《建筑工程事故分析与处理》

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第一篇:《建筑工程事故分析与处理》

《建筑工程事故分析与处理》

期末课程论文

姓 名:董泽伟 学 号:3100106044 所在院系:土木工程与力学学院 专 业:建筑1002 任课教师:沈圆顺

二〇一三年十二月

2013年12月

《建 筑 工 程 事 故 分 析 与 处 理》 课 程 期 末 论 文

2013 December

建筑工程事故处理与分析

作者:董泽伟

(江苏大学土木工程与力学学院、江苏 镇江、212013)

摘要:土木工程事故处理是土木工程专业的一门重要学术内容。常见的建筑工程有地基与基础工程、混泥土工程、砌体结构工程、钢结构工程、装饰工程、桥梁工程等。常见引发事故的原因主要有:工程技术上的失误、工程质量上的不足、地震洪水等自然因素,及火灾等人为因素。因此,土木工程事故处理因给与重视。进入21世纪后,我国城市发展进入了一个崭新阶段,城市的数量、规模和人口数量都有了飞速的发展。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般的涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。随着城市人口数量的增加和规模的矿大,城市建筑正在向空间超高、地下超深的三维空间发展。伴随着城市建设的高速发展,各种工程质量事故也时有发生。

词:土木工程事故处理、事故处理与分析

中图分类号:TU 443(Times New Roman)

文献标识码:A

Architectural engineering accident analysis and processing

DONG Ze-wei(College of civil engineering and mechanics, Jiangsu University, Jiangsu Zhenjiang 212013)

Abstract:Civil engineering accident treatment is an important research content of civil engineering.Common building foundation and foundation engineering, concrete engineering, engineering, masonry structure, steel structure engineering, decoration engineering, bridge engineering.Common causes of accidents are: natural factors, engineering quality engineering technology on the shortcomings, earthquakes and floods, fires, and etc..Therefore, the civil engineering accident treatment by giving attention to.After entering in twenty-first Century, China's city development has entered a new stage, the number of city size and population, have made rapid development.The new many-storied buildings, exhibition center, railway, highway, bridge, harbor, large-scale water conservancy projects in all parts of the country such as bamboo shoots after a spring rain like emerge, new structure, new materials, new technology research, development and application of vigorously.Along with the increase of city population and the scale of the mine, 3D city building is to super high, super deep underground space development.With the rapid development of city construction, engineering quality accidents have occurred from time to time.Key words: Civil engineering accidents, accident analysis and processing.前言

土木工程事故处理是土木工程专业的一门重要学术内容。常见的建筑工程有地基与基础工程、混泥土工程、砌体结构工程、钢结构工程、装饰工程、桥梁工程等。常见引发事故的原因主要有:工程技术上的失误、工程质量上的不足、地震洪水等自然因素,及火灾等人为因素。因此,土木工程事故处理因给与重视。进入21世纪后,我国城市发展进入 提交日期:2013-12-15

作者简介:姓名:董泽伟,性别:男,出生年份:1992。

了一个崭新阶段,城市的数量、规模和人口数量都有了飞速的发展。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般的涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。随着城市人口数量的增加和规模的矿大,城市建筑正在向空间超高、地下超深的三维空间发展。伴随着城市建设的高速发展,各种工程质量事故也时有发生[1]。专业:土木工程

班级:建筑1002

学号:3100106044

姓名:董泽伟 土木工程事故发生的原因

事故发生的原因多种多样,从已有的工程事故分析,主要由以下几个方面:

(1)设计问题;

(2)施工问题;

(3)材料问题;

(4)勘测问题

此外,还可能有以下问题:

(1)管理不善,责任不落实,监管不到位;

(2)使用、改善不当,或使用中任意增大荷载;

(3)安全技术规范在施工中的得不到落实;

(4)有章不循,冒险蛮干;

(5)以包代管,安全管理薄弱,忽略了了安全细节因素;

(6)一线操作人员安全意识和技能较差,缺乏安全意识、安全知识、自我保护意识、不能辨别危害和危险; 事故处理的工作原则

事故处理的工作原则有如下几点:

(1)以人为本,安全第一;把保障人民群众的生命安全和身体健康、最大程度的预防和减少安全事故灾害造成的人员伤忙作为首要任务。

(2)统一领导,分级负责。

(3)条块结合,属地为主;充分发挥当地人民政府的指导和协调作用。

(4)依靠科学,依法规范;采用先进技术,充分发挥专家作用,采用新进的救援设备和技术。

(5)预防为主,平战结合;贯彻落实“安全第一,预防为主”的方针,做好预 防、预测、预警和预报工作。地基与基础工程事故处理

常见的地基工程事故的主要原因是由于勘察、设计、施工不当或环境和使用情况改变而引起的,其最终反应是地基产生过量的变形或不均匀变形,从而造成上部结构出现裂缝、倾斜,削弱和破坏了结构的整体性和耐久性,并影响建筑物的正常使用。事故严重者会使地基是稳,将导致建筑物倒塌[2]。建筑物均匀沉降对上部结构影响不大,但沉降量过大,可能造成室内地坪低于室外地坪,起雨水导管、管道断裂以及污水不易排出等影响正常使用问题。

不均匀的沉降过大是造成建物倾斜和产生裂缝的主要原因。建筑物不均匀沉降过大对上部结构的影响主要反映在下述几方面:

(1)墙体产生裂缝;

(2)柱断裂或压碎;

(3)建筑物产生倾斜

常见基础工程缺陷事故还有错位、变形、裂缝、强度不足、混泥土孔洞以及桩基础工程事等类型。地基基础质量控制要点主要为地基、地基基础的质量控制,只有严格按照相关质量制要点进行地基基础的设计、施工,才能减少地基基础工程事故的发生[3]。混泥土结构工程事故处理

在工程中要完全避免裂纹几乎是不可能的。微细的收缩裂纹(宽度<0.1 5~ 0.2mm)对承载能力影响不大。随着水泥不断水化,一些微裂纹可能自合。但受拉区的粗裂缝甚至贯穿裂纹显然降低结构的承载能力。尤其应该重视早期裂纹对工程结构使用寿命的影响,特别是工作环境较严酷的结构物。水是混凝土诸多破坏因素载体,由此可见混凝土的渗水性对耐久性的重要。在工程实际中,虽然混凝土本身液相的渗透和扩散的阻力大,但裂纹成为液相进入混凝土的最便捷的通道。举钢筋锈蚀为例,如果保护层有裂纹,有害物质很易通过裂纹抵达钢筋表面。一根钢筋上即使有几处锈蚀,就能降低整根钢筋的承载力 ,导致过早破坏[4]。混凝土的裂缝大致可分为以下几种:

(1)混凝土拌合物凝结前的沉降裂缝及干缩裂缝;(2)混凝土温度应力裂缝;(3)混凝土自应力裂缝;

(4)混凝土受外力及荷重影响裂缝。

混凝土裂缝产生的原因非常繁多,也非常复杂,并且常常是几种原因共同作用。为了较好地分析混凝土裂缝出现的原因并采取相应地措施进行控制,现将裂缝产生的主要原因概括分类如下:(1)与结构设计有关的

1.构件断面尺寸不足、钢筋用量不足、配置位置不当;

2.对温度应力和混凝土收缩应力估计不足;(2)与环境条件有关的 1.环境温度、湿度的变化;

2.结构构件各区域温度、湿度差异过大; 3.冲击、振动影响。(3)与材料性质和配合比有关的 专业:土木工程

班级:建筑1002

学号:3100106044

姓名:董泽伟

1.水泥非正常凝结(受潮水泥、水泥温度过高)2.水泥的水化热高 3.骨料含泥量过大 4.骨料级配不良 5.混凝土收缩

6.混凝土配合比不当(水泥用量大、用水量大、水胶比大、砂率大等)

7.选用的水泥、外加剂、掺合料不当或匹配不当;

8.外加剂、硅灰等掺合料掺量过大(4)与施工有关的

1.拌合不均匀、搅拌时间不足或过长,拌合后到浇筑地时间间隔长;

2.送时增加了用水量、水泥用量; 3.浇筑顺序有误,浇筑不均匀;

4.捣实不良,塌落度过大、骨料下沉、泌水,混凝土表面强度过低就进行下一道工序; 5.连续浇筑间隔时间过长,接茬处理不当; 6.钢筋搭接、锚固不良,钢筋、预埋件被扰动; 7.钢筋保护层厚度不够 8.滑模工艺不当(拉裂或塌陷)

9.模板支撑下沉、模板变形、模板漏浆或渗水、过早拆除模板、模板拆除不当;

10.养护初期遭受急剧干燥(日晒、大风)或冻害;

11.混凝土表面抹压不及时;

12.大体积混凝土内部温度与表面温度或表面温度与环境温度差异过大。

针对裂缝产生的不同原因,在设计方面、原材料、配合比方面以及施工方面应采取相应的裂缝控制措施[5]。

(5)有关设计方面的措施:

1、设计应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定,同时应考虑工程当地的气候、环境,建筑物的规模、体量、体形、平面尺寸等;

2、楼板、屋面板、基础地板、地下室外墙强度等级不宜过高;

