钢筋混凝土结构施工不良引起的事故分析与处理
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混凝土质量事故分析和处理一、绪论建筑业在我国是一个关系到国计民生的基础性产业,目前正处在快速发展的阶段,全国都在加大基础设施的建设,使建筑业获得前所未有的发展机遇,但同时其发展极不平衡。
一方面建筑市场正处在活跃的阶段,市场需求量大,而另一方面是建筑队伍供需严重失衡,技术力量和人员素质参差不齐,建筑领域管理体制缺乏科学性,导致建筑工程质量波动较大,事故频繁发生。
当前我国相当多的混凝土工程存有质量问题,在这种情况下及时发现问题,快速的解决问题就尤为重要了。
目前,钢筋混凝土已成为我国十分普遍的结构材料,结构混凝土的质量就成了影响结构工程的最重要的因素。
本文想从实际工程出发对结构混凝土质量问题引发的工程质量事故进行分析研究,以期能找出快速准确解决问题的一个技术途径。
二、混凝土质量事故的表象、原因及基本处理方法(一)混凝土质量事故表象混凝土的质量事故主要表现在混凝土工程施工中大面积的蜂窝(构件主要受力部位),较大孔洞(构件主要受力部位),严重露筋(纵向受力钢筋),深、长裂缝(构件主要受力部位影响结构性能或使用功能),混凝土强度偏低不满足设计强度等级等,如不及时处理,将减弱结构的承载能力,甚至可能出现工程倒塌等重大事故。
(二)混凝土质量事故的原因造成结构混凝土质量事故的原因有多方面,由于混凝土是各相异性的多相复合型材料,影响其质量的因素亦是多种多样的,归纳起来有以下几方面:(1)材料原因配制混凝土选用的原材料水泥、细骨料、粗骨料、掺和剂及拌用水等质量不符合要求或使用不当是产生质量事故的重要原因之一。
原材料的质量及其波动,对混凝土质量很大影响。
如水泥强度的波动,将直接影响混凝土的强度,各级石子颗粒含量的变化,导致混凝土级配的改变,并将影响新拌混凝土的和易性,骨料含水量的变化,对混凝土的水灰比影响极大,为了保证混凝土的质量,在生产过程中,一定要对混凝土原材料进行质量检验,全部符合技术性能指标方可应用。
骨料中含有害物质,超过规范规定的范围内,则会妨碍水泥水化,降低混凝土的强度,消弱骨料与水泥石的粘结,能与水泥的水化合物进行化学反应,产生有害的膨胀的物质。
混凝土质量事故分析与处理摘要:近年来,中国的交通事故特别是建筑行业的交通事故频频出现,其中有一大零点五以上都是在建筑施工活动中由于种种原因所引发的。
混凝土质量事故是建筑工程安全的重要份额,是引发交通事故的重要因素之一。
文章主要对建筑的施工事故原因进行了剖析,找出水泥质量事故在建筑施工事故中占据了很大的比率,通过从混凝土常见的质量事故中及用水泥的做法,查明了事故成因并对其作出剖析。
在实际施工事故案件中发现混凝土质量事故,要加以研究,查明其引起事件的成因和解决办法。
关键词:混凝土质量事故;配合比;蜂窝;裂缝1 前言在中国,水泥结构建筑是普遍存在的,其构造方式大多是用作高层住宅的基础建筑和多层框架结构中。
其中,水泥砌块混合结构建筑也广泛用作多层住宅楼。
钢筋混凝土和预应力混凝土构件也多应用在水塔、电视塔、冷却水塔、烟囱、筒仓、库房以及其他构筑物中。
而除上述以外,钢筋混凝土和预应力混凝土构件也在大跨度的公共建筑中广泛的使用,而混凝土构件也在工程建筑物中应用。
本文对施工事件进行了调查,针对典型的水泥质量的事件中和水泥的生产过程中,查明发生原因并对其作出说明。
在实际施工的实践中发现混凝土质量事故,要加以分析,查明其引起问题的根源和解决途径。
2 常见的混凝土质量事故2.1 蜂窝2.1.1 现象现象主要有脆性,水泥少,碎石多,因为它们在用石块连接的水泥构件中产生间隙,而这个空隙就像个洞,人们称为蜂窝状。
