樓板開裂原因及處理方案

2021-05-31 18:04:09 字數 4784 閱讀 9205

鋼筋混凝土結構破壞倒塌的工程質量事故,絕大多數是從裂縫的擴充套件開始的;其實,只要仔細觀察不難發現,普通的鋼筋混凝土結構又一般都是帶裂縫受力工作的,假如借助儀器,甚至還可以發現裂縫是時刻發生變化的,隨著裂縫的發展變化,結構構件的耐久性和適用性會不同程度的降低,嚴重的甚至會導致結構構件的破壞;所以研究裂縫的形態、分析裂縫產生的原因和裂縫對結構功能的影響並加以控制是乙個十分重要的。

一、混凝土裂縫種類:

外荷載引起的裂縫: 外荷載作用下產生的結構裂縫一般具有很強的規律性 ,通過計算分析就可以讀出正確的結論。如:

矩形樓板板麵裂縫成環狀,沿框架梁分布,板底裂縫成十字或公尺字集中於跨中;轉角陽台或挑簷板裂縫位於板麵起始於牆板交界以角點為中心成公尺字形向外延伸。受力裂縫,其裂縫與荷載有關,預示結構承載力可能不足或存在嚴重問題。

溫度收縮裂縫:溫度收縮裂縫是一種建築最常見的裂縫,主要是由於結構的溫度變形及材料的收縮變形受阻及應力超標所致。現澆板收縮裂縫主要集中在房屋的中部和房屋四周陽角處,裂縫成棗核狀止於梁邊。

房屋四周陽角處的房間在離開陽角1公尺左右,即在樓板的分離式配筋的負彎矩筋以及角部放射筋未端或外側發生45度左右的樓地面斜角裂縫。其原因主要是砼的收縮特性和溫差雙重作用所引起的,並且愈靠近屋面處的樓層裂縫往往愈大。從設計角度看,現行設計規範側重於按強度考慮,未充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮,配筋量因而達不到要求。

而房屋的四周陽角由於受到縱、橫二個方向剪力牆或剛度相對較大的樓面梁約束,限制了樓面板砼的自由變形,因此在溫差和砼收縮變化時,板麵在配筋薄弱處(即在分離式配筋的負彎矩筋和放射筋的未端結束處)首先開裂,產生45度左右的斜角裂縫。雖然樓地面斜角裂縫對結構安全使用沒有影響,但在有水的情況下會發生滲漏,影響正常使用。

地基不均勻沉降產生的裂縫:由於地基沉降不均勻使上部結構產生附加應力,導致樓板裂縫。不均勻沉降產生的裂縫多屬貫穿性裂縫,其走向與沉降情況有關。

使用商品混凝土引起的收縮裂縫:商品混凝土由於採用幫浦送,混凝土的流動性要好,因此一般商品混凝土的坍落度都較大,水灰比較大,如保證水灰比則要增加水泥用量,這樣就使混凝土在硬化階段出現收縮裂縫。裂縫的產生大多在砼澆築初期,即澆搗後4~6小時左右,裂縫形狀不規則且長短不一,互不連貫,產生裂縫部分大多為水泥浮漿層和砂漿層。

有於砼坍落度偏大,表面經過振搗形成一層水泥含量較多,收縮性較大的水泥浮漿層及砂漿層一方面由於砼初凝時表面游離水分蒸發過快產生急劇的體積收縮,而此時砼早期強度較低(面層為砂漿層強度更低),不能抵抗這種變形應力而導致砼表面開裂,另一方面由於面層浮漿或砂漿的收縮值比基層砼大許多,而造成變形值不同導致面層開裂。

預埋管線引起的樓板裂縫:預埋線管處沿管線方向出現表面裂縫;區域性出現呈發散狀或龜裂狀的不規則裂縫。預埋線管,特別是多根線管的集散處是截面砼受到較多削弱,從而引起應力集中,容易導致裂縫發生的薄弱部位。