3、在长大建筑物中为减小施工过程中由于混凝土收缩对结构形成开裂的可能性,应根据结构条件采取“抗防结合”的综合措施。(6)有关原材料方面的措施:

1、水泥宜用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥;对大体积混凝土,宜采用中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥。对防裂抗渗要求较高的混凝土,所用水泥的铝酸三

钙(C3A)含量不宜大于8%。使用时水泥的温度不宜超过60℃。

2、骨料:对混凝土用的骨料应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ

52、《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ 53及其他国家现行有关标准的规定,且应优选洁净、级配良好的中砂和级配良好、空隙率较小的粗骨料。此外,还应注意骨料的含泥量和硫酸盐含量不应超过标准的规定,认真检查骨料中是否含有其他能引起混凝土内部结构破坏的物质。骨料宜堆放于棚内,防止太阳直晒或雨雪淋湿,以免影响混凝土拌合物温度或水胶比。

3、矿物掺合料:为改善混凝土性能应在其中掺入矿物掺合料,所用矿物掺合料应分别符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046等的规定。粉煤灰掺量不宜超过水泥用量的30%,对现浇楼板不宜超过20%;矿渣粉掺量不宜超过水泥用量的50%;沸石粉不宜超过水泥用量的10%;硅粉不宜超过水泥用量的10%;采用复合矿物掺合料时,其掺量不宜超过水泥用量的50%。当配制大体积混凝土和高性能混凝土时,粉煤灰和矿渣粉的掺量可适当提高。

4、外加剂:所用外加剂应分别符合《混凝土外加剂》GB 8076、《混凝土泵送剂》JC 473、《砂浆、混凝土防水剂》JC 474、《混凝土防冻剂》JC 475及《混凝土膨胀剂》JC 476等的规定,并按《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119等的规定进行施工;选用外加剂时,必须根据工程具体情况先做水泥适应性试验。

5、水:应符合《混凝土拌合用水标准》JC63的规定。当使用混凝土搅拌站中的回收水时,应经过沉淀,去除砂石、泥浆,澄清后的水方可使用,并应注意回收水中所含外加剂和其他有害物质对混凝土质量的影响。(7)配合比

1、混凝土配合比除应按《普通棍凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定,根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计。

2、干缩率: 混凝土90d的干缩率宜小于0.06%。

3、坍落度: 在满足施工要求的条件下,尽量采用较小的混凝土坍落度。

4、用水量:不宜大于180kg/m

3。

5、水泥用量:普通强度等级的混凝土宜为270~450kg/m

3,高强混凝土 不宜大于550kg/m3

(含替代专业:土木工程

班级:建筑1002

学号:3100106044

姓名:董泽伟

水泥的矿物掺合料)。

6、水胶比:应尽量采用较小的水胶比。混凝土水胶比不宜大于0.60。

7、砂率:在满足工作性要求的前提下,应采用较小的砂率。

8、宜采用引气剂或引气减水剂。(8)模板的安装及拆除

1、模板及其支架体系应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,支撑立柱应置于坚实的地面上,能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载,以及上层结构施工时产生的荷载,防止支撑沉陷,引起模板变形。

2、安装的模板须构造紧密、不漏浆、不渗水,不影响混凝土均匀性及强度发展,并能保证构件形状正确规整。

3、安装模板时,为确保钢筋保护层厚度,应准确配置馄凝土垫块或钢筋定位器等。

4、拆除模板时,不应对楼层形成冲击荷载。拆除的模板及支架应随拆随清运,不得对楼层形成局部过大的施工荷载。

5、底模及支架拆除时混凝土强度应符合设计要求;无设计要求时混凝土强度应符合规定。

(9)混凝土的制备

1、应优先采用预拌混凝土,其质量应符合《预拌混凝土》的规定。

2、混凝土所用生产配合比须根据砂、石含水和砂含石情况进行调整。

3、浇筑同一部位混凝土,应保证所用主要材料及配合比相同。(10)混凝土的运输

1、运输混凝土时,应能保持混凝土拌合物的均匀性,不应产生分层离析现象,并保证混凝土施工的连续性。

2、运输车在装料前应将车内残余混凝土及积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整混凝土拌合物的工作性时,外加剂掺入后运输车应进行快速搅拌,搅拌时间应由试验确定。

3、运至浇筑地点混凝土的坍落度应符合要求,当有离析时,应进行二次搅拌,搅拌时间应由试验确定。严禁向运输到浇筑地点的混凝土中任意加水。

4、由搅拌、运输到浇筑入模,当气温不高于25℃时,持续时间不宜大于90min,当气温高于25℃时,持续时间不宜大于60min。当在混凝土中掺加外加剂或采用快硬水泥时,持续时间应由试验确定。(11)混凝土的浇筑

1、为了获得匀质密实的混凝土,浇筑时要考虑结构的浇筑区域、构件类别、钢筋配置状况以及混凝土拌合物的品质,选用适当机具与浇筑方法。

2、浇筑之前要检查模板及其支架、钢筋及其保护层厚度、预埋件等的位置、尺寸,确认正确无误后,方可进行浇筑。同时,还应检查对浇筑混凝土有无障碍(钢筋或预埋管线过密),必要时予以修正。

3、混凝土的一次浇筑量要适应各环节的施工能力,以保证混凝土的连续浇筑。

4、对现场浇筑的混凝土要进行监控,运抵现场的混凝土坍落度不能满足施工要求时,可采取经试验确认的可靠方法调整坍落度,严禁随意加水。在降雨雪时不宜在露天浇筑混凝土。

5、当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时,先浇筑墙、柱,待混凝土沉实后,再浇筑梁和楼板。当楼板与梁一起浇筑时,先浇筑梁,再浇筑楼板。

6、浇筑时要防止钢筋、模板、定位筋等的移动和变形。

7、浇筑的混凝土要充填到钢筋、埋设物周围及模板内务角落,要振捣密实,不得漏振,也不得过振,更不得用振捣器拖赶混凝土。

8、分层浇筑混凝土时,要注意使上下层混凝土一体化。应在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕。浇筑上层棍凝土时,须将振捣器插入下一层混凝土5cm左右以便形成整体,9、由于混凝土的泌水、骨料下沉,易产生塑性收缩裂缝,此时应对混凝土表面进行压实抹光;在浇筑混凝土时,如遇高温、太阳暴晒、大风天气,浇筑后应立即用塑料膜覆盖,避免发生混凝土表面硬结。

10、滑模施工时应保持模板平整光洁,并严格控制混凝土的凝结时间与滑模速率匹配,防止滑模时产生拉裂、塌陷。

11、板类(含底板)混凝土面层浇筑完毕后,应在初凝后终凝前进行二次抹压。(12)混凝土的养护

1、养护是防止混凝土产生裂缝重要措施,必须重视并制定养护方案派专人负责养护工作。

2、混凝土浇筑完毕,在混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护,尽量避免急剧于燥、温度急剧变化、振动以及外力的扰动。

3、浇筑后采用覆盖、洒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施,保温、保湿养护时间,对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7天,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求专业:土木工程

班级:建筑1002

学号:3100106044

姓名:董泽伟 的混凝土,不得少于14天。

4、底板和楼板等平面结构构件,混凝土浇筑收浆和抹压后,用塑料薄膜覆盖防止表面水分蒸发混凝土硬化至可上人时揭去塑料薄膜铺上麻袋或草帘用水浇透有条件时尽量蓄水养护。

5、截面较大的柱子宜用湿麻袋围裹喷水养护或用塑料薄膜围裹自生养护,也可涂刷养护液。

6、墙体混凝土浇筑完毕,混凝土达到一定强度(1—3d)后,必要时应及时松动两侧模板,离缝约3~5mm,在墙体顶部架设淋水管,喷淋养护。拆除模板后,应在墙两侧覆挂麻袋或草帘等覆盖物,避免阳光直照墙面,连续喷水养护时间应符合5.6.3条规定;地下室外墙宜尽早回填土。

7、冬期施工不能向裸露部位的混凝土直接浇水养护,应用塑料薄膜和保温材料进行保温、保湿养护。保温材料的厚度应经热工计算确定。

8、当混凝土外加剂对养护有特殊要求时,应严格按其要求进行养护。大体积混凝土水泥水化热产生裂缝的控制措施对大体积混凝土,应控制浇筑后的混凝土内外温差、混凝土表面与环境温差不超过25℃。为达到这一要求可采用以下几种措施:

1、混凝土配合比设计时,采用水化热低的水泥,掺用矿物掺合料降低水泥用量,并应采用缓凝减水剂,降低水泥用量和推迟水化放热;

2、在混凝土表面采用可靠的保温、保湿措施;

3、降低混凝土入模温度(例如在拌制混凝土时可采用加冰屑或冰水降温、控制水泥及骨料温度等措施);

4、预埋冷却水管降低混凝土内部温度。火灾事故处理 高层建筑火灾的特点:

1、火势蔓延的途径多,速度快;

2、安全疏散比较困难;

3、扩散难度相对较大;

4、高层建筑功能复杂,隐患多; 5人员伤忙损失惨重 公共场所的火灾: 地下空间和隧道的火灾:

1、疏散困难;

2、扑救困难,灭火难;

3、易引发地面建筑火灾;