局部组织的钢筋呈现软脆,无强度的,从而使钢筋形成了蜂窝状态[7]。
(见图2-1)图2-1 蜂窝2.1.2 产生原因(1)由于水泥的专业配制量比不够导致水泥的石子较少,混凝土中出现了水泥质量低,石头较多的情况,或砂浆、石头、混凝土等在配制的同时,用的水量并不符合一定标准,也是水泥中形成了蜂窝问题的一个因素。
(2)在搅拌混凝土工程中,工人的搅拌工作时间没有达到技术规范标准,持续时间不足,甚至不能搅拌均匀,这样,搅拌的砼不能获得充分的时效,而且可加工性不好,造成振动不致密。
钢筋混凝⼟结构施⼯不良引起的事故分析与处理钢筋混凝⼟结构中钢筋⼯程和混凝⼟⼯程中的质量分析与处理钢筋混凝⼟⼯程使⽤的材料多种多样,施⼯⼯序多,⼯期长,其中任何⼀个环节出了问题就可能引起质量事故。
从已有质量事故的统计来看,施⼯管理不善、施⼯质量不⾼引起的事故率是⽐较⾼的。
从施⼯管理⽅⾯分析,引起事故的原因是多⽅⾯的。
钢筋混凝⼟⼯程是⽬前建筑领域应⽤最⼴泛的结构形式之⼀。
混凝⼟和钢筋是最主要的建筑材料,混凝⼟的主要特点是:抗压强度较⾼,可模性好,塑性状态下的混凝⼟能够填充任何尺⼨形状的模板,耐久性及耐腐蚀性也较好,但是其缺点是抗拉强度低,易开裂;钢筋的抗拉抗压强度都很⾼,但是,受压时受截⾯尺⼨及形状的影响,在未达到强度之前就会失去稳定发⽣破坏,不能充分发挥出其强度⾼的作⽤,在正常环境下易锈蚀⽽影响结构或构件的耐久性。
钢筋和混凝⼟两种材料有机的结合在⼀起,组成⼀种复合材料,构件所承受的拉⼒由钢筋承担,所承受的压⼒主要由混凝⼟承担,充分发挥两种材料各⾃的受⼒性能,以提⾼结构或构件的承载能⼒。
另外,普通钢筋混凝⼟仍然存在受拉区混凝⼟易开裂的缺点,预应⼒混凝⼟通过预先对结构或构件施加压⼒,有效地解决了混凝⼟的开裂问题。
在使⽤量⼤⽽⼴的钢筋混凝⼟⼯程中,常常出现⼯程质量事故。
造成⼯程质量事故的主要原因是:违反基本建设程序,使⼯程没有有效地监督机制;其次,对国家规范理解、掌握有偏差,使建筑结构设计先天不⾜,存在质量事故隐患;⽽施⼯过程中管理混乱,随意性⼤,质量控制把关不严,直接影响⼯程质量。
钢筋混凝⼟⼯程使⽤的材料多种多样,施⼯⼯序多,⼯期长,其中任何⼀个环节出了问题就可能引起质量事故。
从已有质量事故的统计来看,施⼯管理不善、施⼯质量不⾼引起的事故率是⽐较⾼的。
从施⼯管理⽅⾯分析,引起事故的原因是多⽅⾯的。
钢筋在混凝⼟结构中,对⼯程的安全性、耐久性起着决定性的作⽤,我国现⾏的《混凝⼟结构设计规范》(GB 50010—2002)规定:钢筋混凝⼟结构及预应⼒混凝⼟结构的钢筋,应按下列规定选⽤,普通钢筋宜采⽤HRB400级和HRB335级钢筋,也可采⽤HPB235级和RRB400级钢筋;预应⼒钢筋宜采⽤钢绞线、钢丝,也可采⽤热处理钢筋。
钢筋混凝土结构中钢筋工程和混凝土工程中的质量分析与处理钢筋混凝土工程使用的材料多种多样,施工工序多,工期长,其中任何一个环节出了问题就可能引起质量事故。
从已有质量事故的统计来看,施工管理不善、施工质量不高引起的事故率是比较高的。
从施工管理方面分析,引起事故的原因是多方面的。
钢筋混凝土工程是目前建筑领域应用最广泛的结构形式之一。
混凝土和钢筋是最主要的建筑材料,混凝土的主要特点是:抗压强度较高,可模性好,塑性状态下的混凝土能够填充任何尺寸形状的模板,耐久性及耐腐蚀性也较好,但是其缺点是抗拉强度低,易开裂;钢筋的抗拉抗压强度都很高,但是,受压时受截面尺寸及形状的影响,在未达到强度之前就会失去稳定发生破坏,不能充分发挥出其强度高的作用,在正常环境下易锈蚀而影响结构或构件的耐久性。
钢筋和混凝土两种材料有机的结合在一起,组成一种复合材料,构件所承受的拉力由钢筋承担,所承受的压力主要由混凝土承担,充分发挥两种材料各自的受力性能,以提高结构或构件的承载能力。
