预拌钢筋混凝土楼板裂缝分析及防控.pdf

S S E R T A T IO N I论文 咖 C a u s e s a n d C o n t r o l o f C r a c k s融R e a d y - mi x R e i n f o r o o d C o n e r o t e S la b s 预拌钢筋混凝土楼板裂缝分析及防控 口 李永敏一 L i Yo n gmi n C广0 n西 s t城 r u镇 c t o设 rl U i 。 劳 【 摘要】 从项目管理体系、施工工艺、材料、设计、环境等方面分析预拌钢筋混凝土楼板 裂缝形成的原 因，并提出相应的处理措施 。 【 关键词 】 预拌钢筋混凝土楼板；裂缝成因；防治 【 文章编号】 1 6 7 2 7 0 4 5( 2 0 1 1 ) 1 2 - 0 0 6 8 0 5【 中图分类号】 T U 7 5 5 7【 文献标识码1 A A b s t r a e t ：Th i s p a p er d i s c u s s e s on c a u s e s o f c r a c k s i n r e a d y mi x r e i n f o r c e d c o n c r e t e s l a b s ，p r o p o s i n g c o n t r ol me a s u r e s b y q u a l it y ma n a g e me n t s y s t e m ， c o n s t r u c t ion p r o c e s s ， m a t e r ia l s a n d d e s i g n 翔 啊恤 ：r e a d y mi x r e i n f o r c e d c o n c r e t e s la b s ； c a u s e s ； c o n t r o l 1 引言 随着建筑工业化强度的提高及 城市环境保护的需要 ，预拌商品混 凝土在施工中的使用量越来越大 ，并 因其配料准确 、质量好 、不 占用施工 场地、施工速度陕等优点而受到承建 商的青睐。但是近年来 ，预拌商品混 凝土现浇结构中经常发现有微裂缝产 生，其中以现浇楼板上裂缝尤为严 重，往往楼板模板拆除后在板底有不 规则水迹。由于这类现象的普遍眭， 在业界出现 了 “ 商品混凝土坍落度 大，出现楼板裂缝是不可避免的”这 种错误观念，不仅施工单位 ，甚至设 计、监理、建设单位都习以为常，认 为是建筑通病 ，给用户心理造成了不 良影响而引发各方矛盾，该问题已成 为商品房质量纠纷 、投诉的热点问 题。楼板裂缝不仅有损外观 ，还严莺 影响了使用功能，楼板的贯通裂缝降 低了结构的刚度 ，影响结构 的整体 性，产生的渗水直接影响房屋的正常 使用，水侵入混凝土内部，二氧化碳 使钢筋腐蚀 ，加速混凝土的老化，影 响结构的耐久性。正确认识裂缝产生 的根源 ，探讨合适有效的措施 ，撕弃 一 些不合理的传统做法，使我们的建 筑设计与施工更加科学化，是笔者撰 写本文的出发点。 2 常见的预拌现浇混凝土楼板裂缝现象 2 1按裂缝产 生原因分类 2 1 1 由外荷载 ( 静、动荷载 )直接应力引起的 裂缝和次应力引起的裂缝 ( 1 ) 纵向裂缝：沿建筑物纵向的裂缝 ， 表现在 板下皮居多 ，个别上下贯通； ( 2)横 向裂缝 ：在跨中1 3 范围内，沿建筑物 横向的裂缝 ，表现在板下皮居多，个别上下贯通； ( 3)角部裂缝 ：在房间的四角浮现的斜裂缝 ， 板上皮居多； ( 4)不规则裂缝 ：分布及走 向均无规则的裂 缝； ( 5)楼板根部 的横 向裂缝 ：距支座3 0 c m内产 生的裂缝，位于板上皮； ( 6 )顺着预埋电线管方向产生的裂缝； ( 7)楼板表面浮浆收缩裂缝。 