《工程质量事故分析与处理》讲义.ppt

1、工程质量事故分析与处理,2010,学时： 6周-11周 共24学时 35人 考试方式：闭卷笔试 成绩：点名+笔试 教材：建筑工程质量事故分析与防止（第三版）王赫 主编 中国建筑工业出版社，2008 参考资料： 钢结构事故分析与处理雷宏刚 编著 中国建材工业出版社，2003.3,课程内容,第一章 绪论 （2学时/ 2学时） 第二章 砌体结构质量事故（4学时/ 6学时） 第三章 钢筋混凝土结构质量事故（6学时/ 12学时） 第四章 钢结构质量事故（4学时/ 16学时） 第五章 地基与基础工程质量事故（6学时/ 22学时） 随堂考试（2学时/ 24学时）,第一章 绪论 （2学时/ 2学时）,内容：

2、1.1 学习本课程的目的 1.2 施工质量事故的分类 1.3 建筑质量事故原因综述 1.4 事故处理的一般程序,【案例1-1】施工管理引起梁开裂事故 【案例1-2】框架梁开裂事故 【案例1-3】框架结构计算错误引起事故 【案例1-4】施工时因放线不当引起事故 【案例1-5】混凝土麻面掉角蜂窝露筋和 空洞事故,【案例1-5】混凝土麻面掉角蜂窝露筋和空洞事故,某剧场挑台柱截面配筋如图（b）所示。在14根钢筋混凝土柱子中有13根有严重的蜂窝现象。具体情况是：柱全部侧面面积142m2,蜂窝面积有7.41 m2，占5.2%；其中最严重的是K4，仅蜂窝中露筋面积就有0.56 m2。露筋位置在地面以上1m处

3、，正是钢筋的搭接部位。,事故原因： 混凝土灌注高度太高。7m多高的柱子在模板上未留灌注混凝土的洞口，倾倒混凝土时未用串筒、溜管等设施，违反施工验收规范中关于“混凝土自由倾落高度不宜超过2m”及“柱子分段灌注高度不应大于3.0m”的规定，使混凝土在灌注过程中已有离析现象。 灌注混凝土厚度太厚，捣固要求不严。施工时未用振捣棒，而采用6m长的木杆捣固，并且错误地规定每次灌注厚度以一车混凝土为准（约厚40cm），灌注后捣固30下即可。此规定违反了施工验收规范中关于“柱子灌注厚度不得超过20cm”的界限。 柱子钢筋搭接处的设计净距太小，只有3137.5mm，小于设计规范规定柱纵筋净距应50mm的要求。实

4、际上有的露筋处净距为0mm或10mm。,事故处理： 剔除全部蜂窝四周的松散混凝土；用湿麻袋塞在凿剔面上，经24h使混凝土湿透厚度至少40mm50mm；按照蜂窝尺寸支以有喇叭口的模板，灌注加有早强剂的C30（旧混凝土为C20）豆石混凝土；养护14昼夜；拆模后将喇叭口上的混凝土凿除。除以上补强措施外，还应对柱进行超声波探伤，查明是否还有隐患。,1.1 学习本课程的目的,（1）从工程事故中吸取教训，以改进设计、施工和管理工作，从而防止同类事故的发生。目前学校中安排的土木工程的建设的有关课程，绝大部分是从正面学习，自成体系。质量事故的发生，会给社会造成经济损失，有时还会引起人员伤亡，这从反面给我们以深

5、刻的教训。从事故中吸取教训，有利于对正面学习到的规律和知识理解得更深刻、运用得更正确。 （2）掌握事故处理的基本知识和方法。因设计和施工的失误或管理不善而引起的事故，是工程技术人员经常遇到的。如何正确处理事故，对事故原因分析、残余承载力的判断及修复加固的措施等问题，这与设计和建造新建筑有较大的不同，而掌握这方面的知识和技术是非常必要的。,1.2 施工质量事故的分类,按照建筑结构可靠度设计统一标准（GB500682001）建筑结构必须满足以下各项功能的要求： （1）能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种作用； （2）在正常使用时具有良好的工作性能； （3）在正常的维护条件下具有足够的耐久性；

6、（4）在偶然作用（如地震作用、爆炸作用、撞击作用等）发生时及发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性。,按事故产生后果的严重程度，施工质量事故可分为： （1）施工质量事故（或一般质量事故），有下列后果之一者。 直接经济损失在1万元（含1万元）以上，不满5万元的； 影响使用功能工程结构安全，造成永久质量缺陷的。 （2）严重施工质量事故，有下列后果之一者。 直接经济损失在5万元（含1万元）以上，不满10万元的； 严重影响使用功能或结构工程安全，存在重大隐患的； 事故性质恶劣或造成2人以下重伤的。 （3）重大施工质量事故。造成经济损失10万元以上或重伤3人以上或死亡2人以上。 分为四级： 一级：死亡30

7、人以上，直接经济损失300万元以上。 二级：死亡人数1029人，直接经济损失100 300万元。 三级：死亡39人， 重伤20人以上，直接经济损失30 100万元。 四级：死亡2人以下，重伤319人，直接经济损失10 30万元。,1.3 建筑质量事故原因综述,事故发生的原因是多种多样的，从已发生的质量事故分析，主要原因表现在以下几方面：,无证设计，无证施工，有章不依，违章不纠，或纠正不力；长官意志，违反基本建设程序，盲目赶工，造成隐患；层层承包，层层克扣；监督不力，不认真检查，马马虎虎盖“合格”章；申报建筑规划、设计、施工手续不全，设计、施工人员临时拼凑，借用执照。,管理不善,1.3 建筑质量

8、事故原因综述,事故发生的原因是多种多样的，从已发生的质量事故分析，主要原因表现在以下几方面：,常见的勘测问题有未勘探即设计；盲目套用邻区资料，实际上有很大问题；钻孔布置不足，有些隐患未能查出。地基处理不当，如饱和土用强夯法，打桩未打到好的持力层，深基坑支护失当，地基土受扰动又未重新夯实。软弱地基加固方法不对，基底未验收即进行基础施工等等。,管理不善 勘测失误，地基处理不当,1.3 建筑质量事故原因综述,事故发生的原因是多种多样的，从已发生的质量事故分析，主要原因表现在以下几方面：,设计失误常见的情况是任务急，时间紧，结构未计算即出图；套用已有图纸而又未结合具体情况校核；计算模型取得不合适，设计

