淺談樓板裂縫防治與鋼筋保護層控制

淺談樓板裂縫防治與鋼筋保護層控制【文摘】本文針對質量通病中的樓板裂縫和鋼筋保護層控制問題，依據工程實踐經驗并結合本工程實際，對上述問題作了具體分析、介紹了一些實用有效的控制措施?！娟P鍵詞】混凝土裂縫、樓板鋼筋混凝土保護層、控制、防治措施前言：樓板裂縫和鋼筋的混凝土保護層控制不到位是質量通病之一。但作為合同中確保魯班獎的******項目，項目部和***集團公司對這些方面從一開始就給予高度重視和認真地對待，確保這些問題在本項目上得以避免。下面就這一問題的處理和防治談談我們的粗淺看法，不當之處，敬請指正。編制依據：2.1施工圖紙2.2設計規(guī)范：《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2002）2.3施工規(guī)范：《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50204-2002）2.4巖土工程勘察報告：江蘇省地質工程勘察院《***大學***巖土工程勘察報告》（詳勘報告編號：********）2.5********著《工程結構裂縫控制》2.6施工期間的各種資料工程概況：3．1基本概況：序號項目內容1工程名稱2建設單位3施工單位4設計單位5監(jiān)理單位6施工范圍7定額工期8施工工期9質量標準10施工現場11工程地址12主要功能3.2目前施工進度：A區(qū):A-1段6層頂板；A-2段6層柱；B區(qū):6層樓面梁板，C區(qū)：6層樓面梁板門廳高支模部位：5層樓面梁板；3.3相關資料：******項目，建筑面積43696m2,樁基礎及樁基加筏型基礎，框架結構，局部地下一層，地上6層，局部7層。建筑高度:34.2M,建筑物總長×總寬：122.26×70.8m。柱網：8000×8000，8000×10000，16000×16000等；主梁間距主要為8米、少量10米，次梁間距4米，最大5米；樓板尺寸大部為：4000×4000，4000×5000mm；樓板厚度：110、120、130、140、150、160mm樓板配筋：主要有[φ@110雙層雙向,梁上有加鐵]和[下鐵8@110,上鐵Φ10@180];樓板的混凝土強度等級：地下室底板：500厚，C30,S6；1－2層：C40；3-4層C35；5層以上：C30；水箱間：C30,S6；預應力梁：C40；樓梯：C30樓板裂縫形成的原因及應采取的措施4.1綜述大家知道，混凝土是抗壓性能良好的材料，鋼筋是抗拉（壓）性能良好的材料，工程上的鋼筋混凝土正是充分利用兩種材料的優(yōu)點而被廣泛使用的。目前，建筑工程中現澆鋼筋混凝土板（特別是住宅樓面板）出現裂縫現象相當普遍，通過對大量工程施工實踐的分析和總結；結合我公司承建的******項目的實際情況，就樓板裂縫的產生原因和應對措施作簡要論述。實際上產生裂縫的原因主要有兩種，一種是荷載引起的裂縫；另一種是由于變形引起的裂縫。大量的調查資料顯示，工程實踐中結構物的裂縫原因，屬于由變形變化（溫度、收縮、不均勻沉陷）引起的占80％以上；屬于由荷載引起的約占20％左右。前屬80％的裂縫中也包括變形變化與荷載共同作用，但以變形變化引起的變形為主所引起的裂縫；同時在20％的裂縫中也包括變形變化與荷載共同作用，但以荷載為主所引起裂縫。下面就本工程的情況做論述。4.2不均勻沉降產生的裂縫（變形為主引起的裂縫之一）：由于地基不均勻沉降，將會在結構上產生附加內力，從而使樓板產生裂縫。大家注意，這里所說的是不均勻沉降！本工程地基較好，采用152根C25鋼筋混凝土挖孔灌注樁，樁徑800－1700mm，環(huán)箍Φ14、Φ12；整體結構在16、17軸設置永久變形縫一道，地下設置了幾道沉降后澆帶以抵消部分不均勻沉降引起的微小變形；地上保留了東西方向通長的后澆帶，由于東西方向太長，施工單位在B區(qū)設置一道南北方向的施工縫。結合沉降觀測結果（目前為止最大累計沉降量不足1.5mm）后分析認為施工過程中由于地基沉降使樓板產生裂縫的概率較小。