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阅读 882 次 现浇钢筋混凝土结构板裂缝预防及处理措施

摘要:现浇钢筋混凝土结构板裂缝有材料之身引起的收缩裂缝、温度裂缝及施工工艺造成的扰动裂缝等情形,在施工过程中要针对不同的原因采取不同的应对措施,方能避免裂缝的产生;另外,当裂缝出现后也应根据裂缝的成因及现状进行专项处理,消除裂缝对结构安全性及耐久性的影响。...

 现浇钢筋混凝土结构板裂缝预防及处理措施

王晓伟 薛涛 寇琦 高源

陕西建工第一建设集团有限公司

序 言

由于混凝土材料特性以及设计施工的原因,现浇混凝土结构板开裂现象经常发生,直接影响到房屋建筑的正常使用以及结构安全性,是房屋建筑工程施工中存在的一种较严重的质量通病。

一、现浇钢筋混凝土结构板裂缝原因

1、一般房屋结构

(1)混凝土的材料特性

1)混凝土收缩变形

混凝土作为由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料,在施工结束后随着水分的大量蒸发,混凝土体积随之收缩产生变形。但是由于现浇混凝土结构板受到梁、柱、墙等周边支座的约束力,并不能自由收缩变形。当约束应力超过混凝土的极限承受能力时,就会造成现浇混凝土结构板的开裂。这样的裂缝通常出现在板角等应力相对较为集中区域。

2)混凝土温度裂缝

钢筋混凝土结构板浇筑初凝过程中,由于水化热的作用会导致钢筋混凝土内部温度较高,根据相关监测数据发现温度差最高可达50℃以上。在养护期内,混凝土内外温差一般处于较大水平。混凝土结构板表面由于具有较好的热量散失条件温度基本相对较低,现浇钢筋混凝土结构板的内外温差导致温度应力的产生,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,便会导致裂缝的产生。

(2)钢筋混凝土施工工艺控制不完善

1)模板支撑体系施工措施不当

在现浇钢筋混凝土结构板施工过程中,模板施工不满足设计规范要求也是导致现浇混凝土结构板开裂的主要原因。支模过程中模板的间距过大,上下层之间的支撑不垂直,垂直支撑面与现浇结构板接触位置松动等等都会造成模板支撑体系变形,使混凝土结构板内产生过大的应力变形,造成裂缝的发生。此外,拆除模板过早,由于现浇钢筋混凝土尚未达到设计承载能力,在荷载的作用下结构板结构受荷超过承载能力也会造成结构板的开裂。

2)管线埋设处理不当

现浇混凝土埋设的电暖等各类管线主要为PVC管,这在一定程度上导致了混凝土结构板内的有效截面减小,而且PVC管与混凝土两种材料的线性膨胀系数差别较大,粘结力不强,造成现浇钢筋混凝土的密实度不足,极易导致由于应力集中而造成的结构板开裂。

3)混凝土泵送浇捣施工存在质量问题

在房屋建筑工程施工过程中,现浇钢筋混凝土一般采取泵送的方式,这就要求混凝土的坍落度不低于100mm,水泥用量以及水灰比均较大。同时为了缓解运输过程中出现初凝,部分混凝土中还掺加了缓凝剂,极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆,造成浇筑混凝土的均匀性较差,表面收缩量增加,因而出现裂缝。

(3)钢筋混凝土养护措施不规范

规范合理的保湿养护措施可以有效降低混凝土的收缩量,但是部分项目对于混凝土浇筑结束后的保湿养护重视不足,难以按照相关规范要求进行养护,造成现浇钢筋混凝土裂缝的出现。

2、超高层结构

除上述一般房屋结构涉及原因外,还有以下方面的原因:

(1)顺钢梁铺设位置直线裂缝:楼承板刚度不足,在钢梁支承部位产生挠度。加强筋配置间距过大,或未设计加强钢筋。

(2)圆管柱及方钢柱四周放射裂缝:楼承板刚度不足,在钢柱环形支托梁支承部位产生挠度,钢柱周围加筋未加设到位。

(3)后浇楼承板与核心筒交接位置放射裂缝:由于塔楼竖向结构先施工,混凝土前后分两次浇筑,产生冷缝,且塔楼沉降量与外框板钢结构沉降量不同。

(4)昼夜温差大,外框筒混凝土楼板与钢结构构件伸缩率不同,导致楼板出现伸缩裂缝。

二、现浇钢筋混凝土结构板裂缝预防措施

1、一般房屋结构

(1)严格控制原材料混凝土质量

由于钢筋混凝土现浇结构板大多使用商品混凝土,因此为避免由于混凝土材料原因出现裂缝,必须严格控制水泥、砂石等原材料的质量,严格按照设计以及规范要求进行配合比设计及计量。对于进场使用的混凝土,入泵处进行坍落度试验及留置混凝土试块等必要的试验验收,以确保用于浇筑施工的混凝土质量。

