建筑工程质量缺陷事故分析及处理.ppt

1、工程质量检测及处理工程质量检测及处理 本课程主要内容 1.建筑工程质量总论 2.钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和事故 3.砌体结构工程中的质量控制、缺陷和事故 4.钢结构工程中的质量控制、缺陷和事故 5.地基和基础工程中的质量控制、缺陷和事故 6.装饰工程中的质量控制、缺陷和事故 7.防水工程的缺陷和处理 8.建筑工程检测方法 9.建筑结构缺陷处理方法概述 1 建筑工程质量总论 1.1 建筑工程的质量特性 1.2 建筑工程中缺陷、破坏、倒塌、事故的概念 1.3 造成质量缺陷事故的原因 1.4 质量事故分析的过程、性质和基本原则 1.5 我国建设工程质量检测行业现状及发展对策 1.1建筑工程的

2、质量特性 建筑工程产品的特性，是建筑物的适用性、 安全可靠性和耐久性的总和，它体现在以 下四个方面 ： 使用性能使用性能 承载力承载力 耐久性耐久性 整体稳定性整体稳定性 (1)建筑物在正常使用时具有良好的使用性能， 指建筑物要满足使用者对使用条件、舒适感和 美观方面的需要。 (2)建筑结构能承受正常施工和正常使用时可 能出现的各种作用，指建筑物中的各种结构构 件要有足够的承载力和可靠度。 (3)建筑材料和构件在正常维护条件下具有足 够的耐久性，指建筑物的寿命和对环境因素长 期作用的抵御能力。 (4)建筑物在偶然事件发生时及发生后，仍能保 持必需的整体稳定性，不致完全失效，甚至倒塌， 指建筑物

3、对使用者生命财产的安全保障。 (1)单项性与群体性 (2)一次性与长期性 (3)高投入性与预约性 (4)管理特殊性与风险性 建筑物的建造过程还具有以下四个方面特 征： 1.2 建筑工程中缺陷、破坏、倒塌、 事故的概念 1.缺陷：是由人为的(勘察、设计、施工、使用) 或自然的(地质、气候)原因，使建筑物出现影响 正常使用、承载力、耐久性、整体稳定性的种种 不足的统称。 (1)轻微缺陷 (2)使用缺陷 (3)危及承载力缺陷 缺陷的发展是破坏，而破坏本缺陷的发展是破坏，而破坏本 身又经历着一个过程。它对建身又经历着一个过程。它对建 筑装饰来说，是指装饰物从失筑装饰来说，是指装饰物从失 效、毁坏到脱落

4、的过程；对建效、毁坏到脱落的过程；对建 筑结构来说，是指结构构件从筑结构来说，是指结构构件从 临近破坏到破坏，再由破坏到临近破坏到破坏，再由破坏到 即将倒塌的过程。即将倒塌的过程。 2.破坏：是结构构件或构件截面在荷载、变 形作用下承载和使用性能失效的协议标志。 (1)截面破坏 协议规定 (2)构件破坏 协议检验指标 临近破坏 延性破坏 脆性破坏 3.倒塌：是建筑结构在多种荷载和变形 共同作用下稳定性和整体性完全丧失的 表现。 局部倒塌 整体倒塌 倒塌具有突发性，是不可修复的；它的发生，一 般都伴随着人员的伤亡和经济上的巨大损失。但 倒塌绝不是不可避免的，因为，建筑结构的倒塌 一般都要经过以下

5、几种规律性的阶段： 结构的承载力减弱； 结构超越所能承受的极限内力或极限变形； 结构的稳定性和整体性丧失； 结构的薄弱部位先行突然破坏、倾倒； 局部结构或整个结构倒塌。 4.事故：建筑结构的临近破坏、破坏和倒塌，统 称质量事故，简称事故。破坏称破坏事故；倒塌 称倒塌事故。 建设部规定建筑工程的，事故有以下几（6）个级 别： (1)一级重大事故，指死亡死亡30人人以上，直接经济 损失300万元万元以上者； (2)二级重大事故，指死亡死亡1029人，直接经济损 失100万元万元以上，不满300万元者； (3)三级重大事故，指死亡死亡39人人，重伤重伤20人人以上， 直接经济损失30万元以上，不满万

6、元以上，不满100万元万元者； (4)四级重大事故，指死亡死亡2 2人以下人以下，重伤重伤3 3- -1919 人人，直接经济损失1010万元以上万元以上，不满不满3030万元万元者； (5)一般质量事故，指重伤重伤2 2人以下人以下，或直接经 济损失1010万元以下万元以下，5 5千元以上千元以上者； (6)质量问题，指经济损失不足不足5 5千元千元者。 缺陷和事故的关系缺陷和事故的关系：建筑结构的缺陷和事故，虽然是两 个不同概念 ；缺陷和事故又是同一类事物的两种程度不 同的表现，缺陷往往是产生事故的直接或间接原因；而 事故往往是缺陷的质变或经久不加处理的发展。 工程实例： 1.1993年某

