前,也应在负弯矩筋区等裂缝易发部位进行临时活动跳板的铺设,从而使接触面扩大、应力分散,防止上层钢筋由于踩踏而导致变形。
2.2 原材料的配比与选择
为提高混凝土的抗拉强度,应避免砂率、水泥用量、水灰比过大,对砂、石含泥量进行严格控制,同时对配合比应适当选择。如果混凝土骨料吸水率过大,含泥量较多,干缩较大时,就会使混凝土干缩性增大,适当将粉煤灰掺入则不仅能够使水泥用量减少,而且能使水化热有效降低,从而实现水泥用量与混凝土用水量的减少,并达到良好的减少混凝土自身收缩的效果。另外,高效减水剂或粉煤灰的掺入还能够使混凝土减少泌水、具备抗离析、抗渗性、可泵性、和易性的特点,使混凝土的表面处理更为有利。
2.3 做好浇捣混凝土工作
在进行浇捣混凝土时,应利用振动棒进行垂直振捣作业,呈行列式排列,严格按照快插慢拔的原则,同时应以混凝土坍落度为依据来确定正确的浇捣时间,防止漏振或过振。采取二次抹面、二次振捣方式进行作业,从而使混凝土内部气泡与水分排除。
当浇捣混凝土成型后,就应进行蓄水保温操作,在混凝土表面进行湿麻袋、薄膜等覆盖养护,避免因混凝土温差较大而导致出现温度裂缝现象。为避免因混凝土内部的约束而导致的表面裂缝,通常情况下,采取对混凝土表面与内部或外界温差进行控制的措施,使温差不超过25摄氏度。较为常见的措施:对于加热养护构件,采取缓慢升降温的方法,保证升降温度每小时不超过10摄氏度,同时应缓慢脱模、揭盖,防止过大的温度应力出现于表面,如果结构体积较大,则在混凝土与外界存在较大温差时,应对其进行保温养护并将拆模时间适当延长,控制温差在25摄氏度范围内。另外,要防止干缩与降温可能产生的叠加应用,应掺加5%~10%水泥用量的混凝土微膨胀添加剂于混凝土中,以起到抵消混凝土收缩应力,最终实现对混凝土开裂的控制。
2.4 合理养护
应做好混凝土的保湿、保温养护工作,使其降温保持一个缓慢的过程,将徐变特性充分发挥出来,使温度应力得以削减,在冬季应做保温覆盖,而在夏季则要避免曝晒。养护的时间要充足,同时拆模时间要合理,将应力松弛效应充分利用,完成拆模后,应立即回填土,防止结构侧面长时间暴露于外界环境内。
如在雨天浇筑混凝土,则应做好遮盖工作,并进行明沟排水,避免雨水渗入基坑,保证浇筑混凝土的施工质量与连续性。完成浇筑混凝土后,应及时在其上覆盖塑料薄膜、草袋或草垫,同时进行洒水养护。如果气候条件为风速大、湿度低、气温高时,应将喷水雾、覆盖养护提前,并将养护时间延长。另外可采取密封保水措施,即覆盖塑料薄膜或喷施养护剂于混凝土表面的方法,来保持水分、防止空气流动。如果混凝土构件处于露天且长期堆放的状态下时,应持续对其进行覆盖及洒水养护,使其保湿养护时间延长,尤其是薄壁类构件,必须堆放于阴凉处。
3、结语
综上所述,混凝土裂缝是建筑工程项目施工中常见的问题之一,为对混凝土裂缝进行有效控制并降低混凝土裂缝出现的机率,就要从混凝土原材料与配合比开始,做好施工前的各项准备,保证振捣过程规范并切实做好相关养护工作,这样才能真正实现对混凝土裂缝进行控制的目标。
参考文献
[1]王雄.论建筑施工中对混凝土裂缝的控制方法[J].广东科技,2011,20(10).
温度裂缝
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。
干缩裂缝
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。[KG-*2]只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。[KG-*2]但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。[KG-*2]对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。〖KG-*2〗如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。
温度、干缩及其它裂缝
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。
2、砌体裂缝的控制
2.1裂缝的危害和防裂的迫切性
砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。
2.2裂缝宽度的标准问题
实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料,当裂缝宽度≤0.2mm时,对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。
对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。它直接取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋砼结构,裂缝宽度>0.3mm,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。
3、现有控制裂缝的原则和措施
长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,纠其原因有以下几种。
3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施
长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安问题,不涉及到责任问题。
3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性
我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是第5.3.2条:防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见,它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层,而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝,它一般不能防止由于钢砼屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。
由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m.在这方面,国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝),这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同,而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形,又能隔声和防风雨,当需要承受平面外水平力时,可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m,对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m;美国砼协会(ACI)规定,无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m,配筋砌体控制缝间距不超过30m.二是在砌体中根据材料的干缩性能,配置一定数量的抗裂钢筋,其配筋率各国不尽相同,从0.03%~0.2%,或将砌体设计成配筋砌体,如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具有一定的延性。
关于在砌体内配置抗裂钢筋的数量(含钢率)和效果,是普遍比较关注的问题。因为它涉及到用钢量和造价的增幅问题。
4、防止墙体开裂的具体构造措施建议
本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上,结合我国当前的具体情况,提出的更具体的抗裂构造措施。它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。该措施已反映到我院为大庆油田砌块厂编制的《砼砌块建筑构造图集》中。
4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施
4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层;
4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;
4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;
4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m.