9、方案欠妥，未考虑到施工过程中会遇到的意外情况；重计算，轻构造，构造不合理；计算中漏算荷载，截面取得过小，未考虑重要荷载组合的不利情况；盲目相信电算，电算错了也出图；不懂得制表原理，套用了不适合的图表，造成计算书错误。,管理不善 勘测失误，地基处理不当 设计失误,1.3 建筑质量事故原因综述,事故发生的原因是多种多样的，从已发生的质量事故分析，主要原因表现在以下几方面：,主要原因是以为“安全度高得很”，因而马虎施工，甚至有意偷工减料；技术人员素质差，不熟悉设计意图，为方便施工而擅自修改设计；施工管理不严，不遵守操作规程，达不到质量控制要求；原材料进场控制不严，采用过期水泥及不合格材料；对工程虽有

10、质量要求，但技术措施未跟上；计量仪器未校准，使材料配合比有误；技术工人未经培训；各工种不协调，尤其是管工，为图方便，乱开洞口；施工中出现了偏差也不予纠正等。,管理不善 勘测失误，地基处理不当 设计失误 施工质量差、不达标,1.3 建筑质量事故原因综述,事故发生的原因是多种多样的，从已发生的质量事故分析，主要原因表现在以下几方面：,使用中任意增大荷载，如阳台当库房，住宅变办公楼，办公室变生产车间，一般民房改为娱乐场所。随意拆除承重墙，盲目在承重墙上开洞，任意加层等等。,管理不善 勘测失误，地基处理不当 设计失误 施工质量差、不达标 使用、改建不当,恶性重大事故的发生，往往是多种因素综合在一起而引

11、起的。,【案例1-1】施工管理引起梁开裂事故,某工程为混合结构，屋盖采用现浇钢筋混凝土梁板，梁跨度9m，为矩形截面，高800mm，宽400mm，混凝土为C20。配筋情况为：梁跨中受力钢筋425，支座受力钢筋218，浇筑后14d拆模，发现梁上由0.1mm0.35mm宽的裂缝。 事故原因：规定中大于8m的梁，拆模时的强度要达到100%才可以，而现实才达到80%，于是因强度不足导致开裂。 事故处理措施：检验发现裂缝没有明显开裂，不会影响结构的安全使用，所以可以采用环氧胶泥涂抹表面，封闭裂缝。,【案例1-2】框架梁开裂事故,某邻街建筑的底层为商店，2层以上为宿舍，是7层现浇框架结构，纵向二跨，其第7层

12、平面图如图所示。,【案例1-2】框架梁开裂事故,室内粉饰时发现顶层纵向框架梁KJ-7，KJ-8上有15处裂缝，裂缝情况见图,【案例1-2】框架梁开裂事故,事故案例原因分析： 1.混凝土收缩； 2.施工图漏画附加的横向钢筋。,钢筋混凝土结构中柱子的竖向钢筋就是纵向钢筋，水平（箍筋）钢筋就是横向钢筋，而梁的底部和顶部钢筋就是纵向钢筋，楼板的短向为横向钢筋，长向为纵向钢筋。,【案例1-2】框架梁开裂事故,某邻街建筑的底层为商店，2层以上为宿舍，是7层现浇框架结构，纵向二跨，其第7层平面图如图3-11所示。 室内粉饰时发现顶层纵向框架梁KJ-7，KJ-8上有15处裂缝，其位置如3-11，裂缝情况见图3

13、-12 事故案例原因分析： 1.混凝土收缩； 2.施工图漏画附加的横向钢筋。,【案例1-3】框架结构计算错误引起事故,某市百货商店工程,主体三层,局部四层,主体采用钢筋混凝土框架结构,如图,阴影为倒塌部分,【案例1-3】框架结构计算错误引起事故,框架柱横向开间间距6.6米,层高4.5米.框架柱采用现浇钢筋混凝土,强度等级为C30,楼板为预应力空心板。工程主体全部完工,在层面找平防水层时,发生大面积倒塌,其中5根柱子被压断,八根横梁被折断。,阴影为倒塌部分,【案例1-3】框架结构计算错误引起事故,事故分析： 经检验,原设计有严重失误。 主要有： 1漏算荷载； 2框架内力计算有误； 3计算简化不当

14、。 由于计算失误,钢筋内配制比需要的少的多。加上施工质量差，造成框架结构的破坏。,阴影为倒塌部分,【案例1-4】施工时因放线不当引起事故,重庆市某临街建筑底层为商店，2层以上为宿舍，系6层砖混结构，横墙承重。设计要求底层墙厚为37cm，2至6层为24cm。 底层与标准层局部平面,剖面见图。考虑到构件的统一和建筑外观，设计的横墙轴线有的是墙中心线，有的偏左偏右。,【案例1-4】施工时因放线不当引起事故,但本工程施工到2层，在楼面上放线时，发现2层以上砖墙位置确定困难。,【案例1-4】施工时因放线不当引起事故,事故原因分析：经检查，发现该工程在测量放线时，一律把墙的中心线当作轴线进行放线，以致造成

15、两个问题：一是整幢建筑物的长度加长了13cm，二是二层以上砖墙位置确定困难，或是不能采用标准化构件，或是影响整个建筑的外观和使用。,1.4事故处理的一般程序,一、基本情况调查 二、结构及材料检测 三、复核分析 四、专家会商 五、调查报告,1.4事故处理的一般程序,一、基本情况调查 二、结构及材料检测 三、复核分析 四、专家会商 五、调查报告,基本情况调查包括对建筑的勘测、设计和施工有关资料的收集，对事故现场的调查及对人员的走访。为了提高调查效率，避免发生遗漏，在调查之前应列出提纲，并尽可能地制定好调查表格，按项目一一落实。事故情况的收集和调查内容列于表1-1,表1-1,1.4事故处理的一般程序

