學習情境四 分析處理混凝土結構工程質量事故,目錄,過渡頁,學習單元一,（一）混凝土結構表層缺損的原因1.麻面 模板未濕潤，吸水過多；模板拼接不嚴，縫隙間漏漿；振搗不充分，混凝土中氣泡未排盡；模板表面處理不好，拆模時粘結嚴重，致使部分混凝土面層剝落，混凝土表面粗糙，或有許多分散的小凹坑。,“,一、混凝土結構表層缺損,學習單元一,“,一、混凝土結構表層缺損,學習單元一,2.蜂窩 混凝土配合比不合適，砂漿少而石子多；模板不嚴密，漏漿；振搗不充分，混凝土不密實；混凝土攪拌不均勻，或澆筑過程中有離析現象等，使得混凝土局部出現空隙，石子間無砂漿，形成蜂窩狀的小孔洞。,“,一、混凝土結構表層缺損,學習單元一,3.表皮酥松 混凝土養護時表面脫水，或在混凝土硬結過程中受凍，或受高溫烘烤等均會引起混凝土表皮酥松。,“,一、混凝土結構表層缺損,學習單元一,4.露筋 鋼筋墊塊移位，或者少放或漏放保證混凝土保護層的墊塊，鋼筋與模板無間隙，鋼筋過密，混凝土澆筑不進去，模板漏漿過多等均會使鋼筋主要的外表面因沒有砂漿包裹而外露。,“,一、混凝土結構表層缺損,學習單元一,5.缺棱掉角 常由構件棱角處脫水、與模板粘結過牢、養護不夠、強度不足、早期受碰撞等原因引起。,“,一、混凝土結構表層缺損,學習單元一,（二）混凝土結構表層缺損的修補 若混凝土表面只有小的麻面及掉皮，可以用抹純水泥漿的方法抹平。抹水泥漿前，應用鋼絲刷刷去混凝土表面的浮渣，并用壓力水沖洗干凈。,“,一、混凝土結構表層缺損,學習單元一,若混凝土表層有蜂窩、露筋、小的缺棱掉角、不深的表皮酥松，表面微細裂縫則可用抹水泥砂漿的方法修補。抹水泥砂漿之前應做好基層清理工作。對缺棱掉角，應檢查是否還有松動部分，如有，則應輕輕敲掉。,“,一、混凝土結構表層缺損,學習單元一,對蜂窩，應把松動部分、酥松部分鑿掉。對因凍、高溫、腐蝕而酥松的表層均應刮去，然后用壓力水沖洗干凈，涂上一層純水泥漿或其他粘結性好的涂料，然后用水泥砂漿填實抹平。,“,一、混凝土結構表層缺損,學習單元一,(一)混凝土結構裂縫產生的原因1.結構性裂縫 結構性裂縫是由荷載引起的，其裂縫與荷載相對應，是承載力不足的結果，其裂縫形式多種多樣，主要原因如下。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,1)設計方面。 (1)設計中未考慮某些重要的次應力作用； (2)細部構造處理不當； (3)設計承載力不足； (4)構件計算簡圖與實際受力情況不符； (5)局部承壓不足。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,2)材料方面。 (1)水泥的安定性不合格； (2)水泥的水化熱引起過大的溫差； (3)混凝土配合比不當； (4)集料中有堿性集料或已風化的集料；,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(5)混凝土干縮； (6)外加劑使用不當； (7)混凝土拌合物泌水和沉陷； (8)砂、石含泥或其他有害雜質超過規定。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,3)施工方面。 (1)外加摻合劑拌和不均勻； (2)攪拌和運輸時間過長； (3)泵送混凝土過量增用水泥及加水； (4)滑模施工時工藝不當；,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(5)模板支撐下沉，模板變形過大； (6)模板拼接不嚴，漏漿漏水； (7)澆筑時順序失誤； (8)澆筑時速度過快； (9)搗固不實；,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(10)混凝土終凝前鋼筋被擾動； (11)保護層太薄，箍筋外只有水泥漿； (12)施工縫處理不當，位置不正確； (13)構件運輸、吊裝或堆放不當；,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(14)拆模過早，混凝土硬化前受振動或達到預定強度前過早受載； (15)養護差，早期失水太多； (16)混凝土養護初期受凍。