土木工程质量事故分析及处理第二章

1、第二章 混凝土工程中的质量、缺陷和事故,采用分析+讨论的教学方法 最后成绩由平时成绩+事故案例讲解和讨论成绩+事故案例综述合成 分16个小组，要求每个小组搜集资料做一组PPT（大于等于6张），并结合PPT进行讲解,1、工程概况 2、事故图片展示 3、事故要点及原因分析 4、事故处理方法（或补救措施、 加固方法） 5、经验总结（或吸取的教训、或学习体会,其他同学可以就事故案例提出疑问和不同见解，并进行讨论,造成质量缺陷事故的原因,违背基本建设程序 工程地质勘察失误或地基处理失误 设计问题 施工过程中的问题 自然条件影响 建筑物使用不当,第二章 混凝土工程中的质量、缺陷和事故,一、材料选配不当形成

2、的缺陷和裂缝 二、施工违反操作规程形成的缺陷和裂缝 三、构件受力、变形形成的裂缝 四、环境因素造成的缺陷和裂缝,常见的形成混凝土工程缺陷的四类成因,2.1 引言 课堂教学上尽可能保证系统性 第二章,引言 混凝土材料引起的缺陷和事故要点 模板工程质量控制要点 钢筋工程质量控制要点 混凝土工程质量控制要点 工程实例分析,混凝土工程特点,材料因素,一、混凝土基础,1、混凝土材料的组成：水泥、石子、砂 2、水泥 硅酸盐水泥熟料的化学组成：4种氧化物（CaO、SiO2 、Al2O3、Fe2O3,硅酸盐水泥的主要成分：上述氧化物生成的4种矿物 C3S 、C2S、C3A和C4AF（硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三

3、钙和铁铝酸四钙） 一定量的石膏 天然岩矿或人工废渣,3、影响水泥水化凝结的因素,根据配合比计算和试验得到的加水量。 、石膏（减缓铝酸三钙的水化速度）。 、环境的温湿度。 、混合材料（改善水泥性能、降低水泥成本、减少水化热等）。 、外加剂,减水剂 早强剂 速凝剂或缓凝剂,4、水泥水化产生的水泥石的成分：（水化硅酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、水化硫铝酸钙等），其他有害成分。 见表2.2,材料因素,二、钢筋基础,对于钢筋，我们应关注其四大性能：强度和塑性，冷弯性能和焊接性能。 强度通常指钢筋的抗拉屈服强度和抗拉极限强度，以及它们的比值-屈强比（延性），屈强比宜控制在0.600.75之间。

4、塑性通常指钢筋在外力作用下产生永久变形而不断裂的能力。 冷弯性能指钢筋在常温下能承受弯曲的程度。 焊接性能主要指焊接后接头牢固、硬脆倾向小，仍能保持与原有钢筋相近的性质,材料因素,三、混凝土构件中裂缝的一般概念,钢筋混凝土构件都是带裂缝工作的。 混凝土在凝结硬化过程中就有微裂缝存在，混凝土中的微裂缝肉眼不可见，其宽度小于0.05mm，且分布极不规则，也不贯通，只有微裂缝的混凝土是可以承受拉力的。 微裂缝对混凝土的承重、防渗漏、防腐蚀等使用功能没有危害性。 只有微裂缝的混凝土，也称“无裂缝混凝土,常见混凝土缺陷形成的原因（一） 2.2 2.3 2.4,一、与水泥有关的因素： 1、水泥过期（水泥过

5、期会导致水泥水化硬化，水泥强度降低） 水泥的允许储存期为出厂后三个月。水泥在储存三个月后按过期水泥使用，应通过试验确定其强度。常规情况下，三个月后，水泥强度将降低10%20%；六个月后，水泥强度将降低15%30%。 2、水泥受潮 注意水泥的储存，仓库存放包装水泥，应垫起离地300mm，离墙300mm；临时露天暂时存放，更应采取防雨篷布盖严、底部垫高等防潮措施。受潮水泥严格按表2.22处理和使用,常见混凝土缺陷形成的原因（一,3、水泥中含有害物质（CaO、MgO、SO3等） 水泥进场时必须有出厂合格证或水泥物理试验报告，现场应对其品种、标号、物理力学性能进行检查验收。 水泥是否合格除强度指标外，

