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文档简介
1、西南科技大学城市学院建筑工程技术行业综合能力提升实训 毕业设计 项目名称: 质量事故分析与处理 学生姓名: 学 号: 班 级: 专 业: 指导教师: 教师职称: 2016年01月20日 I西南科技大学城市学院建筑工程技术行业综合能力提升实训质量事故分析与处理主要内容:自中国改革开放以来,建筑业便开始飞速蓬勃发展,三十余年间,一栋栋高楼平地而起,为中国之崛起贡献巨大,建筑业也随之成为中国经济的支柱。但是,套用中国一句古话,外行看热闹,内行看门道,真的接触到这一行,才知道建筑并非简简单单的堆砌,这里面设计到的专业性非常广:设计、勘测、材料、施工、监理等,一项达不到国家规定标准,都有可能形成难以想象
2、的灾难。工程质量事故虽可怕,但却完全是可以避免的,故,本文主要便是分析建筑工程质量事故产生的原因,防微杜渐。本文通过一系列书籍查阅以及现场考证,总结分析了建筑工程质量事故产生的原因、处理、预防。关键词:质量事故;坍塌;分析;处理。西南科技大学城市学院建筑工程技术行业综合能力提升实训目 录第1章 概述11.1建筑工程质量事故的分类31.1.1根据工程质量事故造成的人员伤亡或者直接经济损失划分31.1.2按质量事故产生的原因分类31.1.3按事故责任分类31.2 质量事故的特点41.2.1 复杂性41.2.2 严重性41.2.3 可变性41.2.4 多发性51.3 事故报告51.3.1 工程质量事
3、故书面报告内容包括51.4 事故调查和处理61.4.1 工程质量事故原因分析及处置权限61.4.2 工程质量事故责任者的划分61.4.3 处罚条例7第2章 常见工程质量事故原因及处理方法82.1 地基基础不均匀沉降82.1.1 地基基础不均匀沉降对房屋结构的危害及原因分析92.1.2 治理对策研究132.2 基坑工程事故152.2.1 周围环境破坏162.2.2 支护体系破坏172.2.3 土体渗透破坏192.2.4 处理措施212.3 砌体结构工程事故232.3.1 砌体结构事故产生的原因及防治措施232.4 钢筋混凝土事故26西南科技大学城市学院建筑工程技术行业综合能力提升实训2.4.1
4、现浇板裂缝272.4.2 预埋线管处的裂缝防治282.4.3 由混凝土引起裂缝的原因282.4.4 混凝土的加固方法31第3章 建筑工程事故案例分析333.1 砌体结构事故分析与处理实例333.1.1 工程概况333.1.2 事故处理方案333.2 钢筋混凝土事故案例343.2.1 工程概况343.2.2 裂缝检测343.2.3 原因分析353.2.4 处理措施353.3 某混凝土结构工程检测鉴定及裂缝成因分析363.3.1 工程概况363.3.2 现场调查与检测363.3.3 原因分析403.3.4 处理措施40结论42参考文献43第1章西南科技大学城市学院建筑工程技术行业综合能力提升实训第
5、1章 概述自改革开放以来,中国经济呈质一般飞速发展,但是,在飞速发展之中,也有越来越多的社会矛盾争相暴露出来:生产商品质量不合格、粗制滥造比比皆是,这里面的原因很多,有社会发展过快所带来的浮躁心理,但更多的,而是对各行业操作的不懂,专业知识的匮乏。建筑业,中国的支柱产业,养活了多少中国人,但是,就是这个产业,却让国人伤透脑筋。施工过程中的突然倒塌,交付使用过程中的贯穿裂缝、漏水、变形亦或是倒塌,让人头疼不已,造成巨大经济损失,甚至是生命。国家也明白利弊,于是对建筑业立法规范,法律虽从宏观层面上改善了这种情况,但是,不规范行为依旧比比皆是。郑州市内一栋正在施工的建筑工地发生坍塌,造成严重的经济损
6、失与人员伤亡。这样的例子不胜枚举。总的来说,一栋合格的建筑产品,必须满足以下三个基本要求:1、安全性。在正常施工和正常使用的条件下,结构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏;在偶然事件发生后,结构仍能保持必要的整体稳定性。例如,厂房结构平时受自重、吊车、风和积雪等荷载作用时,均应坚固不坏;而在遇到强烈地震、爆炸等偶然事件时,容许有局部的损伤,但应保持结构的整体稳定而不发生倒塌。2、适用性。在正常使用时,结构应具有良好的工作性能。如吊车梁变形过大会使吊车无法正常运行、水池出现裂缝便不能蓄水等,都影响正常使用,需要对变形、裂缝等进行必要的控制。3、耐久性。在正常维护的条件下,结构应能在
7、预计的使用年限内满足各项功能要求,也即应具有足够的耐久性。例如,不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命。安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性。显然,采用加大构件截面、增加配筋数量、提高材料性能等措施,总可以满足上述功能要求,但这将导致材料浪费、造价提高、经济效益降低。一个好的设计应做到既保证结构可靠,同时又经济、合理,即用较经济的方法来保证结构的可靠性,这是结构设计的基本准则。1.1建筑工程质量事故的分类根据建质2010111号文件规定,“工程质量事故,是指由于建设、勘察、设计、施工、监理等单位违反工程质量有关法律法规和工程建设标准,使工程产生结构安全、重要使用功能等
