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論樓面裂縫的分析和重點防治措施

08-22 13:19:26  瀏覽次數:322次  欄目:結構設計
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    全現澆鋼筋混凝土樓屋面板的裂縫,是目前較難克服的質量通病之一,特別是住宅工程樓板的裂縫發生后,往往會引起的投訴、糾紛、以及索賠要求等。上海市建設和管理委員會針對這一問題,在去年年底印發了《控制住宅工程鋼筋混凝土現澆樓板裂的技術導則》的文件。該導則抓住了主要矛盾,從設計、材料、施工三大方面提出改進和防治措施,現結合我公司十多年來大量施工實踐中的經驗和教訓,以及裂縫的防治處理,重點介紹以施工為主、兼顧設計和材料原因分析樓面裂縫的綜合性防治及具體措施。
    一、設計中的重點加強部位
    從住宅工程現澆樓板裂縫發生的部位分析,最常見、最普遍和數量最多的是房屋四周陽角處(含平面形狀突變的凹口房屋陽角處)的房間在離開陽角1米左右,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,此通病在現澆樓板的任何一種類型的建筑中都普遍存在。其原因主要是砼的收縮特性和溫差雙重作用所引起的,并且愈靠近屋面處的樓層裂縫往往愈大。從設計角度看,現行設計規范側重于按強度考慮,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于受到縱、橫二個方向剪力墻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,板面在配筋薄弱處(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,但在有水源等特殊情況下會發生滲漏缺陷,容易引起住戶投訴,是裂縫防治的重點。根據上面的原因分析,我公司在近幾年的圖紙會審中,十分注意建議業主和設計單位對四周的陽角處樓面板配筋進行加強,負筋不采用分離式切斷,改為沿房間(每個陽角僅限一個房間)全長配置,并且適當加密加粗(即按照技術導則一的第6條中的前半條文采用)。多年來的實踐充分證明,凡采納或按上述設計的房屋,基本上不再發生45度斜角裂縫,已能較滿意地解決好樓板裂縫中數量最多的主要矛盾,效果顯著。
    對于外墻轉角處的放射形鋼筋,我公司根據實踐檢驗,認為作用較小。其原因是放射形鋼筋的長度一般不大(約1.2米左右),當陽角處的房間在不按雙層雙向鋼筋加密加強而仍按分離式設置構造負彎矩短筋時,45度的斜向裂縫仍然會向內轉移到放射筋的未端或外側,而當采用了雙層雙向鋼筋加密加強后,縱、橫二個方向的鋼筋網的合力已能很好地抵抗和防止45度斜角裂縫的發生和轉移,并且放射形鋼筋往往只有上部一層,在綁扎時常擱置在縱橫板面鋼筋的上方,導致鋼筋交叉重疊,將板面的負彎矩鋼筋下壓,減少了板面負彎矩鋼筋的有效高度,同時澆筑時鋼筋彎頭(即拐腳)容易翹起造成平倉困難,所以建議重點加強加密雙層雙向鋼筋即可。
    二、商品砼的性能改善
    目前已普遍采用泵送商品砼進行澆筑,但受劇烈的市場競爭,導致各商品砼廠商以采用大粉煤灰摻量,低價位、低性能的砼處摻劑,以及細度模數低、含泥量較高的中細砂作為降低價格和成本的主要競爭手段。因此建議有關部門牽頭,盡快健全和統一對商品砼廠商的行業管理,并根據成本投入比例,相應和合理地提高商品砼的市場價格(特別是用于地下室和住宅樓面工程的砼),促使商品砼廠商轉變觀念,控制好原材料質量,選用高效優質砼外摻劑,改善和減小混凝土的收縮值,建立好控制體系(即按技術導則中第二條執行),是一項改善商品砼質量和性能的根本性工作。
    另一方面承包商在訂購商品砼時,應根據工程的不同部位和性質提出對砼品質的明確要求,不能片面壓價和追求低價格、低成本而忽視了砼的品質,導致砼性能下降和收縮裂縫增多。同時現場應逐車嚴格控制好商品砼的坍落度檢查,以保證砼熟料的半成品質量。
    三、施工中應采取的主要技術措施
    樓面裂縫的發生除以陽角45度斜角裂縫為主外,其他還有較常見的兩類:一類是預理線管及線管集散處,另一類為施工中周轉材料臨時較集中和較頻繁的吊裝卸料堆放區域,F從施工角度進行綜合分析,并分類采取以下幾項主要技術措施。
    (一)重點加強樓面上層鋼筋網的有效保護措施。