16、,一、基本情况调查 二、结构及材料检测 三、复核分析 四、专家会商 五、调查报告,当然，调查时要根据事故情况和工程特点确定重点调查项目。如对砌体结构应重点查看砌筑质量。对混凝土结构则应重点检查混凝土的质量，钢筋配置的数量及位置，对构件缺陷应作为重点调查项目。对钢结构应侧重检查连接处，如焊接质量，螺栓质量及杆件加工的平直度等。有时，调查可分为两步进行，在初步调查以后，先作分析判断，确定事故最可能发生的一种或几种原因。然后，有针对性地作进一步深入细致的调查和检测。,1.4事故处理的一般程序,一、基本情况调查 二、结构及材料检测 三、复核分析 四、专家会商 五、调查报告,在初步调查研究的基础上，往往

17、需要进一步做必要的检验和测试工作，甚至做模拟实验。测试有以下几个方面： （1）对没有直接钻孔的地层剖面而又有怀疑的地基应进行补充勘测。基础如果用了桩基，则要进行测试，检测是否有断桩、孔洞等不良缺陷。 （2）测定建筑物中所用的材料的实际性能，对构件所用的原材料如水泥、钢材、焊条和砌块等可抽样复查；对无产品合格证明或假证明的材料，更应从严检测；考虑施工中采用混凝土强度等级及预留的试块未必能真实反映,1.4事故处理的一般程序,一、基本情况调查 二、结构及材料检测 三、复核分析 四、专家会商 五、调查报告,结构中混凝土的实际强度，可用回弹法、声波法、取芯法等非破损或微破损方法测定构件中混凝土的实际强度

18、。对于钢筋，可从构件中截取少量样品进行必要的化学成分分析和强度试验。对砌体结构要测定砖或砌块及砂浆的实际强度。 （3）建筑物表面缺陷的观测。对建筑物表面裂缝，要测量裂缝宽度、长度及深度，并绘制裂缝分布图。 （4）对结构内部缺陷的检查。可用捶击法、超声探伤仪、声发射仪器等检查构件内部的孔洞、裂纹等缺陷。可用,1.4事故处理的一般程序,一、基本情况调查 二、结构及材料检测 三、复核分析 四、专家会商 五、调查报告,钢筋探测仪器测定钢筋的位置、直径和数量。对砌体结构应检查砂浆饱满程度、砌体的搭接错缝情况，遇到砖柱的包心砌法及砌体、混凝土组合构件，尤其应重点检查其芯部及混凝土部分的缺陷。 （5）必要时

19、可作模型试验或现场加载试验，通过试验检查结构或构件的实际承载力。,1.4事故处理的一般程序,一、基本情况调查 二、结构及材料检测 三、复核分析 四、专家会商 五、调查报告,在一般调查及实际测试的基础上，选择有代表性的或初步判断有问题的构件进行复核计算。这时应注意按工程实际情况选取合理的计算简图，按构件材料的实际强度等级，断面的实际尺寸和结构实际所受荷载或外加变形作用，按有关规范、规程进行复核计算。这是评判事故的重要依据，必须认真进行。,1.4事故处理的一般程序,一、基本情况调查 二、结构及材料检测 三、复核分析 四、专家会商 五、调查报告,在调查、测试和分析的基础上，为避免偏差，可召开专家会商

20、会议，对事故发生原因进行认真分析、讨论，然后做出结论。会商过程中专家应听取与事故有关单位人员的申诉与答辩，综合各方意见后下最后的结论。,1.4事故处理的一般程序,一、基本情况调查 二、结构及材料检测 三、复核分析 四、专家会商 五、调查报告,事故的调查必须真实地反映事故的全部情况，要以事实为根据，以规范规程为准绳，以科学分析为基础，以实事求是和公正无私的态度写好调查报告。报告一定要准确可靠，重点突出，抓住要害，让各方面专家信服。调查报告的内容一般应包括： （1）工程概况 （2）事故情况 （3）事故调查记录 （4）现场检测报告 （5）复核分析，事故原因推断。明确事故责任 （6）对工程事故的处理建

21、议 （7）必要的附录,第二章 砌体结构质量事故 （4学时/ 6学时）,砌块建筑是采用由粉煤灰（或其他工业废渣）、混凝土为主要原材料制作的中小型块体代替普通粘土砖的建筑物，砌块生产工艺简单，投资少、收效快。 由于砌体结构材料来源广泛、施工可以不用大型机械，手工操作比例大，相对造价低廉，因而得到广泛应用。许多住宅、办公楼、学校、医院等单层或多层建筑大多采用砖、石或砌块墙体和钢筋混凝土楼盖组成的混合结构体系。近年来，发生砌体结构的事故比重较大。 砌体结构的力学特点是抗压强度较高，抗弯、抗拉、抗剪强度较低。,第二章 砌体结构质量事故,根据砌体结构表现出的形式，本课程把砌体问题分为为两大问题来讲述：砌体

22、裂缝问题和砌体倒塌问题,【2-1-1】因温度变形引起的缺陷事故 【2-1-2】北门斗墙裂缝事故 【2-1-3】填土地基问题 【2-1-4】软土地基实例 【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝,【2-2-1】砖柱承载力不足引起的倒塌事故 【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故 【2-2-3】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌,2.1砌体裂缝问题 2.2砌体倒塌问题 2.3 砌体加固方法裂缝修补方法,砖砌体结构设置圈梁质量问题事故案例,北京某校学生宿舍为两幢五层砌体结构，未考虑抗震设防。该房屋的结构做法为纵横墙混合承重，H形平面，总长102.75m，层高3.30m（图3.45a），预制板梁楼盖，人字

23、木四坡屋盖，钢筋混凝土条形基础，地基为承载力只有10t/m2的软弱土层。为防止房屋墙体发生因过大不均匀沉降的裂缝，除在图3.45（a）所示A、B两处设置沉降缝并严格控制所有墙体的砌筑质量外，在全部纵横内外墙的各层楼盖、屋盖标高处设置88的配筋砖带。其做法是：将预制楼板附近的三皮砖用1：3水泥砂浆砌筑，在其灰缝中铺设纵横墙配筋砖带（沿钢筋每350mm设一4横筋，与它点焊连接），如图3.45（d）所示。 为了实测墙体发生不均匀沉降后砖带中钢筋的应力状态，在房屋南外纵墙中部各层设有观测匣，在匣中穿过的钢筋上贴有 电阻应变片。同时，观测房屋的实际沉降。,事故图片,事故原因分析,该房屋建成一年后测得的沉

