混凝土结构工程事故分析与处理

1、第三章 混凝土结构工程事故分析与处理,第一节 混凝土结构工程事故表现与处理 第二节 钢筋混凝土工程质量事故分析与处理 第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理 第四节 预应力混凝土工程质量事故分析与处理 本章小结,第一节 混凝土结构工程事故表现与处理,一、混凝土结构表层缺损 混凝土的表层缺损是混凝土结构的一项常见通病。在施工或使用过程中产生的表层缺损有麻面、蜂窝、表皮酥松、小孔洞、露筋、缺棱掉角等。这些缺损影响观瞻，使人产生不安全感。缺损也影响结构的耐久性，增加维修费用。当然，严重的缺损会降低结构承载力，引发事故。 二、混凝土结构裂缝 普通钢筋混凝土结构在使用过程中，出现细微的裂缝

2、是正常的、允许的（例如，一般构件不超过0.3mm）。但是，如果出现的裂缝过长、过宽就不允许了，甚至是危险的。许多混凝土结构在发生重大事故之前，往往有裂缝出现并不断发展,下一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故表现与处理,这点应特别注意。 三、因设计和计算失误引起的混凝土结构事故 （一）因设计方案引起的事故 1.事故原因 （1）房屋长度过长而未按规定设置伸缩缝。 （2）把基础置于持力层的承载力相差很大的两种或多种土层上而未妥善处理。 （3）房屋形体不对称，质量分布不均匀。 （4）主次梁支承受力不明确，工业厂房或大空间采用轻屋架而没有设置必要的支撑,下一页,上一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故

3、表现与处理,5）受动力作用的结构与振源振动频率相近而未采取措施。 （6）结构整体稳定性不够。 2.工程事故实例 例3-1某工程大梁塌落。 （二）因计算失误引起的事故 1.事故原因 （1）任务急，时间紧，计算和绘图错误而又未认真校对。 （2）荷载漏算或少算。 （3）抄了一个图或采用标准图后未结合实际情况复核，有的甚至认为原有设计有安全储备而任意减小断面，少配钢筋或降低材料强度等级,下一页,上一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故表现与处理,4）所遇问题比较复杂，而作了不妥当的简化。 （5）盲目相信电算，因输入有误或与编制程序的假定不符而输出结果并不正确也盲目采用。 （6）设计时所取可靠度不足或偏

4、低。 2.工程事故实例 例3-2人字形折梁因计算错误而倒塌。 四、因混凝土强度不足引起的事故 混凝土强度不足对结构的影响程度较大，可能造成结构或构件的承载能力降低，抗裂性能、抗渗性能、抗冻性能和抗侵蚀性能的降低，以及结构构件的强度和刚度下降,下一页,上一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故表现与处理,五、因施工管理与技术方面的原因引起的事故 （一）概述 施工管理与技术方面的问题也是引起混凝土结构工程事故的主要原因，其表现见表3-7。 （二）工程事故实例 1.因配筋失误而引起的事故 例3-4某工程枢架柱基础配筋方向错误而引发事故。 2.因材料不合格而引起的事故 例3-5骨料中混人膨胀性矿物引起事

5、故,下一页,上一页,返回,第一节 混凝土结构工程事故表现与处理,3.因模板问题而引发的事故 例3-6拆模过早引起倒塌。 （一）概述 因结构使用、改建不当引起事故的情况如图3-4所示。 （二）工程事故实例 例3-7某商场大楼改建不当引起倒塌,上一页,返回,第二节 钢筋混凝土工程质量事故分析与处理,一、钢筋混凝土梁、板结构承载力不足的原因及表现 （一）梁、板承载力不足的原因 梁、板承载力不足的主要原因见表3-8。 （二）梁、板承载力不足的事故表现及处理措施 1.正截面的破坏特征及处理措施 （1）破坏特征。钢筋混凝土梁板结构属受弯构件，正截面的破坏特征主要表现为裂缝的发生和发展。试验表明，受弯构件裂

