混凝土结构事故案例分析

事故 分析
受力筋放错了位置（离模板只有20mm，如图 2.36c）所致。原来受力筋按设计布置，钢筋工 绑扎好后就离开了。打混凝土前，一些“好心
人”看到雨篷钢筋浮搁在过梁箍筋上，受力筋
又放在雨篷顶部（传统的概念总以为受力筋就
放在构件底面），就把受力筋临时改放到过梁
的箍筋里面，并贴着模板。打混凝土时，现场
人员没有对受力筋位置进行检查，于是发生上 述事故。
七、 施工 时因 钢筋 位置 配置 引起 事故 案例
某工程框架柱的原设计截面及配筋如上图 a，在绑扎柱基插筋时，错误地将两排5 25变成3 25(图b)。此失误在柱基混凝土 浇筑完毕后才发现。
事故 案例
处理 方法
在柱的短边各补上2 25插筋。 为保证新加插筋的锚固，在两个短边上各用3
比较施工和设计原因，显然可见，施工中混凝土早期 受冻是产生本工程质量事故的 主要原因。
事故 加固 方案
由于梁上有大量斜裂缝，很容易发 生脆性截面破坏，引起梁的断裂， 故必须进行加固。加固方案是在原 大梁外包一U形截面梁，该梁按承 受原来梁的的全部弯矩和剪力进行 设计，并在U形截面梁的端部沿墙 设置钢筋混凝土柱和基础，作为加 固梁的支承。
பைடு நூலகம்
北京某旅馆的某区为一6层两跨连续梁的现浇钢 筋混凝土内框架结构，上铺预应力空心楼板， 房屋四周的底层和二层为490mm厚承重砖墙， 二层以上为370mm厚承重砖墙。全楼底层5.0m 高，用作餐馆，底层以上层高3.60m，用作客房。 底层中间柱截面为圆形，直径550mm，配置9根 直径为22的二级钢筋纵向受力钢筋，￠6@200 箍筋，如图2.35所示。柱基础的底面积为 3.50m×3.50m的单柱钢筋混凝土阶梯形基础； 四周承重墙为砖砌大放脚条形基础，底部宽度 1.60m，二者均以地基承载力fk=180Kn/m2(持力 土层为粘性土)，并考虑基础宽、深度修正后的 地基承载力设计值算得。
斜裂缝两端密集，中部稀少（值得注意的是在纵筋 截断处都有斜裂缝）；其沿梁高度方向的位置较 多地在中和轴以下，个别贯通梁高。
裂缝宽度在梁端附近约0.5～1.2mm，近跨中约 0.1～0.5mm；裂缝深度一般小于1/3，个别的两端 穿通；裂缝数量每根梁少则4根，多则22根，一般 为10～15根。
混凝 土受 冻或 养护 温度 过低 事故 案例 图片
事故
案例 分析
及 原因
从预制板普遍破坏迹象看，主要是由于混凝土 材料品质不良引起的，而且显然是因为混凝土 内含有害物使材料逐渐发生物理化学变化引起 体积膨胀所造成的。于是，从破坏最严重的楼 板以及尚未出厂的楼板上取样2000余个，筛选 10％，再从中抽出部分样品作材料的化学分析 和岩相分析检验。检验时按粗骨料的不同颜色 分类。
二、 混凝
土
初期 收缩 事故 案例
某办公楼为现浇钢筋混凝土框架结构。在 达到预定混凝土强度拆除楼板模板时，发 现板上有无数走向不规则的微细裂纹，如 图2.16所示。裂缝宽0.05～0.15mm，有时 上下贯通，但其总体特征是板上裂纹多于 板下裂纹
事故 原因 分析
及
处理 措施
查得施工时的气象条件是：上午9时气温13°C， 风速7m/s，相对湿度40%；中午温度15°C，风 速13m/s（最大瞬时风速达18m/s），相对湿度 29%；下午5时温度11°C，风速11m/s，相对湿 度39%。灌注混凝土就是在这种非常干燥的条 件下进行的。由于异常干燥加上强风影响，故 使得混凝土在凝结后不久即出现裂纹。根据有 关资料记载：当风速为16m/s时，混凝土的蒸发 速度为无风时的4倍；当相对湿度10%时，混凝 土的蒸发速度为相对湿度90%时的9倍以上。根 据这些参数推算，本工程在上述气象条件下的 蒸发速度可达通常条件的8～10倍。
第三讲：混凝土结构事故案例分析
一、 混凝 土受 冻或 养护 温度 过低 事故 案例