4．3溫度引起的裂縫由于混凝土受熱或受冷，使混凝土產生裂縫；這種情況大家很容易理解。從寒冷的冬季到炎熱的夏天，溫差變化較大（鎮(zhèn)江地區(qū)大約50℃），混凝土的線膨脹系數雖然較小，但構件長度相對較大，也可能產生裂縫。大家有沒有注意，多層房屋面受溫差變化影響，將產生變形，從而產生應力，頂層墻體在窗口上方大多出現45度斜裂縫，就是由于溫度變化使屋面板引起的。施工期間日溫度變化大約15度，熱脹冷縮造成的大塊樓板伸長值本工程為5000×15×10－5＝0.75mm。(當環(huán)境溫度為0－100℃時，α＝1×10－5/℃)。4.4由于混凝土收縮產生的裂縫（變形為主產生的裂縫之一）；風力作用（風干收縮）由于風吹使混凝土表面水份蒸發(fā)過快，從而產生干縮裂縫。我們在好多地方，領會到了風作用的影響。根據我們的經驗，冬天施工的水泥制品構件，如果外側窗戶不能封閉又沒有可靠保溫措施的話，大風是比較容易使混凝土制品產生裂縫的。因此，完成后的混凝土面能加以遮擋和覆蓋是減少裂縫的重要措施之一?；炷劣捎谒冶冗^大產生的裂縫；混凝土的水灰比（或現場澆筑混凝土時隨意加水）比較大，而模板的透水性和吸水性相對較差，澆搗時溫度又高，使混凝土內的自由水分蒸發(fā)出去既快又多，由于混凝土中存在多余水份，占有一定空間，當多余水份蒸發(fā)后，混凝土在硬化之前即產生體積的自由收縮，使板面出現干裂現象。水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25％?？刂苹炷撂涠燃八冶龋ìF場實測、超過規(guī)定退貨）,做好保溫保濕養(yǎng)護的技術措施；初凝前采用磨光機磨平壓光；加強澆水養(yǎng)護；加以覆蓋是高溫天氣混凝土施工的重要一環(huán)。夏天我們采取覆蓋養(yǎng)護，通過比較，發(fā)現確實是防止出現裂縫的最好措施。水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。養(yǎng)護不到位產生的裂縫環(huán)境濕度越大，收縮越小，越干燥收縮越大。早期養(yǎng)護時間越長，收縮越小。混凝土收縮和環(huán)境降溫同時發(fā)生，收縮和裂縫產生加劇。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。規(guī)范規(guī)定，養(yǎng)護時應使混凝土面保持濕潤狀態(tài)，一般混凝土養(yǎng)護不少于7天，對摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土不少于14天。我們的經驗就是加強養(yǎng)護，增加養(yǎng)護時間，提高養(yǎng)護效果（采取必要的覆蓋措施、有可能的情況下采用蓄水養(yǎng)護－最好，因為混凝土是水硬性材料）。混凝土的早期養(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。

適宜的溫濕度條件是相互關聯的?；炷系谋卮胧┏３Ｒ灿斜竦男Ч?。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關鍵時期，在施工中應切實重視起來。環(huán)境因素的影響（天氣變化、溫度變化等）雨雪天氣的影響，使混凝土表面水泥漿流失，從而使混凝土質量達不到要求，表面沒有抵抗拉應力的能力，使樓板出現裂縫并降低承載能力。混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×10-4，長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×10-4，由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。