某工业厂房地面隆起开裂原因分析

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四川建筑科学研究SichuanBuildingScience第31卷　第6期2005年12月　

收稿日期:2004212206

作者简介:雷怡生(1960-),男,陕西富平人,高级工程师,主要从事工程结构鉴定与加固改造工作。

某工业厂房地面隆起开裂原因分析雷怡生1,孙　彬1,杜增强2(1.西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安　710055;2.宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡　721008)

摘　要:某工业厂房建成后使用仅几年,地面就出现大面积的隆起开裂,部分设备基础也产生倾斜,为查明原因,对该厂房进行了全面检测。根据现场调查、检测和试验结果,对引起该厂房地面隆起开裂的原因进行了分析,

给出了分析结论与处理建议,供类似工程参考。关键词:隆起;开裂;钢渣;稳定性;腐蚀中图分类号:TU472 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2005)06-0072-04

1　工程概况某石灰间为2层现浇钢筋混凝土框架结构,采用钢筋混凝土独立基础,厂房设计功能是作为除油间和制备石灰乳液,主要用来处理轧钢机冷却水使其达到排放标准。厂房的正前方是3个乳化液贮槽和1个废油槽,右侧是电气间和脱水间,平面布置如图1所示。该厂房于1994年7月开工建设,1996年2月竣工。主体结构竣工后,室内外用钢渣回填,部分液体泵等设备基础也坐落于回填钢渣地基上。1997年正式投入使用,1998年底该厂房地面开始出现裂缝,1999年初采用高标号砂浆进行抹面和封缝处理,但处理后不到几个月,肉眼又明显可见地面出现隆起开裂,液体泵基础也产生倾斜变形。2000年12月,地面的隆起开裂已影响到车间正常生产,危及厂房安全,为了查明地面隆起开裂原因,我们对该厂房进行了全面检测。图1　石灰间平面布置2　现场调查及检测结果2.1　原始设计与施工情况根据岩土工程勘察报告,该厂房建造在低洼的池塘上,设计基底标高如图2所示,要求所有基础持力层均为粘土层,若设备基础、条基、吸水井和管沟挖至规定标高未见粘土,则应继续开挖至粘土层以下500mm处,再用钢渣回填至规定标高。原施工是先开挖至墙梁基础的基底标高,再开槽挖至框架基础的基底标高,框架柱基础置于粘土层上,回填钢渣厚度一般在215m左右,最深处约为6m,具体抽样结果如图2所示。

图2　基底标高及回填钢渣基底标高2.2　地面裂缝检测地面裂缝分布情况见图3,从其特征来看,裂缝的分布和宽度均与回填钢渣厚度有关,回填钢渣厚的地方,裂缝分布较密,裂缝宽度也较大,最大裂缝宽度约15mm;回填厚度薄的地方,裂缝分布相对较稀疏,裂缝宽度也较小,甚至没有。从裂缝分布图还可看出,在回填厚度超过219m的区域,裂缝较多;而在小于219m的区域,基本上未发现开裂现象。由此可见,回填厚度219m大致为是否出现裂缝的界限值。2.3　地面隆起变形测量地面高差测量结果如图4所示。由图可见,开裂越严重的地方隆起越高,地面最大高差约187mm。

pH值为315～510,碱性区的pH

值大于等于1310。在测试地面液体酸碱性的同时,

对其成份还进行了抽样检验,取样位置见图1,检验

结果见表1[1]。表1　室内外地表水质分析结果项目编号pHCl-/(mg/L)SO2-4/(mg/L)Ca2+/(mmol/L)Mg2+

/(mmol/L)

13.7640.501087.455.200.6033.555.001565.732.401.0045.3541.009.882.200.8055.4331.0011.522.200.8263.8420.0041.161.801.6474.0921.001150.832.402.0083.9810.001080.862.001.0495.7736.00945.032.401.201010.87306.0018.1113.201.00