(2)完善钢筋混凝土现浇过程施工工艺

对于模板支撑体系施工作业,首先应该根据工况及相关要求进行设计验算,综合考虑施工过程中吊装等各种荷载对模板稳定性的影响。对于钢筋的绑扎,应该确保保护层的厚度与设计要求一致,避免保护层过厚导致现浇板有效厚度降低而出现裂缝。电暖等管线的铺设应尽可能的与钢筋交叉布置或者与现浇板短跨方向平行铺设。避免多层管线相互叠放造成应力集中,如不得已需要在各种管线集中位置增加钢筋加强网或采取预埋线盒等保护措施。对于混凝土的浇筑捣实作业,应根据不同混凝土的初凝时间,确保初凝前完成捣实以及找平。在现浇混凝土终凝时间之前应完成板面的抹压工作,以便于及时进行混凝土保湿养护。

(3)规范混凝土养护作业

规范合理的混凝土养护措施,是提高钢筋混凝土现浇板整体强度,预防裂缝发生的有效措施。养护作业的关键要点在于确保混凝土处于潮湿状态下,避免混凝土表面水分的蒸发。通常情况下混凝土养护采用覆盖塑料薄膜或者使用薄膜养生液,保湿养护时间不得低于一周(具体参照《GB50666-2011混凝土结构工程施工规范》),对于使用外掺剂的混凝土应适当延长养生时间。

2、超高层结构

除上述一般房屋结构预防措施外,还有以下措施:

(1)对于1、2条楼承板刚度不足问题,应在跨中位置增加钢管顶撑,防止模板因刚度不足产生的弯曲变形。减少梁支承部位顺梁方向和柱四周放射产生的裂缝。

(2)对于1、2条加强筋配置间距过大,或未设计加强钢筋的情况,应与设计院或钢结构深化组联系,将外框筒楼板梁位置负弯矩加筋由粗筋稀筋替换为细筋密筋,减少裂缝产生。

(3)针对塔楼与外框筒楼板沉降量不同问题,处理措施是严格控制核心筒与外框筒层差在6-9层内,保证外框内框沉降同步。

(4)钢结构与混凝土结构伸缩率不同,处理措施是在钢管柱及钢梁周围增加环形温度筋,以便传导温度减少裂缝产生。

三、现浇钢筋混凝土结构板裂缝的处理

1、混凝土裂缝表面封闭法

对于混凝土裂缝小于 0.15mm 难以使用填充材料的微缝,可以通过表面封闭的方式进行处理,以提高钢筋混凝土现浇板的防水性,避免水分浸入对钢筋的锈蚀。表面封闭法的施工工艺为首先清洗处理干净现浇结构板表面,待充分干燥后使用黏度相对较低的液态树脂或者是表面涂料胶均匀的填充涂刷裂缝表面,形成对裂缝的封闭处理。

2、压力灌浆法

压力灌浆主要包括水泥灌浆以及化学灌浆两种方式,一般情况下用于处理宽度介于0.15-0.5mm 之间的裂缝,其处理方式为通过一定的压力条件将水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝内部实现混凝土现浇结构板裂缝的修复。压力灌浆法施工步骤主要包括:清洁裂缝、确定灌浆口、裂缝封闭、安设底座及灌浆设备、压力灌浆及封口,最后作业结束后清理灌缝表面的封缝胶。

3、开槽填补法

对于宽度超过 0.5mm 而且较长的现浇混凝土结构板裂缝,一般采用开槽填补的方式处理。首先利用切割机沿裂缝发展方向将裂缝扩大,使其形成V型槽的形式,之后将处理后的裂缝清洗干净,将槽底通过水泥浆处理后分层填充环氧砂浆、水泥砂浆或者其他密封材料,密封裂缝后将现浇结构板表面抹平压实。

4、开槽填补+加固法

对通长、贯通的危险结构裂缝,除了采用开槽填补法外,还应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时在板底顺缝用粘扁钢或碳纤维布等措施对楼板进行加固;对通长、贯通与非通长、贯通裂缝共同组成面积较大时,应在板底用碳纤维布粘贴成井字形,间距同布宽。

结 语

总之,针对裂缝形成的不同原因,有目的性的采取预防处理办法,加强施工过程中的质量控制管理,完善施工监管及质量验收手段,可以有效的缓解现浇钢筋混凝土结构板裂缝的发生。   

(本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络工程项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑   刘真 文径 审核)