施工中長期暴露的混凝土澆筑構件表面或薄壁結構，在寒冷季節(jié)采取保溫措施，冬期采用薄膜加草簾被保溫又保濕，地下結構拆模后應及時回填；改善約束條件的措施是：合理地設置后澆帶、施工縫、變形縫、伸縮縫等。實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成冬期施工的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養(yǎng)護，防止表面干縮。加強和氣象站的聯系，掌握混凝土澆筑期間的氣候。暴露面積大暴露面積越大，包羅面積越小，收縮越大。因此，地下室盡早回填土，盡早封閉結構物和裝修對減小收縮有利。人的因素人的不正常行為引起的工作不細心，混凝土漏震、搓壓不密實、使用機械壓楂不嚴等。應對措施：加強思想教育，保障后勤供應，食宿方面做好服務，冬天有熱飯菜，夏天有防暑降溫的措施，孩子上學提供資金；家有困難時提供幫助，實行人性化管理，提高企業(yè)文化。4.5荷載引起的裂縫材料不好引起的裂縫由于材質不好，使混凝土質量低劣，從而不具備相應的承載能力，而引起的裂縫；1)水泥用量越大，含水量越高，坍落度越大，收縮越大。一般高強混凝土比中低強度收縮大（水泥用量較少的中低標號混凝土，大部分收縮完成時間約一年。用量較多的高強度水泥混凝土約為二、三年或更長。）。

2)砂巖作骨料收縮幅度增加。骨料粒徑越粗，收縮越小，骨料粒徑越細，砂率越高，收縮越大。粗細骨料中含泥量越大收縮越大。3)水泥活性越高，顆粒越細，比表面積越大，收縮越大。礦渣水泥收縮比普通水泥收縮大，粉煤灰水泥及礬土水泥收縮較小，快硬水泥收縮較大。4)外加劑及摻合料選擇不當，嚴重增加收縮變形選擇適宜則可減少收縮。通過合同對混凝土公司加以約束，選擇合適的骨料品種，控制粗細骨料的含泥量；通過混凝土試配，優(yōu)選材料和配合比，做好混凝土的級配及外加劑的優(yōu)選（優(yōu)選緩凝型外加劑及摻和料）,做好設備及計量裝置的檢驗，提供優(yōu)質混凝土加以解決，組織人員去混凝土公司進行監(jiān)督檢查。為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。鋼筋的混凝土保護層過大或過小產生的裂縫混凝土保護層過大，第一，形成素混凝土受力，大家知道，素混凝土的抗拉能力是很低的，稍微受力，就可能被拉裂；第二，鋼筋的承載能力，與計算高度有關，計算高度小了，鋼筋受力當然也就小了。從而引起變形過大，而使樓板開裂。而保護層過小，使鋼筋因受外界環(huán)境等因素的侵蝕，從而使鋼筋的承載能力下降。。。。。；我們通常采用的控制鋼筋的混凝土保護層的措施：采用優(yōu)質墊塊，墊塊間距擺放合理，間距@800梅花型布置；懸挑結構板，采用鋼筋馬鐙，第一排距根部不大于300，其余間距@600。施工縫部位采用模板上下限位。澆搗混凝土時采用馬鐙加跳板，避免施工時踩踏。板中正負受力鋼筋之間有效高度不夠使受力鋼筋的抗拉強度不能得到有效發(fā)揮，反而加重了板上層混凝土的受壓應力。該原因產生的裂縫往往是穿透性的，主要出現在板邊及板中受力比較集中的位置，這類裂縫嚴重者將影響結構的使用安全。另澆搗混凝土前，板底鋼筋無保護層墊塊或保護層墊塊分布太稀，也易使板出現裂縫。這就是說本來兩人擔當的重擔，讓一個人去挑了，結果力不從心—--挑不起----出現裂縫，沒有重視和控制好雙層雙向鋼筋高度，后果是可怕的，將在安全與經濟方面帶來損失。我項目施工時嚴格按方案設置鋼筋馬凳，底板砼設置φ16@1500鋼筋(根據底板上下層筋直徑確定)馬凳（地上部位塑料馬凳@800），下層筋采用15厚硬塑凹形墊塊@800，梅花型設置；澆筑砼時，泵管架空不能放在樓板（有布料機板下支撐應加密）上，澆筑砼鋼筋網上時架設“人行橋”防止?jié)仓藛T踩踏鋼筋。項目部澆筑砼時，由生產部門提出砼澆筑申請，技術部門按要求審查砼強度等級、水灰比、坍落度（板140±20㎜），砼車到場后項目試驗員檢查坍落度，不符合要求的堅決退場，項目部重罰砼到場后隨意加水人員。砼澆筑時先按要求振搗、后按標高找平，并用括尺括平，在砼初凝前用地面磨光機打磨一遍，木蟹打磨，鐵板壓光，侯機掃毛?？