2 1 2 由变形变化 引起的裂缝 由变形变化引起的裂缝包括结构因温度湿度变 化 、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。 2 _ 2按裂缝所处状态分类 裂缝可分为运动 、不稳定 、稳定 、闭合和愈合 等状态。对于处于运动和不稳定扩展状态的裂缝 ， 应考虑加 固和补救措施 ；而对于稳定 、闭合、愈合 的裂缝则可持久的应用。 3 楼 面裂缝产生 的根源 预拌现浇钢筋混凝土结构板产生裂缝的原因， 综合起来可以分为两大类 ：一类是结构性裂缝，在 实践统计中约 占2 0 ，这主要是由项 目建设管理体 系的不健全造成 的，如使用不合格材料 、施工失 误、设计失误、使用功能的改变或超载等；另一类 是 由混凝土本身的收缩或温差变形所产生的非结构 性裂缝 ，在实践统计中约占8 0 。其特征是结构要 求变形 ，当受到约束和限制时产生内应力 ，应力超 过一定数值后产生裂缝。这种裂缝宽度大、内应力 小 ，对荷载的影响小 ，但对耐久性损害大。这种裂 缝宽度会随着环境温度和湿度而变化，如有的裂缝 在夏季很难发现 ，冬季裂缝宽度随气温的降低而增 加 ；有的裂缝在湿度较大的阴雨天几乎看不见 ， 而在天气晴好时 ，环境湿度降低 ，裂缝就 明显可见 了。非结构性裂缝从 目前的技术水平而言 ，还没有 有效根治的方法，但可以从材料性能选择 、设计构 造等方面采取措施降低它的危害。 3 1 建设项 目管理体 系是否健全是工程质量 好坏的最关键因素 在影 响建设工程质量的 “ 人 、机 、料 、法、 环” 因素中 ，人 的行为因素是最重要的。在实践 中，处于强势地位的建设单位往往不具备独立管理 建设投资的能力 ，滥用权利的现象大量存在， 只求 速度 ，不求质量 ；市场无序竞争，承揽工程竞相压 价 ，使设计、施工、监理等参建单位无力重视质量 体系建设 ，造成质量事故屡见不鲜。因此 ，楼板裂 缝问题最根本的原因是参建各方的质量管理体系不 完善。 3 2 目前施工中存在的主要原 因 3 2 1模板支撑体系不科学、不规范 ，安装拆除管 理不到位 模板材料不合格 ，使用的模板偏薄。 目前市场 上使用的木质复合板厚度普遍为1 8 ram，而我们的模 板设计书采用的模板厚度至少为2 5 mm。此外，楼板 模板支撑设置不规范 、不合理 ，立杆间距大 ，立杆 下未按规范要求设垫块和上下层立杆位置不在同一 位 置上 。 模板拆除时间过早。为了节约施工设备材料周 转费用 ，未考虑后续的施工荷载影响，未达到设计 拆模时间即拆模板 ，造成模板支撑系统刚度不够。 一 般楼面设计荷载含装修层不超过5 0 0 k g m ，而上 层楼板施工荷载可达 lj 6 O O k g m ，其中楼板钢筋、 混凝土自重约3 3 5 k g m。 ，施工荷载l O O k g m ，模 板 、支撑脚手架等荷载约l 2 0 k g m 。这些荷载部 分传到下层楼板上 ，超过其设计荷载，拆模时 ，一 方面下层楼板承受不了超出荷载产生下沉 ；另一方 面 ，下部模板拆除后必然发生挠度变形 ，同时引起 施工层楼板变形产生裂缝。 