6、还必须看其体积安定性、细度、凝结时间等三项指标。 体积安定性是指水泥硬化过程中体积变化的均匀性能。采用压蒸法进行试验。 4、碱-骨料反应 碱-骨料反应是指混凝土中水泥、外加剂、掺合料或拌合水中的可溶性碱溶于混凝土孔隙液中，与骨料中能与碱反应的活性成分（如SiO2）在混凝土凝结硬化后逐渐发生反应，生成含碱的凝胶体，吸水膨胀，使混凝土产生内应力而开裂,常见混凝土缺陷形成的原因（一,4、碱-骨料反应 处理原则：控制水泥含碱量，使混凝土中总含碱量不得超过 3kg/M3；当其骨料无碱活性时，混凝土中总含碱量 不得超过6kg/M3. 混凝土中碱骨料反应膨胀裂缝与收缩裂缝的区别 表2.25 5、水泥用量少、

7、重量不足。 有些水泥包装标明为50kg，而实际重量不足，只有48kg。 施工拌制过程中的计量误差，造成水泥用量不足，混凝土强度降低,常见混凝土缺陷形成的原因（一,6、水泥水化热 混凝土的水化热是由水泥水化作用产生的，大部分水化热在水泥凝结硬化的13d内放出。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。 处理原则：浇筑大体积混凝土时，由于水化热温度高，凝结加快，施工时必需的处理时间也应相应缩短，容易产生接茬不良，而且冷却时体积变化也大，使大体积混凝土更易开裂。应采取以下措施： 选择室外温度较低时进行浇筑； 选择水化热低的水泥，掺加有缓凝作用的外加剂，

8、选择合适的砂石级配，尽量减少水泥用量，降低水灰比。 浇筑后的大体积混凝土应采取降温和控温措施，使内外温差不宜超过25oC,常见混凝土缺陷形成的原因（一,6、水泥水化热 处理原则：浇筑方案按体积大小选用三种方式,常见混凝土缺陷形成的原因（一,二、与骨料有关的因素： 1、碱-骨料反应 碱-骨料反应是指混凝土中水泥、外加剂、掺合料或拌合水中的可溶性碱溶于混凝土孔隙液中，与骨料中能与碱反应的活性成分（如SiO2）在混凝土凝结硬化后逐渐发生反应，生成含碱的凝胶体，吸水膨胀，使混凝土产生内应力而开裂,常见混凝土缺陷形成的原因（一,1、碱-骨料反应 处理原则：对重要工程的混凝土所使用的骨料进行碱活性检验。

9、碱活性检验,岩相分析检验（可由地质部门提供） 骨料中含SiO2时，采用化学分析法和砂浆长度法进行检验 若骨料判断为有潜在破坏性膨胀，应遵守以下规则： 使用含碱量小于0.6%的水泥； 掺用掺合料，使混凝土中总含碱量不得超过3kg/M3； 使用含钾、钠离子的外加剂时，应进行专门试验,常见混凝土缺陷形成的原因（一,1、碱-骨料反应 处理原则：对一般混凝土工程，当其骨料有碱活性但并不高时，混凝土中总含碱量不得超过3kg/M3；当其骨料无碱活性时，混凝土中总含碱量不得超过6kg/M3. 混凝土中碱骨料反应膨胀裂缝与收缩裂缝的区别 表2.25 2、骨料中含有害物质 骨料（砂、石子）占混凝土体积的70%以上