某工程为三层砖混结构，现浇钢筋混凝土楼盖， 纵墙承重、灰土基础（图2.13）。施工后于当年10 月浇灌二层楼盖混凝土。全部主体结构于第二年1 月完工。在4月间进行装修工程时，发现各层大梁 均有斜裂缝。
其现象： 裂缝多为斜向，倾角50°～60°，且多发生在 300mm的钢箍间距内。近梁中部为竖向裂缝
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。
四、 混凝 土施 工缝 处理 不当 事故 案例
某会议室门厅，屋面板为预制楼板，而大梁、圈 梁、雨罩均为现浇C20钢筋混凝土构件（图2.27）。 施工时，大梁混凝土先灌筑，圈梁、雨罩混凝土 因故后浇灌，但却不适当地将施工缝留在大梁梁 端与圈梁交接处（图2.27甲），而且施工缝处的混 凝土没有妥善处理，又由于该处混凝土没有侧向 限制而无法振捣，实际上形成松散的一堆 。
柱子钢筋搭接处的设计净距太小，只 有31～37.5mm，小于设计规范规定柱 纵筋净距应≥50mm的要求。实际上有 的露筋处净距为0或10mm。
事故 处理 方案
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40～ 50mm；按照蜂窝尺寸支以有喇叭口的模板，如图 2.19（e）；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
25横筋与短边3 25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￠6@200钢筋网一层。 原设计在柱底500mm高度内加密箍筋，现增 至1000mm。
八、 水泥 和骨 料含 有害 物质 事故 案例
山西某厂有9幢4层砖混结构住宅，均采 用预制空心楼板。该工程1984年5月开工， 同年底完成主体工程，翌年内部装修。 在1985年6月进行工程质量检查时，发现 其中一幢（12号楼）有多处预制楼板起 鼓、酥裂情况。随后，该楼楼板损坏愈 来愈严重，其它四幢（11、13、16、17号 楼）也有相继不同程度地出现破坏迹象。
由含样此 量 的可标78见准.9％，1％）过~在量3.混5的％凝游，土离且凝SSO结O33（硬﹥大化1％大后的超继占过续总规与分定水析的化 铝酸钙作用形成水化硫铝酸钙，未耗尽的石膏 也可能在混凝土硬化后继续生成水化硫铝酸钙， 而水化硫铝酸钙生成时的体积约达原体积的2.5 倍，这就是造成预制板混凝土膨胀、酥裂、破 坏乃至倒塌的主要内在原因。
原因
起结果必然是箍筋在其最薄弱处断裂，此断裂 后的混凝土保护层剥落，混凝土碎块下掉。
分析
六、 钢筋 配置 不当 事故 案例
某百货大楼一层橱窗上设置有挑出 1200mm通长现浇钢筋混凝土雨篷， 如图2.36（a）。待到达混凝土设计 强度拆模时，突然发生从雨篷根部
折断的质量事故，呈门帘状如图 2.36（b）。
九、 混凝
土 碱
骨料 反应 事故 案例
北京某厂受热车间，建于1960年，建成后常年处 于40~50 °C的 高温环境中，后发现其混凝土墙 面上有许多网状裂纹。经查当年混凝土所用原料
为400号矿渣水泥，混凝土水泥用量410Kg/m3配 合比为水泥︰沙︰石︰水=1︰1.099︰3.58︰0.39， 粗骨料为粒径5～30mm的卵石，掺2％CaCl2(氯 盐)和2％CaSO4·2H2O(石膏)的外加剂。
设计原因：其一是箍筋间距过大。《混凝土结 构设计规范》7.2.7条规定，“当梁高为500mm 且V﹥0.07fcbh0时，梁中箍筋的最大间距为 200mm。”而本工程箍筋间距却为300mm，这 就是斜裂缝多发生在箍筋之间的原因。其二是 是纵筋在梁跨中间截断。《混凝土结构设计规 范》6.1.5条规定，“纵向受拉钢筋不宜在受拉 区截断”。而本工程梁中部分纵向受拉钢筋在 跨中截断，截断处都出现斜裂缝，这说明受拉 钢筋对梁截面的抗剪能力起到一定作用，也说 明规范的规定是最适合的。