3 _ 2 2 泵送管道推动作用和 吊装集中荷载冲击作用 实践中，超过三层的楼板商品混凝土需采用地 泵输送 ，泵送管道一般直接固定在施工层平面上 ， 在地泵高功率输送混凝土时，泵送管道产生很大的 工程技术 2 0 1 1 1 2l C r r lE S A N D T O W N S C O N S mU C T I O N I N G U A N G X t RQ S S E R T A T I ON? f ， 水平推力 ，迫使模板系统振动 ，如果同一楼层平面 混凝土泵送施工超过3 h 4 h 商 品混凝土初凝时间 后，已初凝的混凝土不断地受到扰动 ，那么裂缝的 产生是不可避免的。另外材料 吊装也经常形成集中 荷载 ，如塔 吊一次吊运成吨的钢筋 、模板 ，在向新 浇混凝土楼板上堆放时，形成较大冲击荷载，产生 震动，造成楼板裂缝。 3 _ 2 _ 3 已完工序未保护，工序操作方法不正确 ，不 按设计要求施工 施工时楼板负筋被踩弯、踩倒 ，失去了配备的 意义 ；施工人员在钢筋上踩踏 ，致使上层钢筋的保 护层厚度偏大 ，板有效厚度 ( 计算厚度 )减少，承 载力下降引起板面开裂。振捣方式不正确导致混凝 土表面浮浆过厚，表面强度不够；施工速度过快 ， 上荷早，容易造成早期混凝土受损。钢筋配置、板 厚度不符合设计要求 ，均会导致楼板开裂 ，如擅自 减小配筋量 ，可能还会引起构件的安全问题。 3 2 4 混凝土养护观念不正确 ，未采取适当的养护 措施 实际操作中，混凝土养护普遍采取每天35 次 的习惯浇水做法，无遮盖措施 ，而且持续时间仅为 2 d3 d ，远远达不到混凝土硬化的湿度要求。 3 3材料原因 3 3 1预拌商品混凝土的原因 混凝土组分的变化对混凝土收缩的影响很大。 在原料一定的条件下，混凝土配合 比对于混凝土收 缩有很大的影响 ，包括单位用水量 、水泥品种及用 量、水灰比、掺和料、外加剂、砂率及灰浆比等参 数。预拌商品混凝土引起楼板开裂的主要因素有粉 剂掺和料、水泥品种及用量、外加剂 、流动性。 ( 1 )粉剂掺和料的影响。预拌混凝土中掺加粉 煤灰有许多优点，如节约水泥和细骨料、减少用水 量、改善和易性 、增强可泵性 、减少混凝土徐变、 减少水化热、提高混凝土抗渗能力 、增加混凝土的 修饰性等。因此商品混凝土一般掺有粉煤灰、矿渣 等，但掺加粉煤灰比例不正确会引起混凝土的收缩。 粉状材料的用量越大，收缩也越大。此外，混合材料 品种 、 掺量和比表面积的大小是影响水泥干缩性的 主要因素。 ( 2)水泥品种及用量。不同品种水泥的收缩值 取决于c 。 A、S O 。 、石膏的含量及水泥细度等。一般 说来 ，C A含量大，细度较细的水泥收缩较大 ，石 膏含量不足的水泥，具有较大的收缩，而S O 的含量 对混凝土收缩的影响显著。目前市场上商品混凝土强 度在C 2 5 C 8 0 之间，水泥用量一般都在3 0 0 k g m 以 上。强度越高 ，水泥用量越大，水化热就越高，混 凝土的收缩变形也增加。 ( 3 )外加剂应用不当引起的裂缝。外加剂在商 品混凝土长距离运输 、管道运输中起着不可替代的 作用 ，但外加剂应用不 当会直接引起混凝土质量问 题。一般情况下，使用外加剂后混凝土的收缩量大 约要增大3 0 3 8 。外加剂与水泥的适应性不好， 如水泥假凝、泌水等 ，增加混凝土收缩，从而导致 混凝土楼板出现裂缝。 ( 4)商品混凝土输送过程中经常出现质量 问 题 。当混凝土拌和物过干 、过稀，运输时间过长 、 停留时间过长且未进行搅拌均匀前入泵时，造成混 凝土拌和物干稀不匀。每个运输车中混凝土的坍落 度相差过大时，加入泵车内输送，使浇筑中的混凝 土均匀性差。混凝土浇筑后振捣不足导致楼板不密 实、振捣过度引起表面浮浆。 ( 5 )为了泵送的流动性，商品混凝土坍落度一 般设计为1 2 0 mm2 0 0 mm，因此其水灰比一般在 0 40 6 之间。