淺述現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板采用商品混凝土施工的裂紋分析及控制

1、淺述現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板采用商品混凝土施工的裂紋分析及控制2007-11-20 來(lái)源：來(lái)源淺述現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板采用商品混凝土施工的裂縫分析及控制針對(duì)現(xiàn)澆樓板商品混凝土施工中出現(xiàn)裂縫問題， 通過(guò)工程實(shí)踐分析施工中采用商品混凝土現(xiàn)澆樓板容易產(chǎn)生裂縫的各種影響因素； 提出在工程施工中進(jìn)行裂縫控制的一些建議和方法。一、概述近年來(lái)，由于土木工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，混凝土制備、運(yùn)輸設(shè)備的不斷更新， 在住宅建設(shè)中， 預(yù)應(yīng)力空心板樓面形式逐漸讓位于現(xiàn)澆樓板形式?，F(xiàn)澆樓板解決了預(yù)應(yīng)力空心樓板拼縫縱裂的質(zhì)量通病，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的抗震性能， 但在對(duì)現(xiàn)澆樓面住宅進(jìn)行的調(diào)查中卻發(fā)現(xiàn)：在相當(dāng)一部分現(xiàn)澆樓面結(jié)構(gòu)中，當(dāng)拆下層模板

2、時(shí)，在邊跨板面常出現(xiàn)順板外緣裂縫，在房屋角部板面往往出現(xiàn)呈等腰三角形的 45 度斜裂縫，這種情況出現(xiàn)在呈一字形布置的小高層住宅概率較高層剪力墻住宅中為大， 尤其在房屋角部有大房間時(shí)。 還有許多裂縫在板面沿樓板支座變 0.3m 范圍內(nèi)平行于支座展開，甚至有些樓板四周均勻出現(xiàn)連續(xù)的裂縫，這些裂縫出現(xiàn)在設(shè)置施工井架或施工吊塔位置相接的樓板中概率更大。二、施工階段裂縫分析與控制現(xiàn)澆樓板產(chǎn)生裂縫的原因是多方面因素共同作用的結(jié)果， 總的來(lái)說(shuō)可以從混凝土材料特性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工條件這三方面來(lái)歸類分析。從施工因素角度來(lái)說(shuō)：樓板的模板、支撐變形或沉陷，混凝土的制作和振搗工藝等許多方面的施工質(zhì)量問題以及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)都

3、會(huì)增加產(chǎn)生裂縫的可能性。 本文將從以下幾點(diǎn)加以敘述， 并提出相應(yīng)的對(duì)策和建議。1. 混凝土的振搗工藝 凡事過(guò)猶不及，混凝土施工中充分振搗可使骨料和水泥漿在模板中 得到致密排列， 將有助于混凝土的密實(shí)性和抗裂性， 但過(guò)分振搗將使 粗骨料沉落擠出水分、 空氣，表層呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落， 造成比下層混凝土有較大收縮性的表面砂漿層， 等水分蒸發(fā)后極易形 成凝縮裂縫。若施工中模板、墊層在澆注混凝土之前灑水不夠，過(guò)于 干燥，則模板吸水量大，更易引起混凝土塑性收縮，產(chǎn)生裂縫。同樣 混凝土澆搗后的過(guò)度抹平壓光也會(huì)使混凝土的骨料過(guò)多的浮到表面， 形成含水量很大的水泥漿層。 水泥中的氫氧化鈣與空氣中的二

4、氧化碳 反映生成碳酸鈣， 放出結(jié)合水而使表面體積碳化收縮， 導(dǎo)致混凝土板 表面龜裂。所以建議對(duì)澆注后的混凝土進(jìn)行二次振搗， 以排除混凝土因泌水 在粗骨料、 水平鋼筋下部生成水分和孔隙， 減少內(nèi)部微裂縫的形成和 發(fā)展，提高混凝土與鋼筋的握裹力，增加混凝土的密實(shí)度，可以使混 凝土的抗壓強(qiáng)度提高 10%20%左右，從而提高抗裂性。需注意的是 施加二次振搗的最事宜時(shí)間為坍落度已經(jīng)消失、混凝土接近初凝時(shí)， 這時(shí)若將運(yùn)動(dòng)著的震動(dòng)棒逐漸插入混凝土中進(jìn)行振搗， 混凝土仍可恢 復(fù)塑性。 如果恢復(fù)塑性的程度能夠在震動(dòng)棒小心拔出后， 混凝土能自 行閉合而不留下孔穴， 即可認(rèn)為這時(shí)施加二次振搗是適宜的。 這個(gè)時(shí) 間一

