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1、本章主要内容, 混凝土结构的裂缝 混凝土结构质量事故 混凝土强度的现场检测、补强与加固,第2章 混凝土结构事故分析与处理,裂缝的种类及形态 1）荷载裂缝 出现在应力最大位置附近。 2）沉降裂缝 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。 3）温度裂缝 表面裂缝是因水泥的水化热引起，一般发生在大体积混凝土中；贯穿裂缝是由于结构降温较大，其收缩受到外界的约束引起。 4）收缩裂缝和干缩裂缝 前者是砼结硬过程中因体积收缩而引起的裂缝；后者是因混凝土浇捣时，多余水分的蒸发使混凝土体积缩小所致。 5）施工裂缝 模板吸收混凝土中的水分而膨胀，使初凝的混凝土拉裂；在构件翻身、吊运、
2、堆放过程中施工不当引起构件开裂；水泥中的碱性成分和骨料发生化学反应，生成遇水膨胀的硅酸钠，致使混凝土中产生拉应力而开裂；预应力混凝土构件的制作中，由于反拱过大，构件顶面产生裂缝等 。,第一节 混凝土结构的裂缝,1.1 裂缝的形态与判别,第一节 混凝土结构的裂缝,砼收缩裂缝,温度裂缝,支模不当产生裂缝,火灾产生裂缝,第一节 混凝土结构的裂缝,荷载产生裂缝,第一节 混凝土结构的裂缝,钢筋锈蚀产生裂缝,骨料杂质、水泥性能不良产生裂缝,养护不当产生裂缝,第一节 混凝土结构的裂缝,第一节 混凝土结构的裂缝,裂缝状态的判定 1）裂缝是否稳定的判定 可根据观测和计算判定。 2）有害裂缝的种类 a.损害建筑物
3、使用功能的裂缝。 b.宽度超过规范限值的裂缝。会引起钢筋锈蚀。 c.沿钢筋的纵向裂缝。易导致钢筋锈蚀，体积膨胀， 混凝土保护层脱落。 d.严重降低结构刚度或影响建筑物整体性的裂缝。 e.严重损害建筑物美观的裂缝。,第一节 混凝土结构的裂缝,混凝土裂缝产生的主要原因有以下几个方面: (一)材料方面 1.水泥的不正常凝结， 气温突然降低； 2.水泥的不正常膨胀； 3.水泥的水化热温升， 4.混凝土拌合物的泌水和沉陷； 5.外加剂使用不当或用量过多，配合比不当，拌合物塌落度过大，预制构件抽芯管后，混凝土塌陷(砂率少)； 6.骨料中有碱性骨料或己风化之骨料； 7.混凝土的干缩。,第一节 混凝土结构的裂
4、缝,1.2 裂缝产生的原因,(二)施工方面 1.外加掺合剂拌合不均匀； 2.搅拌和运输时间过长； 3.泵送混凝土过量增用水及水泥； 4.浇筑顺序失误； 5.浇筑速度过快； 6.捣固不足； 7.混凝土终凝前钢筋被扰动； 8.混凝土保护层过薄或保护层处集料缺少； 9.施工缝处理不当； 10.模板漏浆、渗水； 11.模板支撑下沉，模板刚度不够，变形过大， 堆放场地下沉； 12.拆模过早；混凝土硬化前过早承载，或受到振动； 13.混凝土养护初期过早脱水； 14.混凝土养护初期受冻； 15.构件运输、吊装或构件堆放垫点位置不当。 16.预制构件芯管局部弯曲变形，抽拔时拉动混凝土； 17.预制构件拔芯管时
5、间过晚或速度过快、不均匀，或转动芯管方向不一致，托管支架不平稳。厚度较大的圆孔板较易产生裂缝；,第一节 混凝土结构的裂缝,18.预制构件台座表面粗糙，隔离剂失效，板与混凝土台座粘结，在养护期间气温变化，热胀冷缩。板面混凝土收缩受到混凝土台座及预应力筋约束，导致板面开裂； 19.预制构件有的板上部未设通长纵向筋，放张后板面起拱，加上收缩造成板面裂缝； 20.保护层过小； 21.预应力筋张拉过高，放张后产生较大反拱(一般2030mm)，使板面产生拉应力，此时混凝土强度尚低(约70%)加上混凝土干缩影响，使板面裂缝； 22.混凝土大型屋面板面四角斜向裂缝产生原因是大肋预应力筋放张后，大肋受较大压应力