24、降曲线如图3.45（b），实测沿墙高钢筋带的应变分布如图3.45（c）。这时，内外纵横墙体并未出现裂缝。1976年唐山大地震波及北京，该房屋位于6.5烈度地区，经震害调查也未发现墙体有因震害产生的各种裂缝。可以认为，该房屋使用45年来，虽地处软弱地段，经历地震烈度为6.5度的影响，结构状态依然良好。这在一定意义说明构造恰当的圈梁在抵抗不均匀沉降和水平地震力是的作用（该房屋结构布置好、砌体砌筑质量高也是重要原素）。,砖砌体结构因抗压承载力不足事故案例,北京某校教学楼为二层渣混结构，370mm厚砖墙（MU7.5，M1）钢筋混凝土楼板，木屋架，如图3.7（a）。屋架两端用螺栓固定在支承墙顶端的钢筋混

25、凝土圈梁上，圈梁外每隔1m有一个外伸1.2m的挑檐梁（均见图3.8）。该楼建成后不久即发现在二层1m宽的窗间墙内侧有通长水平裂缝，约1mm宽，如图3.7（b）所示。发现裂缝后随即凿开抹灰层，在裂缝后贴石膏，两个月后，石膏又开裂，说明裂缝还在发展。从裂缝的位置、宽度和发展趋势分析，属砖砌体偏心受压破坏的前兆，墙体处于危险状态，必须立即进行加固。,事故原因分析,本房屋二层外纵墙支承着木屋架（跨度分别为11.68m和14.38m），但支承处的构造做法两端均为不动铰支座而不是按规定做成一端不动铰、另一端滚轴支座。当木屋架受载后有挠度时，支承处会给外纵墙顶端一个水平推力。如果考虑木屋架会有徐变变形，外纵

26、墙顶端的水平推力就会不断增值。这无疑将增加二层外纵墙的计算高度及其所承受的弯矩。这是屋盖结构布置中的一个缺陷。较正确的布置是：对这种跨度较大的空旷砌体结构，除两端有横墙连接外，宜在顶部增设一层钢筋混凝土屋面板，或增设联系外纵墙的横梁；不然就要在外纵墙上设壁柱按排架结构处理。至于屋架支承构造必须按一端动铰、一端滚轴支座的构造做法解决。 原设计外纵墙的高厚比刚满足规范允许限值要求： H0/ d=538/37=14.5 12 =14.7 如考虑外纵墙的屋架支承条件而使墙体的计算高度有所增加，设计高厚比就不足了。,事故原因分析,原设计未考虑混凝土挑檐外贴水刷饰面层重力对外纵墙产生的弯矩影响，认为它们都

27、能由外纵墙顶部圈梁抗扭承受。实际上，这部分悬挑荷载应由外纵墙的抗弯和圈梁的抗扭共同承担。因而给予外纵墙的弯矩显然算少了。如果悬挑荷载全部传递给外纵墙，算得的窗间墙1-1截面内力为：M=1.15 tm，N=11.30t，e0=M/N=10.18cm, e0/d=0.28 截面承载力为（=0.52，=14.5，=0.61，A=3550cm R=18kg/cm2) Np= AR=0.610.52 3550 18=20.27103kg =20.27t K= Np/N=20.27/11.30=1.792.3 说明外纵墙窗间墙的强度安全系数不满足设计要求。,加固措施,在外纵墙窗间墙内侧设置4根直径为16的

28、二级受拉钢筋，以提高窗间墙的承载能力，并加强窗间墙抵抗水平推力的能力； 在窗间墙增加2根直径为22的二级钢筋水平拉杆，防止屋架下弦进一步拉伸，并承受由于下弦进一步拉伸对外墙产生的水平推力，以上图均见3.8。 木屋架下弦用夹板进行加固。此外，还取消挑檐来年感的预制水刷石饰面板，减轻挑檐梁荷重。,加固措施图片,砖砌体结构因高厚比过大引起的缺陷和事故,北京某厂仓库，木屋架，密铺望板，平剖面尺寸如图3.11。纵墙为240mm厚砖墙，130mm 240mm渣垛，山墙砖垛尺寸同前。墙体皆用MU10、M2.5砂浆砌筑。室内空旷无横墙，室内地坪至屋架下弦高度为4.50m。该仓库建成后发现两端山墙中部外鼓202

29、5mm，不符合墙面垂直度偏差限值规定。这个缺陷使人怀疑是由高厚比过大和承载力不足两种可能所造成。,缺陷原因分析,经核算山墙及纵墙承载力均无问题，但高厚比均大于限值： 山墙。可按刚性方案作静力计算。算得折算墙厚d =27.0cm，计算高度H0=740cm，故墙体高厚比= H0/ d =740/24=27.4，=22 纵墙。由于山墙间距5904m48m,故应按弹性方案作静力计算。算得折算墙厚d =28.4cm，计算高度H0=1.5H=1.5（450+50）=750cm，1=1.0，2=1-0.41500/3300=0.82，=22，12=1.00.822=18.04，故 墙体高厚比=H0/ d =

30、750/28.4=26.418.04,缺陷原因分析,根据以上验算，证明缺陷多半是由于墙体高厚比过大引起，应对该仓库墙体进行加固。加固方案：对于山墙，增砌240mm370mm砖柱，如图3.12（b）做法；对于纵墙，考虑到使用条件允许，在房屋中间加设两道横墙，使弹性方案变成刚性方案，H0=500cm，= H0/ d =500/2804=17.618.04，保证了纵墙墙体高厚比的条件，如图3.11和图3.12（a）所示。,加固方案图片,混凝土的施工缝,某现浇钢筋混凝土框架结构，屋面大梁及柱连接处施工缝错误地留在梁的下部，如图4-19所示。待再浇梁上层的混凝土后，在施工缝以下钢筋混凝土柱的两侧附近，产

31、生向下发展的竖向裂缝。 在带有承托的大梁上，如采用上面相似的方法留施工缝，也会发生类似的竖向裂缝，如图4-20。,混凝土的施工缝,产生以上裂缝的原因，是施工缝以下已凝固的混凝土还未达到足够强度时，接着就打施工缝上面的混凝土。这不仅使下部混凝土承受上部混凝土的重量，而且在浇灌新混凝土时，就会发生竖向裂缝。另一原因是柱子部位混凝土高度大，干缩量也大，相反，托梁部位混凝土厚度薄，干缩量小，所以厚薄交接处产生裂缝。 合理的做法是将施工缝留在柱与梁的交接处。,墙体失稳屋盖塌落事故,某厂施工中的文化活动站的观众厅，于某年4月14日下午因墙体失稳，拱形钢筋混凝土屋盖塌落，造成了重大事故。 工程概况 活动站建