8、方面的质量缺陷,造成人身伤亡或者重大经济损失的事故。”1.1.1根据工程质量事故造成的人员伤亡或者直接经济损失划分根据工程质量事故造成的人员伤亡或者直接经济损失,工程质量事故分为4个等级:1、特别重大事故,是指造成30人以上死亡,或者100人以上重伤,或者1亿元以上直接经济损失的事故;2、重大事故,是指造成10人以上30人以下死亡,或者50人以上100人以下重伤,或者5000万元以上1亿元以下直接经济损失的事故;3、较大事故,是指造成3人以上10人以下死亡,或者10人以上50人以下重伤,或者1000万元以上5000万元以下直接经济损失的事故;4、一般事故,是指造成3人以下死亡,或者10人以下重
9、伤,或者100万元以上1000万元以下直接经济损失的事故。1.1.2按质量事故产生的原因分类1、技术原因引发的事故指在工程项目实施中由于设计、施工在技术上的失误造成的质量事故。2、管理原因引发的事故指在管理上的不完善或失误引发的质量事故。3、社会经济原因引发的事故指由于经济因素及社会上存在的弊端和不正之风导致建设中的错误行为,而造成的质量事故。1.1.3按事故责任分类1、指导责任事故指由于工程指导或领导失误而造成的质量事故。2、操作责任事故指在施工过程中,由于操作者不按规程或标准实施操作,而造成的质量事故。3、自然灾害事故指由于突发的严重自然灾害等不可抗力造成的质量事故。1.2 质量事故的特点
10、工程质量事故具有复杂性、严重性、可变性和多发性的特点。1.2.1 复杂性建筑生产与一般工业相比具有产品固定,生产流动;产品多样,结构类型不一;露天作业多,自然条件复杂多变;材料品种、规格多,材质性能各异;多工种、多专业交叉施工,相互干扰大;工艺要求不同,施工方法各异,技术标准不一等特点。因此,影响工程质量的因素繁多,造成质量事故的原因错综复杂,即使是同一类质量事故,而原因却可能多种多样截然不同。例如,就钢筋混凝土楼板开裂质量事故而言,其产生的原因就可能是:设计计算有误;结构构造不良;地基不均匀沉陷;或温度应力、地震力、膨胀力、冻涨力的作用;也可能是施工质量低劣、偷工减料或材质不良等等。所以使得
11、对质量事故进行分析,判断其性质、原因及发展,确定处理方案与措施等都增加了复杂性及困难。1.2.2 严重性工程项目一旦出现质量事故,其影响较大。轻者影响施工顺利进行、拖延工期、增加工程费用,重者则会留下隐患成为危险的建筑,影响使用功能或不能使用,更严重的还会引起建筑物的失稳、倒塌,造成人民生命、财产的巨大损失。例如,1995年韩国汉城三峰百货大楼出现倒塌事故死亡达400余人,在国内外造成很大影响,甚至导致国内人心恐慌,韩国国际形象下降;1999年我国重庆市綦江县彩虹大桥突然整体垮塌,造成40人死亡,14人受伤,直接经济损失631万元,在国内一度成为人们关注的热点,引起全社会对建设工程质量整体水平
12、的怀疑,构成社会不安定因素。所以对于建设工程质量问题和质量事故均不能掉以轻心,必须予以高度重视。1.2.3 可变性许多工程的质量问题出现后,其质量状态并非稳定于发现的初始状态,而是有可能随着时间而不断地发展、变化。例如,桥墩的超量沉降可能随上部荷载的不断增大而继续发展;混凝土结构出现的裂缝可能随环境温度的变化而变化,或随荷载的变化及负担荷载的时间而变化等。因此,有些在初始阶段并不严重的质量问题,如不能及时处理和纠正,有可能发展成一般质量事故,一般质量事故有可能发展成为严重或重大质量事故。例如,开始时微细的裂缝有可能发展导致结构断裂或倒塌事故;土坝的涓涓渗漏有可能发展为溃坝。所以,在分析、处理工
13、程质量问题时,一定要注意质量问题的可变性,应及时采取可靠的措施,防止其进一步恶化而发生质量事故;或加强观测与试验,取得数据,预测未来发展的趋势。1.2.4 多发性建设工程中的质量事故,往往在一些工程部位中经常发生。例如,悬挑梁板断裂、雨篷坍覆、钢屋架失稳等。因此,总结经验,吸取教训,采取有效措施予以预防十分必要。1.3 事故报告工程事故能发生在工程每一个方面,其中包括土方工程、地基与基础工程、砌筑工程、混凝土结构工程、结构安装工程、屋面及防水工程等方面,甚至放线测量错误,不按设计和施工规范要求施工而造成工程质量低劣、强度不够、结构尺寸或建筑安装位置偏离等不符合设计文件或达不到该工程所采用的国家
14、质量标准,都属于工程事故。可以说,任何人都不希望发生工程事故,但是,一当工程质量事故发生,则必须采取行动措施处理事故。工程质量事故发生后,事故发生单位(项目部或作业队)必须立即采取紧急处理措施(包括暂时停工),及时向指挥部安全质量部报告,各项目部同时向其上级主管单位报告;指挥部安全质量部12小时之内填写质量事故单报告监理站、和成绵乐公司相关部门。发生重大质量事故,造成人员伤亡还应及时向检察院、安全生产监督管理局等部门报告。1.3.1 工程质量事故书面报告内容包括1、工程项目、时间、地点及建设相关单位;2、简要经过、伤亡人数、直接经济损失情况;3、原因初步分析;4、采取的应急措施及事故控制情况;
15、5、处理方案及工作计划;6、事故报告单位。1.4 事故调查和处理事故发生后,事故单位应当保护事故现场,采取有效措施抢救人员和财产,防止事故扩大;妥善保存事故现场重要痕迹、物证,并拍照或录像;凡影响下一道工序的工程质量事故,未经处理前应做出隔离标识,并不得继续施工,以免事故进一步扩大。监理站接到质量事故报告后,随即组织有关人员现场查看,同时根据事故现场情况下达指示。指挥部根据监理站的指示,立即采取相应措施,查清事故原因并提出处理意见报监理站,抄报项目部、项目管理室,并确定质量事故等级。 对工程质量事故的调查处理,必须严格按照“四不放过”的原则,即事故原因没有查清楚不放过,事故责任者没有得到严肃处