6、，端横肋变形被拉，对板角形成一合力，在板面四角45方向产生较大拉应力。在堆放期间加上混凝土的干缩和徐变应力的叠加影响，结果在板角拉力大而断面薄弱的部位出现裂缝。 23.混凝土大型屋面板端肋斜向裂缝产生原因是预应力筋放张后，大肋受到压缩，而底模、端横肋限制其变形，造成板角受拉、横肋端部受剪而产生裂缝。另外，肋端钢筋铁件较多。 24.混凝土大型屋面板纵肋端部纵向裂缝原因主要是预应力筋张拉控制应力过高，在纵肋端部产生较高的局部横向劈裂应力而导致开裂。,第一节 混凝土结构的裂缝,(三)设计方面 1.构件截面承载力不足； 2.细部构造不合理； 3.设计计算和实际构件受力不符； 4.局部承压面积不足； 5
7、.设计未考虑某些重要的次应力作用。 (四)环境和使用方面 1.环境温度与湿度的急剧变化； 2.干湿循环作用； 3.冻膨、冻融作用； 4.结构内部钢筋锈蚀； 5.有腐蚀性介质作用； 6.使用超载； 7.反复荷载的疲劳作用； 8.振动作用； 9.生产热源高温作用。 (五)其它各种原因 如火灾，地震作用，燃气爆炸、撞击等。 裂缝产生的原因不同，其表面形态及特征也各异。这可帮助我们判断引起裂缝的根源，从而有针对性地采取补救或加固措施。,第一节 混凝土结构的裂缝,灌浆法修补裂缝 对需要恢复承载能力的构件，常采用化学灌浆法修补。就是将化学材料配制的浆液，用压送设备将其灌入混凝土构件的缝隙内，使其扩散、固化
8、。从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到防锈补强的目的。,第一节 混凝土结构的裂缝,1.2 裂缝及表面缺陷的处理,灌浆材料及修补方法 化学浆液主要有两类：一类是以环氧树脂为主体，加入增塑剂、增韧剂、固化剂等形成的环氧树脂浆液；另一类是以甲基丙烯酸甲酯（简称甲凝）为主体，加入适量的引发剂、促进剂和除氧剂等构成的甲凝液。 1）对浅而细，且条数较多的裂缝，宜采用水泥浆液或环氧树脂胶泥进行表面修补。 2）对于宽度小于0.2mm的细而深的裂缝，宜采用可灌性好的甲凝浆液或低粘度的环氧树脂浆液灌注补强。 3）当裂缝宽度大于0.5mm时，宜用水泥浆液修补。 4）对宽度为0.20.5mm的
9、裂缝，宜采用收缩较小的环氧树脂浆液灌注补强。 5）对于蜂窝、孔洞、大面积缺损等，宜采用1：2水泥砂浆或C20细石混凝土进行修补。,第一节 混凝土结构的裂缝,灌浆施工要求 裂缝处理 1）表面处理法 当裂缝较细小（小于0.2mm）且浅时，可采用表面处理法。即用钢丝刷等工具清除裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物，然后用毛刷蘸甲苯、酒精等有机溶剂，将裂缝两侧2030mm范围擦洗干净，并保持干燥。 2）凿槽法 当裂缝比较宽（大于0.2mm）、较深时，应沿裂缝用钢钎凿成“V”形槽，槽宽50100mm，深3050mm。凿槽时先沿裂缝打开，再向两侧加宽，凿完后用钢丝刷和压缩空气将混凝土碎屑、粉尘清除干净。 3
10、）钻孔法 大体积混凝土或大型构筑物上的深裂缝，采用钻孔法。裂缝宽度大于0.5mm时，孔距可取23m；裂缝小于0.5mm时，适当缩小孔距。钻孔后，清除孔内的碎屑和粉尘，并用适当粒径（一般为1020mm）的干净卵石填入孔内。,第一节 混凝土结构的裂缝,埋设灌浆嘴 当裂缝宽度小于1mm时，其间距宜取350500mm；当缝宽大于1mm时，宜取5001000mm，并注意在裂缝的交叉处、较宽处、缝端以及钻孔处布嘴。 灌浆嘴用环氧胶泥与基面固定。 封缝及试漏 1）不凿槽的裂缝 未凿槽的细小裂缝，用环氧树脂胶泥直接封缝。先在裂缝两侧（宽2030mm）涂一层环氧基液，然后抹一层厚约1mm、宽2030mm的环氧树
11、脂胶泥。 当裂缝较宽时，可粘贴玻璃丝布封缝。 2）凿“V”形缝的裂缝 凿“V”形缝的裂缝，在“V”形槽面上用毛刷涂刷一层12mm厚的环氧基 液，涂刷时要平整、均匀，然后用12水泥砂浆封闭。 三天后，进行压力试漏，检查密闭效果。试漏前沿裂缝涂刷一层肥皂水，从灌浆嘴通入压缩空气试验。,第一节 混凝土结构的裂缝,配浆与灌浆 1）配浆 浆液配制可根据不同裂缝及环境条件选用合适配方。每次配制的数量不宜过大，以免浆液变稠而影响灌浆质量。 2）灌浆 手动灌浆工具是油脂枪。将配制好的浆液装入枪筒，枪头与灌浆嘴相接，扳动操纵杠杆即可把浆液压入缝中。 机动灌浆：靠压力设备连续灌浆的机械施工方法。,第一节 混凝土结