10、，一般认为骨料中的有害杂质有以下几种： 含泥量； 有机质含量； 硫化物和硫酸盐含量； 生石灰和其他轻物质含量,常见混凝土缺陷形成的原因（一,2、骨料中含有害物质 处理原则：使用前，进行粗、细骨料的现场取样检验； 关于杂质含量的检验标准，见表2.26； 若检验不合格时，应重新取样，对不合格项进行加倍复验；若仍有一个试样不合格，应按不合格品处理； 严禁在曾堆放过生石灰的场地上堆放拌制混凝土用的粗、细骨料,常见混凝土缺陷形成的原因（一,三、与外加剂有关的因素： 1、碱-骨料反应 当使用含钾、钠离子的外加剂时，应进行专门试验。 2、用含氯盐类的外加剂拌制混凝土（氯化物含量控制） 钢筋锈蚀后体积膨胀，涨

11、裂混凝土。 钢筋锈蚀后截面减小，造成混凝土内空鼓。 3、外加剂质量不合格 4、施工人员对外加剂的各项技术指标不明确，不清楚其作用，又不做实配试验。 5、计量不准确，或仅凭个人经验，主观臆断,四、与水有关的因素： 拌制混凝土的水宜采用饮用水；当采用其他水源时，水质宜符合混凝土用水标准,常见混凝土缺陷形成的原因（二） 2.2 2.3 2.4,混凝土工程施工质量控制分为模板工程的质量控制、钢筋工程的质量控制和混凝土工程的质量控制。 一、模板工程的质量控制,混凝土结构工程施工质量验收规范规定：模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计；模板及其支架应具有足够

12、的承载能力、刚度和稳定性，能可靠的承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载；模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。 搭设高度8m及以上，搭设跨度18m及以上的支模架，需进行专家论证,支模架图片展示,支模架图片展示,梁模板加固图片展示,支模架坍塌事故图片展示,常见混凝土缺陷形成的原因（二,1、模板支撑下沉或局部失稳，造成已浇筑成型的构件产生相应部位的裂缝。 原因分析 在施工过程中，管理不善。施工班组、操作技工不熟悉施工方法，盲目蛮干。 预防措施 首先模板的支架应进行设计和计算；施工前，应将支模基土夯实填平，设置垫层和垫块,常见混凝土缺陷形成的原因（二,2、支架系统失稳，造成在施工

13、楼层整体坍塌。 原因分析 支模前未进行设计，无切实可行的技术方案。模板上的荷载在支架截面产生的应力超过支架截面能承受的极限应力值，发生变形失稳 预防措施 按规范进行设计，并确保支架稳固、可靠不变形,常见混凝土缺陷形成的原因（二,3、胀模，造成浇捣过程中模板鼓出、偏移、爆裂甚至坍塌。 原因分析 模板侧向支撑刚度不够，模板太薄弱强度不足。 预防措施 加强模板的侧向刚度（模板厚度、夹条、斜撑,常见混凝土缺陷形成的原因（二,4、木模板受潮膨胀上拱，使混凝土板面产生裂缝。 原因分析 模板受潮膨胀上拱。 预防措施 避免采用过分干燥的木材做模板,常见混凝土缺陷形成的原因（二,5、已凝结硬化的混凝土，因模板振

14、动影响，产生裂缝。 原因分析 在尚未建立足够的强度前，受到震动。 预防措施 避免在施工中出现此类情况，特别是施工通道附近的混凝土，尤其应该注意支架的稳定性，消除通道震动对其上部混凝土凝结硬化的影响,常见混凝土缺陷形成的原因（二,6、过早拆模，造成构件裂缝。 原因分析 在混凝土尚未建立足够的强度前，过早拆模，构件对于实际施加在其上的荷载作用下，易产生各种受力裂缝。 预防措施 按照底模及其支架拆除时混凝土强度的要求，见表2.5执行,常见混凝土缺陷形成的原因（二,7、模板尺寸偏差。 原因分析 看错图纸 对细部关键部位管理不到位，不按规范允许偏差值检查支模情况 其他原因（模板受意外碰撞或变形） 预防措