16、理不放过,广大职工没有受到教育不放过,防范措施没有落实不放过。1.4.1 工程质量事故原因分析及处置权限1、当发生工程质量问题时,由事故单位(项目部)根据相关单位的要求对不满足要求的实体建筑进行返工处理并达到要求为止。2、工程质量事故的处理,还应遵循有关行业、地方政府的有关规定,按工程质量事故的性质确定处理权限,报告并接受有关部门的检查、调查。1.4.2 工程质量事故责任者的划分在事故责任分析时,根据事故调查所确认的事实,通过对直接原因和间接原因的分析,确定事故中的责任人;1、主要责任者:是指在其职责范围内,不履行或者不正确履行职责,对造成的损失负主要责任的人;2、次要责任者:是指在其职责范围
17、内,不履行或者不正确履行职责,对造成的损失负次要责任的人;3、主要领导责任者:是指在其职责范围内,对直接主管的工作不负责任,不履行或者是不正确履行职责,对造成的损失负主要领导责任的管理者;4、次要领导责任者:是指在其职责范围内,对应管的工作或者参与决定的工作,不履行或者不正确履行职责,对造成的损失负次要领导责任的管理者。1.4.3 处罚条例凡隐瞒事故、因质量事故受到业主书面批评或受到社会媒体、行业、政府的通报批评,造成了恶劣的社会影响,将按相关规定对有关责任者和领导责任者进行加重处罚。1.4.3.1 有下列情况之一者,按隐瞒事故处理:1、发生质量事故后,不按规定时间上报、谎报或擅自处理的;2、
18、事故发生后,有意破坏现场,阻碍、干扰调查工作正常进行以及提供伪证者;3、事故发生后使用掩饰手段未如实上报者;4、有意缩小事故损失,降低事故等级者;5、没有按本规定向主管部门逐级上报的。1.4.3.2 有下列情节之一的,对有关责任者可以从轻处罚或减轻处分:1、工程质量事故发生后,主动采取有效措施防止事故扩大,减少了事故损失的;2、采用“四新”(新工艺、新技术、新材料、新设备)技术,在施工过程中已按相关规定施工而发生质量事故的。1.4.3.3 有下列情形之一的,对有关责任者从重处罚或加重处分:1、工程质量事故在社会上造成恶劣影响的,严重影响集团公司声誉的;2、无视国家和企业的规范、规章、规定,不听
19、指挥、违章指挥造成事故的;3、拒绝调查组查询或拒绝提供与工程质量事故有关情况资料的。对非施工单位原因造成的工程质量事故,不属本规定的处理范围,但项目部必须按本规定要求上报,以便有关部门及人员协同有关单位、部门处理。第2章 常见工程质量事故原因及处理方法在建筑工程的施工过程中,质量事故的产生是不可避免的,如果能够对相应的工程质量事故采取合理化、规范化的剖析,然后总结出最佳解决方案并予以实施,不但能够提高建筑设计的施工水平,而且更加有利于维修改造项目的实施。常见的建筑工程质量事故如下:房屋建筑主体结构事故、地基与基础工程事故、火灾与爆炸事故。而常见的质量事故产生原因有:管理不善、地质勘察失误、设计
20、失误、违反基本建设程序、建筑材料制品质量低劣、施工质量差不达标、使用改建不当、灾害性事故,这些原因很普遍,但也并非适应每一个发生的事故,总的来说,便是要对症下药,依据事故科学分析,这样才能起到真正的作用。下面就针对建筑工程质量事故产生的原因进行简要分析,并且给出合理的处理方案。2.1 地基基础不均匀沉降近年来,国民经济迅速发展和综合国力不断增强,城乡建设得到迅速发展,我国在建筑设计、结构设计、施工技术和施工管理等方面有了迅速的提高。但是我们也必须看到,当前建筑工程仍然存在着很多质量问题,有些问题直接影响着建筑物的使用,浪费国家财产危及人民生命安全。在工程建设中常常遇到地基基础不均匀沉降的问题,
21、这一问题一直影响着工程的使用。许多砌体结构、混凝土结构等建筑物在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝,这是一个相当普遍的现象。分析产生裂缝的主要原因有:1、地基基础的不均匀沉降引起裂缝;2、地基不均匀冻胀引起裂缝;3、温差影响引起裂缝;4、地震引起裂缝等等。据调查统计,地基基础的不均匀沉降导致的裂缝在砌体结构和混凝土结构开裂事故中占有很高的比例。因此,深入研究基础不均匀沉降引起混合结构和框架结构危害的问题,提出行之有效的防治加固措施具有重要的学术意义和工程应用价值。2.1.1 地基基础不均匀沉降对房屋结构的危害及原因分析建筑物因地基问题所引起的破坏一般有两种:一种是由于地基土在建筑物荷
22、载作用下产生压缩变形,引起基础过大的沉降或沉降差,使上部结构倾斜、开裂以致毁坏或失去使用价值;另一种是由于建筑物的荷载过大,超过了基础下持力层所能承受的能力而使地基产生滑动破坏。众所周知,软土地基都是压缩性高,沉降量大,且沉降稳定历时时间长;沉降量大意味着产生不均匀沉降的可能性也就越大。在荷载的作用下,软土地基由于土的各向异性引起的不均匀沉降,一般难以计算,且同基础由于基底附加应力分布不均和土层压缩厚度范围内的分布不均引起的不均匀沉降相比,均不可忽略不计。2.1.1.1地基基础不均匀沉降对房屋结构的危害供人们从事生产、生活使用的各类建筑物,不论是高耸入云的摩天大厦,还是玲珑的建筑小品,它们都要
23、座落在地球表面下一定深度的岩土地层上。在土力学及基础工程领域里,通常把直接支承建筑物的这一部分岩土地层统称为地基。在建筑物及其荷载作用下,或经地表浸水、地下水升降变化、地震以及地下采动等其它多种因素的复合影响,地基将发生变形。因地基变形使建筑物离开其建筑时的初始位置,沿重力方向移动的现象就称作建筑沉降。沉降对建筑物的危害表现为:1、不均匀沉降导致建筑物倾斜。例如闻名于世的意大利比塞塔由于建造在不均匀高压缩性上,致使塔基产生不均匀沉降,北侧下沉1米多,南侧下沉有3米,塔身侧移达5.8米之多。意大利比塞斜塔 上海锦江饭店2、导致建筑物严重下沉。例如上海锦江饭店建在软土地基上.,建筑物绝对沉降达2.