    鋼筋在樓面砼板中的抗拉受力,起著抵坑外荷載所產生的彎矩和防止砼收縮和溫差裂縫發生的雙重作用,而這一雙重作用均需鋼筋處在上下合理的保護層前提下才能確保有效。在實際施工中,樓面下層的鋼筋網在受到砼墊塊及模板的依托下保護層比較容易正確控制。但當墊塊間距放大到1.5米時,鋼筋網的合理保護層厚度就無法保障,所以縱橫向的墊塊間距限制在1米左右。
    與此相反,樓面上層鋼筋網的有效保護,一直是施工中的一大較難問題。其原因為:板的上層鋼筋一般較細較軟,受到人員踩踏后就立即彎曲、變形、下墜;鋼筋離樓層模板的高度較大,無法受到模板的依托保護;各工種交叉作業,造成施工人員眾多、行走十分頻繁,無處落腳后難免被大量踩踏;上層鋼筋網的鋼筋小撐馬設置間距過大,甚至不設(僅依靠樓面梁上部鋼筋擱置和分離式配筋的拐腳支撐)。
    在上述四個原因中,前二條是客觀存在,不可能也難于提出措施加以改進(否則樓面負筋用鋼量將大大增加,造成浪費)。但后二個原因卻在施工中必須大大加以改進,對于最后一個原因,根據大量的施工實踐,建議樓面雙層雙向鋼筋(包括分離式配置的負彎矩短筋)必須設置鋼筋小撐馬,其縱橫向間距不應大于700毫米(即每平方米不得少于2只),特別是對于Φ8一類細小鋼筋,小撐馬的間距應控制在600毫米以內(即每平方米不得少于3只),才能取得較良好的效果。對于第3條原因,可采取下列綜合措施加以解決:
    A、盡可能合理和科學地安排好各工種交叉作業時間,在板底鋼筋綁扎后,線管予埋和模板封鑲收頭應及時穿插并爭取全面完成,做到不留或少留尾巴,以有效減少板面鋼筋綁扎后的作業人員數量。
    B、在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應搭設(或鋪設)臨時的簡易通道,以供必要的施工人員通行。
    C、加強教育和管理,使全體操作人員充分重視保護板面上層負筋的正確位置,必須行走時,應自覺沿鋼筋小馬撐支撐點通行,不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋。
    D、安排足夠數量的鋼筋工(一般應不少于3-4人或以上)在砼澆筑前及澆筑中及時進行整修,特別是支座端部受力最大處以及樓面裂縫最容易發生處(四周陽角處、預埋線管處以及大跨度房間處)應重點整修。
    E、砼工在澆筑時對裂縫的易發生部位和負彎矩筋受力最大區域,應鋪設臨時性活動挑板,擴大接觸面,分散應力,盡力避免上層鋼筋受到重新踩踏變形。
    (二)預埋線管處的裂縫防治
    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,并且房屋的開間寬度也較小,同時線管的敷設走向又不重于(即垂直于)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,并且線管的敷設走向又重合于(即垂直于)砼的收縮和受拉力向時,就很容易發生樓面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管的集散處,應按技術導則三的第4條要求增設垂直于線管的短鋼筋網加強。根據我公司的經驗,建議增設的抗裂短鋼筋采用Φ6-Φ8,間距≤150,兩端的錨固長度應不小于300毫米。
    線管在敷設時應盡量避免立體交叉穿越,交叉布線處可按技術導則三的第4條采用線盒,同時在多根線管的集散處宜采用放射形分布,盡量避免緊密平行排列,以確保線管底部的砼灌筑順利和振搗密實。并且當線管數量眾多,使集散口的砼截面大量削弱時,宜按予留孔洞構造要求在四周增設上下各2Φ12的井字形抗裂構造鋼筋。
    (三)材料吊卸區域的樓面裂縫防治
    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。因此當樓層砼澆筑完畢后不足24小時的養護時間,就忙著進行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動,這就給大開間部位的房間雪上加霜。除了大開間的砼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沖擊振動荷載的作用而引起不規則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成,就難于閉合,形成永久性裂縫,這種情況在高層住宅主體快速施工時較常見。對這類裂縫的綜合防治措施如下:

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