32、筑为观众厅，前厅两部分组成。观众厅单层，建筑面积142.22,前厅两层,建筑面积98.54;总面积为245.76。结构形式为砖混结构。建筑平面及剖面见图3-9（a. b）。,墙体失稳屋盖塌落事故,墙体失稳屋盖塌落事故,2.墙体检查 墙体是整体向外倾斜的，在毛石基础顶面留有1-2皮砖，倾斜后的墙体有的横向发生错位，墙的整体性差，砂浆用手可捻成碎末。在未倒的山墙上，可见直槎，通缝。在现场对碎砖含量进行了测量，碎砖含量为69。 3.基础检查 在加固砖垛处基础侧面2.02.4m范围内，发现有9块毛石松动（包括垫石），其中石英石4块，低品位原铁矿石2块，有的毛石可以拉出，有5块在靠近加固砖垛处，其位置均

33、在距基础顶面1m的范围内。已松动的毛石约占毛石总数的8，绝大部分毛石不符合施工规范的要求，符合要求的仅占27。 4屋面检查 在未拆模的屋面上，发现靠近A轴线一侧有一条3.40m 的裂缝（图3-10）。,墙体失稳屋盖塌落事故,材料检查 对砖、以及砂浆、混凝土的主要材料的检验，其结果表明：水泥是小窑烧制的，安定性不合格；红砖的抗压强度低于设计要求；石子中含有大量云母片；毛石中片石较多；混凝土中的砂子过多，含砂率高达45。 冬季施工措施检查 整个工程处于冬季施工。砂未加热，并用冷水搅拌砂浆和混凝土，水中也未加任何早强剂。 现场用回弹仪对塌落的屋盖混凝土进行测试，当时龄期31天，实际强度为理论设计强度

34、的60.08。龄期28天拆模时的混凝土强度肯定低于设计强度的70，因为屋盖模板拆早了。,砌体的加固方法和裂缝修补方法,见砌体结构加固技术规范,【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝,1、工程及事故概况 某职工宿舍为3层砖混结构，纵墙承重。其平面及剖面示意图见图5-38。,楼面为预制预制钢筋混凝土槽型板，支撑在现浇钢筋混凝土横梁上。屋盖为双曲扁壳。承重墙厚为一砖，强度等级为MU10。,【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝,宿舍工程6月初开工，7月中旬开始砌墙，9月份第一层楼砖墙砌完，10月份接着施工第二层，12月份屋面部分的砖墙薄壳砌完。,【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝,当三层砖墙未砌完，屋面砖薄壳尚未开始砌

35、筑，横隔墙也未砌筑时，在底层内纵墙（走道墙）上，发现裂缝若干。裂缝位置见图5-39.裂缝的形状上大下小，食欲横梁支座处，并略呈垂直状向下，一直延伸至离地坪面约1m处为止，,长达2m多。裂缝宽度最大为11.5m，有两处裂缝呈“八”字形向下延伸。外纵墙的梁支座下面，同样亦发现一些形状相仿的裂缝，但不甚明显，也没有内纵墙那样普遍和严重。,【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝,2、原因分析： 本工程设计套用标准图，但是砌筑砂浆原设计为M2.5混合砂浆，实际使用的是石灰砂浆。按照当时的砖石结构设计规范进行验算，施工中砖砌体抗压强度仅达到原设计的50%左右。此外还由于取消了原设计的粱垫，图5-40，因而造成砌体

36、局部承压能力下降了60%左右。此外，砌筑质量差，如灰缝过厚，且不均匀，灰浆不饱满，砌体组砌质量差。当砌体负荷后，灰缝产生过大的压缩变形，也促使墙面裂缝。,【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝,3、裂缝处理： 发现裂缝后，即暂缓施工上层的楼层及屋面。经观察与分析，裂缝不致造成建筑物倒塌，故未采用临时支撑等应急措施。但该裂缝的产生是由于承载能力不足，因此必须加固处理。 处理方法是用混凝土扩大原基础，然后紧贴原砖墙增砌扶壁柱，并在混凝土柱上现浇混凝土粱垫。经处理后继续施工，房屋交工使用一年后再检查，未见新的裂缝和其他问题。,【2-1-3】填土地基问题,某工厂休息室是3层楼的砖混结构，基础为块石混凝土，砖墙

37、承重，楼盖及屋盖为现浇钢筋混凝土结构。休息室北面与构筑物邻近，见图5-31。,【2-1-3】填土地基问题,地基大部分为天然地基，但北面12号点部分由于构筑物基坑开挖的原因，造成部分基础下有2m厚的回填土，而且填土土质差，湿度大，又未仔细压实，在施工结束后2个月发现砖墙和基础开裂，见图5-32。,【2-1-3】填土地基问题,砖墙和基础裂缝特征如下： 休息室的墙和基础裂缝北面多，南面少，在23号点区段裂缝最严重； 基础裂缝宽度上大下小，上部混凝土有松散现象； 砖墙裂缝从基础面开始向上延伸，高达3.5m，裂缝上宽下细，最大缝宽15mm，沿裂缝位置有砖断裂。,【2-1-3】填土地基问题,事故原因分析：

38、 从图5-31可以清楚地看到，休息室靠近构筑物，北面的基础做在回填土上，加上回填土质量差，因此此部位基础下沉大。位于天然地基上的基础下沉小，这种沉降差在基础内引起附加应力，是基础上部开裂的主要原因。 在基础开裂的同时，基础和砖墙的接触面产生水平拉力，引起砖墙裂缝。该建筑因为有3层现浇钢筋混凝土梁板，结构整体性较好，故裂缝仅出现在底层砖墙上。,【2-1-4】软土地基实例,某住宅工程5层砖混结构，建筑面积为1453，建筑长高比为2.11，其北立面裂缝见图5-26；沉降观测点布置与沉降曲线见图5-27，相对沉降值见表5-8。 该建筑大部分座落在水池上，施工时将池内淤泥全部挖除后，先填块石，再填15黏

