地下室外墙砼裂缝的控制.docx
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地下室外墙砼裂缝的控制
地下室外墙砼裂缝的控制
1、产生裂缝的原因分析
地下室钢筋混凝土外墙的纵向裂缝,主要是由温度、膨胀、收缩、不均匀应力所产生的变形裂缝。
混凝土在硬化期间水泥水化热会因体积大而大量积聚,混凝土热量散发很慢,造成内部温度高表面温度低,形成内外温差,内部因热量高而膨胀大,表面因温度低,膨胀小,使表面混凝土产生拉应力,混凝土抗拉强度相对低,当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时,便产生裂缝,甚至贯穿墙体。
(1)结构设计原因
①在结构设计时,作为地下室外墙板多数只起维护作用。
考虑到建筑物的整体性和墙体的抗渗性,设计时便选用了钢筋混凝土结构,在配筋时只考虑横向配构造筋而温度应力考虑不够。
地下室墙板产生的裂缝为竖向裂缝,证明收缩应力是横向的。
若在横向没有足够的受力筋去抵抗收缩应力,收缩应力一旦大于混凝土本身的抗拉强度,则必然产生混凝土的开裂。
②本工程地下室外墙较长,对施工中的裂缝控制十分不利。
(2)施工原因:
①忽视了混凝土的早期养护工作:
第一,地下室外墙板的施工一般是在底板混凝土施工半个月左右进行,其间对底板混凝土进行养护,等水化热下降之后再进行墙板钢筋、模板及固定预埋件的施工。
在这个过程中,底板混凝土强度增长、收缩变形等已相对稳定,而在此时浇筑的墙板混凝土又将面临体积变形,一但变形应力大于约束应力时,地下室墙板也必然会产生裂缝。
第二,由于地下室深度较深,这给混凝土的早期养护带来一定的困难。
由于混凝土养护工作不到位,导致墙板混凝土的失水增加,收缩增大而产生裂缝。
②高强泵送混凝土的使用是地下室墙板开裂的不利因素
为保证混凝土的工作性能,使其易于泵送,采用增加混凝土内浆量的体积方法。
浆量的体积增加,必然导致混凝土变形量的增加,相应的收缩也就增加。
另外,高强砼的水泥用量相对较大,水泥的增加导致了水化热的提高,增大了早期混凝土的热胀,从而加大了混凝土温度降低以后的冷缩。
2、施工中采用控制裂缝措施
(1)等强代换,平均小直径钢筋
在设计验算准许的情况下,把外墙水平筋变小直径,加密间距,进行等强度代换,以达到加密水平温度钢筋,又不增加造价。
(2)加强砼本身的质量
①做好原材料的检验工作,特别是水泥的安定性必须符合要求。
②优化配合比设计,减小水灰比,控制砂率,最大限度减少坍落度,并满足现场施工要求。
③商品砼在使用前必须定期检测砼的坍落度,坍落度过大的砼不得使用。
(3)采用减水缓凝外加剂
①混凝土采用商品混凝土,选用缓凝型减水剂,降低水灰比,延缓凝结时间,推迟水化热温峰时间,降低温峰温度,并在混凝土硬化过程中产生微量膨胀补偿混凝土的收缩,提高混凝土的密实度和抗裂性能。
②施工前严格控制配合比用水量,利用外加剂来调整坍落度达到混凝土泵送最低要求。
在施工中严格控制混凝土坍落度达到要求。
(4)钢筋保护层
钢筋施工要到位,钢筋保护层的厚度严格控制。
洞口必须严格按照人防设计要求加设附加钢筋。
(5)分层浇筑分层振捣
施工中采用分层浇筑,分层振捣,在浇筑上层混凝土前,将下层混凝土再次均匀振捣后才浇筑上层混凝土,减少混凝土中气泡,增加混凝土密实度,严格控制每次浇筑混凝土高度不超过500mm及间隔时间1h。
(6)加强养护适时拆摸
混凝土养护采用保温又降温方法,7d后才允许拆模,可以减少混凝土内外温差。
地下室通风差,散热慢,会影响混凝土温峰升高,采用木模板淋水散热,水份也通过木模板温润到混凝土表面,使混凝土在初期凝结过程中,温差变化水大,温度又能降低,表面又不缺水,而有效控制裂缝发展。
(7)尽早回填起到养护的作用
土壤具有良好的保水性能,可作为混凝土较佳的养护介质,并能减少外墙板与大气的温度与湿度差异,防止温、湿度差异过大而形成的收缩应力。
在施工的过程中周密地安排施工程序,在最短的时间内回填土壤以达到养护混凝土的目的。
(三)全现浇钢筋砼楼屋面裂缝的控制
全现浇钢筋混凝土楼屋面板的裂缝,是目前较难克服的质量通病之一。
现结合我公司多年来大量施工实践中的经验和教训,以及裂缝的防治处理,重点介绍以施工为主、兼顾设计和材料原因分析楼面裂缝的综合性防治及具体措施。
1、设计中的重点加强部位
从楼板裂缝发生的部位分析,最常见、最普遍和数量最多的是房屋四周阳角处发生45度左右的楼地面斜角裂缝,其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。
从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求。
而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板砼的自由变形,因此在温差和砼收缩变化时,板面在配筋薄弱处首先开裂,产生45度左右的斜角裂缝。
虽然楼地面斜角裂缝对结构安全使用没有影响,但在有水源等特殊情况下会发生渗漏缺陷,是裂缝防治的重点。
根据上面的原因分析,我公司在近几年的图纸会审中,十分注意建议业主和设计单位对四周的阳角处楼面板配筋进行加强,并且适当加密加粗,已能较满意地解决好楼板裂缝中数量最多的主要矛盾,效果显著。
2、改善商品砼的性能
(1)目前已普遍采用泵送商品砼进行浇筑,但受剧烈的市场竞争,导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的砼处掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。
因此建议有关部门牵头,尽快健全和统一对商品砼厂商的行业管理,并根据成本投入比例,相应和合理地提高商品砼的市场价格(特别是用于地下室和楼面工程的砼),促使商品砼厂商转变观念,控制好原材料质量,选用高效优质砼外掺剂,改善和减小混凝土的收缩值,建立好控制体系,是一项改善商品砼质量和性能的根本性工作。
(2)另一方面承包商在订购商品砼时,应根据工程的不同部位和性质提出对砼品质的明确要求,不能片面压价和追求低价格、低成本而忽视了砼的品质,导致砼性能下降和收缩裂缝增多。
同时现场应逐车严格控制好商品砼的坍落度检查,以保证砼熟料的半成品质量。
3、施工中应采取的主要技术措施
楼面裂缝的发生除以阳角45度斜角裂缝为主外,其他还有较常见的两类:
一类是预理线管及线管集散处,另一类为施工中周转材料临时较集中和较频繁的吊装卸料堆放区域。
现从施工角度进行综合分析,并分类采取以下几项主要技术措施。
(1)重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施。
①钢筋在楼面砼板中的抗拉受力,起着抵坑外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。
在实际施工中,楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。