24、6m,使原底层陷入地下,成了半地下室,严重影响使用。3、不均匀沉降导致混合结构房屋墙体开裂。例如清华大学供应科库房楼,竣工后仅一年,墙体开裂,使用三年后,全楼共出现33条大裂缝,成为危房。4、不均匀沉降导致建筑物基础断裂。例如东南大学教工住宅在筏板基础浇筑完毕尚未砌墙时,筏板基础横向断裂,缝长超过6米,缝宽1 - 5毫米。清华大学供应科库房楼东南大学教工住宅基础断裂由此可见,不均匀沉降对房屋结构造成的危害最为严重,不仅使基础出现裂地基不均匀沉降对房屋的危害分析及治理对策研究缝,而且使上部结构开裂,甚至房屋整体倾斜。清华大学供应科库房楼 东南大学教工住宅基础断裂2.1.1.2 地基基础不均匀沉降
25、的原因分析引起房屋结构地基基础不均匀沉降的原因是多方面的,主要可分为两大类: 1、来自地基方面的原因通常情况下地基是土,是一种松散的颗粒体,颗粒间存在着孔隙,侧限压缩实验表明,随着外荷载的增加,土体孔隙比e逐渐减小,两者变化关系如下图所示。由此可见,土体中孔隙的存在使土体具有可压缩性,是导致建筑物沉降的内在原因。压缩曲线影响土层在压缩层厚度范围内的不均匀性的因素主要有: 1、地基土的压缩性土的不均匀性通常表现在有多种不同的组成和特性的土类,并以透镜体或局部的不规则地层出现。在这种情况下,浅基础下地基的不均匀沉降很大,且是难免的。通常根据本地土的成型历史对不均匀沉降也有很大影响。拟建场地的相邻建
26、筑打过桩,由于振动,土的絮状结构受到破坏,强度明显降低,甚至成流动状态,则建房后,沉降则明显大于同类土,且靠近桩基部分的房屋沉降大。沉降和沉降差随桩的长短、打桩的时间早晚显著变化。一般情况下,桩越长,打桩的时间发生得越迟,它们的量值越大。另外,拟建场地的一侧建过房、预压过或由于井点降水,造成地下水下降等,均会引起较大的不均匀沉降。2、其它影响软土地基上浅基础不均匀沉降的因素(1)加载速率的影响。对于荷载条件,我们通常认为是静力加载,忽略惯性的作用。其对不均匀沉降的影响主要表现为:在荷载的作用下,一方面软土中的剪应力产生剪切变形,导致强度的降低;另一方面,饱和粘性土有条件排水固结,抗剪强度随时间
27、增长,加载速率小,后一方面起主导作用;反之,前一方面起主导作用。抗剪强度的降低往往会引起软土地基的局部剪切破坏,甚至整体剪切破坏,而使建筑物严重倾斜。在某种情况下(不超过允许的变形条件),增加荷载速率对软土地基的不均匀沉降有调整作用,对不均匀沉降引起的开裂有控制作用,体现在:当上部结构荷载有明显差异时,首先施加和适当增大承受荷载大的基础的加载荷速率,对不均匀沉降有调整作用;大量的工程实践证明,竣工后半年到一年内是建筑物不均匀沉降发展最为迅速的时期,也是建筑物最易产生开裂的时间,其原因是建筑物在施工期内,由于砌体强度未达到设计要求,有一定的塑性能适应施工期的大部分不均匀沉降,很少开裂。因此采用施
28、工期内增加荷速率,提高施工期内沉降量的比重,可适当减少建筑物在使用中由于不均匀沉降产生的开裂。(2)地基中局部的管道漏水,化粪池的渗水或外溢。设计或施工中漏掉散水明沟,使土体产生液化,改变土体的力学性能,降低其承载力。(3)土季节性的湿度变化。如树木生长季节常易使土层干缩,而在休眠季节则会是土层湿度过大。有资料表明:最好使树木的位置,离开浅基础的距离大于树木最终高度。3、来自房屋结构方面的原因(1)上部结构的平面不规则和体型变化复杂在软土地基中会引起很大的不均匀沉降。平面形状复杂的建筑物,纵、横单元交叉处基础密集,地基中由于单元荷载产生的附加应力相互重迭,必然出现比别处大的沉降,加之建筑物的整
29、体性差,各部分的刚度不对称,很容易遭受地基不均匀沉降的损坏;建筑物体型复杂,高低(或轻重)变化较大,地基各部分所受的荷载轻重不同,自然容易出现过量的不均匀沉降。(2)基础相对刚度基础作用的强弱取决于基础与地基的相对刚度、土的压缩性以及基底下塑性区的大小。柔性基础的基底反力分布与作用于基础上的荷载分布完全一致;均布荷载下柔性基础的基底沉降是中部大、连缘小。刚性基础受荷后,基础不弯曲,原来是平面的基底,沉降后仍然保持平面;一般说来,无论是粘性土还是无粘性土地基,只要基础埋深和基础面积足够大,而荷载不太大时,基底反力均呈马鞍形;另外,刚性基础能够跨越基底中部,将所承担的荷载集中地传至基底边缘。总之,
30、当基础相对愈刚时,随着基础挠曲的减少,基底反力的分布与荷载的分布愈不一致,基础不利截面的弯矩和剪力也将相应增大。一般认为基础的梁越长,基础的刚度越弱,则在软土地基设计中,基础梁地基不均匀沉降对房屋的危害分析及治理对策研究纵向不要伸入外挑的底板;基础断面越高,基础刚度越强;基床系数的取值对基础的刚度影响很大。(3)相邻基础(荷载)的影响地基中附加应力的向外扩散,使得相邻建筑物的沉降相互影响,造成不均匀沉降。其表现形式主要有以下几方面:同一栋房子的基础彼此靠得很近,若荷载差异小,基础的面积接近,则不均匀沉降小,反之则不均匀沉降大。基础上及其附近有大面积堆载。如填土、生产堆料等,若荷载小,距离远,则
