质量事故分析论文
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钢筋混凝土结构常见质量事故分析及处理
摘要:混凝土工程是建筑施工中一个最主要的工种工程。无论是工程量、材料用量,还是工程造价所占建筑工程的比例均较大。造成质量事故的可能性也较大。因而,在实际的建筑施工管理过程中,必须高度重视混凝土工程质量,并了解混凝土工程可能出现的质量事故。着重于实际工作中混凝土工程可能存在的质量事故进行总结分析,以避免在施工过程中发生质量事故,提高施工人员对混凝土结构工程的质量的理论认识。
关键词:混凝土质量事故分析预防
1.前言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。
2.混凝土结构产生裂缝成因
2.1.材料方面
有些构件裂缝是由材料质量引发的,如水泥安定性差,两种水泥混用,砂、石含泥量大,骨料粒径过小,外加剂质量差或加入量过大等。
2.2.地基变形
当地基发生不均匀下沉时,在结构内部必然产生极大的应力。当应力超过构件抗力时,将不可避免地出现裂缝,裂缝的形状、方向、宽度决定于地基变形的情况。
2.3 .设计方面
构造处理不当,主次梁交合处主梁未设加强箍筋或附加吊筋;大截面梁未设腰筋;构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中等因素,均可导致构件裂缝的出现。
2.4.结构荷载方面
结构因承受荷载而产生裂缝的原因很多,施工中或使用中都可能出现。例如构件早期受到震伤,拆除承重模板过早,施工荷载过大,构件堆放、运输、吊装时,垫木或吊点位置不当,预应力张拉值过大或放张不规范等,均可能产生裂缝。较为常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下,出现不同程度的裂缝。早期微裂一般不易发现,规范规定有些构件允许出现
宽度不大于0.3毫米的裂缝。但对裂缝宽度超过规范规定的,以及不允许出现裂缝的构件出现裂缝,则应属于有害裂缝,须加以认真分析,慎重处理。
2.5.温度应力裂缝
混凝土与一般物质一样,具有热胀冷缩的物理性质,其线膨胀系数约为1×10-5/℃,当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,在构件受到约束不能自由变形时,构件内就会产生附加应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,必将出现裂缝。常见的如现浇屋面板垂直于肋梁方向的裂缝,大体积混凝土表面裂缝、烟囱外壁的竖向裂缝等。
2.6.湿度变形裂缝
普通混凝土在空气中硬结时,体积会发生收缩,由此而在构件内产生拉应力,在早期混凝土强度较低时,混凝土收缩值最大。因此,若构件早期养护不良,极易产生收缩裂缝。这类裂缝,在现浇剪力墙、水池底、壁等工程结构中最为常见。
2.7.徐变裂缝
结构构件在内应力的作用下,除瞬时弹性变形外,其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。据文献记载受弯构件由于徐变变形的作用,其长期变形值可增加2~3倍,因变形量加
大而使拉区混凝土承受拉应力,造成裂缝的出现。预应力构件因徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。此类裂缝常见于受弯构件的拉区,其特征与承受荷载出现裂缝相同。
2.8.施工方面
由于施工原因造成裂缝出现的因素很多。如混凝土结构养护不良或养护时间不够;水灰比过大、水泥或外加剂加入量过大;搅拌时间不够、振捣不实;钢筋表面污染、保护层过小或过大;任意留置施工缝且不按规定处理;后期施工扰动前期混凝土;构件内外温差大,未采取有效措施;在不宜施工的气候条件下,勉强施工;冬季施工未采取防冻措施等。
3.处理建议
3.1 在冬季混凝土施工中,一般都采取了防冻措施,而对于作业面的防风措施大多未予以高度重视。在冬季施工中,温度的骤降往往伴随着强烈寒流的出现,空气异常干燥,混凝土容易产生干缩裂缝。特别是高层建筑的施工,作业面处于距地面几十米甚至上百米的高空,风速更巨,对混凝土的影响更大,施工单位对此应予以警惕。
3.2 在高层建筑的施工中,混凝土墙、柱的设计强度较高,梁、板的设计强度相对较低,施工单位为了施工方便,大多把梁、板的混凝土等级提高到与墙、柱相同,无形中提高了混凝土的收缩
应力,而楼板面又较薄,与空气的接触面较大,更容易产生收缩。因此,在条件许可的情况下,施工单位尽量不要随意提高混凝土等级。
3.3 一般民用建筑的梁板不做抗裂设计,施工单位在做混凝土配合比的试配过程中,也多对强度、和易性、是否泵送、早强等方面提出要求(除非大体积混凝土),对施工过程中的温度收缩考虑较少,当外界数种不利因素同时发生时,配比方面的潜在影响就暴露出来了,所以,对重要建筑物,无论是否做抗裂设计,混凝土试配时应考虑这种因素。
4.混凝土结构裂缝的预防措施
4.1.材料方面
4.1.1水泥:根据工程条件不同,尽量选用水化热较低、强度较高的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥:
4.1.2骨料应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符合规定的砂、石材料;
4.1.3外掺料宜掺入适量粉煤灰和减水剂等外加剂,超长建筑物或构筑物可加入微膨胀剂,以改善混凝土工作性能,降低水泥用量和用水量,减少收缩。
4.2.混凝土配料、搅拌及浇筑。
4.2.1配合比设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确,搅拌时间应保证;
4.2.2浇筑分层应合理,振捣应均匀、适度,不得随意留置施工缝。
4.3.设计方面
4.3.1建筑平面造型在满足使用要求的前提下,力求简单;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力;
4.3.2正确设置沉降缝、变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理;
4.3.3砖混结构底层窗台下应采用加筋砌体,洞口较宽的窗台下宜设置钢筋混凝土梁,以防止窗台因地基沉降产生竖向裂缝;4.3.4构件配筋要合理,间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处,宜加设抗剪钢筋。
4.4.施工方面
4.4.1加强地基的检查与验收,复杂地基,应做补充勘探。异常地基处理必须谨慎,尽可能使其处理后的承载力与本工程正常地基承载力相同或相近;