7、水库大坝缺口事故 这是一起对轻微缺陷没有引起足够重视， 处理不及时、不彻底，而最终形成重大 事故的案例。 2.1997年某县职工宿舍整体倒塌事故 这是一起由各种质量因素共同作用引发 的质量事故。 1.3 造成质量缺陷事故的原因 建筑工程的质量问题(泛指质量缺陷和质 量事故)有两大类： (1)装饰工程的质量问题 (2)结构工程的质量问题 1.3.1 影响建筑结构质量的技术因素 致使建筑结构丧失承载能力发生破坏倒塌的技术 因素有： (1)设计时对结构承受的荷载和作用估计不足，施 工时或使用后的实际荷载严重超越设计荷载；环 境条件(如气温、地基情况等)与设计时的假定相 比有重大变化。 (2)设计时所

8、取的计算简图与实际结构不符，施工 时或使用后结构的实际受力状态与设计严重脱节。 (3)设计时选用材料、构配件不当，或对材料的物 理力学性能(如脆性、疲劳等)掌握不够；施工时 采用的原材料存在着物理的和化学的质量问题， 或选用的构配件不满足设计要求；使用期间结构 暴露在腐蚀性介质中未加维护致使材料性质发生 变化。 (4)设计时所确定的构件截面过小或连接构造不当； 施工时所形成的结构构件或连接构造质量低务， 甚至残缺不全；使用后对各种因素引起的构件损伤 缺乏检验，不加维修，听任发展。 (5)设计时对地基、气象等自然条件和场地现状了 解不够，甚至完全不了解；施工单位在不充分掌 握地基和场地现状，或者

9、在不应有的气象条件下 盲目施工；建设单位提供了错误的勘察和气象资 料。 (6)设计时错误地依据设计规范或设计计算规程， 严重地违背设计规范和国家标准(或规范、标准、 规程本身有不完善之处)；施工时违反操作规程(或 操作规程有不完善之处)，施工工序有误，运输安 装不当，临时支撑失稳等。 (7)设计文件未经严格审查，在计算书和施工图中 存在有错误、矛盾、混乱和遗漏：施工质量失控、 管理混乱、技术人员素质过低等。 以上各种导致建筑结构质量缺陷事故的原因，也 可列表说明，如表11所示。 建筑结构质量事故的发生既有可能是设计设计原因原因， 也有可能是施工原因施工原因，还有可能是使用原因使用原因；同时，

10、既有可能是技技术术方面的原因方面的原因，也有可能是管理方管理方 面的原因面的原因，还有可能是体制方面的原因体制方面的原因。 一个重大事故的实际发生一个重大事故的实际发生，往往是由于设计计算往往是由于设计计算 和施工图纸中出现重大错误和施工图纸中出现重大错误，或者由于施工现场或者由于施工现场 出现重大质量问题出现重大质量问题，或或者由于使用单位盲目使用者由于使用单位盲目使用 不加维护不加维护，或者由于设计或者由于设计、施工甚至使用多种因施工甚至使用多种因 素复合作用的结素复合作用的结果果，而以设计和施工的复合作用而以设计和施工的复合作用 为主为主。 1.3.2 历史回顾 总结历史教训，近年来建筑

11、工程出现质 量问题的主要原因是： 一是体制改革后的生产关系尚未理顺， 有些地方存在着技术管理和建筑市场失 控的危机； 二是企业管理松弛，尤其对工程质量工作 有所放松； 三是施工队伍的素质过低，受过专业训 练的工程技术人员的比例太小。 建筑工程出现质量问题的原因的主要表现为： 1.设计单位技术力量薄弱； 2.建筑市场不规范、不健全； 3.管理部门任意降低检验和评定标准； 4.施工企业片面追求产值和利润； 5.层层分包，施工管理和技术保证严重失控； 6.施工人员素质低下； 7.施工单位越级承担任务； 8.材料不合格。 1.3.3 建筑结构工程质量事故统计及 其分析 对统计数据的总结分析： 1.从技

12、术方面分析，建筑结构最容易产生质量问 题的是屋盖屋盖、墙墙、柱柱和和钢筋混凝土水平构件钢筋混凝土水平构件。在 屋盖结构中以钢和钢木屋架出现的事故最多，而 钢屋架中以焊接连接的质量问题居众。在墙、柱 构件中以砖砌体出现的事故最多。在钢筋混凝土 水平构件中以数量最多的板、梁和雨篷、阳台等 悬挑构件出现的事故最多。 （1）屋架的杆件细、节点多、构造复杂，容易产 生质量问题； （2）我国目前大量建造的还是砖混结构房屋，主 要承重构件为砖墙、砖柱； （3）有些人对钢筋混凝土构件的受力特性和施工 期间的质量要求还认识不清； （4）许多地区钢筋混凝土预制构件的生产工艺简 陋、质量控制很不严格。 这四方面的根

13、本原因则是我国施工技术力量过于 薄弱(如砖工的砌筑质量，焊工的焊接质量等)， 尤其令人担忧的是施工第一线缺乏优秀的技术工 人，而且后继乏人。 2.从房屋倒塌场合分析，对钢筋混凝土和砖混结 构来说，在施工现场发生的多于在使用期间发生 的；而对于钢结构来说，在使用阶段发生的却多 于在安装阶段发生的。 3.从房屋质量问题的宏观原因分析，六无(无报建 程序、无设计图纸、无勘察资料、无招投标、无 执照施工、无质量监督)现象往往是祸害之源。设 计、施工、使用三方面都有可能成为质量问题的 主因。但“设计错误”和“施工质量低劣”，往 往占全年重大事故宏观原因中的6080。此 外，历史也说明，建筑主管部门在管理