31、基础的倾斜小。相邻建筑物的距离越近,且埋深差异越大,引起的相互不均匀沉降越大。后建的建筑物最好把埋深置在与原房大致相同的位置,对于靠近或低于相邻基础原挖土边缘,都必须防止相邻建筑丧失侧向支承或覆盖压力而产生侧向或竖向位移。如果必须埋置不同深度,相邻基础的间距应大致为相邻基底高差的两倍。打桩在软土地基中对于相邻建筑的影响靠得越近产生的不均匀沉降越大。有的资料认为:在粘性土中打桩可以引起建筑物不均匀沉降的土层厚度约等于打入土中桩的长度。2.1.2 治理对策研究国内外工程事故实例及理论研究表明,控制建筑物地基不均匀沉降应从以下几个方面着手:1、保证勘察报告的真实性和可靠性。地质钻探报告是一门专门的科
32、学,来不得半点虚假。钻探报告是设计人员的主要设计依据,必须提高地质勘测人员的业务水平、政治素质和职业道德素质,加强责任感,这样才能使钻探报告具有真实性和可靠性。2、设计阶段要切实做好数据收集及按规范合理设计,采取多种措施,增强结构的基础刚度和整体刚度。具体体现在:(1)建筑措施平面形状应力求简单,规则整齐,尽量避免形状复杂,阴角太多;避免建筑物有显著的高差或荷载差异。在软土地区建筑物的不均匀沉降事故中,往往以有高度差异或荷载差异的建筑物为多见,尤其是高、低或轻、重单元连成一体未设置沉降缝时易发生。对于长度较大的建筑物,应考虑在适应部位设置沉降缝;对于平面图形复杂的,或有层高高差及荷载显著不同的
33、建筑物,要在其转折处,层高高差处或荷载显著不同的部位设置沉降缝,此外在地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同处都宜设置沉降缝。另外,应考虑相邻建筑物的影响。建筑物荷载不仅使建筑物地基土产生压缩变形,而且由于基底压力扩散的影响,在相邻范围内的土层,也将产生压缩变形,这种变形随着相邻建筑物距离的增加而逐渐减少,由于软弱地基的压缩性很高,当两建筑物之间距离较近时,常常造成邻近建筑的倾斜或损坏。(2)结构措施控制建筑物的长高比。长高比是保证混合承重结构建筑物刚度的主要因素。长高比大建筑物,调整地基不均匀变形的能力就差,相反,如将建筑物长高比限制在一定范围内,它就具有较大的调整地基不均匀变形的能
34、力。实践证明,建筑物的长高比控制在2.5至3之间时,可减少建筑物的相对弯曲,房屋不易出现裂缝。合理布置纵横墙。承重结构的墙身是房屋挠曲的主要受力构件,它具有调整基础不均匀变形的能力。纵、横墙的布置合理与否,对建筑物的整体刚度影响很大。如纵墙贯通而横墙密布,则犹如空腹多肋深梁,刚度很大,这时基础沉降也较均匀。设置圈梁。在建筑物的墙体设置钢筋混凝土圈梁的主要作用是增强建筑物的整体性。它在一定程度上能防止或减少裂缝的出现,即使出现了裂缝也能阻止裂缝的发展。建筑物的楼、屋盖应尽可能采用现浇整体钢筋混凝土结构,这样有利于增强房屋结构的整体性,调整内力,减轻不均匀沉降对结构造成的损害。(3)地基和基础措施
35、多层房屋的地基基础设计必须控制变形值,设计单位必须进行基础最终沉地基不均匀沉降对房屋的危害分析及治理对策研究降量和偏心距离的验算。且基础最终沉降量应当控制在建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定的限值以内。当天然地基不能满足建筑物沉降变形控制要求的,必须采取技术措施,一般可采用打预制钢筋硅短桩等方法处理。同一建筑物尽量采用同一类型的基础并埋置于同一土层中。3、从施工入手,切实提高施工质量(1)加强原材料的进场验收,严禁将不合格的材料用于建筑工程上。对计量器具进行检测,并对计量工作派专人监控。(2)砌体组砌形式一定要根据所砌部位的受力性质和砖的规格来确定。一般采用一顺一顶,上下顺砖
36、错缝的砌筑法,以大大提高砌筑墙体的整体性,当利用半砖时,应将半砖分散砌于墙中。同时也要满足搭接砖长的要求。(3)正确设置拉结筋。砖墙砌筑前,应事先按标准加工好拉结筋,避免拿错钢筋,且使用前进行技术交底。(4)不准任意留直搓甚至阴搓,将直接影响到墙体整体性。为此要加强对操作工人的教育,须保证构造柱马牙搓高度,转角及抗震设防地区临时间断处不得留直搓;严禁在任何情况下留阴搓。(5)加强房屋的沉降检测。施工期间,施工单位必须按设计要求及规范标准埋设专用水准点和沉降观测点。主体结构施工阶段,每结构层沉降观测不少于一次;主体结构封顶后,沉降观测2个月不少于一次。监理单位必须进行检查复测,并将数据列入工程质
37、量评估内容。2.2 基坑工程事故万丈高楼平地起,一切建在基础中,而基础,却是依托基坑而起。近年来,随着经济高速发展,寸土寸金在我国这个土地、人口大国已全面展开,低层与多层建筑已无法满足我国商品房的发展,摩天大厦、高层楼房早已是商品楼盘的主流,随之,基础埋深也由以前的一两米逐渐发展到现在的十米、二十米甚至更深,从上俯瞰着这个巨大的池塘,感叹之余,殊不知它早已在事故阴霾之中,坍塌、滑坡,屡见不鲜。基坑工程事故具有普遍性,出于各种各样的因素每年都会发生一些事故,小者产生一些经济损失,大者会产生极恶劣的社会影响甚至人身伤害事故。基坑工程事故类型很多。在水土压力作用下,支护结构可能发生破坏,支护结构形式