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,4)環境和使用方面。 (1)環境溫度與濕度的急劇變化 (2)凍脹、凍融作用； (3)腐蝕性介質作用； (4)振動作用；,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(5)使用超載； (6)反復荷載作用引起疲勞； (7)火災及高溫作用； (8)地基沉降等。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,2.非結構性裂縫 1)塑性裂縫。混凝土澆筑好后開始逐漸凝聚，由流體逐漸變為塑態，然后硬化變為固態。在塑態階段產生裂縫主要有以下兩種原因：,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(1)混凝土集料沉落裂縫。混凝土澆筑時，在振動器和重力作用下，水泥漿上升，集料開始下沉，集料沉落過程因受鋼筋、預埋件及模板表面的阻力，或兩部沉落不同而產生一種裂縫。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(2)塑形收縮裂縫。混凝土仍處于塑性狀態時，由于混凝土表面水分蒸發過快而產生裂縫。 2)收縮裂縫。常說的收縮裂縫包括凝縮裂縫和冷縮裂縫。 (1)凝縮裂縫是指混凝土結硬過程中因體積收縮而引起的裂縫。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(2)冷縮裂縫是指構件因受氣溫降低的影響而收縮，且在構件兩端受到強有力約束而引起的裂縫，一般只有在氣溫低于0時才會出現。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,3)溫度裂縫。溫度裂縫有表面溫度裂縫和貫穿溫度裂縫兩種。 (1)表面溫度裂縫是因水泥的水化熱產生的，多發生在大體積混凝土中。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,在澆搗混凝土后，水泥的水化熱使混凝土內部的溫度不斷升高，而混凝土表面的熱量易散發，于是混凝土內部和表面之間產生了較大的溫差。內部的膨脹約束了外部的收縮，因而在表面產生了拉應力，中心部位產生了壓應力。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,當表面的拉應力超過混凝土的抗拉強度時，就產生了裂縫。一般地講，裂縫僅在結構表面較淺的范圍內出現，且裂縫的走向無一定規律，縱橫交錯。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(2)大多數貫穿溫度裂縫是由于結構降溫較大，受到外界的約束而引起的。例如，對于框架梁、基礎梁、墻板等，在與剛度較大的柱或基礎連接時，或預制構件支承并澆接在伸縮縫處時，一旦受寒潮襲擊或溫度降低時，就產生收縮，但由于兩端的固定約束或,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,梁內配筋較多，阻止了它們的收縮拉應力，以致產生了收縮裂縫。 4)沉降裂縫。地基的不均勻下沉，在結構構件上引起的沉降裂縫是工程中常發生的一種裂縫。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(二)混凝土結構裂縫的修補1.填縫法 對于數量少但較寬的裂縫(寬度0.5 mm)或因鋼筋銹脹使混凝土順筋剝落而形成的裂縫，可用填縫法。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,常用的填縫材料有環氧樹脂、環氧砂漿、聚合物水泥砂漿、水泥砂漿等。2.灌漿法 灌漿法，是把各種封縫漿液(樹脂漿液、水泥漿液或聚合物水泥漿液)用壓力方法注入裂縫深部，使,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,構件的整體性、耐久性及防水性得到加強和提高的方法。3.預應力法 避開鋼筋，在構件上鉆孔，然后穿入螺栓(預應力筋)，施加預應力后，擰緊螺帽，使裂縫減小或閉合。成孔的方向最好與裂縫方向垂直。