因此,随着社会的不断发展,在社会财富日益增多的同时,防止和减少发生火灾的可能性,保护人身安全和财产的安全,是必不可少的。地震灾害工程事故的处理

地震是一种破坏及严重的自然灾害,严重威胁着人类社会的生存和发展。地震预报是世界范围内的难题,因此目前只有在各项工程技术上达到抗震指标,才是最重要的。因此预防抗震措施有:

1、增强房屋结构的整体性稳定;

2、加强概念设计;

3、严格执行现行的《建筑抗震设计规范》

4、对现有未达标的房屋采取加固措施; 桥梁工程事故处理

桥梁是交通工程的重要环节,是基础建设中的重要组成部分,但由于各种因素,桥梁安全事故还是时有发生。桥梁事故发生的原因主要有以下几点:

1、历史的局限性;

2、结构特性认识不深入;

3、结构在荷载作用下应力分布规律分析不够;

4、盲目追求创新,缺乏科学实例证明;

5、无证设计,非法转包设计;施工技术不当;

6、违规作业,施工中偷工减料,施工方法不当;

因此,总结了以下经验教训:在确定新建桥梁方案时,应正确对待和采用新结构、新技术、确保桥梁的安全性和耐久性,并要严格按照规范及设计要求进行施工,确保施工中的安全[6]。我国将来工程的主要领域

1、房地产;

2、公路工程;

3、港口工程;

4、水务业;

5、城市地下管道系统;

6、铁路工程(地铁,高铁);

7、环境保护工程; 结束语

我们应该始终秉持的预防为主,处理为辅的设计态度,合理设计,认真施工,了解就、砌体结构与专业:土木工程

班级:建筑1002

学号:3100106044

姓名:董泽伟

各影响因素的关系,合理利用材料,组织地基,设置沉降缝,伸缩缝。通过分析砌体结构事故原因,找到正确的预防措施,避免事故发生或者减少发生。所以在以后的设计工作中,我们要始终贯彻预防为主的原则,加强设计、施工及使用方面的管理,确保结构安全和避免不必要的损失。

[1] 江见鲸,王元清,龚晓南,崔京浩.北京:建筑工程事故分析与处理[M].中国建筑工业出版社,2006.[2] 崔干祥.工程事故分析与处理[M].科学出版社,2002.[3] 罗福干.建筑结构缺陷事故的分析及防治[M].清华大学出版社,2002.[4] 江见鲸,陈希哲,崔京浩.建筑工程事故与预防[M].北京:中国建材工业出版社,1995.[5] 周炳章.砌体房屋抗震设计[M].北京:地震出版社,1991.[6] GB 50068-2001 建筑结构可靠度设计统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.

第二篇:建筑工程事故分析与处理读书报告

建筑工程事故分析与处理读书报告

——混凝土结构碳化研究

摘要

混凝土碳化是影响混凝土结构耐久性的重要原因之一,本文通过对混凝土碳化的机理的分析,从影响混凝土碳化的因素、碳化对混凝土的影响、混凝土碳化深度的测试方法、混凝土碳化深度的预测模型等方面着手进行研究,并提出了防止混凝土碳化或放慢碳化速度的相关措施,以提高混凝土耐久性。

关键词

混凝土,碳化机理,影响因素,测试方法,预测模型,预防措施

正文

1.碳化机理分析

空气、土壤或地下水中酸性物质,如CO2、HCl、SO2、Cl2深入混凝土表面,与水泥石中的碱性物质发生反应的过程称为混凝土的中性化。空气中混凝土的碳化是混凝土中性化最常见的形式,它是水泥石中的水化产物与空气中CO2发生分解反应,使混凝土成分、结构和性能发生变化,使用功能下降的一种很复杂的物理化学过程。

1.1碳化反应

在充分水化的水泥石中,水化硅酸钙约占70%,氢氧化钙约占20%,钙矾石和单硫型水化铝酸钙约占7%。混凝土中可碳化成分主要是Ca(OH)2,此外还有水化硅酸钙(3CaO·2SiO2·3H2O)以及在有水状态下未水化的硅酸三钙(3CaO·SiO2)和硅酸二钙(2CaO·SiO2)。有资料显示,硬化水泥石中的Ca(OH)2和C-S-H分别与CO2反应的自由焓最小,因此最易碳化,其碳化反应式为:

Ca(OH)2H2OCO2CaCO32H2O

(G29874.75kJ/mol)

03CaO2SiO23H2O3H2CO33CaCO032SiO26H2O

(G29874.7kJ/mol)

混凝土碳化速度主要取决于以下3个方面:①化学反应本身的速度;②CO2向混凝土内扩散的速度;③混凝土孔隙中可碳化物质,主要是Ca(OH)2的扩散速度。1.2碳化过程

混凝土是一个多孔体,内部存在许多大小不一的毛细孔、孔隙、气泡,甚至缺陷,形成的水泥石结构是一个含固相、液相和气相的非均匀质体。空气中的CO2通过这些固有缺陷渗透到混凝土的孔隙和毛细管中,溶解于孔隙液相中形成H2CO3后发生碳化反应,由此可以看出,混凝土的碳化是在固相、液相和气相中进行的一个复杂的多相物理化学连续过程。反应后,毛细孔周围水泥石中的羟钙石补充溶解为Ca2+和OH-,反向扩散到孔隙液中,与继续扩散进来的CO2反应,一直到孔溶液中的pH值降为8.5~9.0时,这层毛细孔才不再进行这种中和反应,即所谓“已碳化”。碳化是一个由表及里、缓慢向混凝土内部扩散的过程,在混凝土完全碳化区之后形成部分碳化区和未碳化区。从理论上讲,未碳化混凝土的pH值约为12.5,完全碳化的混凝土的pH值为7,因此以pH值来划分不同的碳化区域。pH≥12.5的区段为未碳化区,pH=7的区段为完全碳化区,而7<pH<12.5的过渡区段则为部分碳化区。

2.影响混凝土碳化的因素

2.1外部因素

2.1.1环境温度

对于一般化学反应,温度每升高10℃,反应速度约增加2~3倍。温度升高将导致CO2扩散速度,离子运动速度提高。如新加坡地区常年气温偏高(日平均气温27℃),而欧洲地区的日平均气温仅为8~9℃,相同时间,相似的混凝土建筑物在新加坡的碳化深度要比欧洲地区明显加大。实验证明:环境温度对混凝土碳化速度的影响高于环境相对湿度。环境相对湿度不变,随着环境温度的升高,混凝土碳化速度明显增大,比如,对应70%的相对湿度,环境温度从10℃提高到50℃,混凝土的碳化速度提高了近3倍。在工程中也发现了由于温度过高而造成碳化速度明显加快的实例,如某企业食堂,1999年5月竣工,2000年5月发现该食堂厨房间两道梁(未做水泥砂浆抹面)底部出现沿梁长方向的裂缝,局部有混凝土脱落现象。该工程为两层框架结构,现场搅拌混凝土施工,检测中发现该裂缝梁的混凝土表面测试强度较低,设计要求保护层厚为35mm,实测保护层厚度为20mm左右,已完全碳化。分析原因,该梁处于高湿高温的环境中,再加上其保护层厚度不满足设计要求,致使CO2和水蒸气很容易穿过不密实的混凝土表面到达钢筋,钢筋表面锈蚀产生膨胀,形成向外张力,拱裂混凝土保护层。

2.1.2环境相对湿度

CO2只有溶于水后形成H2CO3方能和Ca(OH)2发生反应,但由于混凝土碳化本身即是一个释放水的过程,环境湿度过大造成CO2扩散速度变慢会抑制碳化。在对沿海地区的房屋进行调查后发现,在房屋上部碳化深度明显比下部大,主要原因为下部相对湿度较上部大。湿度过小时,混凝土处于较为干燥或含水率较低的状态,虽然CO2气体的扩散速度较快,但由于碳化反应所需水分不足,故碳化速度较慢,这就是为何我国内陆地区较沿海地区碳化明显的原因:文献认为相对湿度在55%时碳化速度最快;我国规范规定加速碳化试验的相对湿度是70%。虽然对于混凝土碳化速度较快的相对湿度范围看法不尽相同,但集中在50%~70%之间。

2.1.3 CO2浓度 CO2是引起碳化的最直接原因,对于CO2的影响,学者们提出了多达几十种观点,其理论模式大多基于Fick第一扩散定律,即

x2Dq/at

其中,x为碳化深度;D为CO2渗透系数;q为空气中CO2浓度;a为单位体积混凝土吸收CO2能力的系数。上式表明混凝土碳化深度与碳化时间的平方根成正比。即

x1x2q1q2

式中q1、q2分别为相对于碳化深度为x1、x2外界CO2气体的浓度

尽管这一公式考虑的影响因素较少,但是它抓住了碳化进程的主要特征,此后,不少学者又提出了许多公式,但是二者成正比这一点得到了实验验证。需要强调的是,在自然界CO2浓度一般为0.03%,在室内一般为0.1%。自然界中的碳化深度是最符合本身规律的,不过观测碳化深度的时间需要几年甚至几十年,现在普遍的做法是人工碳化,试验所采用的CO2浓度因国家而异。瑞典用3%,澳大利亚用4%,日本用5%或10%,我国用20%,也有的甚至用50%。人工气候中CO2的浓度远远大于自然环境下的浓度,其碳化的机理也就相应的存在着很大差异,碳化所经历的时间和碳化时混凝土所处的龄期差别也很大,两种方法形成的碳化过程的差别和相关性是人们普遍关心的。张令茂等在长达10年的自然碳化试验的基础上,作了对应的人工碳化试验,证明两种方法下的混凝土碳化规律基本符合公式初步建立了人工碳化和自然碳化速率的相关式,说明混凝土在自然条件下的碳化Dt,是可预测的。2.1.4荷载的影响

