论高层建筑中楼板裂缝的原因分析及预防措施

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

[论文关键词]高层建筑裂缝原因预防

  [论文摘要]随着社会生产和科学技术的进一步发展，一大批先进的仪器和施工工艺越来越广泛地应用到高层建筑的施工中，这对设计、施工、监理也提出了越来越高的要求。我们要严把质量关，从而有效控制高层建筑中楼板裂缝的产生。   随着我国社会经济的蓬勃发展，建筑科学和建筑技术也有了高速发展。高层建筑犹如雨后春笋般在各地发展起来。针对高层建筑住宅楼现浇楼板裂缝越来越严重这一现象，本文从材料、施工和设计三方面分析其成因，并提出一些相应控制措施，以供相关人员参考。   一、楼板裂缝的形式及现象   出现最多的是开间墙角处的450斜裂缝，还有部分是楼板跨中的通长裂缝，负弯距钢筋端头处的裂缝以及一些其他位置的裂缝。裂缝大多贯穿楼板，少部分为表层裂缝，宽度一般在0.3mm以内，肉眼可见，灌水可渗至下层。出现时间一般在楼板混凝土浇捣后1～6个月，后期也会产生一些裂缝，但最少。裂缝板块采用荷载试验，承载力满足设计要求，少数会产生较大挠度。   二、原因分析   （一）收缩引起的裂缝   收缩裂缝最为常见，主要为塑性收缩、干燥收缩和自生收缩。   塑性收缩发生在混凝土凝固阶段，尤其是初凝阶段，此时水泥水化反应较强烈，混凝土中水分蒸发很快，可塑性也同时失去。塑性收缩量很大，尤其是水灰比大的混凝土。   干燥收缩发生在混凝土凝固后，随着混凝土表面的干燥，表层混凝土体积缩小，而内部混凝土失水较慢，体积变化小，因内外变形的差异，使表面混凝土产生拉应力，而此时混凝土强度较低，便产生干缩裂缝。   自生收缩发生在混凝土的后期硬化过程中，由于水泥的水化反应，体积会缩小，尤其是硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制的混凝土。   （二）设计因素引起的裂缝   高层住宅柱网较密，柱尺寸大，多数设置剪力墙，因此结构竖向刚度大。而楼板因跨度大，板较薄，其刚度较小，当混凝土发生变形时，在刚度突变部位容易产生应力集中现象，造成板角开裂；基础设计往往是一致的，而每根柱的荷载不一定相同，必然产生不均匀沉降，尤其是角柱和核心筒剪力墙，与其他柱有较大的沉降差，楼板容易开裂；设计时按承载力计算，忽略了变形验算和构造要求，配置钢筋直径大，间距也偏大，当采用冷轧带肋钢筋代替热轧圆钢时最容易发生此类问题；楼板角部未设计放射筋，当角部弯距较大时出现角部裂缝；当楼板中埋置直径较大的水、电管，甚至管子重叠、交叉，造成楼板局部混凝土厚度太小，很容易出现裂缝。   （三）施工因素引起的裂缝   模板支撑系统刚度不足或稳定性不良，造成局部变形过大，易产生平行于板边的跨中裂缝。拆模时间过早，结构无法承受自重而出现跨中裂缝；钢筋绑扎不规范，最常见的是负弯距筋未设置足够的马凳筋，承载力降低。负筋绑扎不牢，施工中无法保证钢筋间距均匀，不满足构造要求。角部施工时省略了构造筋，造成配筋不足；混凝土配比不正确；混凝土浇捣时振捣不密实，压光时间不当，或振捣时间过长，使粗骨料下沉，面层浮浆多；混凝土浇捣后养护不及时、不充分、表层失水太快，里层混凝土水化不足；混凝土搅拌时间不足导致混凝土中各成分不能均匀混合，影响强度。施工荷载的过早施加、超载也是造成混凝土早期裂缝的主要原因。   （四）材料因素引起的裂缝   水泥安定性不合格；粗、细骨料（砂、石）级配不良，造成骨料间孔隙率大，混凝土中游离水隐藏量多，密实度下降，从而导致强度下降。