另外,普通钢筋混凝土仍然存在受拉区混凝土易开裂的缺点,预应力混凝土通过预先对结构或构件施加压力,有效地解决了混凝土的开裂问题。
在使用量大而广的钢筋混凝土工程中,常常出现工程质量事故。
造成工程质量事故的主要原因是:违反基本建设程序,使工程没有有效地监督机制;其次,对国家规范理解、掌握有偏差,使建筑结构设计先天不足,存在质量事故隐患;而施工过程中管理混乱,随意性大,质量控制把关不严,直接影响工程质量。
钢筋混凝土工程使用的材料多种多样,施工工序多,工期长,其中任何一个环节出了问题就可能引起质量事故。
从已有质量事故的统计来看,施工管理不善、施工质量不高引起的事故率是比较高的。
从施工管理方面分析,引起事故的原因是多方面的。
钢筋在混凝土结构中,对工程的安全性、耐久性起着决定性的作用,我国现行的《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)规定:钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋,应按下列规定选用,普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋;预应力钢筋宜采用钢绞线、钢丝,也可采用热处理钢筋。
其中HRB400级和HRB335级钢筋,系指现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499中的HRB400级和HRB335级钢筋;HPB235级钢筋系指现行国家规范《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB13013中的Q235级钢筋;RRB400级钢筋系指现行国家规范《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014中的KL400钢筋。
按钢筋在结构中的作用可分为两大类:受力钢筋和构造钢筋,受力钢筋是根据结构的作用效应通过受力分析、计算而得到的,构造钢筋是不需进行荷载效应计算,但考虑计算模型与结构实际情况有差异,根据工程实践经验而配置的钢筋。
不论何种钢筋均应满足规范规定的要求。
在实际工程施工及检查中,往往由于缺乏对规范的认真学习理解,造成钢筋分项工程经常出现一些不符合规范要求、忽视质量、使结构安全留下隐患的问题。
一、钢筋规格、级别用错,加工制作差错受力钢筋的规格、级别用错,没有经过检验的不合格钢筋混用到结构中,或者钢筋代换中出现差错;钢筋下料计算错误或成形、切断尺寸长短不一。
钢筋安装后因规格、级别、尺寸不合格,锚固长度不足,使得结构或构件出现裂缝或坍塌。
1.原因分析施工管理混乱,没有严格的检查制度。
进入现场的钢筋无质量证明书,甚至有的企业偷工减料,采办一些小冶金厂生产的材料质量不稳定的伪劣产品;操作工不经培训即上岗,不懂钢筋的级别,将钢筋强度等级弄错;或工地没有配料单,操作工责任心不强,使下料长度失控,时长时短;施工时缺乏设计图纸中要求的钢筋类别,需要进行钢筋代换,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,最终造成质量事故。
2.处理方法发现不合格钢筋必须立即更换,以确保结构安全。
3.预防措施《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002明确指出:钢筋进场时,应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB 1499等的规定抽取试件作力学性能检验,其质量必须符合有关标准的规定。