混凝土中微裂缝是CO2向混凝土扩散的快速通道,而荷载往往是引起裂缝产生和发展最重要的因素之一,因此混凝土结构所受荷载的形式和大小必然影响混凝土的碳化速率。施加预应力能够控制混凝土裂缝的发展、消除或限制裂缝的宽度,从而延长结构的耐久性。东南大学的涂永明等人通过试验证明:拉、压应力分别加快和减缓了混凝土的碳化速率,且应力越大,碳化速率的改变越大;袁承彬采用受拉杆对试件加载的方法,研究了压应力和拉应力作用下混凝土的碳化特性,发现在压应力小于0.7fc范围内,应力的增大会降低混凝土的碳化速率。

但也有相反的研究,金祖权通过试验认为,施加荷载后混凝土的抗碳化能力显著劣化,荷载增加,混凝土受到的外力增大,加剧了混凝土内部原有微小裂隙尖端应力的集中,促使了微裂纹的扩展,混凝土内部裂纹增加,CO2的扩散系数提高,因此混凝土的碳化深度也随之增加。文章还发现当荷载在0~25%变动时混凝土的碳化深度增值小于荷载率在25%~50%变动时碳化深度增值。其原因在于:当荷载率较小时,混凝土先密实后开裂,且裂隙较小,混凝土的碳化产物CaCO3等甚至可以填充部分裂隙,使混凝土致密度增加,碳化深度增加较小;当荷载较大时,混凝土的内部裂隙宽度大幅提高,其碳化产物不足以密实裂隙,且其膨胀应力还导致了裂隙尖端应力集中,裂缝宽度迅速增加,CO2扩散系数提高,从而使碳化速度大幅提高。

2.1.5风压的影响

风环境中CO2等酸性气体在混凝土中的运动是扩散和渗透同时进行的,扩散的驱动力是浓度梯度,所有暴露在空气中的混凝土表面均有扩散发生;渗透的驱动力是压力梯度,外界风压作用于混凝土表面引起气体在混凝土多孔介质中流动,引起的碳化深度可由达西定律进行计算。风压加速空气中酸性气体在混凝土介质中的渗透,具体表现在一方面单位时间内流过流场微元体中的酸性气体质量通量增加。另一方面酸性气体在外压力梯度作用下溶于孔隙水的速度和向介质内部的流动速度加快。大气环境下混凝土结构耐久性通常都受到风的影响,集中体现在风压会加速混凝土的碳化,引起构件截面耐久性不等。前苏联学者古谢耶夫对巴库地区混凝土高压输电塔碳化情况的调查资料表面,长期受强风影响的迎风面和背风面的碳化深度是其它各面的1.5~2.0倍;目前,风压对混凝土碳化影响的研究还处于探索阶段。

2.2内部因素

2.2.1水泥种类

水泥种类不同,碳化速度有明显的差异。(1)在相同的水泥用量、水灰比条件下,水泥中CaO含量越高,硬化的水泥石中生成的Ca(OH)2量越多,混凝土的碱度降低的越慢,所以硅酸盐水泥混凝土的碳化速度慢于掺用活性混合料的水泥混凝土。相同水灰比条件下混凝土碳化速度之比为普通水泥∶早强水泥∶矿渣水泥(30%矿渣)∶矿渣水泥(60%矿渣)∶粉煤灰水泥(20%粉煤灰)=1∶0.6∶1.4∶2.2∶1.9。可见混合材料含量越多,碳化速度越快。但是,如果在掺用混合材料的同时另掺入减水剂降低水灰比,情况又有不同。减水剂是一种表面活性材料,加入混凝土中,对水泥颗粒其扩散作用,把水泥凝聚体中的游离的离子释放出来。从而保持混凝土的工作性能不变而显著的减少水泥用量。掺加优质的减水剂可以大大改善混凝土的和易性,降低水灰比,提高抗渗性,制成密实的混凝土使碳化减慢。(2)混凝土的碳化还与CO2气体的渗透性有关。经过大量的实践证明:在相同湿度情况下,火山灰水泥或粉煤灰水泥混凝土的渗透速度要比硅酸盐水泥混凝土的渗透速度大。(3)混凝土的碳化与石灰的溶出速度密切相关。石灰的溶出速度取决于水中是否存在影响Ca(OH)2溶解度的物质,如水中含有Na2SO4及少量Mg2+时,石灰的溶解度就会增加,如水中含有Ca(HCO3)2或者Mg(HCO3)2,对抵抗溶出侵蚀十分有利。

2.2.2水灰比

混凝土硬化后,多余的水分蒸发或残留在混凝土中,会提高混凝土内部毛细孔的含量,渗透性提高,因此,CO2气体在混凝土毛细孔中的扩散速度加快,从而将加快混凝土的碳化速度,使混凝土碳化区的碳化深度提高。国内外学者进行了大量的快速碳化实验和长期暴露试验来研究水灰比与混凝土碳化速度的关系。颜承越通过长期暴露试验研究了混凝土碳化速度与水灰比的关系,此关系大致呈线性关系;山东建科院在济南、青岛、佛山进行了室外长期暴露试验及快速试验,得到碳化速度系数与水灰比的关系,并根据济南地区暴露试验给出了碳化速度系数与水灰比的表达式

k12.1w/c3.2

李果等的研究表明,水灰比分别为0.35,0.42,0.55,0.59,0.63,0.74的混凝土,在温度为20℃,相对湿度为70%的条件下,碳化240h,碳化深度分别是8.592mm,11.492mm,13.667mm,15.125mm,20.375mm,22.667mm。可以看出随着水灰比增大,碳化深度明显增加,水灰比从0.35增大到0.74,其碳化速度提高了2.8倍。这是因为混凝土凝固时,水占据的空间会变成微孔或毛细管孔,水灰比越大,混凝土中孔隙越多,越有利于CO2的扩散。

2.2.3水泥用量

目前,水泥用量对混凝土碳化速度的影响,学术界的观点比较统一,增加水泥用量不但可以改变混凝土的和易性,提高混凝土的密实性;另一方面还可以增加混凝土的碱性储备,直接影响混凝土吸收CO2的量,所以水泥用量越大,其碳化速度越慢。蒋利学等人在水灰比均为0。5,温度为20℃,相对湿度为75%,CO2浓度为20%的情况下对水泥用量分别为200 kg/m3,300kg/m3,500 kg/m3的混凝土进行了50d碳化,碳化深度分别是36.6mm,21mm,15.9mm。

2.2.4混凝土强度等级

目前建立的碳化模型大多数都是以水灰比作为反映混凝土品质的主要参数,由于混凝土水灰比与混凝土碳化的物理化学过程有密切联系,因此,碳化速度与混凝土水灰比的相关性很好。其不足之处为:(1)水灰比是决定混凝土性能的一个主要参数,但不能全面反映混凝土的质量;(2)工程技术人员熟悉的是混凝土抗压强度,而在实际工程中,混凝土抗压强度容易测定,但是水灰比很难确切得到。混凝土抗压强度是反映混凝土力学性能的合理指标,它综合反映了混凝土水灰比、水泥品种、骨料品种、水泥用量,施工质量及养护条件等对混凝土品质的影响,混凝土强度高,其密实性好,抗碳化能力强。因此,以混凝土抗压强度为随机变量,建立碳化预测模型更具实际意义。牛荻涛收集了国内外长期暴露试验与实际工程调查的碳化数据64组,将实测数据换算成同一标准环境,以抗压强度为主要参数,建立了便于应用的碳化计算模型。随着混凝土强度的提高,混凝土的碳化深度显著的降低。因为混凝土强度等级越高,混凝土则越密实,CO2的扩散速度则降低,从而使混凝土碳化速度随之降低,混凝土抗碳化能力得到提高。

2.2.5水泥含碱量

水泥含碱量越高,孔溶液pH值越高,碳化速度越快。这是因为:(1)含碱量越高,水泥石中的C-S-H结构越不均匀,毛细孔增多,水泥石中粗大的孔隙增多;(2)含碱量越高,孔溶液中OH-离子浓度越大,碳化后沉积的碳酸钙溶解度减少,即孔溶液钙离子浓度减少,补充钙离子浓度的氢氧化钙晶体得以溶解,加速混凝土碳化。即混凝土的含碱量越高,碳化速度越快。