38、不同,破坏形式也就不同。渗流可能引起流土、流砂、突涌,造成破坏,围护结构变形过大及地下水流逝,引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程事故,粗略地划分,基坑工程事故形式可分为:1、周围环境破坏;2、支护体系破坏;3、渗透破坏;2.2.1 周围环境破坏1、支护结构变形引起的沉降在深基坑工程施工过程中,会对周围土体有不同程度的扰动,一个重要影响表现为引起周围地表不均匀下沉,从而影响周围建筑、构筑物及地下管线的正常使用,严重的造成工程事故。引起周围地表沉降因素大体有:墙体变形;基坑回弹、隆起;井点降水地层固结;抽水造成砂土损失、管涌、流砂等,在这些因素中,又以前三种为主。2、基坑降水引起的沉降在深基
39、坑开挖过程中,降低地下水位过大或围护结构有较大变形时,可能会引起基坑周围地面沉降,若不均匀沉降过大时,还有可能引起建筑物倾斜,墙体、道路及地下管线开裂等严重问题。2010年1月南宁市中兴街路面开裂2.2.2 支护体系破坏1、围护体系折断由于施工抢进度,超量挖土,支撑架设跟不上,是围护体系缺少大量设计上必须的支撑,或者由于施工单位不按图施工,抱侥幸心理,少加支撑,致使围护体系应力过大而折断或支撑轴力过大而破坏或产生大变形。2008年苏州某基坑工程2、围护体整体失稳模式基坑开挖后,土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。3、围护体踢脚破坏模式由于基坑围护墙体插入基坑底部深度
40、较小,同时由于底部土体强度较低,从而引发围护墙底向基坑内发生较大的“踢脚”变形,同时引起坑内土体隆起。4、坑内土滑坡,使内支撑失稳在地铁车站那样的长条形基坑内区放坡挖土,由于放坡较陡、降雨或其他原因引致滑坡、冲毁基坑内先期施工的支撑或立柱,导致基坑破坏。2009年杭州地铁1号线凤起路站基坑内土体滑坡及支撑体系破坏2.2.3 土体渗透破坏1、基坑壁流土破坏在饱和含水地层,由于围护墙的止水效果不好或止水结构失效,致使大量的水夹带沙粒涌入基坑,严重的水土流失会造成地面塌陷。2、基坑底突涌破坏由于对承压水的降水不当,在隔水层中开挖基坑时,当基底以下承压含水层的水头压力冲破基坑底部土层,发生坑底突涌破坏
41、。3、基坑底管涌在砂层或粉砂底层中开挖基坑时,在不打井点或井点失效后,会产生冒水翻砂,严重时会导致基坑失稳。2.2.4 处理措施2.2.4.1 基坑内边坡失稳应急措施1、在失稳边坡外侧卸载或在内侧回填,稳定边坡。2、在坡脚设置排水明沟或集水坑,设置大功率水泵抽水,对相邻开挖的土层的坡面采用钢丝网水泥砂浆抹面的方法进行护坡。3、在失稳的深坑周围打设井点进行排水。4、在深坑周围和坑内进行注浆加固。5、加设支撑。2.2.4.2 围护体系渗水、漏水的应急处理事项主要处理措施围护体系渗水、漏水的应急处理如渗水量极小,而检测结果也未反应周边环境有险况,则只在坑底设排水沟,暂不做进一步修补。对渗水量很大,但
42、没有泥沙带出,造成施工困难,而对周围环境影响不大的情况上,采用“引流修补”的方法,采用快干水泥进行堵塞。对渗水量很大的情况,应查明原因,采取相应的措施:如渗水位置离地面不深处,可在支护体背面开挖至漏水位置下5001000mm,对支护体后用密实混凝土进行封堵;如漏水位置埋深比较大,则可采用压密注浆方法,浆液中掺入水玻璃,也可采用高压喷射注浆法。2.2.4.3 基坑变形过大的应急措施变形情况序号措施变形速率较大1变形速率达到报警值时,应立即停止挖土,加强监测,分析原因,采取相应措施;2如无渗漏,则应对基坑加强监测,如有渗漏,则应立即采取措施堵漏;3立即在基坑内侧堆填砂石增加荷载,控制围护桩体变形;
43、4检查支撑轴力、土压力、围护结构内力,分析原因并采取相应措施;5增设坑内降水设备,降低地下水;6报警处围护桩周围地面堆载物应立即搬除,在问题得到妥善处理前,禁止该侧施工车辆通过,减少施工动荷载。累及变形值较大1累及变形值达到报警值时,应立即停止挖土,加强监测;2检查支撑轴力、土压力、围护结构内力,分析原因并采取相应措施;3如支撑轴力过大,应增加临时支撑,控制变形发展;4对被动土区进行坑底加固,采用注浆、高压旋喷桩等,提高被动土区抗力;5如果已挖至坑底,可加快垫层施工。为增强垫层的支撑作用。可加厚垫层,由原来的200厚加至300厚,垫层配筋,提高垫层混凝土强度等级,还可以在垫层中加槽钢或H型钢形
44、成暗支撑,也可增设坑底支撑。2.2.4.4 管涌的应急处理序号措施1在进行勘探井区域位置土方开挖时,先进行试挖,如无异常,则进行该区域大面积挖掘,若发现冒气或冒水破等现象,立即回填压实;2对已经发生管涌的区域,先对周边区域进行围堵,然后朝相对安全的区域进行引流处理,并配大功率水泵抽去该位置水;3找到管涌具体位置后,根据管涌口的大小,插入钢套管,将水引入套管排入旁边的水箱,并对套管周围区域进行封堵;4水流引入套管后,对周围3m范围内进行压密注浆或高压旋喷处理,注浆深度及压力根据管涌发生原因及该位置土体性能确定;5待周边土体加固稳定后,管涌口套管先行注浆,最后用法兰锁口封闭。2.3 砌体结构工程事