14、上的失控， 更会造成大面积的质量事故。 1.3.4 建筑工程质量四要素 建筑工程质量四要素之间的关系如下： (1)建筑工程的质量问题，表现为结构质量和使用质 量两类技术现象中的缺陷和事故。一是由于设计、 施工技术水平的低下；二是因为工程管理中存在弊 端。而且往往是建筑市场的无序和建筑企事业单位 的管理不善直接导致重大事故的发生。 (2)建筑工程的管理，指从事建筑业人员在建设过程 中所建立的管理制度和实施的管理行为。市场的无 序和管理的不善，与当时当地有关人员素质低又直 接相关。 (3)提高从事建筑业人员素质的根本途径，是在 努力学习科学技术知识的基础上提高专业技术水 平，建立工程质量意识。 (

15、4)社会环境对人的素质水平、设计和施工的技 术水平、市场和企事业单位的管理水平乃至工程 质量水平有很大的影响。 1.4 质量事故分析的过程、性质和基 本原则 1.质量事故分析全过程大体要经历以下几个基本阶 段： (1)观察记录事故现场的全部实况实况 (2)收集调查与事故有关的全部设计和施工文件全部设计和施工文件 (3)找出可能产生事故的所有因素所有因素设计方案，结 构计算，构造做法；材料、半成品、构配件的质量； 施工技术方案，施工中各工种的实施质量；地质条 件，气候条件；建设单位在设计或施工过程中的不 合理干预，不正常的使用，使用环境的改变等。 (4)从上述全部因素中分析导致原发破坏的主主 导

16、因素导因素，以及引起连锁破坏的其它原因这 里指的是初步分析判断，它对下一步工作(指 第(5)步)会产生影响。 (5)通过现场取样的实际检测、理论分析或结构 构件的模拟试验对破坏现象、倒塌原因加以论论 证证。 (6)解释发生质量事故的全过程全过程(要听取设计、 施工、建设单位的分析报告，作为参考)。 (7)提出质量事故的分析结论结论和应该吸取的教教 训训，对事故责任进行仲裁仲裁。 一项高质量的质量事故分析必然要遵循以下六 点基本原则 ： (1)信息的客观性 (2)原因的综合性 (3)方法的科学性 (4)过程的回顾性 (5)判断的准确性 (6)结论的教育性 1.5 我国建设工程质量检测行业现状及

17、发展对策 作为建筑行业的一个组成部分，工程质量检测随着全民质 量意识的提高而不断被人重视。检测行业从开始出现发展 到今天，都是作为建筑行业的附属部分出现：一种是建筑 施工企业的内部试验室内部试验室；一种是科研院校内部的教学科研教学科研 性质的试验室性质的试验室；一种是各级质量监督管理部门设立的带有 政府色彩的监督检测室监督检测室。三种形式的检测单位一直以来按 照各自的工作领域开展检测工作，并且一直按照附属于母 体的部门形式进行运作，还没有形成独立企业运作独立企业运作的理念。 但是随着入世的冲击，检测机构根据国际通用要求必须成 为具有独立法人资格的机构，应该是第三方独立的服务中第三方独立的服务中

18、 介机构介机构，由于定位的逐步明确，各类检测单位都开始着手 进行转变。在转变的阶段，应该认真从行业发展角度研究 如何能够在逐渐规范化、正规化的市场经济中成功转变成 适应市场变化、快速成长发展。 检测行业现状 检测行业从形成到今天大约经历了1520年的历 史，十几年时间已经使检测行业规模由小变大， 工作类型由单一到综合，检测市场化概念从无到 有，从暗到明，如今全国各种建筑工程检测机构 近5000家，其中企业试验室数量大约占40%，监 督检测机构占30%，科研院校检测力量占30%。 检测机构组成 企业实验室 40% 监督检测机构 30% 科研院校检测力量 30% 企业试验室企业试验室(第一方试验室

19、第一方试验室)，即企业为了保 证自身产品质量而设立的试验室，由于其 自身性质很大程度上限制了他们走向检测 市场的步伐，作为企业内部附属机构的地 位使其在经济实力、检测能力、规模和技 术力量等个环节处于劣势，在检测市场所 占市场分额约20%。 各级监督机构设立的检测室监督机构设立的检测室由于有了政策 上的绝对优势，由于其政府背景，使其克 服成立时间短的劣势，通过垄断检测任务 的形式很快在规模和检测能力上占据优势， 成为目前检测市场中主流检测力量。但是 垄断行为的副作用是其长期处在政策保护 状态，相比其他机构效率低下，技术水平 不高，服务意识差，自身竞争能力差。 科研院校随科研院校随着事业单位机构

20、改革，不断加 大检测业务投入，使其变成主业发展，并 相继将其转型为第三方独立法人检测企业。 它们依靠原来国家科研投入的优势，在技 术力量、硬件设备和办公场地方面有着不 可比拟的优势。由于他们最早走向市场， 在市场竞争中已经总结了许多经验。 检测行业特点 检测行业是政策性较强的行业 检测行业是带有很强的地域性 检测行业目前技术门槛不高 检测行业体制单一 行业中存在的主要问题 1. 目前的检测市场十分混乱，由于部分施工单 位对质量意识的认识停留在资料过关的阶段，并 且检测单位目前是被动的接受施工单位的委托， 因此在检测和被检测之间的关系不仅是委托被委 托同时又是检测和被检测，在经济关系和公正性 的