15、施 支模前应认真检查旧模板，支模时应把构件尺寸偏差值控制在允许的范围内，在浇筑前，多检查垂直度、中心线、标高等各部位尺寸,常见混凝土缺陷形成的原因（二,8、预留孔洞、预埋件变位。 原因分析 对预留孔洞、预埋件等不够重视，质量检查不细致 预防措施 在施工前绘制孔洞、预埋件安装位置图，在浇筑前固定在模板上。在施工中，实行专人负责，专人检查，确保预留孔洞、预埋件偏差值满足验算规范要求,常见混凝土缺陷形成的原因（三） 2.2 2.3 2.4,混凝土工程施工质量控制分为模板工程的质量控制、钢筋工程的质量控制和混凝土工程的质量控制。 二、钢筋工程的质量控制,钢筋在混凝土结构中，对工程的安全性、耐久性起着决

16、定性的作用。混凝土结构设计规范（GB50010-2010）规定：混凝土结构的钢筋应按下列规定选用：梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、 HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋； 预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋,钢筋施工作业图片展示（1,钢筋施工作业图片展示（2,常见混凝土缺陷形成的原因（三,1、钢筋材料品质不良 原因分析 施工单位管理不严格，或片面追求经济效益，进场钢筋无质量证明书，甚至采用地下作坊炼制的地条钢。 预防措施 提高质量

17、意识，加强质量资料检查和现场复验,常见混凝土缺陷形成的原因（三,2、钢筋加工制作差错 受力钢筋的规格、级别用错；钢筋下料长度错误、锚固长度不足等。 原因分析 施工单位管理混乱，没有严格的检验制度。 预防措施 施工现场建立健全的质量检查制度； 钢筋加工允许偏差严格按混凝土结构工程施工质量验收规范执行 。 专人负责，并做好钢筋的隐蔽工程记录,常见混凝土缺陷形成的原因（三,3、纵向钢筋安装偏差、错位 纵向受力钢筋位置出错，最常见的是梁、板上部的受力钢筋下移。 原因分析 钢筋安装工人不懂结构知识，没有按设计图纸施工； 钢筋安装固定措施不力，或浇捣混凝土工艺不当，使钢筋移位； 施工管理不规范，缺乏技术管

18、理和质量检验制度。 预防措施 施工现场建立健全的质量检查制度，加强检查； 钢筋安装允许偏差严格按混凝土结构工程施工质量验收规范执行 ； 设置必要施工措施，如“马凳筋”等,常见混凝土缺陷形成的原因（三,4、钢筋漏筋、少筋 原因分析 施工人员没有责任心，或为牟取暴利，偷工减料。 预防措施 严格执行国家的法律法规，树立工程质量终生制的意识，加强工程管理,常见混凝土缺陷形成的原因（三,5、箍筋制作、安装差错 箍筋应注意制作规整、末端弯钩要求，要求设置加密箍筋的位置、间距、数量要求等 原因分析 结构知识贫乏，未注意对箍筋的质量检查。 预防措施 加强施工人员培训，重视对钢筋的质量检查,常见混凝土缺陷形成的

19、原因（三,6、漏放构造钢筋 原因分析 施工人员结构知识不全面，对构造钢筋重视不够。 预防措施 严格按照结构详图的构造做法设置构造钢筋，并采取有效措施保证构造钢筋的位置,常见混凝土缺陷形成的原因（三,7、钢筋代换错误 原因分析 仅考虑等面积代换或等强度代换，不考虑构件裂缝及变形的要求。 预防措施 需要进行钢筋代换时，宜首先征得设计单位的认可，综合考虑钢筋代换后构件的强度、变形、裂缝及抗震要求等因素,连接类型,机械连接,绑扎连接,焊接,压力焊,熔焊,常见混凝土缺陷形成的原因（三,8、钢筋连接缺陷 钢筋连接缺陷分为三种情况：受力钢筋连接区段内接头过多、钢筋焊接接头缺陷、钢筋机械连接缺陷。 原因分析