6、缝出现时的荷载约为极限荷载的15002500。对于适筋梁，在开裂以后，随着荷载的增加表现出良好的塑性特征，并在破坏前，钢筋经历较大的塑性伸长，给人以明显的预兆,下一页,返回,第二节 钢筋混凝土工程质量事故分析与处理,但是，当实际配筋量大于计算值时，便成为实际上的超筋梁。超筋梁的破坏始自受压区，破坏时钢筋不能达到屈服强度，挠度不大。超筋梁的破坏是突然的，没有明显的预兆。 （2）处理措施。 1）如果是少筋梁，必须进行加固。可选用在受拉区增加钢筋的加固方法。 2）如果是适筋梁，则可根据裂缝的宽度、构件的挠度和钢筋的应力来判断是否进行加固。裂缝宽度与钢筋应力之间基本呈线性关系：裂缝愈宽，裂缝处应力愈高

7、。当采用在受拉区增加钢筋的方法加固时，应注意加筋后不致成为超筋梁,下一页,上一页,返回,第二节 钢筋混凝土工程质量事故分析与处理,3）如果是超筋梁，由于在受拉区进行加筋补强不起作用，因此必须采用加大受压区截面的办法或采用增设支点的办法进行加固。 2.斜截面的破坏特征 梁的斜截面抗剪试验表明，斜裂缝始自两种情况，一种是首先在构件的受拉边缘出现垂直裂缝，然后在弯矩和剪力的共同作用下斜向发展；另一种是出现在梁腹的腹剪斜裂缝，对于T形、I形等腹板较薄的梁，常在梁腹部中和轴附近首先出现这类裂缝，然后随着荷载的增加，分别向梁顶和梁底斜向发展,下一页,上一页,返回,第二节 钢筋混凝土工程质量事故分析与处理,

8、当箍筋配置数量过多时，箍筋有效地制约了斜裂缝的扩展，因而出现多条大致相互平行的斜裂缝，把腹板分割成若干个倾斜受压的棱柱体。 当箍筋配置数量过少时，斜裂缝一旦出现，箍筋承担不了原来由混凝土所负担的拉力，箍筋应力立即达到并超过极限强度，并产生脆性的斜拉破坏。 二、钢筋混凝土结构的补强加固方法 （一）增补受拉钢筋加固法 （二）改变受力体系加固技术 （三）粘贴钢板加固法 （四）增大截面加固法,下一页,上一页,返回,第二节 钢筋混凝土工程质量事故分析与处理,五）施工预应力加固法 （六）承载力加固的其他方法 1.梁的斜截面承载力加固 2.阳台、雨篷等悬臂构件的加固 三、钢筋混凝土柱的加固 （一）钢筋混凝土

9、柱承载力不足的原因 钢筋混凝土柱承载力不足的原因如图3-20所示,下一页,上一页,返回,第二节 钢筋混凝土工程质量事故分析与处理,二）钢筋混凝土柱的加固方法 钢筋混凝土柱的加固方法有增大截面法、外包钢法、预应力法等。现以增大截面法为例进行介绍。增大截面法又称外包混凝土加固法，是一种常用的加固柱子的方法。由于加大了原柱的截面及配筋量，不仅可提高原柱的承载力，还可降低柱子的长细比，提高柱子的刚度，取得进一步的加固效果,上一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,一、框架结构工程质量事故分析与处理 （一）现浇钢筋混凝土框架结构 1.常见质量事故 现浇钢筋混凝土枢架结构中柱、柱

10、梁连接常见质量事故如图3-22所示。 2.常见质量事故的原因分析 （1）柱平面错位质量事故原因分析。 1）放线不准确，使轴线或柱边线出现较大的偏差。 2）下层柱模板支立不垂直、支撑不牢或模板受到侧向撞击，均易造成柱上端移动错位。 3）柱、主筋位移偏差较大，使模板无法正位,下一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,2）柱弯曲、鼓肚、扭转质量事故原因分析。 1）造成柱弯曲的主要原因：模板刚度不够，斜向支撑不对称、不牢固，松紧不一致，浇筑混凝土时模板受力不一，造成弯曲变形。 2）造成鼓肚、窜角的主要原因：柱箍间距过大或强度、刚度不足，一次浇筑过高、速度太快，振捣器紧靠模板，