产品应有合格证、出厂检验报告和进场复验报告。
当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时,应及时对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。
施工现场必须建立健全的质量检验制度,每道工序都要有检查,应严格按设计图纸的要求制作出钢筋配料单。
钢筋应先经过调直、除锈后再下料,钢筋加工的允许偏差值见表3-5。
重要的受力钢筋要先放好实样,将成型的钢筋核对无误后方可大批制作成型,同一规格的钢筋应统一挂牌,标明钢筋的级别、种类、直径等,运输、堆放、吊装时要有专人负责。
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。
认真做好钢筋的隐蔽工程验收记录。
注:1.本表引自《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002。
二、钢筋安装差错(一)纵向受力钢筋出现差错纵向受力钢筋位置出现差错,如肋梁楼盖中,主、次梁交接点处,由于钢筋数量较多,纵横交叉,如果各钢筋位置误差过大,会使得钢筋高出板面露筋,节点处产生裂缝;又如悬挑梁、板钢筋位置放错和下沉,使得构件受拉部位没有钢筋或钢筋不足,造成梁折断、裂缝或坍落;柱钢筋错位,不仅影响模板的安装,还影响柱的受力性能,影响结构的安全性。
1.原因分析技术交底不明确,操作工不懂得一般结构知识,或钢筋安装工艺不当,固定措施不力,使钢筋在浇捣混凝土时移位;同时缺乏技术管理、质量检验制度。
2.处理方法钢筋安装后及时检查核对其直径、根数、级别、位置等,如与结构施工图纸有差异,必须及时纠正,必要时会同设计、质检部门研究解决方案;通过认真检查做好隐蔽工程验收记录。
3.预防措施钢筋安装时,受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。
应加强施工技术管理和质量检验监督,组织操作人员认真学审图纸,做好技术交底和钢筋翻样工作,钢筋安装完毕后,对照图纸逐根检查钢筋是否与设计要求相符,发现问题及时解决,并做好隐蔽验收记录。
板、主梁、次梁交接点处钢筋应按图3-2施工。
浇筑混凝土时,应注意确保钢筋位置不变,如悬挑构件的受力钢筋,布置在构件的上部,为防止钢筋向下移动,应在钢筋下面设置“马凳筋”支架,浇筑混凝土时操作人员不得随意踩踏钢筋,对于柱的受力钢筋,浇筑混凝土时要防止碰歪钢筋,当混凝土浇筑到某一高度时,宜检查核对轴线和钢筋位置的准确度。
表3-6钢筋安装位置的允许偏差和检验方法注:1.检查预埋件中心线位置时,应沿纵、横两个方向量测,并取其中的较大值。
2.表中梁类、板类构件上部纵向受力钢筋保护层厚度的合格点率应达到90%及以上,且不得有超过表中数值1.5倍的尺寸偏差。
3.本表引自《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002。
(二)箍筋制作、安装差错箍筋制作的不规整,矩形截面拐角处不方正,或对角线不等,末端弯钩不符合要求;安装时箍筋接头位置没有相互错开方向相同;或漏扎柱、梁交接处的箍筋;加密区箍筋间距、加密区箍筋加密长度不符合设计要求,影响结构的安全度和抗震性能。
1.原因分析箍筋制作时没有严格控制弯曲角度,尤其是末端弯钩长度、角度,不考虑构件的抗震、受扭等具体要求,结构知识贫乏仅按一般构件对待;施工中只注重纵向受力钢筋的质量检查,没有检查箍筋的接头位置、加密区长度、加密区箍筋间距等;遇到梁柱交接点处,受力钢筋纵横交叉较多,箍筋安装困难较大,有的操作人员就放弃不安装该处箍筋。