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,4.局部加固法 在混凝土裂縫位置，通過外包型鋼、外加鋼板或外站環氧玻璃鋼等方法進行局部加固處理。5.結構補強法 當裂縫影響到混凝土結構的安全和性能時，可考慮采用加強結構的承載能力的方法。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,常用的方法有增加鋼筋、加厚板、外包鋼筋混凝土、外包鋼、粘貼鋼板、預應力補強體系等。,“,二、混凝土結構裂縫,學習單元一,(一)因設計引起的事故 房屋長度過長而未按規定設置伸縮縫。 把基礎置于持力層的承載力相差很大的兩種或多種土層上而未妥善處理。 房屋形體不對稱，質量分布不均勻。,“,三、因設計和計算失誤引起的混凝土結構事故,學習單元一,主、次梁支承受力不明確，工業廠房或大空間采用輕屋架而沒有設置必要的支撐。 受動力作用的結構與振源振動頻率相近而未采取措施。 結構整體穩定性不夠。,“,三、因設計和計算失誤引起的混凝土結構事故,學習單元一,“,三、因設計和計算失誤引起的混凝土結構事故,學習單元一,(二)因計算失誤引起的事故 任務急，時間緊，計算和繪圖錯誤而又未認真校對。 荷載漏算或少算。,“,三、因設計和計算失誤引起的混凝土結構事故,學習單元一,抄了一個圖或采用標準圖后未結合實際情況復核，有的甚至認為原有設計有安全儲備而任意減小斷面，少配鋼筋或降低材料強度等級。 所遇問題比較復雜，而做了不妥當的簡化。,“,三、因設計和計算失誤引起的混凝土結構事故,學習單元一,盲目相信電算，因輸入有誤或與編制程序的假定不符造成輸出結果并不正確也盲目采用。 設計時所取可靠度不足或偏低。,“,三、因設計和計算失誤引起的混凝土結構事故,學習單元一,(一)材料質量原因 1）水泥質量差； 2）集料(砂、石)質量差； 3）拌合水質量不合格； 4）摻用外加劑質量差。,“,四、因混凝土強度不足引起的事故,學習單元一,（二）混凝土配合比不當 1）隨意套用配合比； 2）用水量大； 3）水泥用量不足； 4）砂、石計量不準；,“,四、因混凝土強度不足引起的事故,學習單元一,5）外加劑用錯； 6）堿-集料反應。(三)混凝土施工工藝原因 1）運輸條件差； 2）混凝土拌制不佳；,“,四、因混凝土強度不足引起的事故,學習單元一,3）混凝土澆筑不當； 4）模板漏漿嚴重； 5）混凝土養護不當； 6）冬季施工技術措施不落實。,“,四、因混凝土強度不足引起的事故,學習單元一,(四)試塊管理不善 1）試塊未經標準養護； 2）試模管理差； 3）不按規定制作試塊。,“,四、因混凝土強度不足引起的事故,學習單元一,(一)不按圖施工(二)施工人員存在認識誤區(三)市場不規范(四)材料進場把關不嚴,“,五、因施工不當引起的事故,學習單元一,“,五、因施工不當引起的事故,學習單元一,(一)使用中任意加大荷載(二)加層不當(三)工業廠房屋面積灰過厚(四)維修改造不當,“,六、因結構使用、改建不當引起的事故,過渡頁,（一）鋼筋銹蝕原因 鋼筋表面產生銹蝕是最常見的一種質量問題，產生的原因有：保管不良，受到雨、雪或其他物質的侵蝕；或者存放期過長，長期在空氣中產生氧化；或者倉庫環境潮濕，通風不良。,學習單元二,“,一、鋼筋表面銹蝕,（二）預防措施 鋼筋原料應存放在倉庫貨料棚內，保持地面干燥；鋼筋不得堆放在地面上，必須用混凝土墩、磚或墊木墊起，使離地面200 mm以上；庫存期限不得過長，原則上先進庫的先使用。,學習單元二,“,一、鋼筋表面銹蝕,(一)造成配筋不足的原因1.設計方面的原因 如計算簡圖與梁、板實際受力情況不符合，又如少算荷載，特別是一些非專業人員，無基本理論知識，僅憑一點經驗盲目設計，很容易造成事故施工方面的原因。,學習單元二,“,二、配筋不足,2.施工方面的原因 混凝土強度達不到設計要求；鋼筋少配、誤配；材料使用不當或失誤；隨便用光圓鋼筋代替變形鋼筋；使用受潮過期的水泥；隨便套用混凝土配合比；砂石質量差等。,學習單元二,“,二、配筋不足,3.使用方面的原因 使用時嚴重超載，如更改設計、改變功能、增加設備、屋面積灰等均能使構件荷載增加而超載，導致承載力不足；屋面材料因下雨浸水引起荷載增大；隨意在墻上打洞也會引起局部破壞和損傷事故。,學習單元二,“,二、配筋不足,4.