刂拼蚰r間最為關鍵，早了不行，晚了也不行，按施工規(guī)程及時進行養(yǎng)護，澆筑完畢12h以內加以覆蓋和澆水，澆水時間不少于7d(對摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土不少于14d)。大體積混凝土如初凝后發(fā)生表面風干裂紋，應進行二次抹面或壓實。采取以上措施我項目部施工的***工程，板面沒發(fā)現開裂現象。模板支設達不到要求產生的裂縫模板及支撐沒有達到設計要求；為趕進度，在現澆混凝土未達到設計強度時即拆模，也導致板開裂，出現穿透性裂縫。支撐模板的選用必須經過計算，除滿足強度要求外，還必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性，邊支撐立桿與墻間距不得大于300mm。根據工期要求，配備足夠數量的模板，保證按規(guī)范要求拆模。我項目部梁板模板支撐經過計算后采用鋼管多排搭設,立桿搭設間距縱橫向為800、900mm，頂板采用18厚多層板并選用吸水率小的模板材，次龍骨間距≤250㎜。這樣模板體系滿足剛度和穩(wěn)定性要求，另拆模前必須有拆模申請，由技術負責人根據同條件試塊報告決定：是否可以拆模。另外一方面：我們嚴格控制樓板澆筑后材料集中堆放等關鍵問題。板上施工堆載過重、上料過早引起的裂縫新澆筑的混凝土，強度沒有上來，承載能力不足，從而產生裂縫。解決辦法：延緩新樓板上料時間，合理拆模，上料時用長方木（100×100）墊好，增加受力面積，杜絕野蠻施工，緩慢下放。解釋靜荷載和動荷載對結構的影響。4.5.6預埋管道不合理產生的裂縫板中預埋電線管目前大都采用PVC管,多根電管排列緊密，沒有足夠的間距，使混凝土形成一定的握裹能力，從而產生裂縫。由于PVC管直徑較大、彈性較大，在澆搗混凝土時，PVC管受到混凝土的重壓而下沉，使支撐在底部的板下層受力筋隨著下沉，板底鋼筋保護層厚度變薄，一定時間后，板下層出現裂縫，這類裂縫對使用有一定影響，但一般不會影響結構安全。設計如能增加上層網片用以保護各種管線，將有利于樓板抗裂。特別注意：有管部位保護層一定墊放到位、使管與管之間保證足夠的間距。4.5.7樓板厚度不夠也是引起板裂縫的原因之一鋼筋混凝土構件的受力是由鋼筋與混凝土共同承擔的，板件過薄，板剛度勢必減弱，板中受拉鋼筋和受壓混凝土應力增大以致出現“超載”現象，板因此開裂，此類裂縫往往是穿透性的。支模時專業(yè)工長和質量員跟蹤檢查，施工人員必須按設計標高施工，砼澆筑前放線員每隔4米用長800㎜，φ10短鋼筋焊成水平控制點，然后將本層建筑50線標高引測在鋼筋上，讓砼工按水平點拉線控制砼標高與板厚。4.5.8混凝土實際強度等級低于設計強度等級，導致混凝土受拉壓強度不夠而開裂。主要是一些自攪拌砼工地計量不準，有時水泥漏放或少放，或水灰比大，這樣一來砼強度就達不到設計強度等級，砼強度等級控制問題相當重要，還與攪拌站材料配比有相當的關系，例如：通病防治通則要求：現澆板的混凝土應采用中粗砂（我項目的砼攪拌公司，開綠燈---最好的中粗砂放在江大***工程）?；炷翍捎脺p水率高、分散性能好、對混凝土收縮影響較小的外加劑，其減水率不應低于8％。預拌混凝土的含砂率應控制在40％以內，每立方米粗骨料的用量不少于1000kg，粉煤灰的摻量不宜大于10％。4.5.9施工方法不當引起的裂縫板的施工縫若設置在墻體支座的中心線處。一般的設置原則是位于剪力的最小處，即在板跨中部的1／3跨度范圍內。由于板的體表比較大，易收縮，且對支座沉降、溫差變化較為敏感，而施工縫又是薄弱部位，在跨中出現裂縫的機率相當大，如把施工縫設在墻體圈梁的中心線處，即使出現裂縫，也不影響美觀。這個在高層建筑剪力墻結構宜采取這樣的方法，謹供參考！4.5.10設計疏忽使現澆板出現裂縫

