建筑工程质量事故分析处理5.ppt
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1、建筑工程质量事故分析处理5 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望建筑工程事故的分析与处理2建筑工程事故的分析与处理3建筑工程事故的分析与处理45.1混凝土裂缝事故处理 5.2错位变形事故处理 5.3钢筋工程事故 5.4混凝土强度不足事故 5.5混凝土孔洞、露筋事故处理 5.6局部倒塌事故处理 5.7混凝土结构补强加固技术建筑工程事故的分析与处理5常见钢筋混凝土质量事故1、混凝土裂缝 2、结构或构件错位、变形3、钢筋质量事故 4、混凝土强度不足5、混凝土空
2、洞、露筋、夹层6、构件尺寸偏差太大7、局部倒塌 建筑工程事故的分析与处理6常见处理方法1、复位纠偏2、表面处理3、局部修复4、水泥灌浆或化学灌浆5、改变建筑或结构构件6、卸载7增设支点或支撑建筑工程事故的分析与处理78、加固补强9、利用后期强度10、降级使用11、改变用途12、更换构件或重做13、其他处理方法建筑工程事故的分析与处理8 对于一般钢筋混凝土构件,在使用荷载作用下,截面的拉应力常常是大于混凝土的抗拉强度的,因而在正常使用状态下,构件总是带裂缝工作的,普通钢筋混凝土受弯构件,在30%40%设计荷载就可能开裂,受拉构件开裂时的钢筋应力仅为钢筋设计应力的1/141/10。当裂缝宽度小于0
3、.05mm时对使用无多大害处,但裂缝进一步扩展,形成较大裂缝,这对构件影响很大。裂缝的存在,不仅会影响工程质量的整体外观形象,而且会降低抗渗和抗冻能力,并会导致钢筋锈蚀,影响结构物的耐久性,对某些水工结构,由于裂缝会引起漏水,将影响结构物的正常使用功能,裂缝进一步扩大甚至可能会导致坍塌事故。裂缝事故处理要从裂缝的原因、性质、危害的分析鉴别着手,分清裂缝是否需要处理的界限,正确掌握处理原则,合理选择处理的方法和时间。建筑工程事故的分析与处理9建筑工程事故的分析与处理10一、裂缝原因1、材料质量水泥安定性不合格,砂石级配差、砂太细,砂、石中含泥量太大,使用了反应性骨料或分化岩,不适当地掺用氯盐,不
4、按规范要求设置钢筋(碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的活性成分发生化学反应,引起混凝土内部自膨胀应力而开裂的现象.碱骨料反应给混凝土工程带来的危害是相当严重的.因碱骨料反应时间较为缓慢,短则几年,长则几十年才能被发现.)建筑工程事故的分析与处理112、建筑和构造不良平面布置不合理、结构构造措施不力,变形缝设置不当,构造钢筋不足3、结构设计失误 受拉钢筋截面积太小或设计无抗裂要求,抗剪强度不足(混凝土强度不足或抗剪钢筋少),混凝土截面积太小,抗扭能力不足,抗冲切能力不足建筑工程事故的分析与处理124、地基变形 房屋一端沉降大 房屋两端沉降大于中间 地基局部沉降过大 地面荷载过大建筑工程事
5、故的分析与处理135、施工工艺不当或质量差 混凝土配合比不良 模板变形 浇筑顺序或浇筑方法不当 浇筑速度过快 模板支撑沉陷 建筑工程事故的分析与处理14出现冷缝又不作适当处理钢筋保护层太小钢筋保护层过大养护差,早期收缩过大早期受震建筑工程事故的分析与处理15建筑工程事故的分析与处理16早期受冻过早加载或施工超载构件运输吊装工艺不当滑模工艺不当混凝土达不到设计强度建筑工程事故的分析与处理176、温度影响水泥水化热引起过大的温差屋盖受热膨胀或降温收缩高温作用温度骤降7、混凝土收缩 混凝土凝固后表面失水过快 硬化后收缩建筑工程事故的分析与处理188、其他 酸盐等化学腐蚀 震动建筑工程事故的分析与处理