其他原因 地基的不均勻沉降，產生附加應力；構件耐久性不足，導致鋼筋銹蝕，降低構件承載力；構造方面，錨固不足、搭接長度不夠、焊接不牢等，均可能使構件承載力不足。,學習單元二,“,二、配筋不足,(二)梁、板承載力不足的事故表現及處理措施1.正截面的破壞特征及處理措施 1)破壞特征。鋼筋混凝土梁板結構屬受彎構件，正截面的破壞特征主要表現為裂縫的發生和發展。 2)處理措施。,學習單元二,“,二、配筋不足,(1)如果是少筋梁，必須進行加固。可選用在受拉區增加鋼筋的加固方法。 (2)如果是適筋梁，則可根據裂縫的寬度、構件的撓度和鋼筋的應力來判斷是否進行加固。裂縫寬度與鋼筋應力之間基本呈線性關系：裂縫愈寬，裂縫處應力愈高。,學習單元二,“,二、配筋不足,當采用在受拉區增加鋼筋的方法加固時，應注意加筋后不致成為超筋梁。 (3)如果是超筋梁，由于在受拉區進行加筋補強不起作用，因此必須采用加大受壓區截面的辦法或采用增設支點的辦法進行加固。,學習單元二,“,二、配筋不足,2.斜截面的破壞特征 梁的斜截面抗剪試驗表明，斜裂縫始自兩種情況，一種是首先在構件的受拉邊緣出現垂直裂縫，然后在彎矩和剪力的共同作用下斜向發展；,學習單元二,“,二、配筋不足,另一種是出現在梁腹的腹剪斜裂縫，對于形、形等腹板較薄的梁，常在梁腹部中和軸附近首先出現這類裂縫，然后隨著荷載的增加，分別向梁頂和梁底斜向發展。,學習單元二,“,二、配筋不足,造成鋼筋錯位偏差的主要原因有：(一)隨意改變設計 隨意改變設計常見的有兩類，不按施工圖施工，把鋼筋位置放錯；亂改建筑的設計或結構構造，導致原有的鋼筋安裝固定有困難。,學習單元二,“,三、鋼筋錯位偏差嚴重,(二)施工工藝不當 例如，主筋保護層不設專用墊塊，鋼筋網或骨架的安裝固定不牢固，混凝土澆筑方案不當，操作人員任意踩踏鋼筋等原因均可能造成鋼筋錯位。,學習單元二,“,三、鋼筋錯位偏差嚴重,常見的鋼筋脆斷有底合金鋼筋或進口鋼筋運輸裝卸中脆斷、電焊脆斷等。主要原因是鋼筋加工工藝錯誤；運輸裝卸方法不當，使鋼筋承受過大的沖擊應力；對進口鋼筋的性能不夠了解，焊接工藝不良，以及不適當地使用電焊固定鋼筋位置等。,學習單元二,“,四、鋼筋脆斷,過渡頁,混凝土結構工程施工質量驗收規范(2011年版)(GB 502042002)對模板的安裝提出了要求： 1)模板的接縫不應漏漿；在澆筑混凝土前，木模板應澆水濕潤，但模板內不應有積水。,學習單元三,“,一、模板的安裝要求,2)模板與混凝土的接觸面應清理干凈并涂刷隔離劑，但不得采用影響結構性能或妨礙裝飾工程施工的隔離劑。 3)澆筑混凝土前，模板內的雜物應清理干凈。 4)對清水混凝土工程及裝飾混凝土工程，應使用能達到設計效果的模板。,學習單元三,“,一、模板的安裝要求,1)沒有對模板進行設計或設計不合理，設計計算簡圖與實際情況相差很大。 2)審查圖紙、照圖施工不認真或技術交底不清；施工操作人員沒有經過培訓，不熟悉支架的結構、材料性能和施工方法。,學習單元三,“,二、模板事故原因分析,3)豎向承重支撐在地基土上未夯實，或支撐下未墊平板，或無排水措施，造成支撐部分地基下沉。 4)對模板設計圖翻樣不認真或有誤，在模板制作中不仔細，質量不合格，制作模板的材料選用不當。 5)在測量放線時不認真，軸線測放出現較大誤差。,學習單元三,“,二、模板事故原因分析,6)模板的安裝固定預先沒有很好的計劃，造成模板支設未校直撐牢，支撐系統整體穩定性不足，在施工荷載作用下發生變形。 7)施工荷載過大或混凝土的澆筑速度過快或振搗過度，造成模板變形太大。,學習單元三,“,二、模板事故原因分析,8)梁、柱交接部位，接頭尺寸不準、錯位。 9)模板間支撐的方法不當。 10)模板支撐系統未被足夠重視，未采取相應的技術措施，造成模板的支撐系統強度、剛度或穩定性不足；無限位措施或限位措施不當。,學習單元三,“,二、模板事故原因分析,11)未按規范要求進行施工，或施工措施不到位。 12)脫模劑使用不當，拆模太早或拆模時技術要求、安全措施不到位。,學習單元三,“,二、模板事故原因分析,過渡頁,（一）設計構造方案或計算簡圖錯誤 如單層房屋長度雖不大，但一端無橫墻，仍按剛性方案計算，必導致倒塌；又如跨度較大的大梁(如大于14 m)擱置在窗間墻上，大梁和梁墊現澆成整體，墻梁連接節點仍按鉸接方案設計計算，也可導致倒塌。