2.2.5骨料种类

由于粗骨料的形成或生产条件不同,其内部孔隙结构差别很大。普通粗骨料一般为水成岩,火成岩和变质岩经加工而成,其结构致密,吸水性小;天然轻骨料(如浮石、火山渣等)属喷出岩,其结构多孔,称海棉或蜂窝状,吸水率较大;人造轻骨料(如陶粒)孔隙率较大,但多为圆形封闭孔,吸水率较小。总的来说天然砂,砾石,碎石比水泥浆的透气性小,但是轻骨料的透气性大,有利于CO2在混凝土中的扩散。同等条件下,普通混凝土的碳化速度约为轻砂,天然轻骨料混凝土的0.56倍。并且在水灰比相同时,使用粒径大的骨料比使用粒径小的骨料容易碳化。这是由于大石子底部容易产生净浆的离析、沉淀,从而增加了渗透性。

2.2.6氯离子浓度

在钢筋混凝土结构的实际使用中,混凝土的碳化和氯离子的侵蚀是交织在一起的。在含有氯离子的混凝土中,混凝土的碳化深度随氯离子含量增加而下降,游离氯离子与Ca(OH)2作用形成CaCl2,CaCl2具有高吸湿性,将使混凝土内部保持较高的湿度,阻碍碳化的进行,但是研究同时表明:氯离子虽有阻碍混凝土碳化的作用,但在碳化和氯离子共同作用下会使钢筋遭受更为严重的腐蚀。

2.2.7施工质量 混凝土浇筑和养护质量是影响混凝土密实性的一个重要原因。施工因素对混凝土的影响主要是指混凝土搅拌、振捣和养护条件的影响,施工因素主要是通过影响混凝土的密实性来影响混凝土碳化。施工良好的混凝土比较密实,碳化速度小,而施工不良的混凝土由于振捣不密实,养护不善或养护时间不足,会造成混凝土内毛细孔粗大,且混凝土蜂窝麻面比较多,为大气中CO2,水,氧等气体的渗透提供了条件。特别是构件的棱角部位和预应力构件的底部。此外空洞,裂缝,施工缝等也会造成混凝土局部碳化严重。一般来说施工缝下部混凝土碳化速度大于上部混凝土碳化速度,这是由于泌水作用施工缝下层混凝土表面水灰比较大,结构疏松所致。

2.2.8含泥量

混凝土中骨料体积约占混凝土体积的70%左右,骨料质量的好坏对混凝土性能具有十分重要的影响。含泥量就是骨料众多性能指标中的一项,粘土、石粉等微物质是常见的泥分。他们可能引起需水量增加、减弱混凝土性能或更容易被风化、阻碍水泥与骨料胶结的充分发展、妨碍水泥的正常水化或与水泥中成分进行化学反应。大多数骨料中含有一种或几种杂质,其中以粘土和石粉最为常见。它们在混凝土中以种种不同的形式起作用。对混凝土的强度、收缩、徐变、抗渗、抗冻、耐磨等性能往往都会产生不利的影响。

2.2.9外掺加剂

混凝土中掺加减水剂,能直接减少用水量,而引气剂使混凝土中形成很多封闭的气泡,切断毛细管的通路,两者均可以使CO2有效扩散系数显著减小,从而大大降低混凝土的碳化速度。

2.2.10覆盖层

在工程结构中所用的覆盖层一般为可以碳化的砂浆、石膏等,另外还有不含碳化物质的覆盖层,如沥青、涂料、瓷砖等,同济大学的刘亚芹,张誉等通过实验分析了覆盖层对混凝土碳化的影响机理,从理论上推导出考虑覆盖层影响的碳化深度计算公式,并分析了覆盖层各参数对碳化延缓效果的影响。Hart Young Moon等人通过实验证明了覆盖层不但能很好的起到延缓碳化的作用,而且对比有无覆盖层的混凝土发现有覆盖层的混凝土弹性模量也高于无覆盖层混凝土。蒋利学等人在同等条件下分别对无覆盖层混凝土,10mm厚石狄砂浆覆盖层,16mm厚石灰砂浆覆盖层进行了50d碳化,碳化深度分别是17.5mmm,15.1mm,13.5mm。

3.碳化对混凝土的影响

混凝土碳化既会造成混凝土自身物质结构、力学性能的改变,同时也破坏钢筋表面碱性保护膜,导致钢筋锈蚀,从而降低整个结构或构件的耐久性。

3.1对钢筋锈蚀的影响

碳化对钢筋混凝土结构来说最大的危害是由于混凝土pH值的降低破坏钢筋表面的钝化膜使钢筋产生锈蚀。混凝土的护筋机理是,混凝土由于水泥水化,产生了大量的Ca(OH)2等碱性水化产物,混凝土pH值高达12.5~13.5,钢筋表面形成200~1000µm厚的钝化膜,有效地保护了混凝土中的钢筋不被锈蚀。随着碳化反应的进行,pH值逐渐降低,混凝土中的钢筋脱钝,产生锈蚀。过去一直认为碳化要进行到混凝土中钢筋表面时,钢筋才脱钝产生锈蚀,因此常把CO2扩散到钢筋表面的时间作为预测钢筋混凝土结构寿命的一个重要手段。英国著名学者Parrott最先通过试验验证了部分碳化区的存在,很好地解释了在碳化未到达钢筋表面之前钢筋已开始锈蚀的现象,为更好地认识钢筋锈蚀与混凝土碳化之间的关系提供了依据。从碳化对钢筋锈蚀速度的影响来看,当pH>11.5时钢筋处于钝化状态,不发生锈蚀,pH≤9时锈蚀速度不再受pH值的影响,只有当9<pH<11.5时锈蚀速度随pH值下降而增大。由于铁锈层呈多孔状,即使锈层较厚,其阻挡进一步腐蚀的效果也不大,因而腐蚀将不断向内部发展,同时生成的铁锈体积约为原先体积的2.5倍,产生的膨胀压力将使混凝土出现裂缝和引起剥落,促使混凝土保护层开裂,导致更大的腐蚀。

3.2对孔结构的影响

碳化时混凝土的孔径和总孔隙率均减少。随着碳化时间的延长,碳化使混凝土的孔隙率降低,早期降低迅速,后期缓慢,且低强度的混凝土更为显著。碳化反应造成了混凝土孔隙率下降,在一定程度上堵塞了部分毛细孔隙,抑制水分侵入,但另一方面使混凝土微观结构重分布,破坏了混凝土基体原先的过滤机制,使得有害物质更容易侵入到混凝土内部。

3.3对腐蚀因子迁移的影响

混凝土碳化使Friedel复盐和硫铝酸盐分解产生的Cl-和SO42-向未碳化区迁移产生浓缩,使得这两种离子在碳化区浓度显著降低,碳化前沿的浓度显著升高,同时混凝土中的Na+、K+等碱金属离子向Cl-和SO42-相反方向迁移和浓缩,致使碳化未到达钢筋表面时钢筋已经开始锈蚀。

3.4对收缩的影响

混凝土碳化时产生较大的收缩,其原因是在干缩产生的压应力下的Ca(OH)2晶体溶解和CaCO3在无压力处沉淀所致,此时加大了水泥石的可压缩性。碳化收缩的诸多影响因素中湿度的影响最大。

3.5对强度的影响

碳化增加了混凝土的质量,使混凝土的强度增大,这是由于混凝土碳化时生成的CaCO3密实了混凝土结构。也有资料表明,碳化对混凝土强度的影响必须分期考虑,碳化在一定程度上改善了混凝土中水泥石的孔结构,使其密实程度得到了一定的提高,其作用在早期超过了水泥的水化作用,致使标准碳化状态下混凝土的早期强度增长很快,但从长期的利益来看,碳化使混凝土产生了一定程度的收缩,造成后期强度发展变得缓慢;一般来说,加速碳化时混凝土始终处于良好的养护环境,而实际的混凝土常常处于干湿循环等恶劣环境中,因此加速碳化时强度有所增加,而实际混凝土结构的强度有所下降。

4.混凝土碳化深度的测试方法

4.1酚酞溶液喷洒方法

目的:简便和迅速测定碳化深度。

概述:劈裂面上喷洒1%酚酞溶液测定碳化深度。

特点:通过测定pH值,间接反映碳化程度,简单方便。

存在问题:劈裂时对构筑物有一定损伤,而且只能判断pH值小于8.6,不能确定混凝土中性化原因。

4.2钻孔法

目的:对构筑物损伤较小,可以迅速测定碳化深度。概述:电钻钻孔时的粉末洒布于涂刷酚酞溶液的滤纸表面,测定滤纸呈粉红色时的削孔距离。

特点:通过测定pH值,间接反映碳化程度,同时可以在施工现场进行。钻孔孔径10mm就可以,对构筑物损伤小。

存在问题:同喷洒法,不能准确判断混凝土中性化的原因。

4.3热分析法

目的:评价水化物的碳化程度。

概述:用热分析装置将样品从常温加热到1000℃时测定水化产物中的Ca(OH)2和CaCO3的含量。

特点:直接反映水化矿物的碳化程度,可以评价未完全碳化区间碳化程度。存在问题:只能评价Ca(OH)2的碳化,不能评价C-S-H的碳化。使用石灰岩类骨料或混合材料时,难以确定碳化生成CaCO3的含量。