5、般是在澆注混凝土后 4 個(gè)小時(shí)。同樣，二次抹壓表面處理也是以 個(gè)很好的措施，有利于減少混凝土早期塑性裂縫。 因?yàn)榛炷劣不埃?混凝土還未終凝， 主要是上部的均勻沉降受到限制， 水平方向比垂直 方向收縮量更大才會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。 這時(shí)用木抹拍打壓實(shí)裂縫處的 混凝土，可以消除混凝土的收縮應(yīng)力，閉和泌水收縮裂縫，這時(shí)立即 加以護(hù)養(yǎng)， 可以排除非均勻降溫差引起的自約束， 減少和避免混凝土 在升溫階段產(chǎn)生的裂縫。2. 模板、支撐體系 在現(xiàn)澆混凝土樓板中我們還發(fā)現(xiàn)這樣一種裂縫， 即沉陷裂縫。 首 先這可能由于模板的支撐度不夠、梁板支撐剛度差異或模板繞度過(guò) 大，在荷載作用下變形沉陷； 其次是施工期間的過(guò)度

6、震蕩使支撐剛度 變異部位多次發(fā)生瞬間相對(duì)位移， 或是沒有在混凝土獲得足夠強(qiáng)度之 前過(guò)早拆模。目前高層住宅結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度一般是七天一層， 施工單位配備四 套模板，當(dāng)拆除最下層模板時(shí)，樓面結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度已基本達(dá)到 28d 設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 但單位僅配備三套模板周轉(zhuǎn)使用， 施工進(jìn)度稍快時(shí)能達(dá)到 五六天一層，這樣拆除下層模板時(shí)，樓面結(jié)構(gòu)混凝土尚達(dá)不到 18d， 而原混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收范圍( 50204 92)對(duì)此是有嚴(yán) 格規(guī)定的。假設(shè)施工時(shí)有四套模板周轉(zhuǎn)使用， 自上而下分別隸屬樓板為第 n、n1、 n2、n3 層。由于上層混凝土齡期以內(nèi)，所以第 n、n1、n2、n3 層樓 面剛度遞增Bn<Bn1

7、<Bn2<Bn3,在假定各樓層腳手架無(wú)壓縮變形的前 提下，各樓層對(duì)應(yīng)力點(diǎn)沿堅(jiān)向變形協(xié)調(diào) （T = n1 = c n2=®r很顯然內(nèi)力 值為 Mn<Mn1<Mn2<Mn3 ，即上面樓層在承擔(dān)很小一部分自重 （含模 式板腳手架自重）以外，通過(guò)腳手架把大部分荷載都轉(zhuǎn)遞給下層，這 樣最后大部分集中作用在第 n3 層，在拆除第 n3 層模板時(shí)， 便很有可 能因板中內(nèi)力值超過(guò)強(qiáng)度要求而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。盡管在目前大型和高層建筑施工中， 利用將跨度較大的現(xiàn)澆樓板通過(guò) 豎向支撐變?yōu)槎炭缡芰顟B(tài)的原理， 來(lái)采用早拆模板與支撐體系， 以 達(dá)到早拆模板、提高模板利用率、減少模板用