39、土及10石屑，然后浇注10厚素混凝土垫层。,【2-1-4】软土地基实例,住宅粉刷完成后，就发现两端窗角有正八字裂缝，北立面的裂缝情况见图5-26。 从图上可以看出房屋两端的沉降变化比佳品剧烈，建筑物受剪较大，形成正八字裂缝。 至今，此建筑仍在使用。,【2-2-3】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌,工程及事故概况 某地区建一座四层楼住宅，长61.2m，宽7.8m。砖墙承重、钢筋混凝土预制楼盖，局部（厕所等）为现浇钢筋混凝土。图纸为标准住宅图。惟一改动的地方为底层有一大活动室，去掉了一道承重墙，改用490mm 490mm砖柱，上搁钢筋混凝土梁。置换时，经计算确认承载力足够。但在楼盖到四层时，有大

40、房间的这一间砖柱压坏而引起房屋大面积倒塌。 计算复核 房屋结构为标准图，地基良好，经查看无下沉及倾斜等失效情况。从现场查看，初步估计倒塌是由于大房间砖柱被压酥引起的。设计砖的强度等级为MU7.5,有出厂证明并经验收合格。设计砂浆强度等级为M5，经验查，含水泥量过少，倒塌后呈松散状，只能达到M0.4。砖柱采用包芯砌法，如图所示。中间填芯为碎砖及杂灰，根本不能与外皮砌体共同受力。,图 砖柱包芯砌法,【2-2-3】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌,现验算如下： 经荷载计算：结构恒载NG=140.5kN 使用活载NQ=80.37kN 则设计荷载 N设=1.2 NG+1.4NQ =1.2140.5+1

41、.480.37=281kN 刚性方案，砖柱高取： H0 =3.2+0.5（地面以下到大放脚）=3.7m 高厚比：=3.7/0.49=7.55 砖MU7.5，砂浆M5，查得砌体强度f=1.37N/mm2 截面面积 A=0.490.49=0.24m2281kN 可见原设计可满足要求。,图 砖柱包芯砌法,【2-2-3】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌,但施工过程中采用包芯砌法，且砂浆强度达不到强度，按实际情况计算，按砖MU7.5，砂浆M0.4，查得砌体强度f=0.79N/mm2,考虑 到芯柱起不到作用，承载面积减为 0.490.490.240.24=0.1825m2 这样，砖柱承载力 Nu= a

42、fA=0.9150.940.790.1825106=124kN281kN 可见与设计承载力相差太远。 由上分析可知，包心砌法只图外观看得过去，质量往往不能保证。若填芯为散灰（落地砂浆等）及碎砖杂物时，砖芯往往不能起承载作用时，其总承载力会大大降低。因包芯砌法引起的事故屡见不鲜，施工中往往禁止采用这种砌法。,图 砖柱包芯砌法,【2-2-1】砖柱承载力不足引起的倒塌事故,某学校的教学楼,二层砖混结构,工程已接近完工,在室内进行抹灰粉刷突然倒塌,造成多人死亡。 教学楼为二层砖混结构,基础为水泥沙浆砌筑的毛石基础,墙厚180mm。顶头大教室中间深梁为现浇钢筋混凝土梁。三个月后拆除大梁底部支撑及模板,开

43、始装修发现墙体有较大变形,工人用锤子将凸出墙体打了回去,继续施工。第三天发现大教室的窗墙在 市内窗台下约100mm处有一条很宽的水平裂缝,宽约20mm。整个房屋就全部倒塌,两层楼板叠压在一起.未及时撤离的工人全部死亡 。,【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故,山东某新建包装车间为一栋单跨吊车墙厂房，与原有车间相接（图a）。该新建车间跨度12m，檐高5.8m，北端为敞口，采用钢筋混凝土两铰拱屋架，屋架间距4.5m,槽形屋面板，上铺100mm厚炉渣混凝土保温层，1：3水泥砂浆找平层，两毡三油防水层，上撒小豆石，吊车梁支于带砖跺的墙体上。,(a),【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故

44、,屋架及屋架下墙体搁置在托墙梁L1上，L1支承于纵墙外伸壁柱的肋部（肋部截面240mm370mm)上。车间内设有起重量为1t的吊车，行驶在纵墙壁柱翼缘顶部吊车垫梁上。托墙梁L1与吊车垫梁之间留有70mm间隙，用水泥沥青砂浆填缝，见图所示。,(a),【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故,事故原因分析： 砖吊车墙厂房设计，一般做法是将托墙梁与吊车垫梁连在一起，以增加托墙梁下砖砌体的局部受压面积和局部受压强度。但本工程的设计人却将二者分开，中间填以水泥沥青砂浆，又未对托墙梁下砌体局部承压强度进行复核，这是设计错误。经对现有设计进行复核的主要数据如下：,(a),【2-2-2】砖砌体结构因抗压承

45、载力不足事故,事故原因分析： 砖吊车墙厂房设计，一般做法是将托墙梁与吊车垫梁连在一起，以增加托墙梁下砖砌体的局部受压面积和局部受压强度。但本工程的设计人却将二者分开，中间填以水泥沥青砂浆，又未对托墙梁下砌体局部承压强度进行复核，这是设计错误。经对现有设计进行复核的主要数据如下： 砖MU7.5，砂浆M5，查得砌体强度f=1.37N/mm2 托墙梁下砌体局部受压面积 Ac=3024=720cm2 影响局部抗压强度的计算面积 A0=（30+24/2）24=1008cm2 局部抗压强度提高系数 = 有吊车厂房强度调整系数 a =0.9 砌体局部承压强度 f =1.220.91.37=1.5N/mm2

46、上部传来荷载：1.2G恒+ 1.4G活=182.3kN,可见，局部承压的承载力严重不足。,【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故,这是托墙梁下砌体局部受压强度严重不足的依据，也是导致房屋倒塌的主要原因。车间北端敞口，在风荷载作用下，使本已不安全的纵向墙体（包括壁柱）内又产生附加弯曲应力，这是促成车间倒塌的次要原因。,(a),2.2砌体倒塌问题,从设计方面的主要原因及施工方面的主要原因两方面来看砌体结构倒塌问题： 设计方面的主要原因 一、设计马虎，不够细心。 有许多是套用图纸，应用时未经核算。有时参考了别的图纸，但荷载增加了，或截面减少了而未作计算。有时虽然做了计算，但因少算或漏算荷载，使