4.4 X射线物相分析法

目的:测定碳化前后的矿物种类。

概述:用试样对X射线进行衍射,得到发生衍射的晶面距和相对强度,与衍射图谱集卡片对照进行匹配检索,判断碳化前后矿物的结构和名称。

特点:直接反映水化矿物的碳化程度,可评价未完全碳化区碳化程度。存在问题:定量精度差。

4.5电子探针显微分析法

目的:测定微区碳化状态。

概述:利用EPMA试验装置测定水化物中碳元素分布。特点:彩图表示碳元素的分布状态,可测定微区碳化状态。

存在问题:适用于截面尺寸小于5cm的样品,试样表面浸渍树脂研磨时,测定的碳含量包括树脂中的碳元素,应予以考虑。

5.混凝土碳化深度的预测模型

近30多年来,混凝土碳化深度的预测模型一直是混凝土材料和结构界研究的热点问题,国内外的学者纷纷提出了各种碳化预测模型,多达数十种。这些模型基本上可以归为三种类型:基于扩散理论建立的理论模型;基于碳化试验建立的经验模型;基于碳化理论与试验结果的碳化模型。

5.1基于扩散理论的理论模型

该类模型都做了如下的基本假设:CO2 在混凝土的孔隙中的扩散遵守Fick第一定律JDdCdt。CO2 从混凝土表面向混凝土内部扩散,其浓度呈线性降低。忽略部分碳化区内混凝土的碳化影响,即假定存在一个碳化界面,界面两侧物质的浓度是常量。

5.1.1阿列克谢耶夫模型

前苏联的阿列克谢耶夫等人在深入分析碳化的多相物理化学过程后,认为控制混凝土碳化速率的是CO2 在混凝土孔隙中的扩散过程。根据Fick第一定律以及CO2在多孔介质中的扩散和吸收特点,得到如下的混凝土碳化理论数学模型

XKt2DCO2CCO2MCO2t

式中:X为碳化深度,K为碳化速率系数,t为碳化时间,DCO2为CO2在混凝土中的扩散系数,CCO2为混凝土表面的CO2的浓度,MCO2为单位混凝土能吸收的CO2的量。

5.1.2 Papadakis模型

希腊学者Papadakis等人在分析研究碳化的整个物理化学过程后,根据CO2及各可碳化物质(Papadakis 认为Ca(OH)

2、C-S-H、C2S 和C3S 都是可碳化物质)在碳化过程中的质量平衡条件,建立了偏微分方程组,经适当的简化,得到

X2DCO2CCO2CCa(OH)23CCSH3CC3S2CC2S

式中:CCa(OH)2,CC-S-H,CC3S,CC2S分别为Ca(OH)2,C-S-H,C2S,C3S的初始浓度。

5.2基于碳化试验建立的经验模型

5.2.1基于水灰比的经验模型

日本学者岸谷孝一基于碳化试验和自然暴露试验,提出了预测公式

ωc>0.6时,Xrcrars-

1c10.2510.3(1.153c)4.6c1t,ωc≤0.6时,Xrcrars-1

1.76t,7.2式中:ωc-1为水灰比,rc为水泥品种影响系数,ra为骨料品种影响系数,rs为混凝土掺加剂影响系数。

5.2.2基于水灰比和水泥用量的经验公式

由于基于水灰比的经验公式只考虑了水灰比的影响,而没有考虑可碳化物质含量的影响,一些学者提出了考虑水灰比和水泥用量的经验公式。

黄士元等提出了预测公式

ωc-1>0.6时,x104.27kkcωc-1≤0.6时,x73.54kkc0.54kw0.47t,t,0.83kw0.43式中:k为水泥品种影响系数,普通硅酸盐水泥取1.0,矿渣水泥取1.43,掺粉煤灰硅酸盐水泥取1.56,掺粉煤灰矿渣水泥取1.78,kc,kw分别为水泥用量和水灰比影响系数,kc=(-0.0191C+9.311)×10-3,kw=(9,844wc-1-2.982)×10-3。

5.2.3基于混凝土强度的经验模型

Lesache de Fontenay C研究了混凝土外加剂、混凝土组成和暴露条件对碳化的影响,得到了混凝土强度与碳化深度之间的关系

X[6800(F2825)1.56]t,式中:F28为28d抗压强度9MPa。Smolczyk的经验公式

X250(Rc121Rg2)t,式中:Rg为假定不碳化混凝土的极限强度,Rg=625kg/cm2,Rc为混凝土的抗压强度。

5.2.4基于扩散理论与试验的预测模型

同济大学的张誉等人在Papadakis碳化机理的基础上,推导出碳化深度预测的实用数学模型,然后通过试验验证与修正,得到一个将扩散理论和试验数据结合起来的预测公式

X839kRHkCO2kTkS(1RH)1.1(cc)10.34HDccCCO2t,式中:kRH为环境湿度影响系数,kCO2为环境CO2浓度影响系数,kT为环境温度影响系数, γHD为水泥水化程度修正系数,90d养护取1.0,28d取0.85,γc为水泥品种修正系数,硅酸盐水泥取1.0,其他取1.0为掺合料含量,ks为应力状态影响系数。

5.3预测碳化深度的随机模型

混凝土碳化是个复杂的物理化学过程,由于建筑物所处环境和混凝土本身质量都有很大的随机性,因此混凝土的碳化深度也具有很大的随机性。因此,又有人提出了混凝土碳化的随机模型。

统计研究表明,混凝土的碳化深度服从正态分布,混凝土的一维概率密度函数可以表示为

fx(x,t)12x(t)exp{[xx(t)]2[x(t)]22},式中:μx(t)为混凝土碳化深度的平均值函数,σx(t)为混凝土碳化深度的标准差函数,t为碳化时间。

混凝土碳化的随机模型

xkmckjkCO2kpkskckft,式中:kmc为计算模式不定随机变量,主要反应碳化模型计算结果与实际测试结果之间的差异,同时也包含其他一些在计算模型中未能考虑的随机因素对混凝土碳化的影响,kj为角部修正系数,角部取1.4,非角部取1.0,kCO2为CO2浓度影响因素,kp为浇注面影响系数,主要考虑混凝土在施工过程中振捣、养护和拆模时间对碳化的影响,对浇注面取1.2,ks为工作应力影响系数,受拉取1.1,受压取1.0,kc为环境因子随机变量,主要考虑环境温度和相对湿度对碳化的影响,kf为混凝土质量影响系数。

6.混凝土碳化的防治措施

6.1碳化混凝土的处理

碳化会对混凝土结构产生很大的危害,对于已碳化或正在碳化的混凝土要根据混凝土的碳化程度进行处理,使之正常服役。

对于碳化程度不同的混凝土的处理方法也不一样,对碳化深度过大,钢筋锈蚀严重,危及结构安全的构件应该进行拆除重建;对于碳化深度小于钢筋保护层厚度的混凝土结构,可以用优质涂料进行封闭处理;对于碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化深度虽然小但是疏松脱落的,应该凿去碳化层,再浇注高强度等级混凝土;对于钢筋锈蚀严重的,应在修补前除锈或加筋。

6.2碳化预防措施

混凝土碳化主要是由于混凝土中碱性物质受到来自外界的酸性CO2 气体的侵蚀后造成的,因而预防混凝土碳化的措施也主要是阻断CO2 入侵混凝土碱性介质的途径。

目前常用的混凝土碳化防护措施主要有以下方面:

6.2.1涂保护层

在混凝土表面涂一层密封层,例环氧基液涂层、聚脲弹性体等,使得混凝土不与空气及水接触,可以有效的防治混凝土的碳化。

6.2.2严格控制水灰比

水灰比小的混凝土水泥浆的组织密实,透气性小,即有较好的抗渗性,因而碳化速度慢。所以在拌制混凝土时,在满足设计要求和施工要求的情况下,尽量降低水灰比,减少用水量,增加密实度,提高混凝土的抗渗性。为此,可掺引气型的高效减水剂,一方面使混凝土内部产生均匀、稳定、互不连通的微小气泡,阻止了CO2的渗透,另一方面也大大减少了混凝土的用水量,增加了混凝土的密实度,提高了抗渗性。

6.2.3严格选材

在选择原料时严格控制原材料的质量,施工时要选择生成Ca(OH)2多的水泥,以减慢混凝土的碳化速度。

6.2.4控制施工质量

混凝土浇筑与养护质量是影响混凝土碳化的重要因素,混凝土浇筑不规范,振捣不密实,以及养护方法不当、养护时间不足,都会造成混凝土内部毛细孔道粗大,使水、空气、侵蚀性化学物质进入混凝土内部,从而加速混凝土的碳化和钢筋腐蚀。严格控制施工质量,可以有效地减缓混凝土碳化速度,提高耐久性。密实度好的混凝土其抗碳化能力也越高。

7.结语

经过广大专家和科研院所的不断努力,人们已经开始重视混凝土碳化问题并有了一定的认识,为进一步推动混凝土碳化的研究,针对其中存在的问题提出几点看法:(1)研究中缺乏系统性和整体性,重复性研究过多,基础性和理论性研究没有重大突破;(2)混凝土碳化问题牵涉很广,有必要进行无机非金属材料、力学和数学等专业的合作研究;(3)现行的混凝土碳化数学模型大多存在缺陷,适用范围窄,必须重新建立综合考虑影响混凝土碳化因素的数学模型,用来预测混凝土碳化问题;(4)对部分分歧较大的混凝土碳化研究成果,尚需进一步验证研究。