11、使混凝土产生过大的侧压力等引起模板变形，柱箍安装不牢固等。 3）造成柱截面扭转的主要原因：放线误差，支模未能按轴线兜方，上下端固定不牢，支撑不稳，上部梁板模板位置不正确和浇筑混凝土时碰撞等。 （3）柱主筋位移质量事故原因分析,下一页,上一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,1）柱箍筋绑扎不牢，模板上口刚度差，浇筑混凝土时施工不当引起主筋位移。 2）梁、柱节点内钢筋较密，柱主筋被梁筋挤歪，造成柱上端外伸主筋位移。 3）基础或柱的插筋位置不正确。 （4）梁柱交接部位强度达不到设计要求质量事故原因分析。 1）钢筋太密，浇筑混凝土的漏振均会引起该处混凝土的不密实。 2）主筋

12、设计错误或施工错误等均会造成主筋锚固不够。 3）由于该节点三个方向梁柱交叉，钢筋密集，再加上受传统施工工艺和顺序的影响，绑扎箍筋不方便，因此，施工中,下一页,上一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,往往造成箍筋遗漏。 （5）梁、板施工不当质量事故原因分析。 1）设计不合理。 2）施工顺序安排不当，特别是电气工和钢筋工的工序。先绑负筋时，部分电气管道压在上面，使负筋位置降低，影响结构承载力。 3）主次梁在柱头交接处钢筋重叠交叉，排列不当时，钢筋容易超过板面标高，要保证钢筋的保护层厚，必然使楼板加厚。 4）板内各种预埋管线过多，也可能形成露筋或其他质量通病。 （二）预制

13、钢筋混凝土框架结构 1.常见质量事故,下一页,上一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,预制装配钢筋混凝土框架结构施工不当，会引起梁、板、柱的质量事故。梁柱节点出现质量事故，会严重影响到框架结构的整体性和刚度。 （1）节点质量事故主要有：柱与柱、柱与梁、梁与梁之间的焊接质量差，以及箍筋加密不符合设计要求。 （2）预制框架柱施工的质量事故主要有：柱平面位置扭转、柱安装垂直偏差、柱安装标高错误等。 1）造成柱平面位置扭转的主要原因：吊装中弹线对中不准确、定位轴线不准等。 2）造成柱垂直偏差的主要原因：安装时校正不对，焊接顺序和质量影响了柱的垂直度,下一页,上一页,返回,第

14、三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,3）造成柱安装标高错误的主要原因：预制柱长度误差大，安装前未及时检查处理，定位钢板标高误差等。 2.事故实例 例3-12某了电站主厂房框架结构出现裂缝。 二、液压滑升模板工程质量事故分析与处理 （一）构筑物滑模施工 1.常见质量事故 构筑物滑模施工的常见构筑物主要有烟囱、筒仓、电视塔、水塔等。在这些构筑物的滑模施工中，常见的质量事故主要有滑升扭转、滑升中心水平位移、水平裂纹等,下一页,上一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,2.常见质量事故原因分析 （1）滑升扭转质量事故原因分析。 1）液压提升系统布置不合理，各千

15、斤顶提升之间存在提升时间差，先提升者过载，支承杆出现过载弯曲。 2）滑升模板设计不合理，组装质量差。 3）滑升操作平台荷载不均，使荷载大的支承杆发生纵向挠曲，出现导向转角。 4）千斤顶爬升不同步，造成部分支承杆过载而弯折倾斜，致使结构向荷载大的一方倾斜。 （2）滑升中心水平位移质量事故原因分析。 1）风力等外力影响,下一页,上一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,2）千斤顶提升不同步，使操作平台倾斜，在操作平台自重力水平分力作用下，操作平台向低侧方向移动。 3）操作平台上荷载不均，如平台一侧人员过分集中，混凝土临时堆放点选择不当，以及混凝土卸料冲击力等，都会造成操作