6、19二、裂缝性质、特征与鉴别 1、鉴别的主要内容 裂缝位置与分布特征 裂缝方向与形状 裂缝宽度 裂缝长度 裂缝深度 开裂时间 裂缝发展与变化 其他特征建筑工程事故的分析与处理202、常见裂缝的鉴别要点 裂缝位置与分布特征 (1)温度裂缝 一般发生在屋盖下及其附近位置,长条形建筑两端较严重,离热源近的位置 (2)收缩裂缝 早期收缩裂缝出现在裸露表面,硬化后的在建筑结构中部附近 (3)荷载裂缝 出现在应力最大位置附近 (4)地基变形裂缝 建筑物下部,沉降曲线曲率较大处建筑工程事故的分析与处理21建筑工程事故的分析与处理22 裂缝方向与形状裂缝方向与形状 (1)温度裂缝 长度较大的构件,温度裂缝方向
7、一般平行短边 形状是一端宽一端窄 平屋盖温度变形引起的墙体裂缝,多数是斜裂缝,一般上宽下窄,或靠窗口处较宽,逐渐减小 (2)收缩裂缝 早期收缩裂缝呈不规则,硬化后收缩裂缝一般与构件轴线垂直,形状一般是两端细中间粗,平板类构件有的缝宽度变化不大 (3)荷载裂缝 受拉裂缝与主应力垂直,一端宽一端细,拉杆中裂缝与构件轴线垂直,同一条裂缝宽度变化不大,支座剪切裂缝一般沿45方向向跨中上方伸展,扭曲裂缝呈斜向螺旋状,冲切裂缝与冲切力呈45左右斜向开裂建筑工程事故的分析与处理23(4)地基变形裂缝 其方向与地基变形所产生的主应力方向垂直,在墙上多数是斜裂缝,在梁或板上多数出现垂直裂缝,柱上常见的是水平裂缝
8、,形状一般都是一端宽另一端细建筑工程事故的分析与处理24 裂缝尺寸及数量(1)温度裂缝 宽度无定值,多数宽度不大,数量较多,深度变化较大,表面、深层、贯穿都有(2)收缩裂缝 早期的收缩裂缝尺寸,硬化后的收缩裂缝一般数量多,宽度不大,深度一般不深(3)荷载裂缝 尺寸一般都不大,缝宽从表面向内部逐渐缩小 结构严重超载裂缝宽度一般较大(4)地基变形裂缝 尺寸大小变化较多,接近剪切破话或者出现较大沉降差裂缝尺寸较大建筑工程事故的分析与处理25建筑工程事故的分析与处理26 裂缝出现的时间(1)温度裂缝 气候变化导致裂缝,往往在经过夏天或冬天后出现或加大,热源温度高,时间不长也可能开裂,热源温度不太高在长
9、期作用下也可能开裂。(2)收缩裂缝 早期都出现混凝土终凝前,硬化后的与构件尺寸、构造、约束、环境等因素有关。(3)荷载裂缝 一般在荷载突然增加时出现。(4)地基变形裂缝 大多数出现在房屋建成以后不久,少数出现在施工中建筑工程事故的分析与处理27建筑工程事故的分析与处理28 裂缝发展变化 (1)温度裂缝 一般随温度的升高或降低而变化,在温度最高或最低时,裂缝宽度和长度最大,数量最多,但这种裂缝不会无限止扩展恶化。(2)收缩裂缝 干缩与收缩是逐步形成的,因此收缩裂缝是随时间发展的,还随环境湿度而变化。(3)荷载裂缝 随荷载加大和作用时间延长而扩展。(4)地基变形裂缝 随时间及地基变形的发展而变化,
10、裂缝尺寸加大,数量增多,地基稳定后,裂缝不在扩展。建筑工程事故的分析与处理29建筑工程事故的分析与处理30大体积混凝土 裂缝类别、特征与鉴别 大体积混凝土温度裂缝有表面、内部、贯穿三类。建筑工程事故的分析与处理31建筑工程事故的分析与处理32 上述四类裂缝都可以通过理论计算而区分其原因。荷载裂缝可用材料实际强度、结构实际尺寸、构造和荷载,根据混凝土结构设计规范的有关规定验算。温度裂缝可用温度场和温度应力的理论计算。收缩裂缝可用收缩发展有关数据和结构力学方法计算 地基变形裂缝则可根据地基实际情况计算变形,然后用结构力学方法计算应力 还可通过变形观测等方法鉴别建筑工程事故的分析与处理332、危害严