砂、石中含泥量高，不但会降低混凝土强度，而且抗裂性、防渗性受到明显的影响。砂、石颗粒偏细也将增加水泥用量和耗水量而影响强度；外加剂选择不当，其减水或膨胀效果不明显，未能达到预期效果。   （五）温度变化引起的裂缝   当环境温度发生变化时，混凝土将发生变形，变形遭受刚度、强度较大的构件约束时，构件将产生拉应力，应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生温度裂缝。   三、裂缝防止措施   （一）优化工程设计   工程开工前，认真组织审图，及时做好图纸会审工作，根据工程实际情况，提出合理化建议，达到防止楼板裂缝的目的。   提高楼板的强度和刚度是防止楼板开裂的有效措施，因此应适当增加楼板厚度和配筋率；合理调整建筑物“重心”和“形心”的位置，尽量让其重合，减少偏心倾斜。基础设计应与上部结构荷载相协调，确保建筑物均匀沉降；楼板筋设计应采用细径密排，最好采用双层双向钢筋，角部设置放射筋，预留洞口等薄弱部位应设置加强筋。水、电管线避免重叠、交叉。   （二）优化配合比设计   选用高性能混凝土。比如采用补偿性混凝土、在混凝土中掺入适量的膨胀剂，使混凝土产生微量膨胀来补偿其产生收缩。   严格控制水灰比。混凝土水灰比尽量控制在0.50以下，同时应控制水的总量，若采用泵送混凝土，水的用应控制在190Kg/m3以内，如果坍落度不能满足要求，应采用高效减水剂解决。水灰比的降低，将会提高混凝土的弹性模量，提高其抗裂性能；在保证混凝土强度的前提下，尽量降低水泥、砂含量，提高石子用量；一般民用建筑的梁板不做抗裂设计，施工单位在做混凝土配合比的试配过程中，也多对强度、和易性、是否泵送、早强等方面提出要求(除非大体积混凝土)，对施工过程中的温度收缩考虑较少，当外界数种不利因素同时发生时，配比方面的潜在影响就暴露出来了，所以，对重要建筑物，无论是否做抗裂设计，混凝土试配时应考虑这种因素。   （三）合理选用原材料   水泥。选用水化热较低的水泥；强度较高的水泥能减少水泥用量，有利于防裂；外加剂。选用减水率较高的高效减水剂以及性能优越的膨胀剂，泵送混凝土还掺入缓凝剂，最好选用复合型外加剂，既满足多种性能要求，又方便施工；掺合料。泵送混凝土宜选用优质的Ⅰ级粉煤灰。掺入量在水泥用量的12%～15%为宜；砂、石骨料。应选用中、粗砂，且砂中含泥量严格控制在3%以内。应根据泵送能力，尽量选用粒径较大的碎石，有条件时选用5～40mm粒径的级配石，采用非泵送方法浇捣混凝土有利于抗裂。   （四）加强施工过程控制   模板支撑系统应有足够的强度、刚度和稳定性。浇捣混凝土时应留置同条件的拆模试块，满足设计和施工要求时方可拆除模板。早拆体系应有独立的稳定系统，不得先拆后撑。后浇带部位的支撑不得提前拆除，防止改变梁、板的受力状态；应设置支撑筋来托起负弯距筋，使其具有足够的有效高度和保护层。角部放射筋的位置应严格绑扎到位，严禁踩踏。同时不得遗漏角部的构造筋；混凝土搅拌时严格计量，搅拌时间应保证在120s以上，确保拌制的混凝土均匀。混凝土采用二次复振和二次抹压；严格控制楼层标高，保证楼板的设计厚度；加强混凝土的养护。   四、总结语   现代高层建筑随着社会生产和科学技术的进一步发展，一大批先进的仪器和施工工艺越来越广泛地应用到施工中，这对设计、施工、监理也提出了越来越高的要求。我们要严把质量关，从而有效控制高层建筑中楼板裂缝的产生。