第三篇:建筑工程事故分析与处理学习总结

建筑工程事故分析与处理学习总结

在学习了一个学期的《工程事故分析与处理》之后,我觉得这是一门非常实用、非常具有现实指导意义的课程。从这门课程中,我对建筑结构事故的类别、原因、处理的一般程序等有了大概的了解。

按照《建筑结构可靠度设计统一标准》建筑结构必须满足以下各项功能的要求:

(1)能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种作用;(2)在正常使用时具有良好的工作性能;(3)在正常维护条件下具有足够的耐久性;

(4)在偶然作用(如地震作用、爆炸作用、撞击作用等)发生时及发生后,结构仍能保持必要的整体稳定性。

当建筑结构因工程质量低下而不能满足上述要求时,统称为质量事故。当事故发生时,其原因是多种多样的。从已有事故分析,其主要原因有管理不善;勘测失误;地基处理不当;设计失误;施工质量差、不达标;使用、改建不当等如果是恶性重大事故的发生,往往是多种因素综合在一起而引起的。

当事故发生后,尤其是重大事故,我们必须采取相应的措施尽量把事故造成的人员伤亡、财产损失等降到最低,并及时调查事故发生的原因。事故调查必须按正确、公正的原则进行,一般按下列步骤进行:初步调查(基本情况调查);初步分析事故最可能发生的原因,并决定进一步调查及必要的测试项目;进一步深入调查及检测;根据调查及测试结构进行计算分析、邀请专家会商,同时听取与事故有关单位的陈述或申辩,最后写出事故调查报告,送主管部门及报告有关单位。调查时要根据事故情况和工程特点确定重点调查项目。如对砌体结构应重点查看砌筑质量。对混凝土结构则应重点检查混凝土的质量,钢筋配置的数量及位置,对构建缺陷应作为重点调查项目。对钢结构应侧重检查连接处,如焊接质量,螺栓质量及杆件加工的平直度等。事故的调查必须真实地反映事故的全部情况,要以事实为根据,以规范、规程为准绳,以科学分析为基础,以实事求是和公正无私的态度写好调查报告。报告一定要准确可靠,重点突出,抓住要害,让各方面专家信服。

在建筑主体结构篇中,我们主要学习了砌体结构、钢结构、混凝土结构和其他类型结构工程事故的分析与处理。在我们的生活中,许多的住宅、办公楼、学校、医院等单层或多层建筑大多采用砖、石或砌块墙体和钢筋混凝土楼盖组成的混合结构体系。因此对砌体结构发生的工程事故格外具有现实指导意义,有助于我们提高质量意识和安全施工意识。

砌体结构发生工程事故主要有两大方面原因,一是设计方面,主要包括设计马虎,不够细心;整体方案欠佳,尤其是未注意空旷房屋承载力的降低因素;有的设计人员注意了墙体总的承载力的计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算以及未注意构造要求。二是施工方面的原因,主要包括砌筑质量差;在墙体上任意开洞,或拆了脚手架,脚手眼未及时填好或填补不实,过多地削弱了断面;有的墙体比较高,横墙间距又大,在其未封顶时,未形成整体结构,处于长悬臂状态和对材料质量把关不严。

在这篇的学习过程中,我对书本上由于砌体强度不足引起的事故(书上例题2—1)有比较深刻的印象。在该车间发生的工程事故主要是因为托墙梁与吊车基本在同一高度,如设计成整体,则屋面荷载、屋架及上段墙体重可通过托墙梁传给带壁柱的墙体。但设计者将托墙梁与吊车梁分开,中间空有70mm间隙,这样屋面传来的荷载与上段墙体只压在240mm300mm的砖垛上,形成局部承压。设计人员疏忽了,并未进行局部承压验算。经复核,这部分局部承压强度严重不足,这是造成事故的直接原因。在我看来,这本是可以避免的事情,但是由于疏忽,酿成了悲剧。以后的我不管是做施工员,还是进入了设计院,我都要时刻牢记细心的重要性。做事要细心,事后要反复复核,不让小错酿成大祸,造成人员的伤亡或国家财产的损失。每一次血的教训都提醒着我们细节决定成败。

在学习地基与基础篇中,我对地基处理质量决定建筑工程质量的认识有了很大的提高。造成地基与基础工程事故的原因主要来自以下几个方面:

一、对场地工程地质情况缺乏全面、正确的了解。主要包括工程勘察工作不符合要求;建筑场地工程地质和水文地质情况非常复杂;没有按规定进行工程勘察工作。

二、设计方案不合理或设计计算错误。

三、施工质量造成地基与基础工程事故。比如说不按设计施工图施工或不按技术操作规程施工。

四、环境条件改变或其他原因造成地基与基础工程事故。对于地基与基础工程不满足建筑物对它的要求时,我们可以对地基与基础进行处理,使地基与基础符合建筑物的要求,确保建筑物的安全可靠。常用的方法主要有置换法、排水固结法、灌入固化物法、振密、挤密法、加筋法等等,每一种方法虽然都没有明确的分类标准,但其适用范围各有不同。以后我想做施工员,就得掌握每一种方法的处理原理和适用范围,针对具体的工程问题正确选择适用的方法,确保施工质量的安全可靠。

地基失稳造成的工程事故是地基与基础工程事故的主要类型。地基一旦失稳,往往会引起建(构)筑物的倒塌、破坏,后果十分严重,必须引起施工过程的重视。在荷载的作用下,当地基承载力不能满足要求时,地基可能产生整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏等破坏形式。而地基破坏形式与地基土层分布、土体性质、基础形状、埋深、加荷速率等因素有关。这就要求我们在对地基进行施工时必须注意施工的规范性,确保地基的稳定性。因为地基一旦造成工程事故补救比较困难,容易造成人员伤亡,对周围环境产生不良影响。且建筑物倒塌破坏后往往需要重新建造,损失非常大,故对地基失稳造成工程事故重在预防。预防就需要强烈的责任意识和拥有过硬工程技术。作为一名工程人员,不论身居何职都不能为了减小成本而偷工减料,质量第一的原则永远不能丢。我觉得预防可以从人的意识和具体的工程上加强。比如加强对工人的培训和除在工程勘察、设计、施工、监理各方面做好工作外,进行必要的监测也是重要的。若发现沉降速率或不均匀沉降较大时,应及时采取措施,进行地基基础加固或卸载,以确保安全。在进行地基基础加固时,应注意某些加固施工过程中可能产生附加沉降的不良影响。

造成地基与基础事故的原因中,我觉得人的因素是主要的,也就是说地基与基础工程事故与人们的认识水平有很大的关系,绝大部分的地基与基础工程事故是可以预防的,精于设计、精心施工可以预防工程事故中的绝大部分。现在的我还是大学生,掌握扎实的基本工程知识是我的使命,出来社会工作后就必须得掌握熟练的施工技术和具备强烈的责任感,保证工程质量的可靠性,时刻把质量第一放在心上。

在学习火灾与燃爆篇中,我首先想起了“911”恐怖袭击事件。世茂双塔倒塌的主因是在大火闷烧的情况下,内部钢梁上的防火物质被破坏,失去了支撑的力量,结果大楼受到自身重量的压迫才会倒塌。火灾的破坏力是巨大的,因此我们必须对建筑构件和建筑材料认真筛选和进行防火设计。不同的建筑材料有着不同的耐火性能,对于建筑构件,我们可以尽量选择非燃烧构件或难燃烧构件。此外,我们还必须根据具体情况对建筑物进行防雷设计,特别是在南方雷暴区。

通过学习《建筑工程事故分析与处理》这门课程,我基本上掌握了事故处理的基本知识和方法。因设计和施工的失误或者管理不善而引起的事故,是工程技术人员经常遇到的。如何正确处理事故,对事故原因分析、残余承载力的判断及修复加固的措施等问题,这与设计和建造新建筑有较大的不同,而掌握这方面的知识和技术是非常必要的。我们应从工程事故中吸取教训,以改进设计、施工和管理工作,从而防止同类事故的发生。道路与桥梁作为国家的基本建设项目,在为人们出行提供了很大的方便。我们学土木专业的学生,以后出来很可能是做土木工程相关的工作,不管是在施工员还是在监理员或其他的工作岗位上,我们都肩负着很大的责任。扎实的基础知识,细心的品质、强烈的质量责任意识都是我们工程人员所应该具有的。我会努力把自己所学的运用到工程上,确保质量第一的原则,为国家贡献自己的一份力量。

第四篇:建筑工程事故分析与处理名词解释与问答题

二名词解释

1、钻芯法

答:钻芯法是使用专门的钻芯机在混凝土构件上钻取圆柱芯样,经过适当加工后在压力实验机上直接测定其抗压强度的一种局部破损检测方法。

2、结构的修复

答:当结构物的使用条件不变,仅仅由于遭遇意外事故,或使用不当使结构损坏而需要恢复结构的功能者,称为结构的修复。

3、地基加固技术

答:置换。排水固结。灌入固化物。振密,挤密。加筋。冷热处理。托换。纠偏

4、安全疏散设计方案 答:通过使建筑物在满足安全疏散的基本条件下进行设计的一种方法。

5、回弹法 答:先按混凝土抗压强度等于回弹修正系数乘以按常规法回弹评定的结果进行修正,再根据测试部位及测试点全面检测各构件强度的方法。

6、碳纤维布加固法

答:碳纤维布加固修复混凝土结构技术是一项新型,高效的结构加固修补技术,较传统的结构加固方法具有明显的高强,高效,施工便捷,适用面广等优越性。它是利用浸渍树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面,共同工作,达到对混凝土结构构件加固补强。

7、桩式托换技术

答:通过在原基础下设置桩,使新设置的桩承担或桩与地基共同承担上部结构荷载,达到提高承载力,减小沉降的目的。

8、防火卷帘 答:采用扣环或铰接的办法,将一些特殊的异性钢板条连接起来,形同竹帘,可以卷起,设置在需要割断的位置上,起火时把它垂落,以阻断火势。

三、简答题

1、砌体中发生裂缝的主要原因有哪些?