11、重的裂缝及其特征 结构或构件断裂有 弯曲断裂、剪切断裂、受压后劈裂、锚固断裂、扭曲断裂及压杆失稳断裂 柱:(1)出现裂缝、保护层部分剥落,主筋外露 (2)一侧产生明显的水平裂缝,另一侧混凝土被压碎,主筋外露 (3)出现明显的交叉裂缝建筑工程事故的分析与处理34墙:墙中间部位产生明显的交叉裂缝,或伴有保护层脱落梁:(1)简支梁、连续梁跨中附近的地面出现横断裂缝,其一侧向上延伸达1/2梁高以上,或其上面出现多条明显的水平裂缝,保护层脱落、下面伴有竖向裂缝 (2)梁支撑部位附近出现明显的斜裂缝建筑工程事故的分析与处理35(3)连续梁支撑部位附近上面出现明显的横断裂缝,其一侧向下延伸达1/3梁高以上或
12、上面出现竖向裂缝,同时下面出现水平裂缝。(4)悬臂梁固定端附近出现明显的竖向裂缝或斜裂缝框架:(1)框架柱与框架梁上出现的与前述柱梁的危险裂缝相同的裂缝 (2)框架转角附近出现的竖裂缝、斜裂缝或交叉裂缝建筑工程事故的分析与处理36板:(1)出现在受拉主筋方向垂直的横断裂缝,并向受压区方向延伸 (2)悬臂板的固定端附近上面出现明显的裂缝,其方向与受拉主筋方向垂直。(3)现浇板上面周边产生明显裂缝,或下面产生交叉裂缝 凡裂缝宽度超过设计规范值的要认真对待处理建筑工程事故的分析与处理37三、裂缝处理的原则 查清情况 鉴别裂缝性质 明确处理目的 确保结构安全 满足使用要求 保证一定的耐久性 确定合适的
13、处理时间 防止不必要的损伤 改善结构使用条件 处理方法可行 满足设计要求,遵守标准规范的有关规定建筑工程事故的分析与处理38四、裂缝处理方法与选择 (一)处理方法类别 表面修补 局部修复 水泥压力灌浆(缝宽大于0.5mm )化学灌浆(缝宽大于0.05mm)减小结构内力 结构补强 改变结构方案 其他方法 (二)处理方法选择 考虑因素:裂缝性质、大小、位置、环境、处理目的及结构的受力情况和停用情况。建筑工程事故的分析与处理39 分类分类处理方法处理方法表面修补局部修复灌浆减少内力结构补强水泥化学裂缝性质温度收缩荷载地基变形裂缝宽度0.10.10.50.5处理目的美观防渗漏耐久性承载能力建筑工程事故
14、的分析与处理40五、表面修补法处理 1、压实抹平 针对混凝土硬化前出现的早期收缩裂缝、沉缩裂缝 2、涂刷环氧浆液 混凝土硬化后,表面出现宽度小于0.3mm,深度不大,条数较多的裂缝建筑工程事故的分析与处理41先清洁需处理的表面,去除油渍污垢,然后用丙酮或二甲苯或酒精擦洗,待干燥后用毛刷反复涂刷环氧浆液,每隔35min涂一次,涂层厚度达1mm左右为止3、增加整体面层 混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理,多数情况下整体面层内应配置双向钢丝网建筑工程事故的分析与处理42表面处理混凝土表面凿毛,用钢丝刷配以高压水清洗,并充分湿润,被处理表面最终达
15、到清洁、平整、坚实、粗糙、潮湿的要求建筑工程事故的分析与处理43施加水泥砂浆面层在潮湿的、需要处理的表面上压抹一层纯水泥灰浆,厚约2mm,宜用铁抹子往返压抹34遍。在纯水泥灰浆初凝时,抹一层1:11:2的水泥砂浆层,在水泥砂浆初凝前后,用笤帚将表面扫成条纹状粗糙面。在上述砂浆层凝固并具有一定强度后,适当浇水润湿,再抹第二层水泥砂浆,配合比与相同,表面压实抹光 整体面层结束后要及时养护 增加整体面层前,应进行设计验算,防止因结构自重增加产生新问题建筑工程事故的分析与处理44施加细石混凝土面层配置钢丝网片,一般钢丝直径为,双向间距为100200mm配置低流动性的细石混凝土,浇筑振实,表面压光。4、