47、实际设计的砌体承载力不足，如再遇上施工质量不佳，常常引起房屋倒塌。 二、整体方案欠佳，尤其是未注意空旷房屋承载力的降低因素。 一些机关会议室、礼堂、食堂或农村企业车间，层高大，横墙少，大梁下局部压力大，若采用砌体结构应慎重设计、精心施工。 三、有的设计人员注意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。 高厚比不足也会引起事故，这是因为高厚比过大的墙体过于单薄，容易引起失稳破坏。支撑大梁的墙体，总体上承载力可满足要求，但大梁下的砖柱、窗间墙的局部承压强度不足，如不设计梁垫、或设计梁垫尺寸过小，则会引起局部砌体被压碎，进而造成整个墙体的倒塌。 四、未注意构造要求。 重计算、轻构造是

48、没有经验的工程师的一些不良倾向。构造措施中，圈梁的布置、构造柱的设置可提高砌体结构的整体安全性。在意外事故发生时可避免或减轻人员伤亡及财产损失，千万要注意。 施工方面的主要原因 一、砌筑质量差。 二、在墙体上任意开洞,【案例2-2-1】因温度变形引起的缺陷事故,石家庄某车间为一个两层和三层的砖混结构，两层部分为车间，三层部分为办公室，均为钢筋混凝土现浇楼盖，如图（a）所示。两、三层之间虽有错层，但并未设置变形缝分开。该工程建成后不久即在错层处墙体上发生中间宽两头窄的竖向裂缝。,【案例2-2-1】因温度变形引起的缺陷事故,事故原因： 由于混凝土收缩和温度变化，使混凝土楼盖发生比砖墙墙体大得多的变

49、形 错层处墙体欲约束楼盖的相对变形，因而在墙体产生较大的拉应力使砌体开裂的缘故。,【2-1-2】北门斗墙裂缝事故,北京某饭厅为29.5m跨度的两铰木结构，钢筋混凝土单独基础。饭厅正门向东。沿南、北外纵墙各有三个边门斗，均为砖墙承重，钢筋混凝土屋面，200mm埋深的灰土基础。该饭厅于冬季建成，建成后北部三个门斗墙有45方向斜裂缝，其形状都是从窗口上下角开始发展，裂缝最宽处23mm，上下两头细。南部三个门斗完好无损。如图所示。,【2-1-2】北门斗墙裂缝事故,起初，曾怀疑北侧地基不好，主体结构下沉，但经观测，主体结构并无明显沉降。后来挖开北部门斗基础，发现埋深仅200mm，基础下面土的颗粒间有冰渣

50、。仔细观察北门斗地面，有上翘现象，离北纵墙愈远处地面上愈高。相反，挖开南部门斗基础，虽埋深相同，但基础下面土未遭冻结，地面也无上翘现象。接着在北纵墙根附近日照阴影范围内的天然地面处挖坑，发现地面下450mm深度以内的粉土层已冻结；相反，在南墙根类似地面挖坑，却无冻结现象。 因此可以确认，北门斗墙裂是由于墙基埋深太浅遭受土的不均匀冻胀力的结果（北门斗内部冻结深度浅、冻胀力小，而外部冻结深度深、冻胀力大）；南门斗下土层因有日照影响未曾冻结。 改进措施：立支柱将北门斗屋面板顶起，将侧墙和墙基拆除，重新做素混凝土基础，埋深深度为室外地坪下600mm处。按此做法改建后，此房屋的缺陷得到根治。,2.1砌体

51、裂缝问题,砌体裂缝比较普遍，裂缝不仅影响建筑物外观，而且有的造成渗漏；有的降低或削弱建筑结构的强度、刚度、稳定性、整体性和耐久性。因此，砌体裂缝常对建筑物的正常使用和安全生产产生较大影响。 砌体裂缝的原因较复杂，地基问题、温度应力、结构超载、结构卸载等都可能造成这些裂缝。,（一）温度裂缝 （二）沉降裂缝 （三）荷载裂缝,（二）沉降裂缝,由地基不均匀沉降引起的裂缝，简称沉降裂缝。 1、 裂缝特征 裂缝多数出现在房屋的下部，少数可发展到23 层；对等高的长方形房屋，裂缝位置大多出现在两端附近；其他形状的房屋，裂缝多在沉降变化剧烈处附近；一般都出现在纵墙上，横墙上较少见。当地基性质突变（如基岩变土）

52、时，也可能在房屋的顶部出现裂缝，并向下延伸，严重时可贯穿房屋全高。较常见的是斜向裂缝，通过门窗口的洞口处缝较宽；其次是竖向裂缝，不论是房屋上部，或窗台下，或贯穿房屋全高的裂缝，其形状一般是上宽下细；水平裂缝较少见，有的出现在窗角，靠窗角一端缝较宽；有的水平裂缝是地基局部塌陷而造成的，裂缝往往较大。大多数出现在房屋建成后不久，也有少数工程在施工期间明显开裂，严重的不能竣工。随地基变形和时间增长裂缝加大、加多。一般在地基变形稳定后，裂缝不再变化，极个别的地基产生剪切破坏，裂缝发展导致建筑物倒塌。,（二）沉降裂缝,2、 原因分析 地基土的压缩性有明显差异处，尤其是存在着局部软弱地基，易产生沉降裂缝；

53、房屋刚度差；房屋高度或荷载差异大，又不设沉降缝；地表水大量浸入地基，如浸入有湿陷性黄土地基引起的不均匀沉降，或侵入膨胀土地基引起的不均匀变形；在房屋周围开挖土方或大量堆载；在已有建筑物附近新建高大建筑物；建筑平面的转角部位；房屋结构或基础类型不同处。用精确的测量手段测出沉降曲线，在该曲线曲率较大处出现的裂缝可能是沉降裂缝。例如：,（1）房屋不等高，墙壁上发生与水平约呈45角的斜裂缝，裂缝从断面较弱的窗口开始，向一边升高，说明在房屋高层和低层连接部分，地基因荷载分布不均而产生了不均匀下沉，斜裂缝升高一边，地基下沉较大。,（二）沉降裂缝,（2）地基和荷载分布均匀，但平面形状凹凸的房屋，如果在凹角出