(1)由于結構計算的疏忽，沒有考慮抗裂，設計構件偏薄，配筋偏少，間距過大，該原因產生的板縫影響到結構。鋼的線脹系數與混凝土線脹系數相差很小，在溫度變化時兩者間只發(fā)生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍，當混凝土內應力達到抗拉強度而開裂時，鋼筋的應力將不超過100~200kg／cm2。因此，在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結構內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時，對提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結構的表面常常會發(fā)生細而淺的裂縫，其中大多數屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。①降低結構約束，做好抗與放的良好結合，包括設置后澆帶、施工縫及滑動層；②合理確定混凝土的強度等級；本項目為****大學設計院設計：配筋[φ8@110雙層雙向,梁上有加鐵Φ10@180]和[下鐵φ8@110雙向,上鐵Φ10@180雙向];配筋方面比較符合抗裂要求。我們按照通病防治要求向設計提建議：開間大于3.4米者不應小于120mm，廚房、浴廁和陽臺板不得小于90mm，其它房間不應小于100mm。砌體結構住宅現澆板的短向跨度不宜大于標準層層高的1.7倍，否則應采取加強措施。屋面的現澆板應設置雙層雙向鋼筋。其它各層現澆板應在建筑物兩端（保證兩開間并不少于6000mm范圍）設置雙層雙向鋼筋。鋼筋間距不宜大于100mm，直徑不宜小于8mm。(2)設計中未充分估足裝修荷載、使用荷載(即設計活荷載偏小)，以致設計受力小于實際受力，板因此開裂。(3)屋面板的溫度應力不可忽視，尤其是無可靠保溫隔熱層的屋面板受溫度影響較大，若設計中未加以考慮，板往往開裂。對設計書進行檢查。施工機械使用不當或沒有先進的施工機械引起的裂縫使用機械不當，或者沒有相應的先進設備，容易使樓板產生裂縫。采用先進的施工機械：平板震動器、地坪磨光機等先進設備，嚴格操作規(guī)程，是保證混凝土不開裂的重要手段。需要說明的是，雖然上面幾條放在荷載里面，其實如上所述，真正產生裂縫的原因，大部分還是由于變形引起的！荷載產生的裂縫是和受力鋼筋相垂直的橫向裂縫！預防現澆板開裂的措施為避免現澆鋼筋混凝土板開裂，主要應從以下方面進行預防：(1)認真審查工程結構設計圖紙，復核板厚、鋼筋。屋面板的配筋設計考慮溫度應力的影響應適當放大。(2)重視模板的設計與施工保證模板具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。（3）加強鋼筋工程的隱蔽驗收，注意檢查鋼筋的直徑、間距、上下層鋼筋之間的有效高度、鋼筋的錨固長度、下層鋼筋的保護層墊塊厚度及分布等是否到位。(4)選用優(yōu)質混凝土（5）澆搗混凝土時，必須安排專門的護筋人員，以免上層負筋被踩壓下沉。采用鋼筋馬凳鋪跳板，用于保護綁扎成型的鋼筋網。(6)在板中預埋電線套管時下方多設些墊塊。(7)嚴禁在現澆混凝土未達到設計強度之前拆模，板上施工堆載應均勻分布，且避免過重、過早。(8)確保板件厚度及混凝土強度達到設計要求。（9）注意環(huán)境對混凝土施工質量的影響；（10）選用先進的施工機械和施工方法；（11）重視施工人員在混凝土質量方面產生的影響?，F澆板裂縫的主要處理方法現澆混凝土板開裂問題，應重在過程預防，補救乃是不得已之下策。早期裂縫一般出現在一個月之內，中期裂縫約在６個月之內，其后1～2年或更長時間屬于后期裂縫。下面介紹幾種裂縫處理方法：表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補法表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫（）0.3mm），作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開Ｖ型槽，然