21、看似矛盾的两者，许多检测单位很难把好关。 导致检测市场上评价一个检测单位工作质量的标 准不是严谨而是能否在必要时的灵活和方便。在 这样的环境中，不可能培养出依靠信誉品牌立足 的检测单位。 2. 目前的检测单位大部分面临如何从母体脱离， 是否脱离、脱离以后如何生存的困扰。部分已经 脱离的单位实质上在名义上的脱离，从行政管理 和经济来往上仍然不是独立的。因此，作为真正 意义上的独立运作的检测机构如何管理、如何生 存发展还没有太多可借鉴的经验。 3. 检测单位由于长期处于附属地位，因此在技 术、人力、资金的投入不足，因此与其他行业相 比或与其他领域的检测机构相比，技术含量不高， 并且技术发展速度很慢

22、。随着我国建筑业的蓬勃 发展，特别是我国加入WTO，对尽快提高检测单 位的技术能力和技术水平要求迫切。 2 钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和 事故 (1)钢筋混凝土工程的“材料材料”，是由混凝土和 钢筋两种材性相补并能够协同受力的材料粘结而 成的：它既受到水泥、骨料、钢材的化学性能影 响，也受到混凝土、钢筋以及它们间粘结的物理 性能影响。 (2)钢筋混凝土工程的“ “构件构件” ”，可以做成承受拉伸、 压缩、弯曲、剪切、扭转等各种受力状态的构件， 以剪弯构件和压弯构件为主；它们中的多数是带 裂缝工作的构件。 2.1.1 钢筋混凝土工程的特点 (3)钢筋混凝土工程的“结构”具有可模性好但构 件

23、截面尺寸较大，整体性强但容易因次应力引起 裂缝，刚度较大但对约束变形敏感，耐久耐火性 好但对侵蚀性介质抵抗力弱等优缺点优缺点。 (4)钢筋混凝土工程的“ “成型成型” ”，是一个包含模板的 制作和装设，混凝土的拌制、灌筑和养护，以及钢 筋的加工和配制的多边复杂过程；工种、成型方法、 工序繁多，受气候、时间和环境的影响显著。 钢筋混凝土工程的质质量控制量控制， ，涉及涉及对对材料材料、 、构件和构件和 结结构性能构性能、 、施工成型施工成型等多方面的控制。 钢筋混凝土工程的缺陷缺陷涉及的方面也很广泛，按 其形成的先后，有材料选配不当，施工违反操作 规程的种种做法，结构受力(含约束、外加变形 引起

24、的受力)超越材料承受能力，受环境因素影 响等4个类别。而在这4类成因中，又可分为物理物理 性缺陷和化学性缺陷性缺陷和化学性缺陷两个方面： (1)属于受力因素和施工因素的，多以物理性缺 陷为主； (2)属于材料因素和环境因素的，多以化学性缺 陷为主。 在各种钢筋混凝土工程缺陷中有一个共同 缘由，就是水泥水化硬化后形成水泥石的 性能，还有一个共同表现，就是在钢筋混 凝土构件中出现肉眼可以观察到的裂缝。 2.1.2 混凝土、钢筋性能的基础 2.1.2.1 混凝土性能的基础 1.水泥的性能 水泥熟料组成 水泥水化产物组成 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 C3S C2S C3A C4AF 2.

25、影响水泥水化凝结的因素主要是 ： (1)加水量 水泥浆体的理论需水量约为水泥重量的1525 ，实际加水量一般占水泥重量的4070。 (2)掺入一定量石膏 (3)适宜的温湿度环境 (4)混合材料 (5)外加剂 2.1.2.2 钢筋性能的基础 钢筋的性质 （1）强度： 屈强比 （2）塑性： （3）冷弯性能 （4）可焊性 （5）合金元素：有益元素：C、Mn、Si、Ti、V 有害杂质： P、S、O、N 、H / sb 2.1.3 钢筋混凝土构件中一般裂缝的概念 混凝土的电子显微镜照片混凝土的电子显微镜照片 混凝土裂缝混凝土裂缝 宏观裂缝宏观裂缝 0.05mm0.05mm 微观裂缝微观裂缝 0.05mm

26、500mm)，形成两边高中间低，石予分离 尤甚 ； 振捣不密实、不充分。土模附近捣固极 差。 造成分离层的另一因素是工人交接班停留时间过长， 超过混凝土初凝时间； 基础受力主筋太密，且最下一排主筋在端部全部弯 起，钢筋净距不足40mm 。 处理加固： 考虑到旧基础蜂窝、空洞面积太大，除表面发现 的情况外，内部其它情况尚不明，底板部分垫层 与受力主筋之间巳灌进大量泥浆、无法彻底清除， 若将基础加高，对生产使用无影响。故决定在旧 基础上重新做钢筋混凝土基础。新加的基础根据计 算需2m高，肋部包括旧基础在内为2m宽。新旧基础 接触面处全部凿毛连接已发现的蜂窝、空洞全部 用高标号砂浆填实 。 （三、援