而混凝土中参与水化反应的水量一般 为2 0 2 5 ，大部分水是为了保证混凝土和易性的 要求，这些水在蒸发后会在混凝土 中产生大量毛细 孔 ，板上部出现富水泥浆层 ，增加混凝土的收缩 ， 引起板面裂缝 。为了提高可泵性，商品混凝土一般 选用2 0 mm以下粒径的粗骨料 ，或减少粗骨料的用 量。粗骨料用量的减少和粗骨料粒径的减小 ，会使 混凝土的体积稳定性下降，从而增大混凝土收缩。 另外 ，细骨料含泥量大也会导致混凝土收缩量大， 出现裂缝。 3 3 2混凝土强度不符合设计要求 混凝土强度未达到设计要求时 ，抗拉强度降低 引起楼板开裂，采用过高的商品混凝土同样 引起楼 板开裂。统计资料表明，混凝土强度每提高一个等 级，混凝土的弹性模量提高约1 倍 ，而抗拉强度仅提 霎 呈 C 高0 5 倍。混凝土的弹性模量越大，对变形越敏感 ， 收缩变化也越大，因而也更易出现裂缝。 3 4 一些传统的设计布置及计算存在问题 实践中产生弊病的传统做法主要为 ：一是在楼 板上部配筋是局部布置的 ；二是在楼板 中配置大量 线管；三是楼板厚度不足。 3 4 1传统的楼板上部配筋计算、构造 传统的楼板上部配筋设计一般采用局部设计， 如沿受力支座边1 4 1 3 范围设置，因此，靠近板 边缘处治负弯矩筋端部经常出现裂缝。常规的配筋 间距 ( 2 0 0 mm一2 5 0 ram)也偏大，如温差引起的伸 缩、荷载引起的应力变化往往集中在未配筋处。 3 - 4 2 建筑平面布置注重建筑功能而忽视结构细节 问题 收缩裂缝往往出现在收缩应力集中的薄弱截面 上，如结构凹凸处和角部 、楼板中暗埋P VC 管处。 我们经常可以发现板中部 的通长裂缝从灯具处穿过 的现象。 3 4 3 楼板厚度不足也是引起裂缝的原 因之一 住宅楼板厚度设计一般采用8 0 ram1 O O mm， 在样本统计中，有2 0 楼板因板厚不足而导致裂缝。 3 。 5 施工环境 因素 空气中相对湿度越低 ，混凝土收缩越大 ；空气 温度升高 ，混凝土的收缩随之增大。如保湿养护跟 不上，极易使混凝土楼板产生裂缝。 4 楼板裂缝防治对策 4 1 建立健全工程质量管理体 系，落实质量 终身制 4 1 1建立以建设单位为中心的质量管理体系 建设项 目参建主体主要有建设 、勘察、设计、 施工 、监理单位 ，材料供应商和建设工程质量监督 机构等 ，其中建设单位是建设市场活动中最重要的 主体 。建设单位控制着建设工程全部投资 ，不仅具 有设计 、施工 、监理招投标的主动权和建设行为的 监督管理控制权 ，还具有拒绝 支付雇佣款项的权 力，它的优势地位相当突出。因此应建立以建设单 位为中心的质量管理体系，实行业主负责制，促进 工程质量管理体系的完善和有效运转。 4 1 2 参建各 方树立法律意识 、质量责任终身制 意识 中华人民共和国建筑法第8 0 条规定： “ 在 建筑物的合理使用寿命内，因建筑工程质量不合格 受到损害的，有权向责任者要求赔偿 。” 建筑工 程质量管理条例 第3 条对此作了明确规定 ： “ 建设 单位 、勘察单位 、设计单位 、施工单位、工程监理 单位依法对建设工程质量负责。” 4 1 3 正确认识施工进度与质量的辩证关系 百年大计，质量第一。建设单位不能为了当前 局部利益盲 目 地赶进度而忽视质量问题 ，在技术问 题上不搞行政命令 ，不违背 自然科学规律。 4 2 施工措施 4 2 1 模板支撑体 系科学、有效 ，采取 网络图等 先进工具优化进度管理 施工单位严格按实际编制施工方案 ，使之具有 针对性、可操作性、可靠性。科学安排拆模时间， 调整模板拆除顺序 。采用网络图等先进工具优化模 板拆装安排 ，增加周转材料数量。