20、搭接连接要满足一定搭接长度的要求；焊接或机械连接易出现连接缺陷，如夹渣、气孔、弯折、裂纹、坏丝等。 预防措施 应严格按混凝土结构工程施工质量验收规范、钢筋焊接及验收规程、钢筋机械连接通用技术规程要求进行施工和验收,常见混凝土缺陷形成的原因（三,9、钢筋锈蚀 易出现锈蚀裂缝，沿主筋方向出现纵向裂缝，甚至混凝土保护层剥落。 原因分析 浇筑构件前，没有进行钢筋除锈处理，或者混凝土不密实，致钢筋丧失混凝土的碱性保护，引起钢筋锈蚀。 预防措施 规范钢筋的储存和堆放； 施工前，应对有锈钢筋进行除锈处理； 加强混凝土的振捣，保证混凝土的密实性，同时避免钢筋处于易锈蚀的环境中,常见混凝土缺陷形成的原因（三,1

21、0、预应力钢筋质量、制作、安装不符合要求 原因分析 进场钢材未进行认真检查，储存、制作等过程中，未采取有效的防护措施，使预应力钢筋表面产生锈蚀层或麻坑。 预防措施 预应力钢筋进场严格按预应力混凝土用钢绞线对钢绞线的品种、规格、质量保证资料进行检查，并抽取试件进行力学性能检验。 储存、制作、安装等过程中注意采取防锈蚀措施,常见混凝土缺陷形成的原因（三,11、预应力钢筋张拉控制应力出现误差 原因分析 预应力钢筋张拉控制应力计算有误，或张拉设备的油表校验不及时、读数不准确。 预防措施 预应力钢筋的张拉力、张拉或放张顺序及张拉工艺严格按设计及施工技术方案的要求。张拉设备应定期校验，校验期限不宜超过半年

22、,常见混凝土缺陷形成的原因（三,12、后张法预应力孔道留置不当 后张法预应力孔道弯曲，导致预应力钢筋张拉后构件产生侧向弯曲，或预制构件中抽芯钢管被粘牢拔不出来，或转管、抽管时造成孔道破碎、裂缝、塌陷。 原因分析 管道固定不当；未按规定时间转动管道；抽管时方向偏差，或抽 管时间过早等。 预防措施 确保预留孔道尺寸位置准确，孔道平顺畅通； 按规定转管和抽管,常见混凝土缺陷形成的原因（四） 2.2 2.3 2.4,混凝土工程施工质量控制分为模板工程的质量控制、钢筋工程的质量控制和混凝土工程的质量控制。 三、混凝土工程的质量控制,混凝土组成较复杂，硬化成形过程中易受到诸如和易性、稠度、振捣工艺、养护条

23、件、凝结时间等许多因素的影响，因此混凝土在施工过程应注意每一环节，避免工程质量缺陷或事故的发生,混凝土施工作业图片展示,混凝土蜂窝、麻面展示,混凝土质量控制要点,1、混凝土材料 2、混凝土配合比 3、混凝土的坍落度 4、混凝土的搅拌时间 5、混凝土卸出至浇筑完毕的延续时间 6、混凝土浇筑层的厚度 7、混凝土施工缝的留置 8、混凝土的养护,常见混凝土缺陷形成的原因（四,1、混凝土施工配合比不当 原因分析 机械的套用书本，不根据实际情况做配比试验； 计量不准确 用重量折合成体积比，计量不准； 用水计量不准确； 预防措施 按规定进行计算，并进行实验室试配和调整； 计量应符合混凝土结构工程施工质量验收

