土木工程事故案例分析.doc

工程事故案例分析学号: 姓名: 指导老师: 案例一西北地区某高层综合办公楼,主楼为钢筋混凝土框-筒结构, 地下 1层, 地上 18层, 总高度 , 总建筑面积 36482m2 。该建筑基础为灌注群桩,地下室外墙采用 300mm 厚 C30 自防水混凝土。标高 以上混凝土标号均为 C40 , 楼板厚度 120mm 。该工程于 1998 年6 月开工, 1998 年9 月中旬施工地下室外墙, 1999 年1月 19 日施工到结构 6 层梁板。该层梁板在施工的同时即发现板面出现少量不规则细微裂缝,到2月 24 日该层梁板底摸拆除时,发现板底出现裂缝。从渗漏水线和现场钻芯取样分析, 裂缝均为贯通性裂缝。之后又对全楼己施工完毕的混凝土工程进行了详察,在地下室外墙外侧上部发现数条长度不等的竖向裂缝( 其中有两条为贯通性裂缝)。在5、6 两层核心筒的电梯井洞口上部连梁上的同一部位亦发现两条裂缝。而在其他的柱、墙、梁、板上则未发现裂缝。经现场实测,第6 层现浇板上的裂缝均为贯通性裂缝,最大裂缝长度约 ( 直线距离) ,最大裂缝宽度 mm 。地下室外墙竖向裂缝的最大长度约 ,最大裂缝宽度 0. 2mm ,核心筒连梁上的裂缝最大长度 ,裂缝最大宽度约 8mm 。经过近一个月的现场连续监控,未发现以上裂缝的进一步发展和新的裂缝出现。一、原因分析: 第一,在施工的各种条件未变的情况下,从裂缝仅在六层现浇板上出现,而未在其它层现浇板上出现的事实来分析,唯一不同的是施工作业时的气候变化。如前所述,该层现浇板施工时是该地区冬季最寒冷、干燥的一个时期,最高气温仅 1℃,当时的最大风速 7m/s ,湿度仅有 30~ 40 %,特别是每天于 21 时施工完毕后,混凝土正处于初凝期,强度尚未有大的发展,作业面又没有防风措施,导致混凝土失去水分过快,引起表面混凝土干缩, 产生裂缝。根据有关资料记载, 当风速为 7m/s 时, 水分的蒸发速度为无风时的 2倍; 当相对湿度为 30 %时, 蒸发速度为相对湿度 90 %时的 3 倍以上。假如将施工时的风速和湿度影响叠加,则可推算出此时的混凝土干燥速度为通常条件下的 6 倍以上。另外, 从裂缝绝大多数集中在构件较薄及与外界接触面积最大的楼板上这一现象也可证实,开裂与其使用的材料关系不大,而受气象条件的影响大些。与楼板厚度接近的墙肢之所以未裂,是因为墙肢两面都有模板,不直接受大气的影响。由此可以基本断定,天气因素是导致混凝土现浇板出现干缩裂缝的主要因素。地下室外墙由于本身体积较大,又长期暴露在温湿度变化较大的环境中,特别到了 1999 年 1 月下旬,温度较施工时降低近 30℃,导致混凝土温度收缩而产生裂缝。第二, 梁板所用混凝土均为 C40 混凝土, 而根据设计院进行的技术交底要求, 梁板混凝土只要达到 C30 强度即可, 施工单位为了施工中更容易控制墙柱的质量, 统一按照 C40 混凝土标准进行施工,而 C40 混凝土的水泥用量为 480kg/m3 ,相对于 C30 混凝土, 单位水泥用量增加约 70kg , 这样, 混凝土的收缩将增加 0. 4× 10- 4 左右,无形中又增加了裂缝出现的可能。第三, 进入冬季施工以后, 混凝土中又添加了 Q 型防冻膏和 wp_x 减水剂, 施工用水相对减少, 混凝土强度增长较快, 加剧了混凝土水分的蒸发和裂缝的发展。同时,由于天气寒冷,担心养护用水结冰而仅采用覆盖双层* 帘保温的措施也对混凝土抗裂强度的发展不利。第四,从本工程的结构平面图中我们可以看出,梁板结构在 9、 12和C、K 轴线处平面发生突变,截面削弱达 50 %以上,而且核心筒和墙肢集中处刚度非常大,对现浇板的约束较强,核心筒四角和墙肢两端内部应力非常集中。从现浇板最初出现裂缝的位置来看, 干缩裂缝首先在核心筒的四角, 之后出现在板的中部, 这是现浇板内部应力最集中、最复杂和最薄弱的部位。由于墙肢和核心筒刚度的强烈约束作用,当混凝土的收缩应力大于其抗拉强度时,裂缝便沿此位置出现、发展。本次发现核心筒连梁上出现的两条裂缝,亦是相同因素引起的。二、混凝土结构裂缝成因: 1. 材料方面。有些构件裂缝是由材料质量引发的,如水泥安定性差,两种水泥混用,砂、石含泥量大,骨料粒径过小,外加剂质量差或加入量过大等。 2. 地基变形。当地基发生不均匀下沉时, 在结构内部必然产生极大的应力。当应力超过构件抗力时,将不可避免地出现裂缝, 裂缝的形状、方向、宽度决定于地基变形的情况。 3. 设计方面。构造处理不当, 主次梁交合处主梁未设加强箍筋或附加吊筋;大截面梁未设腰筋;构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中等因素,均可导致构件裂缝的出现。 4. 结构荷载方面。结构因承受荷