當預理線管的直徑較小,並且房屋的開間寬度也較小,同時線管的敷設走向又不垂直於砼的收縮和受拉方向時,一般不會發生樓面裂縫。反之,當預埋線管的直徑較大,開間寬度也較大,並且線管的敷設走向又垂直於砼的收縮和受拉力向時,就很容易發生樓面裂縫。因此對於較粗的管線或多根線管的集散處,應按要求增設垂直於線管的短鋼筋網加強。

施工原因引起混凝土樓板裂縫:養護不到位,強制性規範要求混凝土養護要覆蓋並澆水,現在大多數不覆蓋,澆水也不能保證經常性濕潤;施工速度過快,上荷早,特別是磚混住宅樓板,前一天澆築完樓板,第二天即上磚、走車,造成早期混凝土受損;拆模過早或模板支撐系統剛度不夠;施工時樓板混凝土蓋筋被踩彎、踩倒,保護層過厚,承載力下降。

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二、混凝土裂縫產生的原因:

1、鋼筋混凝土現澆板裂縫原因的分析

通常情況下,現澆板裂縫一般表現為:不規則、不連貫表面微裂縫;表面龜裂、縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。究其原因,主要有施工、設計及混凝土原材料等方面的原因,以下將逐一具體分析。

1.1混凝土原材料質量方面

1.1.1水泥凝結或膨脹不正常,如水泥安定性不穩定,水泥中含有生石灰或氧化鎂,這些成分在和水化合後產生體積膨脹,產生裂縫。

1.1.2如果骨料中含泥量過多,則隨著混凝土的乾燥,會產生不規則的網狀裂縫。

1.1.3鹼-骨料反應:蛋白質、安山岩、玄武岩、輝綠岩、千枚岩等鹼性骨料有可能與鹼性很強的水泥起化學反應,生成有膨脹能力的鹼-矽凝膠而引起混凝土膨脹破壞,產生裂縫。

1.1.4水灰比、坍落度過大,或使用過量粉砂混凝土強度值對水灰比變化十分敏感,基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。

因此,水、水泥、外滲混合材料外加劑溶液的計量偏差,將直接影響混凝土的強度。而採用含泥量大的粉砂配置的混凝土收縮大,抗拉強度低,容易因塑性收縮而產生裂縫,幫浦送混凝土為了滿足幫浦送條件,坍落度大,流動性好,易產生區域性粗骨料少、砂漿多的現象,此時,混凝土脫水乾縮時,就會產生表面裂縫。

1.2施工質量方面

1.2.1混凝土施工過分振搗,模板、墊層過於乾燥的混凝土澆築振搗後,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乾縮效能,待水分蒸發後,易形成凝縮裂縫。

而模板、墊層在澆築混凝上之間灑水不夠,過於乾燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產生裂縫。

1.2.2混凝土澆搗後過分抹幹压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。

1.2.3施工工藝不當引起:

在施工過程中由於施工工藝不當,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施工中在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;大樑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。

1.2.4後澆帶施工不慎而造成的板麵裂縫:

為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力,規範要求採用施工後澆帶法,有些施工後澆帶不完全按設計要求施工,例如施工未留好施工縫;板的後澆帶不支模板,造成斜坡槎;疏鬆混凝土未徹底鑿除等都可能造成板麵的裂縫。

1.2.5樓面墊層鋪設的暗裝水管、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麵沿管線長度方向產生裂縫。

1.2.6混凝土的收縮(溫度裂縫):

眾所周知,混凝土引起收縮的原因,在硬化初期主要是由於水泥的水化作用,形成一種新的水泥結晶體,這種結晶體化合物較原材料體積小,因而引起混凝土體積的收縮,即所謂的凝縮,後期主要是混凝土內自由水蒸發而引起的乾縮。而且,如果混凝土處在乙個溫度變化較大的環境下,將會使其收縮更為加劇。如施工發生的夏季炎熱氣溫下,石子表面溫度公升高,使石子體積膨脹,拌製成混凝土後,石子受冷收縮,使混凝土表面出現髮絲裂縫;混凝土澆搗後未及時澆水養護,混凝土在較高溫度下失水收縮,水化熱釋放量較大,而又未及時得到水分的補充,因而在硬化過程中,現澆板受到支座的約束,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。