2.处理方法核对箍筋下料单,严格按要求控制箍筋的尺寸、形状,误差过大者必须返工重做。
漏扎漏放的箍筋必须补足,梁、柱交接点处,如施工困难可用两个开口箍筋相向合拢后绑扎或焊接。
3.预防措施箍筋制作安装前应绘制正确的配料图及安装图,并向操作人员仔细交底,对于有抗震要求的梁柱及受扭构件的箍筋应特别说明。
箍筋的弯钩形式示意图如图3-3。
安装时应在柱、梁的纵向受力钢筋上划线标出箍筋位置,安装后应认真检查箍筋绑扎的是否牢固、接头位置是否错开。
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2002规定:梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内,应按设计要求配置箍筋。
当设计无具体要求时,应符合下列规定:箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍;受拉搭接区段的箍筋间距不应大于钢筋较小直径的5倍,且不应大于100㎜;受压搭接区段的箍筋间距不应大于钢筋较小直径的10倍,且不应大于200㎜;当柱中纵向受力钢筋直径大于25㎜时,应在搭接接头两个端面外100㎜范围内各设置两个箍筋,其间距宜为50㎜。
(三)漏放构造钢筋漏放梁、板构件中附加的构造钢筋,导致构件裂缝宽度较大(超过规范规定值),影响正常使用。
1.原因分析施工人员结构知识不全面,对构造钢筋重视不够。
由于梁、板构件的实际受力情况与简化的受力计算模型之间,存在某些差异,如简化支座形式的影响,还有温差的影响等,需要把在计算中没有考虑到的这些因素对构件的影响考虑进去,不通过计算,根据以往的工程经验附加各种构造钢筋。
如板面的构造负筋,非框架结构中梁、柱的交接点处,梁支座上部常需要配置一定量的构造负筋,没有构造负筋承受实际存在的约束弯矩,就会出现较宽的裂缝,不能满足构件正常使用极限状态的要求。
2.处理方法及预防措施认真检查已安装好的钢筋,补足构造钢筋,尤其是现浇板的边、角部位、梁的支座部位,施工前应根据设计图纸要求,绘制钢筋配料图,并附加钢筋位置图及要求,施工时应采取有效措施保护构造钢筋的位置,如:吊空、架空、不得随意踩踏等。
三、钢筋连接缺陷(一)受力钢筋连接区段内接头过多在构件的同一个截面上受力钢筋的接头过多,构件中形成薄弱环节,严重影响结构的可靠度,往往发生构件断裂、垮塌事故。
1.原因分析钢筋的连接接头需要传递钢筋的拉力或压力,连接后其连接部位的性能往往不如原材料,因此同一截面上受力钢筋接头不可过多,实际施工中有关钢筋的技术交底不清楚,操作人员不熟悉规范,安装后不进行质量检验,或检验时发现问题因更换难度大,影响工程进度而不了了之。
2.处理方法质量检查人员在钢筋的安装过程中,应主动配合操作人员搭配钢筋,按规范要求把接头错开。
检查已安装好的钢筋时,发现接头过多时,应立即纠正,一般应拆除骨架或抽除有问题的钢筋更换后重新绑扎。
3.预防措施根据具体工程中钢筋的实际长度,按规范要求合理搭配接长。
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2002规定:钢筋的接头宜设置在受力较小处。
同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。
当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时,设置在同一构件内的接头宜相互错开。
纵向受力钢筋机械连接接头及焊接接头连接区段的长度为35倍d(d为纵向受力钢筋的较大直径)且不小于500㎜,凡接头中点位于该连接区段长度内的接头均属于同一连接区段。