2.5　回填钢渣检查与取样分析根据厂房实际情况,选择2个点(见图1)对回填钢渣和地面混凝土进行取样分析,钢渣分析结果(表2)与文献2提供的范围基本相符合。在取样过

程中,对地基处理情况进行了检查,情况如下。(1)取样点A在标高-012～-018m范围内

多数是粒径100～300mm的块状钢渣;取样点B在标高-012～-014m和-015～-019m范围内,

多数是粒径100～200mm的块状钢渣,钢渣最大块体粒径约为450mm;2取样点在标高-1105m以下基本为砂状钢渣,最大粒径约为60mm。(2)在2个测点中均发现钢渣中夹杂有砖块等

杂物,且块体钢渣表面明显有1层白色附着物。

表2　回填钢渣与地面混凝土化学分析测试结果试样编号样品名称测试项目及结果/%活性系数碱性系数

SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgONa2OK2OSO3KM0

A点

1混凝土53.53.010.4512.93.13.30.80.6//2混凝土44.72.87.427.52.33.10.50.5//3钢　渣16.216.95.033.114.66.50.30.33.252.254钢　渣15.413.85.539.312.24.00.20.43.702.465钢　渣15.615.15.335.415.40.60.10.23.602.436钢　渣15.817.13.344.39.50.70.60.33.612.82

B点

1混凝土53.93.111.413.24.10.50.50.7//2混凝土31.61.711.423.82.91.40.20.7//3钢　渣16.015.17.136.412.30.90.030.73.492.294钢　渣17.017.34.336.110.00.90.030.62.962.165钢　渣17.514.85.836.013.10.80.030.83.142.116钢　渣20.39.85.140.59.40.60.050.42.711.96

3　地面隆起开裂原因分析3.1　回填钢渣稳定性分析钢渣是炼钢生产过程中的工业废料,其主要成份有SiO2,CaO,MgO和Al2O3,同时还含有大量的游离氧化钙(用f2CaO表示)、游离氧化镁(用f2MgO表示)、FeS,MnS等不安定性成份。各矿物成份的组成比例决定了钢渣的活性与酸碱性,从而影响其稳定性。具体来说,活性愈高,碱性愈大,钢渣自然的粉化率就越大,其稳定性越差。(1)钢渣的活性判别钢渣的活性一般以活性质量系数K表示,其值按下式计算:

K=(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO)(1)式中,化学符号表示该种成份的百分含量。划分标准为:K≥119为高活性;116;