27、外某地下室混凝土工程蜂窝、 孔洞及露筋 事故） 原因：应先浇灌底板混凝土待底板部 分搌捣密实后再浇灌墙壁的施工方案。 但此工程却先振捣墙壁、后振捣底板， 先浇灌四周、后浇灌中央的操作方法， 导致了墙壁与底板相交处450坡面的混凝 土徐徐下沉，形成了蜂窝或孔洞，沉降 少的形成了浅层的裂缝 。 补强方案： 将所有蜂窝、孔洞处的浮石浮渣凿除， 对窄缝要适当扩充凿成上口大的形状， 以补灌细石混凝土； 将凿开的被清理处用清水冲洗残渣粉灰， 保持湿润但无积水； 支模上口高度要高出缺陷上口处50 100mm，侧面支撑牢固； 采用C30细石混凝土(原为C25混凝土)，水 灰比0.6，坍落度50mm，浇灌混凝土

28、时 用小振动棒逐个振捣密实； 初凝后覆盖湿麻袋，浇水养护14d； 麻面和底板表面的少量收缩裂缝，采用水 泥砂浆抹面五层的做法予以补强。 （一、二、三）教训： (1)浇筑前准备：包括模板检查(位置、标 高、尺寸、支撑、拼缝、内部杂物清理 等)，钢筋检查(位置、规格、数量、间距、 保护层垫块、表面油污、无粘结筋曲率和 外包层等)，地基检查(标高、轴线、尺寸、 淤泥杂物、平整度、边坡等)； (2)混凝土的最短搅拌时间应按要求控制； (3)混凝土的最长搅拌至浇筑完毕时间以 及混凝土运输、浇筑和间歇的最长时间应 按要求控制。如超过规定时间应留施工缝。 (4)混凝土浇筑时的坍落度应按要求控制。 浇筑时的倾

29、落高度应按要求控制。 (5)混凝土浇筑层厚度应按要求控制。每次 浇筑时的推进长度宜在115m之间； (6)一般插入式振捣棒作用半径3040cm， 其移动间距不宜大于作用半径的15倍。每 点振捣时间为2030s。振捣上层混凝土时 要在下层混凝土初凝前进行，插入下层中 5cm左右。平板式振动器在每一位置上应连 续振动2540s，以混凝土面均匀出浆液为 准。移动间距宜搭接35 cm，以防漏振。 2.4.8 混凝土施工缝处理不当 1.概念：当混凝土超过初凝时间而不能进行 下一步浇筑，新旧混凝土间形成的一条连 接缝。 2.案例8： （一、某厂四层框架结构车间楼板施工缝 裂缝并渗漏） 原因：施工缝留设太多

30、，且未妥善处理。 （二、某会议室门厅施工缝事故） 原因：施工缝位置错误；混凝土强度低；新 旧混凝土结合不好。 （三、某厂机工车间梁柱的施工缝事故） 原因：施工缝位置错误；新浇混凝土的时间未等 旧混凝土达到足够强度。 （一、二、三）教训： （1）施工缝的位置：施工缝位置必须在浇筑混 凝土前事先考虑好。它应留在结构的次要或受 力(主要指剪力)较小而施工又方便的地方。施 工缝形成的截面应与结构产生的轴向压力相垂 直，以便能直接发挥混凝土的特长传递压 力。 （2）施工缝的处理： 施工间隙未超过水泥初凝时间时，可将新混凝 土均匀倾人，盖满先浇灌的混凝土，用振捣工 具穿过新混凝土达到已浇混凝土层内50 1

31、00mm，将新老混凝土一并捣实，结成整体。 如施工间歇已超过初疑时间，则必须等待已浇 啦的混凝土强度不少于1.2Nmm2时方可继续施 工。 在已硬化混凝土表面继续浇筑新混凝土前应清 除垃圾、浮浆、膜衣，松动骨料和软弱混凝土面层， 将旧混凝土凿毛，用水冲洗充分润湿。但连接钢 筋周围的混凝土应不受松动和损坏，钢筋上的油 污、砂浆及浮锈也应清除。 浇筑新混凝土前，在接缝面上先铺一层1015mm 厚的水泥砂浆，其配比与混凝土内砂浆成分相同。 浇筑新混凝土时，应避免直接靠近缝边下料，并 应加强接缝时的捣实工作，使其紧密结合。必要 时还增设接头钢筋(如 6 10钢筋，插入新旧 混凝土各30d)，以加强施工

32、缝的连接。 2.4.9 混凝土因水化热开裂 1.混凝土的水化热是由水泥水化作用产生 的 。水化热的大小和放热速度首先取决于 水泥的矿物组成；其次也与水泥的细度、 加水量、养护温度有关。 2.水化热使混凝土内部升温的时间很短， 大约在浇筑后的27d；这时混凝土的弹 性模很小，约束应力很小。但降温阶段很 长，混凝土的弹性模量随时间提高，约束 应力随时间增大；当约束拉应力超过混凝 土抗拉强度时，便出现贯穿性裂缝。 案例9： （某工程微风化岩石地基上的大体 积混凝土基础板开裂事故） 原因：大体积混凝土降温阶段由于基础约束 产生较大的拉应力而开裂。 教训： (1)浇筑应在室外气温较低时进行，最高浇筑 温

