混凝土质量事故案例解析

屋面倒塌事故 广西某车间为单层砖混结构建筑，车间平面示意 见图3-59，车间檐高为5.87m,屋面大梁梁底板高 为5m.屋面采用预制空心板，搁置在屋面大梁上 ，屋面大梁之间设有四道连系梁。大梁荷载传递 到砖柱（490mm*870mm）砖壁柱（ 490mm*620mm）在拆除大梁模板和支撑后，发 现屋面工程全部坍塌。 事故原因分析 检查未发现设计问题。而施工方面从组 织机构，人员配备到施工技术管理都存在 严重问题，因而造成工程质量低劣 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 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0.51.2mm，近跨中约0.10.5mm； 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1015根。 混凝土受冻或养护温度过低事故 案例图片 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01°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。 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。 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。 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 0.050.15mm，有时上下贯通，但其总体特征是 板上裂纹多于板下裂纹 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810倍。 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。 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）. 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。 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4050mm；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。 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 。 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。 事故处理措施 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。 混 凝 土 受 腐 蚀 事 故 案 例 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，6200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。 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。 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。 （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 。 事 故 原 因 分 析 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，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。 梁 根 断 裂 事 故 该工程某县公路段的机修车间（底 层）和宿舍，为2层砖混结构，建筑面 积556m2，屋顶局部平面与剖面见图3- 62 屋顶层的挑梁尺寸与配筋情况见图3- 63，混凝土C18，在拆模时发现7根挑 梁根部断裂。 事 故 原 因 分 析 1.混凝土实际强度无试验资料， 发现混凝土密实度很差，有很多 空隙，当时的水灰比不是由试配 决定的。 2.挑梁的主要受力钢筋严重往 下移位 3.悬挑部分比设计要长 4.屋面超厚，自重加大。 5.拆模时间过早 事 故 处 理 措 施 1.将墙上残剩的挑梁根部打掉 500mm，露出全部钢筋 2.在墙内100mm处将挑梁的主筋 锯断，重新焊接新的主筋 3.修改设计，将悬挑结构改为全 现浇 空 洞 露 筋 事 故 南京某单位办公大楼为5层现浇框架， 其平面示意图见图3-90，2层框架柱浇注 后，拆模时发现有6根柱存在空洞，烂根 ，露筋等严重缺陷，其缺陷情况见图3-91 ，92，93 事 故 原 因 分 析 1.柱浇注时分层厚度太大 2.混凝土浇注后漏振或振捣不实 梁 开 裂 事 故 某工程为混合结构，屋盖采用现浇 钢筋混凝土梁板，梁跨度9m，为矩形 截面，高800mm，宽400mm，混凝土 为C18。配筋情况为：梁跨中受力钢筋 4 25，支座受力钢筋2 18，浇筑后14d 拆模，发现梁上由0.1-0.35mm宽的裂 缝 事故原因分析 规定中大于8m的梁，拆模时的强度要 达到100%才可以，而现实才达到80%，于 是因强度不足导致开裂。 事故处理措施 检验发现裂缝没有明显开裂，不会影响结构的安全 使用，所以可以采用环氧胶泥涂抹表面，封闭裂缝. 混凝土受冻害事故 某省一综合加工楼,五层楼,砖混结构,砖墙承 重,现浇钢筋混凝土楼盖.在浇注混凝土时正 值冬季.但施工队缺乏冬季施工措施,在拆模 后发现冻害严重.具体表现在1板面混凝土层 剥落.板面疏松用铁器或木板刮时,表层纷纷 剥落,有的外露石子,用手可以挪动,结构疏松 ;2混凝土强度严重不足.原设计混凝土为C25, 实测强度大都在C10C13之间,个别的仅 为C6,3表面裂缝遍布,参看图 混混 凝凝 土土 受受 冻冻 害害 事事 故故 混凝土受冻害原因分析 原因分析 显然是混凝土在凝结硬化过程中受