8、量的目的。然而通過(guò)工 程實(shí)踐卻仍然發(fā)現(xiàn)： 在早拆柱頭以及支撐帶位置的樓板頂面， 會(huì)出現(xiàn) 斷斷續(xù)續(xù)的細(xì)小裂縫，在個(gè)別位置甚至較為明顯。這主要是由于： 未能及時(shí)測(cè)定混凝土的強(qiáng)度。 規(guī)范中已明確規(guī)定混凝土的早拆 強(qiáng)度，所以在模板拆除前應(yīng)對(duì)樓板混凝土強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定 （如壓試塊或 回彈測(cè)試），而實(shí)際操作中，施工者往往人為地規(guī)定混凝土自澆筑至 拆模的時(shí)間。但混凝土的水泥、骨料品種、外加劑類型等自身特性和 氣溫等環(huán)境條件都未加以綜合考慮。樓板上施工荷載中，拆模后的樓板立刻承受較大的集中荷載，例如：成束吊運(yùn)并平行于支撐帶堆放的鋼筋、 集中堆放的模板和支撐、置于跨中的施工設(shè)備和人員等。 這些荷載常超出了控制荷載，

9、 導(dǎo)致支撐帶處的負(fù)彎矩 M 超過(guò)混凝土的開裂彎矩，產(chǎn)生裂縫。針對(duì)以上幾點(diǎn)，我們可以采取以下幾點(diǎn)相應(yīng)措施：模板及支撐體系要有夠的剛度。樓板模板支撐的間距要適宜，使其剛度不至于有太大的差距。 在與施工井架相接或施工運(yùn)輸工具頻 繁經(jīng)過(guò)的樓板模板中間要適當(dāng)加強(qiáng)模板支撐系統(tǒng)。對(duì)于高層及小高層住宅中由于拆模早而引起的邊跨板面裂縫， 可以采用如下控制方法： 由于設(shè)計(jì)中對(duì)多跨連續(xù)板邊跨的板邊往往簡(jiǎn)化處理為簡(jiǎn)支，由此而產(chǎn)生的誤差在構(gòu)造上予以配置構(gòu)造鋼筋補(bǔ)強(qiáng)， 但所配置的構(gòu)造鋼 筋又往往存在直徑過(guò)細(xì)， 間距過(guò)大。 建議設(shè)計(jì)對(duì)邊跨邊支座配筋時(shí)按 固端考慮邊支點(diǎn)， 對(duì)該跨跨中及內(nèi)支座配筋時(shí)， 邊支座仍可按簡(jiǎn)支考慮，并

10、適當(dāng)增大板邊的構(gòu)造配筋率。 上部鋼筋直徑應(yīng)大于10-12mm,最好采用變形鋼筋或冷軋帶肋 鋼筋。在施工中做好對(duì)上部鋼筋的保護(hù)以防被踐踏到下部。 在房屋角部及柱四周板面適當(dāng)配置 45 度狀裂縫的放射構(gòu)造鋼筋。 建議在條件許可下， 多使用木模板， 其相應(yīng)荷載可較組合鋼模板每平米減少 250N。 若要提早拆模，可以樓板混凝土中摻用復(fù)合高效減水早強(qiáng)劑， 因其3d強(qiáng)度比普通混凝土增加30%, 7d強(qiáng)度可達(dá)90%。對(duì)于早拆模板、 支撐體系， 應(yīng)嚴(yán)格控制樓板混凝土的拆模強(qiáng)度 和早拆后樓板上的施工荷載。 在資金允許的條件下, 宜配置兩個(gè)流水 段的早拆模板,以適應(yīng)小段流水的作業(yè)方式,也有利于配合滑模、爬 模等快

11、速施工中的現(xiàn)澆樓板工序的跟進(jìn)。3. 施工管理建筑業(yè)的改革使我們?cè)诩訌?qiáng)施工管理， 增進(jìn)文明施工方面制定了一系 列的規(guī)定章程。 但由于目前在建筑施工第一線具體操作的工人， 有很 大一部分是臨時(shí)雇傭的民工， 缺乏一定的專業(yè)知識(shí)， 為嚴(yán)格施工規(guī)范 和管理，帶來(lái)了一定困難，亟待加強(qiáng)。商品混凝土已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在的建筑施工中， 它的質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng) 控制，將直接影響到施工后結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。但由于大城市的交通路況， 從攪拌站裝運(yùn)商品混凝土至施工現(xiàn)場(chǎng)往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間。 因此混凝 土攪拌物的坍落度損失很大， 如遇高溫季節(jié)則損失更大。 再加上現(xiàn)場(chǎng) 施工管理不嚴(yán)， 經(jīng)常出現(xiàn)隨意向已預(yù)拌好的混凝土中加水的現(xiàn)象。 這 將嚴(yán)重影響