45、故砌体结构的房屋在中小城市建筑物中占的比例较大,分布较广,而砌体结构中的一般细小裂缝由于不危及使用,往往被人忽略。但这些裂缝在较长时间内还不稳定,降低了建筑物的抗震能力,在地震时容易引发墙体破坏,甚至墙体倒塌,必须重视解决。虽然现在混凝土结构和钢结构发展十分迅速,但是由于其成本高,施工工艺复杂,大型设备较多,在现阶段的城市发展中,不可能在中小城市及县城中大规模发展,而砌体结构的材料来源广泛,施工设备和施工工艺较简单,可以不用大型机械,能较好地连续施工,还可以大量地节约木材、水泥和钢材,相对造价低廉,因而得到广泛应用。但是由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差,并且由于设计、施工以及建筑材料等多方面
46、原因引发的砌体结构的质量事故也较多,其中砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体中出现的裂缝不仅影响建筑物的美观,而且还造成房屋渗漏,甚至会影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性,也会给房屋使用者造成较大的心理压力和负担。在很多情况下,裂缝的发生与发展还是大事故的先兆,对此必须认真分析,妥善处理。2.3.1 砌体结构事故产生的原因及防治措施引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,大体上有设计上对房屋的构造处理不当,地基的不均匀沉降,收缩和温度的变化,施工质量不合格、使用的建筑材料不合格等。2.3.1.1 对房屋的设计和构造处理不当而引起了裂缝有一些砌体结构的房屋的设计图纸应用时未经校核;或者参
47、考了别的图纸,但荷载增加了或截面减少了而未作计算;或者虽然作了计算,但因少算或漏算荷载,使实际设计的砌体承载力不足;也有的虽然进行了墙体总的承载力计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。如果砌体的承载力不足,则在荷载作用下将出现各种裂缝,以致出现压碎、断裂、倒塌等现象,这类裂缝的出现,很可能导致结构的失效。预防措施:1、细心认真地设计。对拟建砌体结构的房屋,要做到力学模型准确,传力清楚;荷载统计无误;大梁下砌体要设梁垫并进行验算;加强对圈梁的布置和构造柱的设置,以提高砌体结构的整体安全性。2、裂缝一旦出现,要注意观测裂缝的宽度及长度的发展情况,并及时采取相应的有效措施,如灌缝,封闭等,必要时
48、要进行结构加固,如粘钢、碳纤维等。2.3.1.2 地基不均匀沉降引起了裂缝当地基发生不均匀沉降后,沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体会产生相对位移,从而使砌体中产生附加的拉力或剪力,当这种附加内力超过砌体的强度时,砌体中便产生相对裂缝。这中裂缝一般都是斜向的,且多发生在门窗洞口上下。这种裂缝的特点是:1、裂缝一般呈倾斜状,说明系因砌体内主拉应力过大而使墙体开裂;2、裂缝较多出现在纵墙上,较少出现在横墙上,说明纵墙的抗弯刚度相对较小;3、在房屋空间刚度被削弱的部位,裂缝比较集中。为防止地基不均匀沉降在墙体上产生的各种裂缝而采取的措施有:1、合理设置沉降缝将房屋划分成若干个刚度较好的单元,或将沉降
49、不同的部分隔开一定距离,其间可设置能自由沉降的悬挑结构。2、合理地布置承重墙体,应尽量将纵墙拉通,尽量做到不转折或少转折。避免在中间或某些部位断开,使它能起到调整不均匀沉降的作用,同时每隔一定距离设置一道横墙,与内外纵墙连接,以加强房屋的空间刚度,进一步调整沿纵向的不均匀沉降。3、加强主体结构的刚度和整体性,提高墙体的稳定性和刚度,减少建筑物端部的门、窗洞口,设置钢筋混凝土圈梁,尤其是要加强地圈梁的刚度。4、加强对地基的检测,发现有不良地基应及时妥善处理,然后才能进行基础施工。2.3.1.3 收缩和温度变化引起了裂缝热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能,砌体也不例外。由于屋盖系统温度变化出会使
50、砖墙产生裂缝,由于温度变化不均匀使砌体因不均匀收缩产生裂缝,或由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同也会产生裂缝。2.1.3.4屋盖系统温度变化时使墙体产生的裂缝这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是纵向较长的)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈 “八”字或 “X”型,且显对称性,但有时仅一端有轻微者仅在两端12个开间内出现,严重者会发展到房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类裂缝对那种刚性屋面的平屋顶,未设变形缝、隔热层的房屋就更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。一般来说,在阳光照射下,屋面板温度可高达6070,而其下的砌体仅