16、平台倾斜，导致中心位移。 （3）水平裂纹质量事故原因分析。 1）模板设计不合理，刚度较差，在施工动载、静载、附加荷载（如纠偏荷载）的作用下模板结构变形，也可能会造成滑升水平裂纹。 2）模板与结构表面的摩阻力过大。构筑物滑升模板时，摩阻力包括模板与混凝土之间的钻结力、吸附力，新浇混凝土的,下一页,上一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,侧压力，千斤顶不同步模板出现倒锥现象或侧斜等而增加的摩阻力。在正常情况下，模板滑升摩阻力与外界气温高低、混凝土在模板内的停留时间有关。在滑升施工中，施工程序、混凝土浇筑方法、施工组织等都和停留时间有关。只要以上某一环节安排不当，使模板内

17、混凝土停留时间过长，加大了摩阻力，都可能造成滑升水平裂纹。 （二）高层和多层建筑滑模施工 1.常见质量事故 高层和多层建筑滑模施工过程中，常见的质量缺陷主要有滑升中心水平位移、水平裂纹、表面钻结、框架结构中的柱子掉角等,下一页,上一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,2.常见质量事故原因分析 （1）表面钻结质量事故原因分析。 1）模板上钻结物过多，未及时清理。 2）停滑措施不及时或不适当，引起模板钻结。 3）各部位浇筑速度不一致，造成不同部位混凝土凝固时差，使脱模措施不能全面收效。 （2）柱掉角质量事故原因分析。 1）在柱角部位，模板极易钻结灰浆、混凝土等钻结物，加

18、大了摩擦阻力，极易造成柱角拉裂或掉角,下一页,上一页,返回,第三节 特殊工艺钢筋混凝土结构工程质量事故分析与处理,2）被拉裂的混凝土碎渣，被柱子钢筋阻止在模板内，形成夹渣，成为模板与低强混凝土之间的扰动因素，进一步损害了柱面质量。 3）柱角混凝土实际上是柱面主筋的保护层，其内聚力较小，受到柱面两侧摩阻力的作用，在模板提升时钻结力及摩阻力远较平面滑升部位大，加上初期混凝土强度很低，致使柱角部位混凝土拉裂脱落,上一页,返回,第四节 预应力混凝土工程质量事故分析与处理,一、预应力混凝土工程事故常见的原因 预应力混凝土工程对材料要求高，对施工工序要求严，稍有不慎则易发生事故。引起事故的常见原因如图3-

19、29所示。 二、预应力筋与锚具、夹具事故处理 （一）预应力筋事故处理 预应力筋的质量控制在国家相关规范中有许多具体的规定，在施工各道工序中，都要按照规定进行认真的试验检验，发现不符合设计要求和规范规定的预应力筋，一般都采用更换的方法处理，少数情况作降级处理。 （二）锚具、夹具事故处理 预应力锚具、夹具的质量控制较严，国家已颁发了预应力,下一页,返回,第四节 预应力混凝土工程质量事故分析与处理,筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程（JGJ 85-2002）。锚具、夹具使用前都应严格按规范、规程的规定进行试验、检验。发现不符合有关规定和设计要求时，一般都采用重新更换合格品的方法处理。例如螺封端杆锚具冷拉或张拉时发生塑性变形，钢筋锚具硬度过低造成钢筋滑脱、锚具夹片碎裂或夹片无齿等，均可通过更换的合格品来进行处理。 三、后张法预应力混凝土构件制作质量事故处理 后张法预应力混凝土构件制作中常见的问题有：预留孔道塌陷、堵塞、弯曲；预留孔洞位置不正；屋架下弦弯裂缝等,下一页,上一页,返回,第四节 预应力混凝土工程质量事故分析与处理,四、预应力钢筋张拉事故处理 （一）预应力筋张拉和放张事故 预应力筋张拉和放张事故处理如图3-33所示。