16、压抹环氧胶泥 (1)表面处理 待修补裂缝50100mm宽范围内混凝土表面清洗干净并干燥 (2)涂刷一层环氧浆液 (3)压抹环氧胶泥层 沿裂缝压抹一层宽2040mm,厚12mm左右的胶泥 建筑工程事故的分析与处理45 对于数量不多,又不集中,缝宽大于0.1mm的裂缝可采用此方法5、环氧浆液粘贴玻璃丝布(1)表面处理 清洁干燥(2)玻璃丝布选择与处理(3)粘贴玻璃丝布胶料的配置(4)打底和嵌刮腻子(5)涂刷衬布料及粘贴玻璃丝布 建筑工程事故的分析与处理46 一般采用环氧树脂胶料或环氧焦油料,粘贴1到2层玻璃丝布6、表面缝合 在裂缝两边钻孔或凿槽,将U形钢筋或金属板放入孔或槽中,用环氧树脂砂浆等无收
17、缩砂浆灌入孔或槽中锚固,以达到缝合裂缝的目的建筑工程事故的分析与处理47六、局部修复法 1、充填法 用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大,最终凿成V形或梯形槽,分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。建筑工程事故的分析与处理48 2、预应力法 用钻机在构件上钻孔,注意避开钢筋,然后穿入螺栓(预应力筋),施加预应力后拧紧螺帽,使裂缝减小或闭合。如条件许可时,成孔的方向应于裂缝垂直,钻孔的方向与裂缝垂直时,宜采用双向施加预应力
18、3、部分凿除重新浇筑混凝土 对于钢筋混凝土预制长桩、梁等构件,由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故有时可采用凿除裂缝附近的混凝土,清洗,充分湿润后,浇筑强度高一等级的混凝土,养护到规定强度的修补方法。这种方法修补已断裂的构件应特别慎重。此外,修补前应检查钢筋的实际应力和变形情况,修补混凝土宜用微膨胀型,要特别注意新旧混凝土的交接面处理 建筑工程事故的分析与处理49 4、局部增加钢筋后再浇混凝土 有的预制构件因施工不慎导致产生较宽的裂缝,构件的受力钢筋应力可能超过屈服强度时,需要凿开裂缝附近混凝土,增加钢筋后再重浇混凝土5、局部外包型钢和钢板建筑工程事故的分析与处理50七、化学灌浆法处理 建
19、筑工程事故的分析与处理51 用压送设备将化学浆液灌入混凝土缝内,达到补强加固和防渗堵漏的目的,这种修补裂缝的方法称为化学灌浆法化学灌浆法常用材料环氧树脂类灌浆材料甲基丙烯酸甲酯0.1mm0.05mm (1)用丙酮或无水酒精擦洗裂缝表面,用皮鼓清缝。(2)用封缝胶沿裂缝走向粘贴灌浆口,间距2550cm。(3)用无机封缝胶封闭裂缝表面。(4)3h后在封缝表面涂抹洗洁精,用气泵供压,0.30.8MPa,接通 灌浆口后,检查封缝是否漏气以及相邻灌浆口是否连通建筑工程事故的分析与处理52清缝埋灌浆口封缝试漏灌浆保压硬化八、减小结构内力法处理 1、结构卸载 (1)减小结构荷载 建筑工程事故的分析与处理53
20、减轻结构自重改善建筑物使用条件改变建筑用途(2)合理使用有缺陷的构件建筑工程事故的分析与处理54在各建筑物之间调整使用在建筑物内合理调整使用2、增设支点,减小结构内力 原理:在梁、板等受弯构件中,增设新的支柱后,缩减计算跨度,而使结构内力明显减小,裂缝减轻。3、增设卸荷结构 梁板常用型钢作卸荷结构,梁跨度较大时,也可用框架作卸荷结构。建筑工程事故的分析与处理55九、结构补强法处理 建筑工程事故的分析与处理56 危及结构安全的混凝土裂缝都需要作结构补强,常用的方法有,增加钢筋、粘贴钢板、加大钢筋混凝土截面、外包钢、增设预应力补强体系、加强结构整体刚度 建筑工程事故的分析与处理57预制空心板裂缝的