但当垫块间距放大到1.5米时,钢筋网的合理保护层厚度就无法保障,所以纵横向的垫块间距限制在1米左右。
②与此相反,楼面上层钢筋网的有效保护,一直是施工中的一大较难问题。
其原因为:
板的上层钢筋一般较细较软,受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠;钢筋离楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;各工种交叉作业,造成施工人员众多、行走十分频繁,无处落脚后难免被大量踩踏;上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设。
③针对以上问题,可采取下列综合措施加以解决:
1)尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间,在板底钢筋绑扎后,线管予埋和模板封镶收头应及时穿插并争取全面完成,做到不留或少留尾巴,以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。
2)在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设(或铺设)临时的简易通道,以供必要的施工人员通行。
3)加强教育和管理,使全体操作人员充分重视保护板面上层负筋的正确位置,必须行走时,应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
4)安排足够数量的钢筋工(一般应不少于3-4人或以上)在砼浇筑前及浇筑中及时进行整修,特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易发生处(四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间处)应重点整修。
5)砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域,应铺设临时性活动挑板,扩大接触面,分散应力,尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
(2)预埋线管处的裂缝防治
①预埋线管,特别是多根线管的集散处是截面砼受到较多削弱,从而引起应力集中,容易导致裂缝发生的薄弱部位。
当预理线管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,同时线管的敷设走向又不重于(即垂直于)砼的收缩和受拉方向时,一般不会发生楼面裂缝。
反之,当预埋线管的直径较大,开间宽度也较大,并且线管的敷设走向又重合于(即垂直于)砼的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。
因此对于较粗的管线或多根线管的集散处,应要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。
根据我公司的经验,建议增设的抗裂短钢筋采用Φ6-Φ8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300毫米。
②线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处可采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。
并且当线管数量众多,使集散口的砼截面大量削弱时,宜按予留孔洞构造要求在四周增设上下各2Φ12的井字形抗裂构造钢筋。
(3)材料吊卸区域的楼面裂缝防治
①目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。
当楼层砼浇筑完毕后不足24小时的养护时间,就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动,这就给大开间部位的房间雪上加霜。
除了大开间的砼总收缩值较小开间要大的不利因素外,更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。
并且这些裂缝一旦形成,就难于闭合,形成永久性裂缝。
对这类裂缝的综合防治措施如下:
1)楼层砼浇筑完后的必要养护(一般不宜≤24小时)必须获得保证。
2)科学安排楼层施工作业计划,在楼层砼浇筑完毕的24小时以前,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,最多只允许暗柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大宗标材料,避免冲击振动。
24小时以后,可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放,以控制和减小冲击振动力。
第3天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工。
3)在模板安装时,吊运(或传递)上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多地集中堆放,以减少楼面荷重和振动。
②对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位(一般约40平方米左右)的模板支撑架在搭设前,就预先考虑采用加密立杆(立杆的纵、横向间距均不宜大于800毫米)和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增强刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并应在该区域的新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。
(4)加强对楼面砼的养护
砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。
但实际施工中,由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业,因此楼面砼往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。
为此,施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护,达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。
4、对裂缝的弥补处理
在采取了上述综合性防治措施后,由于各种原因仍可能有少量的楼面裂缝发生。
当这些楼面裂缝发生后,应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作,然后再进行装修。
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