12、混凝土拌和物的質(zhì)量， 造成混凝土水灰比增大， 游離水和 層間水增多， 增加了混凝土硬化漿體的空隙率， 削弱了混凝土中水泥 和骨料的界面粘結(jié)力，為將來(lái)混凝土產(chǎn)生裂縫留下了隱患。由于不注意加強(qiáng)施工管理， 在樓板混凝土澆筑前， 部分上部鋼 筋常常被工作人員踩踏下沉， 又沒有得到及時(shí)糾正， 使其不能有效發(fā) 揮抵抗負(fù)彎矩的作用， 使板的實(shí)際有效高度減少， 結(jié)構(gòu)抵抗外荷載的 能力降低，裂縫就容易出現(xiàn)。在樓板的混凝土施工完成后， 要待樓板混凝土具有一定強(qiáng)度后 才能進(jìn)行下一道工序的施工。 在混凝土終凝初期應(yīng)避免施工荷載對(duì)樓 板產(chǎn)生較大的震動(dòng)。 特別是與施工井架相接的樓板， 其混凝土施工是 最后完成的， 而承受

13、施工荷載和振動(dòng)卻是最早和最頻繁的。 有些單位 為搶工期，在樓板混凝土澆搗完成后第二天就上人上材料下一道工序施工，往往就導(dǎo)致了該處裂縫的產(chǎn)生?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)是防治裂縫的關(guān)鍵。 在現(xiàn)澆樓板的施工中， 由于 板面混一次性澆筑面積大， 表面與空氣接觸面積也大， 水化過(guò)程致使 板面溫度很高。 如果養(yǎng)護(hù)時(shí)覆蓋保溫隔熱措施不當(dāng)， 受太陽(yáng)照射后晝 夜驟降溫差很大， 更加快了混凝土表面的水分蒸發(fā)， 加速了混凝土的 收縮速度， 使板內(nèi)拉應(yīng)力大于混的抗拉強(qiáng)度， 將導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫的機(jī)會(huì) 增加。針對(duì)上述情況，加強(qiáng)施工的規(guī)范程度和文明施工，防止質(zhì)量事 故，需要做好以下幾點(diǎn)： 加強(qiáng)商品混凝土的質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)控制和驗(yàn)收， 商品混凝土

14、在出廠 運(yùn)輸過(guò)程中和卸料時(shí)不可產(chǎn)生離析，混凝土不得失去任何一種原料， 也不能混入其他外來(lái)成分和附加水分， 特別是不準(zhǔn)隨便加水和向運(yùn)輸 泵車料斗中加水。泵送混凝土前，做好坍落度試驗(yàn)，坍落度超標(biāo)的混 凝土嚴(yán)禁使用。 澆搗樓板混凝土?xí)r必須鋪設(shè)操作平臺(tái)， 防止施工操作人員直接 踩踏上部負(fù)彎矩鋼筋。 同時(shí)加強(qiáng)澆搗樓板混凝土整個(gè)過(guò)程中的鋼筋看 護(hù)，隨時(shí)將位置不準(zhǔn)確的鋼筋復(fù)位，確保其發(fā)揮相應(yīng)作用。 合理的施工速度應(yīng)建立在嚴(yán)密周全的科學(xué)組織基礎(chǔ)上， 在混凝 土強(qiáng)度未達(dá)到 1.2MPA 之前，不準(zhǔn)隨便上人和集中堆放鋼筋等重物； 混凝土強(qiáng)度達(dá)到 1.2MPA 之后，堆放重物也應(yīng)在兩根梁之間放上方 木，將重物重量通過(guò)方木傳遞到梁上。 養(yǎng)護(hù)應(yīng)該盡量提