54、现了向凹角升高的斜裂缝，说明凹角处应力重迭，沉降较大。,（二）沉降裂缝,（3）高大的房屋与低小的房屋相距较近，而低小房屋在临近高大房屋一端的墙上，产生向高大房屋升高的斜裂缝。若低小房屋先建造，这种裂缝更严重。这说明低小房屋地基受到高大房屋的影响，造成低小房屋地基不均匀沉降。即使相邻房屋等高，但建造时间有先后，也可能出现这种裂缝。,（二）沉降裂缝,（4）房屋有相邻高、低单元，在近高单元纵墙上，屋面板下面出现水平裂缝，缝口靠近高单元一端较宽，远端较细；在低单元上部出现向高单元倾斜的斜裂缝，该裂缝自上向下发展，近高单元处更显著。这说明高低单元之间的沉降缝宽度不够或被堵塞，低单元由于不均匀沉降而向高单

55、元倾斜。,（二）沉降裂缝,（5）房屋底层窗台墙上出现上宽下窄的竖向裂缝。原因可能是由于窗间墙沉降使窗台墙向上弯曲而造成的，或是窗间墙与窗台墙因荷载差异过大，灰缝压缩不一，在窗口边部产生了剪力，在中间产生了拉力而造成的。,（三）荷载裂缝,由于承载能力不足引起的裂缝，简称荷载裂缝。由于砖石砌体的抗拉强度较小，结构脆性较大，裂缝荷载比较接近或几乎相等于破坏荷载，因此，砖石砌体的荷载裂缝，往往是砌体破坏的特征或前兆，应及时分析和处理。 ( 1) 裂缝特征 多数出现在砌体应力较大部分，在多层建筑中，底层较多见，其他各层也有可能发生。轴心受压柱的裂缝往往在柱下部1/3 高度附近，出现在柱上、下端的较少。梁

56、或梁垫下砌体的裂缝大多数是局部承压强度不足造成的。受压构件裂缝方向与应力一致，裂缝中间宽两端细；受压裂缝与应力垂直，较常见的是沿灰缝开裂；受弯裂缝在构件的受拉区外边缘较宽，受压区不明显，多数裂缝沿灰缝开展；砖砌平拱在弯矩和剪力共同作用下可能产生斜裂缝；受剪裂缝与剪力作用方向一致。大多数发生在荷载突然增加时，例如大梁拆除支撑；水池、筒仓启用等。受压构件开始出现断续的细裂缝，随荷载或作用时间的增加，裂缝贯通，宽度加大而导致破坏。其他荷载裂缝可随荷载增减而变化。,（三）荷载裂缝,2、 原因分析 结构构件受力较大或截面削弱严重的部位；超载或产生附加内力，如受压构件中出现附加弯矩等易产生荷载裂缝。荷载裂

57、缝往往与横向或竖向变形无明显的关系。例如：,（1）如果长条形墙壁的中间部分，从墙脚到窗台出现水平裂缝或斜裂缝，缝口下宽上窄，裂缝开始出现的速度很快，说明房屋中部地基软弱，沉陷较大，造成整个地基沉降不均匀，使房屋墙身向下弯曲。如果裂缝口上宽下窄，说明两端的沉陷比中部大。,（三）荷载裂缝,（2）大梁端部下面的墙身产生竖向裂缝，这是由于砌体局部抗压强度不足所致。,（3）在房屋承重墙垛或砖柱的约1/3高度范围出现中间宽、两头窄的垂直裂缝，且墙垛或砖柱两侧表面呈剥落状态，说明房屋负荷过大，或荷载突增，墙垛或砖柱抗压强度不够。,（一）温度裂缝,砖墙的温度变形受到约束时会产生温度应力而导致开裂，其裂缝称为温

58、度裂缝。砖墙的温度裂缝会影响房屋的使用和耐久性，进而削弱墙体的承载能力和整体性。 1、 裂缝特征 多数出现在房屋的顶部附近，以两端为最常见；裂缝在纵墙和横墙上都可能出现。 在寒冷的地区越冬又未采暖的房屋还可能在下部出现冷缩裂缝。位于房屋中部附近的竖向裂缝，也可能属此类型。最常见的是斜裂缝，形状有一端宽、另一端细和中间宽两端细两种；其次是水平裂缝，多数呈断续状，中间宽两端细，在厂房与生活间连接处的裂缝与屋面形状有关，接近水平状较多，裂缝一般是连续的，缝宽变化不大；第三是竖向裂缝，多因纵向收缩产生，缝宽变化不大。大多数裂缝在经过夏季或冬季后形成，随气温或环境温度变化，在温度最高或最低时，裂缝长度、

59、宽度最大，数量最多，但不会无限制地扩展恶化。,（一）温度裂缝,2、 原因分析 屋盖的保温、隔热差；屋盖对砌体的约束大；当地温差大；建筑物过长又无变形缝等因素都可能导致温度裂逢，往往与建筑物的横向（长和宽）变形有关，与建筑物的竖向变形（沉降）无关。如：,（1）平屋面房屋顶层纵墙或横墙两端，出现向中部倾斜的斜裂缝，形如“八”字，说明房屋的伸缩缝间距过大，钢筋混凝土屋面受气温影响导致砖墙开裂。,（一）温度裂缝,（2）房屋整个墙面几乎均匀分布着发丝状裂缝，这种裂缝在渡过冬天时出现，出现后不再继续发展。说明房屋伸缩缝间距过大，墙体本身受温度变化而干缩开裂。,（3）屋面设置伸缩缝而墙身未相应设置伸缩缝时，墙身被拉裂，屋面伸缩缝处的墙裂缝,（一）温度裂缝,（4）房屋两部分屋画或楼板不在同一标高时，楼板错层处出现水平裂缝，是由于屋面或楼板胀缩或由于其他原因发生推挤作用所造成的。,（一）温度裂缝,（5）角与屋面板交接处出现水平裂缝，产生的原因有：女儿墙与屋面板伸缩变形不一致。屋面保温层和整浇层抵住女儿墙侧面，升温膨胀时对女儿墙有推挤作用,第三章 钢筋