24、规范、普通混凝 土配合比设计规程允许的偏差； 严格控制配合比，在搅拌机旁挂牌公示,常见混凝土缺陷形成的原因（四,2、混凝土搅拌过程控制不当 原因分析 搅拌方法不当，颠倒加料顺序； 混凝土的搅拌时间太短； 预防措施 机械搅拌采用“一次投料法”，人工搅拌先干拌，再湿拌。 严格掌握搅拌时间，通过搅拌应使混凝土的各种组成材料混合均匀。最短搅拌时间应符合规范要求,常见混凝土缺陷形成的原因（四,3、混凝土拌合料产生初凝、离析后继续使用 原因分析 施工组织不周全，搅拌混凝土的速度快于浇筑速度； 临时停水、停电等，继续施工时仍采用已初凝的拌合料； 现场技术人员质量意识淡漠。 预防措施 加强责任心和质量意识；

25、运输道路尽量平坦，避免发生离析；运至浇筑地点如发生离析现象，必须在浇筑前进行二次搅拌,常见混凝土缺陷形成的原因（四,4、混凝土浇筑不当使构件存在缺陷 拆模后构件表面出现蜂窝、麻面、凸凹不平、露筋、混凝土内部孔洞（空鼓）、夹渣等，不符合混凝土结构工程施工质量验收规范的要求。 原因分析 模板接缝不严密； 垫块漏放、少放； 振捣等操作未按施工规程规定； 模板杂物未清理干净等。 预防措施 在浇捣混凝土过程中，振捣、养护是保证工程质量的关键环节，应加强管理。制定合理的施工技术方案，明确各项操作要求,常见混凝土缺陷形成的原因（四,5、蜂窝、麻面等的处理方法 较小面积的蜂窝、麻面等，可用1:21:1.5的水

26、泥砂浆抹平。 较大面积的蜂窝、露筋等，应按其深度凿除薄弱层，用高一等级的细石混凝土填塞并振捣密实。 对不易清理的较深的蜂窝、孔洞，先补填混凝土，埋设压浆管，待凝结2d后再采用压浆法进行压力注浆（二次注浆,常见混凝土缺陷形成的原因（四,6、施工缝处理不当 施工缝位置不当或处理不好，易形成薄弱部位，对抗震、防渗漏尤为不利。 原因分析 混凝土浇筑前没有预先确定施工缝的位置，或施工缝留置和浇筑违反施工工艺要求。 预防措施 施工缝位置应留置在结构内力较小且便于施工的部位； 不应过早浇注施工缝（为了避免扰动）； 浇注施工缝前应对已硬化的混凝土表面进行处理,骨料中含过量杂质事故案例,事故原因分析： 图示屋面

27、局部倒塌后曾对设计进行审查，未发现任何问题。在对施工方面进行审查中发现以下问题： （1）进深梁设计时为C20混凝土，施工时未留试块，事后鉴定其强度等级只是C7.5左右。在梁的断口处可清楚地看出沙石未洗净，骨料中混有鸽蛋大小的黏土块、石灰颗粒和树叶等杂质。 （2）混凝土采用的水泥是当地生产的400号普通硅酸盐水泥，后经检验只达到350号，施工时当作400号水泥配制混凝土，导致混凝土的强度受到一定影响。 （3）在进深梁断口处上发现偏在一侧，梁的受拉1/3宽度内几乎没有钢筋，这种主筋布置使梁在屋盖荷载作用下处于弯、剪、扭受力状态，使梁的支承处作用有扭力矩。 （4）对墙体进行检查，未发现有质量问题,事故案例平、立面示意图,混凝土初期收缩事故案例,事故概况： 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0.050.15mm，有时上下贯通，但其总体特征是板上裂纹多于板下裂纹,混凝土初期收缩事故案例,事故原因分析： 1、由于天气异常干燥加上强风影响，养护措施未跟上，故使得混凝土在凝结后不久即出现裂纹。 2、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。 3、上述分析表明具有失水收缩的混凝土初期裂纹对楼板的承