1.2.7目前在主體結構的施工過程中,普遍存在著質量與工期之間的較大矛盾。

一般主體結構的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。因此在樓層混凝土澆築完畢後不足24小時的養護時間,就忙著進行鋼筋綁紮、材料吊運等施工活動,這就給大開間部位的房間雪上加霜。除了大開間的混凝土總收縮值較小開間要大的不利因素外,更容易在強度不足的情況下受材料吊卸衝擊振動荷載的作用而引起不規則的受力裂縫。

並且這些裂縫一旦形成,就難於閉合,形成永久性裂縫。

1.3設計方面

1.3.1地基的不均勻沉降:

在住宅建設中,有相當一部分的鋼筋混凝土現澆板的裂縫,是由於地基不均勻沉降的原因而造成的。如在軟土地基下採用擴充套件基礎,則對於那些相對較長的條式樓來說,要想保證它們沉降均勻是相當困難的,因此,在這種情況下,有時也會由於基礎的不均勻沉降,而引起樓房的拉裂和鋼筋混凝土現澆板的開裂。

1.3.2荷載的作用:

近代國際上結構的設計原則是,整個建築結構的功能必須滿足兩種狀態的要求:①承載力極限狀態,以保證結構不產生破壞,不失去平衡,不產生破壞時過大變形,不失去穩定。②正常使用極限狀態,以確保結構不產生超過正常使用狀態的變形、裂縫及耐久性、振動及其它影響使用的極限狀態。

目前人們對第一極限狀態已給於足夠重視並嚴格執行,而對第二種極限狀態卻經常被忽視。在住宅建設中,也有少部分鋼筋混凝土現澆板的裂縫,是由於荷載作用方面的原因引起的。由於設計人員在進行現澆板的配筋計算過程中,通常只是根據其承載能力來確定配筋量的,而往往忽略了對板在正常使用階段由其承受的荷載而引起的撓度及裂縫寬度的驗算,由此而引起裂縫的產生,這些裂縫有時也會超過規範的最大允許值,這也應當引起足夠的重視。

1.3.3結構體型突變及未設定必要的伸縮縫:

房屋長度過長,而又未考慮設定伸縮縫,當房屋的自由伸縮達到應設定伸縮縫要求的間距時,就要引起裂縫的產生。另外,平面布局凹凸較多,即轉角也越多,這些轉角處由於應力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收縮及溫差變化易於產生裂縫。

1.3.4在樓房的設計中,結構設計對板內佈線引起裂縫的構造考慮不夠。

住宅電器、電信快速發展的今日,現澆樓板內暗敷pvc電線管越來越多,甚至有些部位三根交錯疊放,兩根管交錯疊放更為普遍。pvc管錯疊處板的抗彎高度大大降低,從而減弱了板的抗彎效能。尤其是裝置電氣專業,大多將照明、有線電視、通訊等所需的管線直接敷設於現澆板中,而且有時集中於某一處現澆板中的管線多達7-8根,並且這些管線的走私多為2-3cm,由此就會使該處現澆板厚度大大削弱,從而引起現澆板在該處開裂。

1.3.5 從鋼筋混凝土現澆樓板各種受力體系分析,無論是按單向板設計還是按雙向板設計,是單跨還是多跨連續板設計;無論是板端支承在磚牆上還是支承在過梁或剪力牆內,受力狀態考慮都是侷限於樓板平面的應力變化(按彎矩配置抵抗正、負彎矩的受力鋼筋)、板平面的受剪變形。

即使是考慮板端嵌固端節點產生彎矩,也只是考慮板平面彎曲或屈曲所產生的應力。在樓板受力體系分析時,對於現澆結構構件之間在三維空間中如何分配內力、協調制形,根本沒有考慮。

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