K≤116为低活性。

37　2005No.6雷怡生,等:某工业厂房地面隆起开裂原因分析

© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net根据回填钢渣化验结果,其活性系数计算值见表2。从表中数据可以看出,所有取样点钢渣的活性系数K均远大于119,可见,石灰间回填钢渣为高活性,稳定性较差。其实,钢渣活性大小与钢渣的冷却速度有关,因为冷却速度不同,钢渣生成的矿物成份不同,冷却速度愈快,活性越大,消化也越快,粒径愈小,经过陈化处理越能保证安定;冷却速度越慢,即使同样化学成份的钢渣,活性也偏低,但块体大,不易消化,需要经过专门破碎或延长陈化时间才能保证钢渣稳定。根据现场检测结果,石灰间回填钢渣块体较大,其安定性相对也较差。(2)钢渣酸碱性判别钢渣酸碱性的大小用碱性系数M0来衡量,其值按下式计算:M0=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)(2)式中,化学符号仍表示该种成份的百分含量。划分标准为:M0>110为碱性;M0=110为中性;M0<110为酸性。石灰间回填钢渣的碱性系数见表2,属于高碱性。(3)钢渣的矿物组成材料的性能与其化学成份有关,但更重要的是取决于材料中各种氧化物在特定条件下生成何种矿物的结构形态。本文采用美国MMRAY—1000B电子扫描显微镜对回填钢渣的结构形态进行了分析,初步确定矿物种类,再采用Y—3型X衍射分析仪测定典型矿物的特征峰值,由于篇幅所限,这里仅给出测定结果。钢渣主要矿物成份有Ca(OH)2,CaO,MgO,C2S(硅酸钙),CFS(钙铁橄榄石),C3MS2(镁蔷薇辉石)及二价金属氧化物的连续固熔体等,且均出现特征峰值,尤其是Ca(OH)2,MgO,C2S,C3MS2都出现标准特征峰值。矿物组成分析表明,检测时,钢渣中仍含有CaO和MgO的成份。(4)钢渣的粉化率测定鉴定钢渣稳定性最有效的方法是测定钢渣的粉化率,对回填钢渣采用常压蒸气和高压蒸气处理法测定其粉化率。经常压粉化率测定,平行3个试样的粉化率平均值为0167%,最大值为01997%,符合小于5%的要求;经高压粉化率测定,3个试样中有1个试样为516%,其余2个试样均小于1%,这说明,钢渣回填6年后仍存在f2MgO的成份。通过上述4个项目的测定,说明原回填钢渣属于高碱性、高活性,且回填6年后,钢渣内仍然含有CaO,MgO和f2MgO等活性矿物成份。3.2　地面隆起开裂原因分析根据现场检测情况、钢渣稳定性分析结果及地面液体环境分析结果,可以判定石灰间地面隆起开裂的原因主要来自3个方面:(1)不稳定钢渣的消化引起回填钢渣的膨胀;(2)硫酸盐溶液与地面混凝土发生化学反应的产物体积膨胀;(3)硫酸盐溶液与回填钢渣发生化学反应的产物体积膨胀。这3种因素的综合作用造成地面隆起开裂,具体情况分述如下。(1)钢渣消化引起的膨胀

钢渣在自然条件下的消化将会引起体积膨胀,

主要是由于钢渣中含有不安定的f2CaO,f2MgO,FeS

和MnS等成份。从钢渣化学成份分析结果可知,S

和Mn元素含量很小,其影响可以忽略不计;从地面开裂时间判断,主要是f2MgO消化(即水化)引起地面隆起开裂,因为一般情况下f2CaO在1年内基本上完全自然消化,f2CaO在早期消化膨胀起了挤密作用,从而扩大了f2MgO后期消化膨胀的破坏作用。因此,f2CaO和f2MgO消化是引起地面隆起开裂的主要原因,检测时f2MgO仍然存在,所以今后开裂还将会继续发展。(2)硫酸盐溶液引起混凝土地面隆起开裂

地板产生裂缝的原因分析及解决措施

地板产生裂缝的原因分析及解决措施
1. 产生裂缝的原因分析
地板产生裂缝可能是由于以下几个原因导致的：
1.1 材料问题
地板材料的质量和选择可能是导致地板产生裂缝的主要原因之一。

低质量的地板材料容易受到温度、湿度以及日常使用等因素的影响，从而引起裂缝的产生。

1.2 安装问题
不正确或不专业的地板安装可能会导致地板产生裂缝。

安装时是否采取了合适的地板承重支撑、地面平整处理以及合理的膨胀缝等因素都会直接影响地板的稳定性。

1.3 温湿度变化
地板在长时间的温湿度变化下会有一定程度的膨胀和收缩，过大的温差和湿度变化可能会导致地板产生裂缝。

1.4 长期使用磨损
长时间的使用磨损也会对地板的结构造成影响，使地板变得松动和不平整，从而导致裂缝的产生。

2. 解决措施
为了解决地板产生裂缝的问题，我们可以采取以下措施：
2.1 质量选择
在购买地板时，选择质量好、品牌信誉度高的地板材料，确保其具备较好的承重能力和稳定性。