底层混凝土工程是在冬季施工的，混凝土在浇
筑是掺加了氯盐防冻剂，对混凝土有盐污染作
用，对混凝土中的钢筋腐蚀起催化作用。实际
上，从底层柱破坏处的钢筋实况分析，纵向钢
筋和箍筋均已生锈，箍筋直径原为￠6，锈后
实为￠5.2左右，截面损失率约为25%。如此细
事故
又如此稀的箍筋难以承受柱端截面上9根直径 为22的二级钢筋纵筋侧向压屈所产生的横拉力，
事故 原因 分析
施工缝留在梁端剪力最大部位；
施工缝处混凝土强度等级显然不满足设计要求， 甚至不足C10，严重影响梁端抗剪能力和粘着力 强度；
新旧混凝土无法连接。
将梁端混凝土用工小心地凿成如图2.27乙所示形状， 并将部分预制楼板，以加强梁端的抗剪能力。
事故 处理 措施
五、 混凝 土受 腐蚀 事故 案例
该房屋的一层钢筋混凝土工程在冬季进行施工， 为混凝土防冻而在浇筑混凝土时掺入了水泥用 量3%的氯盐。
该工程建成使用两年后，某日，突然在底层餐 厅A柱柱顶附近处，掉下一块约40mm直径的混 凝土碎块。为防止房屋倒塌，餐厅和旅馆不得 不暂时停止营业，检查事故原因。
事故 原因 分析
在该建筑物的结构设计中，对两跨连续 梁施加于柱的荷载，均是按每跨50%的全部 恒活荷载传递给柱估算的（另50%由承重墙 承受），与理论上准确的两跨连续梁传递给 柱的荷载相比，少算25%的荷重。
三、 混凝 土
麻面 掉角 蜂窝 露筋 和
空洞 事故 案例
某剧场挑台平面和柱截面配筋如图2.19（a）、（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，正是钢筋的搭接部位（图2.19c）.
（1）和（2）项累计，柱实际承受的荷载将比设 计值要大得多。
事故 原因 分析
柱虽按￠550圆形截面钢筋混凝土受压构件 设计，配置9根直径为22的二级钢筋纵向钢 筋，AS=3421mm2，含钢率1.44%，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，也未按螺旋箍筋考虑，致使箍筋难以 约束纵向受压力后的侧向压屈。
因此，可以认为与大气接触的楼板上面受干燥 空气和强风的影响成为产生较多失水收缩裂纹 的主因，而曾受模板保护的楼板下面这种失水 收缩裂纹会比较少一点。经过对灌注楼板是预 留的试块和对楼板承载能力进行试验，均能达 到设计要求。
这说明具有失水收缩的混凝土初期裂纹对楼板 的承载力并无影响。但是为了建筑物的耐久性， 还应使用树脂注入法进行补强。
柱基础和承重墙基础虽均按fk=180Kn/m2设计， 但经复核，两侧承重墙下条形基础的计算沉降估 计45mm左右，显然大于钢筋混凝土柱下基础的计 算沉降量（估计在34mm左右）。虽然，他们间的 沉降差为11mm﹤0.002l=0.002×7000=14mm,是允 许的；但是，由于支承连续梁的承重墙相对“软” （沉降量相对大）。而支承连续梁的柱相对“硬” （沉降量相对小），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。
事故 原因 分析
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、留管等设施， 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。
事故 分析 及 原因
施工原因：浇灌二层梁板时，未采用专门养护 措施，浇灌后2h就在板面铺脚手板、堆放砖块 进行砌墙。11月初浇灌三层现浇板时，室内温 度为0～1°C，未采取保温措施。根据试验资料， 混凝土在21d后的强度只达28d理论强度值的 42.5%，一个月后才达到52%。因此混凝土早期 受冻是这起质量事故的重要原因。另外，混凝 土的水泥用量偏低（只有210kg/m3,略少于 225kg/m3的最低值）也是因素之一。