,學習單元四,“,一、局部倒塌事故原因分析,（二）盲目修改設計 任意修改梁柱連接構造，導致梁跨度加大或支撐長度減小而倒塌；亂改梁柱連接構造，如鉸接改為剛接，使內力發生變化；盲目加高梁混凝土截面尺寸，又無相應措施，造成負彎矩鋼筋下落；隨意減小裝配式結構連接件的尺寸；將變截面構件做成等截面等。,學習單元四,“,一、局部倒塌事故原因分析,（三）施工順序錯誤 懸挑結構上部壓重不夠時，拆除模板支撐，而導致整體傾覆倒塌；全現澆高層建筑中，過早地拆除樓蓋模板支撐，導致倒塌；裝配式結構吊裝中，不及時安裝支撐構件，或不及時連接固定節點，而導致倒塌等。,學習單元四,“,一、局部倒塌事故原因分析,（四）施工質量低劣 由此而造成倒塌事故的常見原因有：混凝土原材料質量低劣，如水泥活性差，砂、石有害雜質含量高等；混凝土蜂窩、空洞、露筋嚴重；鋼筋錯位嚴重；焊縫尺寸不足，質量低劣等。,學習單元四,“,一、局部倒塌事故原因分析,（五）結構超載造成倒塌 常見超載有兩類：一類是施工超載；另一類是任意加層。（六）使用不當 使用不當，主要表現在不按設計規定超載堆放材料，造成墻、柱變形倒塌。,學習單元四,“,一、局部倒塌事故原因分析,（七）事故分析處理不當 對建筑物出現的明顯變形和裂縫不及時分析處理，最終導致倒塌；對有缺陷的結構或構件采用不適當的修補措施，擴大缺陷而導致倒塌等。,學習單元四,“,一、局部倒塌事故原因分析,（一）排險拆除工作 局部倒塌事故發生后，對那些雖未倒塌但可能墜落垮塌的結構、構件，必須進行排險拆除。,學習單元四,“,二、局部倒塌事故的處理方法,（二）鑒定未倒塌部分 對未倒塌部分必須從設計到施工進行全面檢查，必要時還應做檢測鑒定，以確定其可否利用，怎樣利用，是否需要補強加固等。,學習單元四,“,二、局部倒塌事故的處理方法,（三）確定倒塌原因 重建或修復工程，應在原因明確并采取針對性措施后方可進行，避免處理不徹底，甚至引起意外事故。,學習單元四,“,二、局部倒塌事故的處理方法,（四）選擇補強措施 原有建筑部分需要補強，必須從地基基礎開始進行驗算，防止出現薄弱截面或節點。補強方法要切實可行，并抓緊實施，以免延誤處理時機。,學習單元四,“,二、局部倒塌事故的處理方法,過渡頁,（一）增大截面加固法原理及作用 1.增大截面加固法原理。增大截面加固法，是指在原受彎構件的上面或下面澆一層新的混凝土并補加相應的鋼筋，如圖4-10所示，以提高原構件承載能力的方法。這是工程中常用的一種加固方法。,學習單元五,“,一、增大截面加固法,2.增大截面加固法的作用。由圖4-10可見，補澆的混凝土處在受拉區時，對補加的鋼筋起到粘結和保護作用；當補澆層混凝土處在受壓區時，增加了構件的有效高度，從而提高了構件的抗彎、抗剪承載力，并增強了構件的剛度。,學習單元五,“,一、增大截面加固法,學習單元五,“,一、增大截面加固法,（二）新舊混凝土截面獨立工作情況 1.受力特征。加固構件在澆筑后澆層之前，如果沒有對被污染或有其他構造層(如瀝青防水層、粉刷層等)的原構件表面做很好的處理，將導致黏合面粘結強度不足，無法使新舊混凝土接合成一體,學習單元五,“,一、增大截面加固法,從而導致構件受力后不能保證二者變形符合平截面假定，這時，不能將新舊混凝土作為整體進行截面設計和承載力計算。 2.承載力計算。,學習單元五,“,一、增大截面加固法,由受力特征決定，構件在加固后的承載力計算，只能將新舊混凝土截面視為各自獨立工作考慮，其承擔的彎矩按新舊混凝土截面的剛度進行分配。 先求出新舊混凝土截面承受的彎矩，再按受彎構件的設計方法計算出新澆截面中所需的配筋，最后即可驗算原構件的截面承載力。,學習單元五,“,一、增大截面加固法,（三）新舊混凝土截面整體工作情況 圖4-11所示為疊合構件各階段的受力特征。在澆搗疊合層前，構件上作用有彎矩M1，截面上的應力如圖4-11(b)所示，稱為第一階段受力。待疊合層中的混凝土達到設計強度后，構件進入整體工作階段。,學習單元五,“,一、增大截面加固法,新增加的荷載在構件上產生的彎矩為M2，由疊合構件的全高h1承擔。截面應力如圖4-11(c)所示，稱為第二階段受力。,學習單元五,“,一、增大截面加固法,外包鋼加固法是將型鋼(角鋼、扁鋼等)包于混凝土構件的四角或兩側，型鋼之間用綴板連接形成鋼構架，與