2.2 正确安装
请专业的地板安装工人进行安装，确保地板的承重支撑和地面处理得当，合理设置膨胀缝，以确保地板的稳定性和防止裂缝的产生。

2.3 环境控制
注意控制室内温湿度变化，避免过大的温差和湿度变化对地板产生不利影响。

可以使用加湿器或除湿器等设备对室内环境进行调节，保持适宜的温湿度。

2.4 定期维护
定期对地板进行维护保养，清洁地板表面的灰尘和污垢，以及定期修补地板上的损坏，避免长期使用磨损导致裂缝的产生。

以上是对地板产生裂缝原因的分析和解决措施的简要介绍，希望对您有所帮助。

墙、地面裂缝成因分析及防治措施

收缩裂缝
总结词
由于材料收缩引起的裂缝。
详细描述
收缩裂缝通常发生在混凝土墙体或砖墙中。在施工过程中，由于水分蒸发或材料收缩，墙体表面出现裂缝。这种裂缝通常呈龟甲状，深度较浅。
地基不均匀沉降裂缝
总结词
由于地基不均匀沉降引起的裂缝。
详细描述
地基不均匀沉降裂缝主要发生在房屋底层或地下室。由于地基土质不均匀、地下水位变化等原因，导致地基沉降不均匀，从而在墙体上产生裂缝。这种裂缝通常呈斜向或横向分布，深度较大，可能影响房屋结构安全。
03
地面裂缝成因分析
施工不当引起的裂缝
施工方法不规范
未按规范要求进行施工，如回填土未夯实、混凝土浇筑后未及时养护等。
施工顺序不合理
如先施工主体结构后做地面，导致主体结构沉降对地面产生拉应力。
施工环境影响
如施工时温度变化大，导致混凝土热胀冷缩产生裂缝。
材料质量引起的裂缝
水泥质量不合格
案例一：某住宅楼墙裂缝治理案例
裂缝成因
由于地基不均匀沉降、温度变化、材料收缩等因素导致墙体出现裂缝。
治理措施
采用压力注浆法对裂缝进行封闭处理，同时对地基进行加固处理，防止裂缝进一步发展。
实践效果
经过治理，墙体裂缝得到有效控制，房屋结构安全得到保障。
案例二：某商业中心地面裂缝治理案例
裂缝成因
研究成果价值
本文的研究成果对于指导实际工程中的裂缝防治工作具有重要价值，有助于提高建筑工程的质量和安全性。
未来研究方向与展望
深入研究裂缝成因
尽管本文已经对墙、地面裂缝的成因进行了较为全面的分析，但仍有一些因素尚未涉及或研究不够深入。未来可以进一步拓展研究范围，深入探讨其他可能的裂缝成因。