33、度不宜超过28C。 (2)选择合适的水化热较低的水泥(如矿渣水泥 等)，掺加有缓凝作用的外加剂，选择合适的 砂石级配，尽量减少水泥用量，降低水灰比。 (3)浇筑后的大体积混凝土应采取控温措施(如 降温)，并测定混凝土表面和内部温度，温差 不宜超过25。 (4)浇筑方案应按体积大小选用三种方式； 全面分层(结构平面不大时，第一层浇筑 的混凝土还未初凝即浇第二层)；分段分 层(适用于面积大但厚度不大的结构) ， 斜面分层(适用于长度大于厚度3倍的结 构)。 2.4.10 混凝土受腐蚀 1.溶出性腐蚀 ： （软水腐蚀） 2.离子交换腐蚀：指盐类或一般酸类和混 凝土水泥石中的Ca(OH)2作用，并产生

34、置换 反应，生成易溶于水或无胶结力、强度很 低的化合物的现象。 3.防止混凝土受腐蚀的措施： (1)提高混凝土或混凝土表面的密实性，使 侵蚀性介质不能渗入混凝土内部，可以减 轻或延缓腐蚀作用。或者对混凝土表面进 行碳化处理，使水泥石中氢氧化钙与二氧 化碳作用生成质地紧密的碳酸钙CaCO3， 外壳保护层。 (2)在混凝土构件表面涂以防水砂浆、沥青、 合成树脂等保护层，使混凝土与腐蚀介质 隔离。 (3)选用恰当的水泥，或者在水泥中掺加活 性混合材料 。 案例10： （一、某工厂酸液泄漏造成混凝土破坏） （二、某五层住宅楼施工用食盐化冰，造 成混凝土破坏） （三、自然雨水腐蚀混凝土） 2.4.11

35、钢筋受腐蚀 钢筋受腐蚀对钢筋混凝土结构的影响有4种 表现： (1)混凝土保护层发生沿钢筋长度方向的顺 筋开裂，裂缝宽度可达12mm以上； (2)混凝土保护层局部剥落，锈蚀钢筋外 露； (3)钢筋在混凝土内有效截面减小，最严 重的损失率可达40以上，这时混凝土 构件表面虽无明显开裂迹象，但钢筋已 与混凝土脱开； (4)由于钢筋受蚀截面变小，致使构件截 面承载力不足，发生局部破坏或过大变 形。 案例11： （北京某旅馆氯盐腐蚀事故） 1.原因： （1）少算25的荷重。 （2）沉降量 不一致，致使楼盖荷载往柱 的方向调整，使得中间柱实际承受的荷载 比设计值大而两侧承重墙实际承受的荷载 比设计值要小。

36、 （3）配置922纵向钢筋 ，从截面承载力 看是足够的，但箍筋配置不合理，表现为 箍筋截面过细、间距太大、未设置附加箍 筋，致使箍筋难以约束纵向受压钢筋承受 压力后的侧向压屈。 （4）底层混凝土工程是在冬季施工的， 混凝土在浇筑时掺加了氯盐防冻剂，对 混凝土有盐污染作用 。 这起质量事故主要是由于设计粗糙(在静 力分析、沉降估算以及配箍设计等三方 面均考虑不周)，以及施工时混凝土加氯 盐防冻而对钢筋则未加任何阻锈措施的 双重原因引起的。 国内外钢筋混凝土工程中因钢筋受腐蚀 而产生的缺陷和事故是很多的 。 钢筋受腐蚀机理 ： （1）氧化 （2）电化学反应 （3）钝化 （4）碳化 氯化物与铁离子结

37、合成符合物，又能渗 透钝化膜，形成铁锈； （5）钢筋生锈后体积膨胀，使最薄弱的混凝 土保护层处胀裂 。 （6）钢筋生锈，迫使混凝土开裂，历经四个 时期：前期 、中期 、后期 、破坏期 。 预防钢筋受腐蚀的措施： (1)从防止钢筋混凝土构件表面过快碳化考 虑 ： 混凝土必须密实，不得有孔洞、蜂窝和麻 面。 混凝土水灰比宜较小，水泥用量宜较多 。 对在硅酸盐水泥中混合料(如高炉矿渣粉、 粉煤灰、火山灰等)的掺人量应有限制 。 混凝土保护层的厚度必须符合相应结构的 设计规范或规程的要求。 钢筋混凝土构件的外形宜简单，凹凸棱 角愈少愈好 (2)从提高钝化膜抗氯离子渗透性出发考 虑，可使用预防盐污染混凝

38、土引起钢筋 腐蚀的阻锈剂。 (3)注意形成防冻混凝土原材料的质量 ： 水、砂、防冻剂 2.4.12 钢筋技术性能缺陷 1.对进场的钢筋除应检查其外观、尺寸外， 应规定采取试样进行检验； 2.钢筋试样采取方法 ； 3.热轧钢筋技术性能和化学成分要求 。 案例12：某厂预应力空心楼板钢筋质量事故 1.现象： （1）生产中多次发现钢筋弯钩后 有裂纹；（2）库存钢筋冷弯试验均合格； （3）现场钢筋其中有6个试件冷弯试验却都 不合格，延伸率也低于25 ，其余两个延 伸率分别为20和26，冷弯合格 ； （4）钢筋车间中弯钩有裂纹的钢筋：实验发 现无明显屈服阶段，延伸率低； 塑性指标不合格；（5）钢筋车间中