使浇筑上层混凝 土时其下部楼板已完成了变形，可有效防止施工层 楼板混凝土在终凝前后产生变形开裂。 4 2 2 改 良主要施工工艺 ，严格控制工艺技术间 隔时间 采用二次投 料的净浆裹石或砂浆裹石工艺 ， 可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面 上，使硬化后界面过渡层结构致密 、黏结力增大， 从而提高混凝土强度1 0 或节约水泥5 ，并进一步 减少水化热和裂缝。 对已浇筑的混凝土在终凝前进行二次振动 ，可 排除混凝土因泌水而在石子、水平钢筋下部形成的 空隙和水分，提高黏结力和抗拉强度，并减少内部 裂缝与气孔 ，提高抗裂性。 改进工艺 ，控制混凝土出机温度和浇筑温度。 规范规定，高温季节施工时，混凝土最高浇筑温度 应 2 8 。 C。降低混凝土的出机温度 ，最有效的方法 是降低原材料温度，如采用冰水搅拌混凝土，粗细 骨料遮阳防晒或洒冷水降温 ；降低混凝土的浇筑温 度可采取搅拌运输车罐体 、泵送管道冷却等措施。 确保工艺技术间隔时间。如已浇筑的混凝土强 工程技术 I S S E I ON f f f f 度未达到1 2 N mm 前，不在其上作业或堆物。 4 2 3正确掌握混凝土养护方法和时间 对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的预拌商品 混凝土，应在浇筑完成后1 2 h 内开始淋水覆盖养护 ， 浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态 ，养护时间 不得少于1 4 d 。 4 3 材料措施 选取信誉好、质量高的商品混凝土供应商。严 格现场预拌商品混凝土验收制度 ，从强度符合性 、 坍落度、和易性 、出厂时间、运输时间等方面对混 凝土质量作出是否接收的决定。 4 4 设计措施 设计人员应在设计构造上采取适当的措施 ， 提高构件抵抗收缩应力的能力 。采用双层双向配 筋代 替传统的板上部仅局部配筋做 法 ；在 同样 配 筋率 的情况下尽量减小钢筋 间距 ，细筋密配 ，钢 筋间距 1 5 0 mm；凹凸薄弱部位配置加强钢筋或 暗梁。适 当加大楼板的厚度 ，住宅楼楼板厚度以 I O O mm1 2 0 ram为宜。预埋线管处的裂缝防治，除 了吸顶灯线管等必需的管线外 ，其他线管可安排在 楼面找平层内。 5 结语 综上所述 ，对于预拌现浇混凝土楼板在各个环 节产生的裂缝 ，只要我们正确 、科学地面对 ，采取 优化设计及施工技术防范措施 ，现浇混凝土楼板的 裂缝问题是可以得到有效解决的。 【 参考文献】 1 王铁梦 工程结构裂缝控制 H 北京：中国建筑工业出 版社 ，1 9 9 7 2 AM内维尔 混凝土的性 能 H 北京中国建筑工业 出版社 ，1 9 8 3 3 王世芳 建筑材料 H 武汉 ：武汉大学出版社 ，2 0 0 0 4 姚振纲建筑结构试验 M 武汉：武汉大学出版社 ， 2 0 0 1 5 方先和 建筑施工 M 武汉 武汉大学出版社 ，2 0 0 4 6 李双录现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因与防治 J 山西建筑 ，2 0 0 3 ，2 9( 8)7 4 7 5 7 G B 5 0 0 1 0 -2 0 0 2 ，混凝土结构设计规 范 S 【 作者简介】 李永敏，大专 ，建筑工程 师，经济师 ，现任职于 四川公众通 信建设监理有限责任公司广西办事处。 收稿 日期】2 0 1 1 一i i 一 1 1 _ 镇 城 西 广 O C