4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一:
4.2.1设置控制缝
4.2.1.1控制缝的设置位置
(1)在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;
(2)在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;
(3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;
(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;
(5)竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置;
(6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;
(7)控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。
4.2.1.控制缝的间距
1.对有规则洞口外墙不大于6mm;
2.对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;
3.在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;
4.2.2设置灰缝钢筋
1.在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;
2.在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;
3.灰缝钢筋的间距不大于600mm;
4.灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;
5.灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;
6.对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;
7.灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;
8.灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;
9.灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;
10.当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;
11.不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;
12.设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m.
4.2.3在建筑物墙体中设置配筋带
1.在楼盖处和屋盖处;
2.墙体的顶部;
3.窗台的下部;
4.配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;
5.配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;
6.配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;
7.配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;
8.当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;
钢筋的使用应满足抗裂要求,适当扩大配筋率,特别在房屋四周阳角处及形状突变的房屋阳角处采用双层双向钢筋加密加强,能对混凝土收缩裂缝扩展起到一定的作用。
平面布局力求规则,尽量避免突变。
适当增加楼板有效厚度和重视屋面的隔热保温设计也能起到一定作用。
对现浇板中预埋管路重叠处和预留洞口处要采取适当的技术措施,防止板厚被缩减降低板的有效抗裂厚度。 二、裂缝的预控关键在施工
楼面裂缝最常见最普遍和数量最多的是房屋四周阳角处斜角裂缝,再者就是预埋管线集散处和施工中转材料临时较集中又较频繁的吊装堆放区域出现裂缝。从施工角度综合分析,应分类采取以下主要技术措施。
重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施
楼面混凝土板中的抗拉受力钢筋,起着抵抗外荷载所产生的弯矩及防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处在上下合理位置才能确保有效,这就是说必须确保钢筋保护层的厚度。在实际施工中,楼面现浇板的下层钢筋网在受到混凝土垫块及摸板依托下保护层比较容易正确控制。与此相反,楼面现浇板上层钢筋网保护层的有效保护一直是施工中的一大难题。板的上层钢筋一般较细较软,由于各工种交叉作业人员多,行走频繁,无处落脚难免被大量踩踏,受到人员踩踏后的钢筋弯曲、变形、下坠,造成钢筋位移,给日后造成裂缝带来隐患。上述原因在施工中须大大改进,根据实际施工实践可采取下列措施加以解决:
(1)建议楼面双层双向钢筋及负弯矩筋下必须设置钢筋小马凳,且每平方米不得少于3个。
(2)尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间,在板底钢筋帮扎后,管线预埋应及时穿插争取全面完成,做到不留或少留尾巴,以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。
(3)在楼梯、通道等必须通行处搭设临时简易通道,供必要的施工人员通行。加强教育和管理,使全体操作人员充分重视保护板面上层钢筋的正确位置,行走时必须沿钢筋小马凳支撑点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
(4)在混凝土浇筑前和浇筑中安排足够数量的钢筋工及时进行整修绑扎。在裂缝容易发生(四周阳角处 、预埋线管处、大跨度房间处)部位和负弯矩受力最大区域,应铺设临时性活动挑板,扩大接触面,分散荷载,尽量避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
2、预埋管线处裂缝防治
预埋线管,特别是多根线管的集散处是混凝土截面受到削弱引起应力集中导致裂缝的薄弱部位。当预埋管径较大,房间开间也较大,并且线管敷设走向又重合于混凝土收缩受力方向时,就很容易造成楼面裂缝。因此对于较粗的管线及多根管线的集散处须增设垂直于线管的短钢筋网加强。线管在敷设时应尽量避免立体交叉布线,在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的混泥土能顺利振捣密实。
材料吊卸区域的楼面裂缝防治
在主体结构施工中,普遍存在质量与工期之间的矛盾。一般每一楼层施工速度平均为5―7天,当楼面混凝土浇筑不足24小时的养护时间,就忙着吊运施工材料,楼板在强度不足的情况下受到材料吊运冲击荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。这些裂缝一旦形成,就难以闭合,形成永久裂缝。这种情况在主体快速施工中时常见,对这类裂缝的处理宜采用以下措施控制:
科学安排施工计划,严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上砖,上荷载和过早拆模。
主体结构的施工不能强求过快,现浇板浇筑完后不得小于24小时的养护,以确保现浇板获得最起码的养护时间。
施工中吊运上来的材料应做到分散堆放,要轻卸轻放,不得过多集中堆放,以减少楼面荷载和振动,尽量减小冲击振动力。
对计划中的材料堆放部位模板支撑搭设前就预先考虑立杆和横向支撑采取加密措施,以增强刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载。
严格控制混凝土施工配合比
在楼面混凝土施工中,要根据混凝土强度等级,质量检验标准以及混凝土和易性的要求控制配合比。严格控制水灰比,选择级配良好石子,减小空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。
加强对楼面混凝土的养护
混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能提高起着十分得要的作用,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂逢发生。但在实际施工中,由于抢赶工期和浇水影响弹线及施工人员作业,因此楼面现浇混凝土往往缺乏较充分和足够的浇水养护时间。为此,施工中必须坚持覆盖麻袋和草包进行妥善保湿养护,防止强风和烈日曝晒,也可喷洒养护液进行养护,达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。