51、为3035,温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身的抵抗力的50300不等。又加上房屋两端为自由端,水平约束力小,上部砌体垂直压力较小,如无相应措施,则上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,会使下部砌体出现正 “八”字裂缝,当冷缩时,就会出现倒 “八”字缝,一胀一缩则易出现“X”型缝。2.3.1.4 由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩产生的裂缝由于房屋过长,室内外温差过大,因钢筋混凝土楼盖和墙体温度变形的差异,有可能使外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间等薄弱部位发生向竖向贯通墙体全高的裂缝,这种裂缝有时会使楼盖的相应部位发生断裂,形成内外贯通的周圈裂缝。另外,当房屋空间高大时,墙体因受弯在截面薄弱处
52、(如窗间墙)会出现水平裂缝。2.3.1.5 由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同产生的裂缝当材料随时间发生收缩变形和自然界温度发生变化时,由于钢筋混凝土和墙砌体材料收缩系数和线膨胀系数的不同,会在房屋的墙体及楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力,当这种附加应力过大时会在墙体上产生局部竖向裂缝。防止收缩和温度变化引起裂缝的主要措施有:1、在过长房屋墙体中设置伸缩缝。将伸缩缝设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。2、屋面设保温隔热层。屋面的保温隔热层或刚性面层及砂浆找平层应设分隔缝,分隔缝的间距不宜大于6m,并与女儿墙隔开,其缝宽不小于30。屋面施工宜避开高温季节。
53、3、楼(屋)面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体宜适当设置水平钢筋。2.3.1.5 施工质量不合格,建筑材料使用不当引起了裂缝砌块本身的质量不合格,砂浆强度不够,这些都会造成整个砌体的强度不够,而造成砂浆强度偏低的原因是使用了不合格的水泥,施工配合比不准确,施工过程中不安设计留槎及放置拉结筋等,不少砌体结构由于使用渣砖而产生裂缝,由于渣砖的原材料及生产工艺与普通粘土砖不同,其线膨胀系数与粘土砖亦不同。通过对诸多开裂砌体的统计分析,使用渣砖的砌体极易产生裂缝。不少砌体结构由于墙体布置不当,构造柱设置不合理,梁垫设计不合理等造成砌体的开裂。预防措施:1、做好建筑材料使
54、用前的各种检测,不合格及资料不全的建筑材料严禁使用。2、加强对操做工人上岗证的管理,持证上岗。3、加大施工检查力度,严格执行“三检制度”。2.4 钢筋混凝土事故近年来,我国一直在进行大规模的工程建设,建筑工程事故及重大事故频繁发生,多次成为人们关注的焦点。为保证建筑物的安全使用,保护公民的生命和财产安全,必须进行事故原因分析和事故处理,而迄今为止,对此类问题的解决亦没有一个明确的标准规范可循。因此,对于量大面广的钢筋混凝土结构的质量事故的分析和处理等方面作进一步的研究十分有必要。 在钢筋混凝土事故中,混凝土因其组成相对复杂、施工管理及施工工艺等多方面的原因,质量事故在钢筋混凝土质量事故中占很大
55、比例。2.4.1 现浇板裂缝从工程现浇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的房间在离开阳角1m左右,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生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。对于外墙转角处的放射形钢筋,根据实践检验,认为作用较小。其原因是放射形钢筋的长度一般不大(约1.2m左右),当阳角处的房间在不按双层双向钢筋加密加强而仍按分离式设置构造负弯矩短筋时,4
56、5度的斜向裂缝仍然会向内转移到放射筋的末端或外侧,而当采用了双层双向钢筋加密加强后,纵、横二个方向的钢筋网的合力已能很好地抵抗和防止45度斜角裂缝的发生和转移,并且放射形钢筋往往只有上部一层,在绑扎时常搁置在纵横板面钢筋的上方,导致钢筋交叉重叠,将板面的负弯矩钢筋下压,减少了板面负弯矩钢筋的有效高度,同时浇筑时钢筋弯头容易翘起造成平仓困难,所以建议重点加强加密双层双向钢筋即可。2.4.2 预埋线管处的裂缝防治预埋线管,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砼的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。
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