21、补强板缝加钢筋圆孔内配钢筋,构成加强肋圆孔内配筋补强圆孔内配钢筋,板面上增设钢丝网,然后浇筑细石混凝土建筑工程事故的分析与处理58大型屋面板裂缝补强增设竖向预应力钢筋板缝全长设钢筋骨架板缝局部设钢筋骨架 建筑工程事故的分析与处理59现浇板补强楼板补强阳台板补强挑檐板补强支座上部平行支撑结构的裂缝,主要原因是负弯矩钢筋下移,常用处理方法是板面凿毛,湿润,铺设钢筋网,浇筑C20细石混凝土阳台板靠墙边裂缝常见,主要是负弯矩钢筋往下移,有的是阳台板固定端处的厚度不足,处理为(1)板上面加小型肋形板(2)将悬臂板改为简支板挑檐板顺墙方向的裂缝常见,主要是主要是负弯矩钢筋往下移,采用墙加钢筋网细石混凝土面
22、层方法补强。建筑工程事故的分析与处理60梁裂缝补强补焊钢箍补强外包钢筋混凝土外包钢补强结构胶粘贴钢板增设预应力拉杆建筑工程事故的分析与处理61柱裂缝补强外包钢筋混凝土外包钢建筑工程事故的分析与处理62屋架裂缝补强门式钢架裂缝处理见书本例题十、混凝土裂缝的其他处理 隔板深梁 改善结构使用条件 重力灌浸法修补 涂覆法修补量大的表面裂缝 托板还梁法处理预制梁裂缝 综合法处理 局部拆除重做建筑工程事故的分析与处理63 一、错位变形事故类别与原因 错位变形事故类别建筑工程事故的分析与处理64构件平面位置偏差太大建筑物整体错位或方向错误构件竖向位置偏差太大柱或屋架等构件倾斜过量构件变形过大建筑物整体变形错
23、位变形的常见原因 看错图 测量标志错位 测量错误 施工顺序错位 施工工艺不当 施工质量差 地基不均匀沉降 其他原因 建筑工程事故的分析与处理65二、错位变形事故处理方法 上部结构错位变形常用处理方法纠偏复位 改变建筑构造后续工程中逐渐纠偏或局部调整增设支撑补作预埋件或补留洞加固补强局部拆除重做建筑工程事故的分析与处理66三、处理方法选择及注意事项 1、处理方法选择建筑工程事故的分析与处理67结构类别结构类别处理方法处理方法纠偏复位改变构造后续工程纠正增设支撑加固补强拆除重做现浇结构柱梁板装配结构柱屋架梁板2、注意事项对结构安全的评估是选择处理方法的前提要针对错位变形的原因,选择适当方法必须满足
24、使用要求注意纠偏复位中的附加应力确保施工安全建筑工程事故的分析与处理68四、错位变形事故处理实例 单层厂房柱倾斜过大的三种处理方法 整体顶升屋盖后,纠正柱 外包钢加固处理 通过验算后修改结构构造建筑工程事故的分析与处理69 单层厂房柱局部弯曲的处理 调整构件安装线建筑工程事故的分析与处理70 现浇混凝土柱错位处理方法 1、错位偏差较小的处理方法 后续工程中逐步调整 发现柱错位后,对结构进行验算,不影响下部结构和地基安全的,可采用将主筋缓慢弯折到正确位置,并随弯折后的位置安装模板的调整方法。如有必要,弯折处可增设钢筋混凝土横梁,其截面尺寸及配筋,根据柱尺寸和偏差情况而定。建筑工程事故的分析与处理
25、71建筑工程事故的分析与处理72 外包钢筋混凝土法 凿去错位部位柱的混凝土保护层,加配适当的钢筋后,外包混凝土把柱截面加大,保证错位的柱边达到设计边线建筑工程事故的分析与处理73建筑工程事故的分析与处理742、错位较大的处理方法 柱错位严重必须纠正时,可采用局部修改设计的方法处理建筑工程事故的分析与处理75 现浇框架柱倾斜的处理方法 逐渐纠偏法 首先要进行验算,把倾斜后的附加内力组合到设计内力中去,重新计算配筋,确定是否需要进行加固补强 外包钢筋混凝土纠正框架倾斜建筑工程事故的分析与处理76 吊车梁位置偏差过大事故处理建筑工程事故的分析与处理77常见原因施工工艺不当地基产生较大的沉降 建筑工程
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