39、已加工但 无裂纹的钢筋，有屈服阶段但屈强比太高； （6）化学成分合格。 归纳起来：试验数据的代表性不强；这批钢筋 属于不合格品。 2.教训： （1）进入施工现场的钢筋，除应检 查其外观、尺寸外，应按钢筋混凝土工程施工 及验收规范的规定取试样检验；（2）注意现 场管理：钢筋应分钢号、直径、批次等分别挂 牌堆放。 2.4.13 钢筋配置不当 在钢筋混凝土构件中，钢筋配置是否正 确直接关系结构的承载力、刚度和裂缝。 常见问题： (1)受力筋位置发生重大失误， (2)受力筋未搭接或搭接位置过于集中； (3)受力筋锚固严重不足； (4)受力筋的混凝土保护层发生较大偏差； (5)辅助筋配置过少。 案例13

40、： 一、受力钢筋位置失误 1.某百货大楼雨篷根部折断的质量事故 2.某工程框架柱施工时错误地把柱的方向转 了900 ： 此事故的处理方法是： （1）在柱的短 边各补上2 25插铁 ；（2）为保证新加插铁 的锚固，在两个短边上各用325横筋与原短 边325焊成一体，并将第二步台阶加高500mm。 加高台阶时将原基础面凿毛、清洗、支模、 浇筑提高一级的混凝土，并在新台阶面层铺 设 6200钢筋网一层。 （3）原设计在柱底500mm高度内加密箍 筋，现增至1000mm 。 另一框架柱的处理方法： （1）在柱的短边每边补加7 25插筋； （2）为保证新加插铁的锚固，在两个短 边上各用4 25横筋与原短

41、边225与 2 22焊成一体，并将第二步台阶加高 800mm。加高台阶时将原基础面凿毛、清 洗、支模、浇筑提高一级的混凝土，并 在新台阶面层铺设 6200钢筋网一层。 （3）箍筋在柱底高度1.3米内加密。 二、受力钢筋搭接失误 1.某三层办公楼中部发生自上而下的裂缝： 原因：圈梁纵向未贯通 ；从预制梁两侧 伸出短筋与圈梁的4根受力筋绑扎搭接， 使圈梁不连续,施工时有的接头处搭接长 度不足，有的搭接钢筋没有绑扎；预制梁 与圈梁间新旧混凝土间的连接也未做妥善 处理；甚至圈粱内有些钢筋没有搭接 。 2.唐山某新建四层内框架结构地震后整个 结构发生扭转： 原因：8根内柱纵向受力筋100在基础顶 面处绑

42、扎搭接 。 三、受力筋锚固不足 某锻工车间屋面梁为12m跨度的T形薄腹梁 支承 端头突然断裂： 原因：大梁支承端锚固长度太少 四、受力筋保护层偏差过大 1.某办公楼板支座钢筋下踩，支承边出现 通长裂缝 2.某住宅楼阳台断裂事故 五、辅助筋配置过少（主要是大梁腰筋） 对某工程800毫米以上梁的收缩裂缝调查 结果，应吸取的教训： (1)进场钢筋必须有钢材试验报告 (2)成批构件的钢筋在加工前，应取样进 行强度，延伸率，冷弯和化学成分检验。 (3)钢筋工程为隐蔽工程，施工人员必须 按图施工。浇筑混凝土前必须对已绑扎 的钢筋进行检查验收；发现问题必须在 浇筑混凝土前处理完毕；并做好隐蔽工 程记录，以便

43、查考 。 (5)受力筋间绑扎接头位置应相互错开。 2.4.14 预埋件构造不当 钢筋混凝土构件中的预埋件常遇到以下几种 构造不当情况： (1)预埋件的锚筋常与构件的受力筋或构造筋 相碰，造成安置不下、位置不准； (2)预埋件的形式和位置未考虑施工和安装的 可能，有时安置预埋件后无法浇灌混凝土， 或者浇灌混凝土后预埋件下面的混凝土有空 隙； (3)预埋件的锚筋位于构件的混凝土保护层内， 以致预埋件无法受力；或者预埋件位置 有错，需在构件上重新加设预埋件。 案例14：某厂房柱预埋件的构造不合理 1.M1的锚筋边距过小 2. M2的锚筋边距过小 3. M3的锚固角钢的位置不当 2 . 5 预 制 混

44、 凝 土 构 件 常 见 裂 缝 的 形 成 及 其 防 治 2.5.1 预制板 常见裂缝： (1)可能发生在大跨度(如10m左右)、高强预应力筋 空心板中的裂缝 。板端横向箍筋位置放在预应力筋 上面，未起防止混凝土劈裂作用 。若板端横向筋改 为箍住预应力筋即可防止。 (2)可能发生在6m跨度左右的长向预应力板中的裂 缝 ，有的型号板没有在每个肋中都配置预应力筋， 端部又未设横向钢筋。放张预应力筋时可能在无筋 肋附近产生水平纵向裂缝。防治办法是在预应力筋 下的板端设置一片 6钢筋网。 (3)可能发生在大型屋面板纵肋端部的开花裂缝和水平 裂缝 ；防治措施最好是沿预应力筋端部增设螺旋箍筋。 (4)