12、构的裂缝,第一节 混凝土结构的裂缝,第二节 混凝土结构质量事故,一、某钢筋混凝土框架结构倒塌事故 (一)事故概况 吉林省某市百货商店工程，于1983年6月突然发生倒塌事故。该工程为框架现浇钢筋混凝土框架结构，商店营业厅部分为三层，中间局部为四层。框架间柱6.6m，进深7.5m，层高一般为4.5m，底层为5.1m。框架为现浇，楼板为预应力预制板，砖砌体作围护墙。框架混凝土底层柱用C28，其余为C18。 该工程于1974年4另设计，于1975年8月开工，到倒塌时为止，主体结构己完工，四层外墙装饰己基本完成，三层处屋面已铺完炉渣找坡层，四层屋面已抹完防水找平层。 图2-003。一层建筑面积1303m
13、2，倒塌312m2；二、三层建筑面积1224m2，倒塌312m2；四层建筑面积356m2，倒塌53m2。,第二节 混凝土结构质量事故,一、某钢筋混凝土框架结构倒塌事故,第二节 混凝土结构质量事故,(二)事故原因分析 1.设计方面的问题 内力组合的问题。 荷载计算的问题:有的荷载漏算，有的荷载取值偏小。 施工图纸的问题，有尺寸不全，交待不清至甚差错。 配筋不足的问题，复核倒塌的KJ-l框架，有十处实际配筋量小于计算所需要的。 2.本施工方面的问题: 混凝土强度大部分没有达到设计强度。 混凝土浇筑质量低劣。 钢筋位置不准，圈粱转角部位钢筋的搭接长度不够。 施工堆料过于集中，形成超载。 构件超重。乱
14、改设计。 砌体的砖与砂浆均未达到设计要求的强度 砌筑质量差。施工管理差。 3.上级主管部门的问题 (三)结论及应吸取的教训,第二节 混凝土结构质量事故,二、混凝土浇筑质量问题 1、捣固密实。 2、浇筑顺序。 3、材料问题。 4、配合比问题。 (一)某框架结构柱子质量的问题。 某影剧院观众厅看台框架结构，图2-004，底层柱从基础顶起到一层大梁止，高7.5m，断面为740400mm。混凝土浇筑后，折模时发现13根柱有严重的蜂窝、麻面和露筋现象，特别是在地面以1mm处尤其集中与严重。,第二节 混凝土结构质量事故,二、混凝土浇筑质量问题 (一)某框架结构柱子质量的问题 经调查分析，引起这一质量事故的
15、原因有: 配合比控制不严。 灌筑高度超高。 每次浇筑混凝土的厚度太厚。 柱子中钢筋搭接处钢筋配置太密。 综上分析，事故主要原因是施工人员责任心不强，违反操作规程，浇筑高度超高，一次灌筑捣固层过厚，接头处钢筋过密而又未采取特殊措施。对此事故采取如下补强加固措施: 将蜂窝、孔洞附近疏松的混凝土全部凿掉； 用水将蜂窝、狗洞处混凝土用水洇湿，可采用淋水及用湿麻袋覆盖等办法； 在要补填混凝土的洞口附近支摸，为便于浇筑，上边留出喇叭口； 将混凝土提高一级，用300号(原柱子为200号)并加入早强剂，或再渗入微膨胀剂，将洞口填实，要捣固密实； 养护要加强，保持湿润14昼夜，以防混凝土发生较大收缩使新、旧混凝
16、土间产生裂缝； 拆模，将多余混凝土凿去，磨平。,第二节 混凝土结构质量事故,二、混凝土浇筑质量问题 (二)某厂房柱基为联合基础质量问题。 某厂房柱基为联合基础，共七个，平面及剖面如图2-005柱基下段70cm高度内采用土模(即原槽灌筑，不支模板)。施工完毕后发现有严重的蜂窝、孔洞，底层钢筋和垫层间存在的空隙，可以用粗钢筋穿入深达1.4m。挖开全部土模进行检查，发现七个柱基土模处蜂窝、空洞、露筋共100余处。如图2-006所示。,第二节 混凝土结构质量事故,二、混凝土浇筑质量问题 (二)某厂房柱基为联合基础质量问题。 原因分析 在捣固基础底板的中部时，混凝土经串筒倾斜倒下，没有将最下面一节串简拉成垂直的，结果石子滚往前面，砂浆留在后面，形成石子堆(即蜂窝)，如图2-007所示。,造成混凝土分离层的另一个原因，是交换班时间停留过长，混凝土超过初凝时间。接班后继续浇筑混凝土时，没有先进行施工缝