某电厂厂房裂缝原因分析

厂厂房检测、析，示了该厂房裂缝产生为地基不均匀沉降引起。分揭
［关键词］墙体裂缝
成
Ｔｈａｕｅｆｃａｋｎａｐｗｅａｒｓｐｅｃｓｓｏｒｃｓｉｏｒｐｌｎｔｗｏｋｈｏ
１１工业废水集中处理站概况．
裂缝出现的时间大多数在房屋建成后不久，缝的发展裂
变化随地基变形和时间增长而加大加多。
地基不均匀沉降的主要原因有：）１房屋地基土层分布不均匀，土质差别较大。２在房屋高差较大或荷载差异较大的）
情况下，未留设沉降缝。３新建房屋的基础位于原有房屋的）基础之下，而新旧基础底面的高差与净距之间的比值大于
析与蒸发，墙体就会逐渐干燥和收缩，当墙体的收缩量达到一定程度后，就会将墙面的粉刷层拉裂；为了增加对产生结构裂缝的因素的认识，现将笔者参与过的一个项目拿出来供大家讨论。
１概况
该热电厂西侧依山，由山体开挖后进行局部回填而建。厂区主要有主厂房、锅炉、集控楼、空冷岛、厂前区及附属建筑物、烟囱、翻车机室等建（筑物组成。现工业废水集中处理构）站、材料库、翻车机室和室外重车拔车机轨道、管道支架出现不同程度的墙体裂缝。厂区内道路、场地等也有不同程度的沉陷现象，以工业废水集中处理站现象最为明显、型，典因此以该车问为例说明裂缝产生原因。
Ａｓｒｃ：Ｔｈｓｔｅｉｎｌｚｓｔｅｃｕｅｎｕｆｃｅｔｒｓｏｈｒｃｎｔｅｗａｌｒｍｏｒａｐｃｓｎｖｎｓｂｉｅｃｆｏｎｂｔｔａｉｈｓｓａａｙｅｈａｓｓａｄｓｒａｅｆａｕｅｆｅｃａｋｉｈｌｆｏｆｕｓｅｔ：ｕｅｅｕｓｄｎｅｏｕ — ｔｆｄｔｎ，ｔｍｐｒｔｒｈｎｅｈｉｋｇｎｔｒ１ａｉｏｅｅａｕｅｃａｇ，ｓｒａｅａｄｍａｅｉ．Ｔｈｏｇｓｅｔｎａｄａａｙｉｏｎｅｅｔｉｏｒｐａｔｔａｅｒｖａｅｎａｒｕｈｉｐｃｉｎｎｌｓｓｆｌｃｒｃｐｗｅｌｎ，ｉｃｎｂｅｅｌｄｎｏａｔａｎｖｎｓｂｉｅｃｆｆｕｄｔｎｌａｓｔｈｅｕｔｏｒｓｏｒｃ．ｈｔｕｅｅｕｓｄｎｅｏｏｎａｉｅｄＯｔｅｒｓｌｆｗｏｋｈｐｃａｋｏＫｙｗｏｄ：Ｗａｌｃａｋｇｎｔｃａａｙｉ；ｕｅｅｕｓｄｎｅｏｏｎａｉｎ；ｓｔｌｍｅｔｒｔｅｒｓｌｒｃ；ｅｅｉｎｌｓｓｎｖｎｓｂｉｅｃｆｆｕｄｔｏｅｔｅｎａｅ

地坪空鼓开裂的原因

地坪空鼓开裂的原因
填土土料问题：填土土料含有大量有机杂质和大土块，有机质腐朽造成填土沉陷。

填土未按规定厚度分层回填夯实：或底部松垣，仅表面夯实，密实度不够。

混凝土的自身收缩：本工程找平层施工是先清理基层混凝土，再浇筑6cm
混凝土找平层。

这种施工方法由于水泥素浆收缩变形大，粘接力不足，使得找平层和结构层容易脱开，出现空鼓、开裂。

界面清理不彻底：本工程找平层施工前对基层混凝土进行冲刷、清扫，但实际操作过程往往无法将灰尘清理彻底，而且基层混凝土表面存在浮浆，是无法清扫干净的。

除非进行打磨处理，否则浮浆和灰尘都会起到隔离作用，从而产生空鼓。

承载力及振动：本工程厂房内主要停放重型车辆及机器设备，在机器设备的运输、安装及车辆碾压振动过程中，地坪的小面积空鼓或粘接不牢固的情况，在振动下会不断扩大，从而出现大面积空鼓及裂缝情况。

钢筋网片：本工程地坪施工过程为，在底板上制作厚度为6cm的钢筋网片细石混凝土层，钢筋网片自身会产生一定的应力，起到隔离的作用，也是空鼓产生的原因之一。

伸缩缝：伸缩缝两侧混凝土由于自身收缩出现空鼓：本工程大量空鼓出现在伸缩缝两侧，原因是伸缩缝切割后，混凝土的四边会自然的向上收缩、翘曲，因此大部分工程伸缩缝两侧都会有空鼓的情况。

界面剂：界面剂选择不当也是空鼓出现的原因之一，市面上的界面剂良莠不齐，大量界面剂的渗透性，粘接强度达不到国家标准要求，无法达到双向渗透，粘接的作用，从而无法杜绝空鼓的出现。

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