45、可能发生在大型屋面板端肋的竖向裂缝和纵肋端部 的斜向裂缝 ；防治办法是减小端肋高度(由200mm减至 120mm)，并在端肋纵肋间增设钢筋网片。 (5)可能发生在深池蒸养中的横跨预应力圆孔板顶部的 竖向裂纹 ；改进措施是将叠合蒸养的钢模每层间加垫 木即可避免 (6)预制板在运输堆放过程中容易产生的裂缝 。预防措 施 ：构件堆放时支点位置不应引起混凝土发生过大 拉应力；堆放场地应平整夯实，有排水措施，宜水 平分层堆放，层间用垫木隔开，不宜侧立堆放，堆放 时垫木要规整，位于同一直线上；堆放高度视构件强 度、地面耐压力、垫木强度和堆垛稳定性而定。 2.5.2 预制梁 预制梁常见的非典型裂缝形成的原因

46、及其防治如 下 ： (1)梁的纵向受力筋在跨中切断，有时会在切断处 产生斜裂缝或竖向裂缝 。纵向受拉钢筋不宜在受 拉区截断。 (2)粱的纵向受力筋如在梁端的锚固长度不足，或 梁端混凝土不密实，往往容易在支承处附近产生较 陡的斜裂缝 。预防措施是按设计规范要求，将纵 向受力筋伸人梁的支座范围内(1215)d(d为受力 筋直径)。这时要注意两个问题：伸人支座范围 内的受力钢筋必须有足够的净距；如锚固长度不 满足要求，应采取加焊锚固件的措施。 （3）“ ”形薄腹梁，箍筋与架立筋的连接以 及肋部箍筋的锚固不好，产生上翼缘与肋交接 处的水平裂缝； （4）薄腹梁可能出现靠近下翼缘的腹板处和下 翼缘上出现竖

47、向裂缝； （5）薄腹梁吊环根部上翼缘呈倾斜状裂缝。 （6）横卧支模，地基沉陷或横卧运输、堆放不 当，梁发生横向弯曲产生单面竖向裂缝； （7）连续梁端受力筋与柱受力筋坡口焊，连接 初发生竖向裂缝； （8）后张自锚预应力鱼腹式或折线式吊车梁裂 缝。 2.5.3 预制或现浇柱 预制柱(含现浇柱和预制门式刚架)常见的 非典型裂缝： (1)预制单阶柱起吊点位置不妥(应设在牛 腿下截面却设在上柱下截面处)，起吊后支 点滑移至柱顶，致使上柱下截面受弯开裂； (2)预制单阶柱安装就位偏差。有两种可 能：安装前发现柱身弯曲(分排架受力平 面内和平面外弯曲)；安装后发现柱身 倾斜(分向厂房内倾斜和向厂房外倾斜)。

48、 (3)施工时因地基不好，临时加深基础埋 置位置，致使底层柱高度增加如果没有 考虑因柱的长细比增加而修改柱的设计， 仍按原柱截面施工，则可能造成柱承载 力降低而在柱身中部发生横向裂缝； (4)梁柱接头处柱的箍筋很难绑扎； (5)现浇柱当纵向受力筋很粗时，由于受 力筋承受很大压力，致使纵筋绑扎接头处 受力筋端部的混凝土发生局部受压崩裂； (6)预制门式钢架梁柱转角结点处容易出 现腹部斜裂缝。 2.6 若干典型钢筋混凝土结构质量事 故分析及处理 从钢筋混凝土结构角度分析，引起重大质量事故的 原因大体有以下几个方面： (1)因结构布置不合理造成的质量事故； (2)因使用荷载超重造成的质量事故； (3

49、)因结构设计计算方法有误造成的质量事故； (4)因材料质量低劣造成的质量事故； (5)因结构构造和施工做法不合理造成的质量事故； (6)因地基处理或基础设计不当造成的质量事故； (7)因施工技术方案失误造成的质量事故 2.6.1 因使用荷载超重造成的质量事故 案例： 1.某厂钢筋混凝土除尘支架工程平台上三 个500mm*ll00mm截面主粱发生大量裂缝 ； 2.事故原因分析：此事故主要原因显然为 使用荷载超重所致 。 3.加固方案：在不影响使用前提下，采取对 开裂粱增设中间支承改变传力途径的措 施，使原单跨粱改为双跨连续梁。 4.加固步骤： 5.应吸取的教训： 任何使用荷载的增加都必须同时进行

50、结构 计算书的复核。 在施工过程中，任何单位要求对施工图作 任何变更，施工单位必须要求设计单位提 供设计变更通知。施工单位不得擅自同意 任何设计变更。 建设单位要对房屋的使用状况负责，必须 保证其载重不大于原设计任务书所提供的 资料；如有加大的变更意图，必须取得设 计单位的同意后方可实施。 本工程的加固做法可能并不是最佳方案。 2.6.2 因设设计算方法有误和配筋构造不当造 成的质量事故 案例：某大学教学楼半圆形框架结构阶梯教室 梁柱裂缝事故 原因： （1）位于跨中贯通梁高的裂缝：估计 为混凝土收缩引起的裂缝。另外，这种裂缝发 展多还与混凝土标号低有关 。（2）位于梁端 的裂缝：是由于梁的主拉