答:地基不均匀沉降,地基不均匀冻降,温度变化引起的伸缩,地震等灾害作用。

2、预防大体积砼产生裂缝的措施包括哪几个方面?

答:合理调整施工配合比,采用合理的施工工艺,做好混凝土的养护工作,3、基坑工程围护体系破坏的基本形式有哪些?

答:1,墙体折断破坏2,整体失稳破坏3,基础隆起破坏4,踢脚失稳破坏5,管涌破坏6,支撑体系失稳破坏

4、砼结构在设计方面引发事故的主要原因有哪些?

答:1,因方案不妥引起的事故2,设计计算失误3,对突发事故缺少二次防御能力4,对于结构构造细节处理不当5,与其他工种配合不好,有些变动不协调,造成设计错误。

5、在砌体结构中常用的加固方法有哪些?

答:1,扩大砌体的截面加固2,外加钢筋混凝土加固3,外包钢加固4,钢筋网水泥砂浆层加固5,增加圈梁拉杆

6、什么是质量事故?施工质量事故按产生后果的严重程度可分为哪几类?其中重大施工质量事故的判定条件是什么?

答:当建筑结构因工程质量低下而不能满足上述要求时,统称为质量事故。1,一般质量事故2,严重施工质量事故3,重大施工质量事故。造成经济损失10万元以上或重伤3人以上或死亡2人以上的事故称为重大施工质量事故。

7、钢结构构件加工制作可能产生的各种缺陷主要有那些?

答:1,选用钢材性能不合格2,矫正时引起的冷热硬化3,放样尺寸和孔中心的偏差4,切割边未作加工或加工未达到要求5,孔径误差6,冲孔未作加工,存在有硬化区和微裂缝7,构件的冷加工引起的钢材硬化和微裂缝8,构件的热加工引起的残余应力。

8、为防止砌体出现裂缝,灰沙砖砌筑墙体在设计和施工时应注意哪些事项。

答:1,对空旷库房,车间纵墙很长时,最好不采用灰砂砖2,灰砂砖一定在出窑停放1月后再使用。堆放时要防水,防潮以免含水率过高3,一般情况下,灰砂砖含水率在5%-7.5%,可以不要浇水4,采用灰砂砖的砌体宜适当增加圈梁。

9、建筑结构事故发生的原因是多种多样的,从已有事故的分析,其主要原因有哪几个方面?

答:1管理善2勘测失误地基处理不当3设计失误4施工质量差 不达标5使用 改建不当

10、简述钢结构防火的三个原则和选择钢结构的防火措施时应考虑的因素。

答:1减轻钢结构在火灾中的破坏2避免钢结构在火灾中倒塌3减少火灾后钢结构的修复费 宿短灾后恢复日期4减少经济损失

四、论述题

1.常见的砼表层缺损有哪些?试述产生这些表层缺损的原因分别有哪些?

答:有:蜂窝,麻面,小孔洞,缺棱掉角,漏筋,表皮酥松等

1,混凝土配合比不合适2,模板拼接不严有漏浆现象3,钢筋垫块移动4,混凝土养护时表面脱水或硬结过程受冻或高温烘烤等 2.试述大体积砼产生裂缝的原因及预防措施有哪些?

答:1,材料方面原因:安定性,水化热,配合比2,施工方面:外加剂,运输和搅拌时间,浇筑顺序速度,振捣3,施工环境:温度与湿度急剧变化,冻胀与冻融影响合理调整施工配合比,采用合理的施工方法,做好混凝土的养护工作。

1、事故分析处理时,在初步调查研究基础上,往往要做进一步的测试,主要包括哪几方面?

答:1).对地基进行必要的补充勘测。对桩基进行必要的检测。2).测定建筑中所用材料的实际性能。3).对建筑的表面缺陷进行检查,绘制裂缝图。4)对结构内部缺陷进行检测。5).进行必要的模型试验或现场加载试验。

2、砌体中发生裂缝主要原因有哪些?

答:地基不均匀沉降;地基不均匀冻胀 ;温度变化引起的伸缩;地震等灾害作用;砌体本身承载力不足等5个方面。

3、对砌体结构构件的现场检测主要包括哪些内容?

答:1)、材料强度(块材及砂浆);2)、砌筑质量(如砌筑方法、砌体中砂浆饱满度、截面尺寸、垂直度等)3)、砌体裂缝4)、砌体承载力

4.砌体加固的方法有哪几种?

答:1)、扩大砌体的截面加固;2)、外加钢筋混凝土加固;3)、外包钢加固法;4)、钢筋网水泥砂浆层加固 ;5)、增设圈梁;6)、增设拉杆。

5、工程建设重大事故分为哪些?

答:一级

死亡30人以上,直接经济损失300万元以上。二级

死亡人数10一29人,直接经济损失100一300万元。三级 死亡人数3一9人,重伤20人以上,直接经济损失30一100万元。四级

死亡人数2人,重伤3一19人,直接经济损失10一30万元。

6、结合所学知识,阐述一下火灾对于高层建筑的影响特征以及高层建筑的防火措施

答:特征:

1、火势蔓延快。

2、疏散困难

3、扑救难度大

4、火险隐患多。

采取防火措施:

1、保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性。

2、做好防火分隔与安全通道设计。

3、强化报警系统和灭火装置

7、什么是蜂窝?产生原因有哪些?

答:蜂窝是混凝土局部出现空隙,石子间无砂浆,形成的蜂窝状小孔洞。

原因:1.混凝土配合比不合适,砂浆少而石子多; 2.模板不严密,漏浆; 3.振捣不充分,混凝土不密实; 4.混凝土搅拌不均匀,或浇注过程中有离析现象等;

8、混凝土构件的加固方法有哪些?

答:1)、加大断面补强法2)、外贴钢板补强法3)、粘结钢板法4)、锚结钢板法5)、焊接钢筋或钢板法6)、碳纤维布加固法7)、预应力加固法

9、造成建筑物不均匀沉降的原因有哪些?

答:1)、地基土质不均匀2)、建筑物体型复杂3)、上部结构荷载不均匀4)、相邻建筑物的影响5)、相邻地下工程施工的影响

五、论述题

1、试对基坑工程事故产生的原因进行综述?

答:

1、勘察方面:勘察资料不准确。勘察资料提供的土层构成、厚度以及土体的物理力学性质指标与实际情况出入较大,导致土压力计算严重失真,支护结构安全度不足等。

2、设计方面:1)支护方案选择不正确。基坑实际开挖深

度、地基土体的物理力学性质、地下水位、周围环境、设计变形要求以及施工条件等诸多因素是基坑支护方案选择的基础,任一个因

素考虑不周或疏忽都有可能造成严重后果。2)设计的安全储备小。业主为了追求经济利益,过大的减少支护结构配筋,且验算中使用的安全系数过小,容易导致支护结构较大变形、滑坡、管涌、流砂等事故。3)荷载取值与实际受力状态有较大出入。4)土体强度指标选择失真。5)支撑结构设计失误。如土钉设计间距、位置不当或长度不足而引起土钉抗力不足,支撑支点太少、位置不当或间距过疏而引起支撑杆件产生过大变形等。

3、施工方面1)围护桩体施工质量不符合标准。如灌注桩强度达不到设计要求,止水桩搭接出现裂缝,起不到止水效果,地下连续墙钢筋不连续,墙体有严重蜂窝、露筋现象,压密注浆深度不够等。2)基坑开挖施工方法不当。如挖土机械压在支护桩附近反铲挖土,使支护结构所承受的荷载大大增加;基坑开挖未遵循“先撑后挖,严禁超挖”的原则,并进行及时支护;基坑底面暴露时间过长,基坑底面产生过大的回弹变形等等。3).坑边堆载严重。如将工棚、材料库建在基坑边缘,建筑垃圾堆放在基坑边缘等,造成支护结构主动压力大幅度增加,引起支护结果大变形: 4)防水、降排水措施不妥。如降水时,未对基坑做止水帷幕或止水帷幕不连续、不封闭,导致綦坑内严重渗水并引起基坑周围一定范围内土体的不均匀沉降。

六、案例题

【案例1】 沿海某城市一大厦坐落在软黏土地基上,主楼部分2层地下室,裙房部分1层地下室,平面位置如图7-16所示。主楼部分基坑深10m,裙房部分基坑深5m。

设计采用水泥土重力式挡土结构作为基坑围护体系,并对裙房基坑(计算开挖深度取5m)和主楼基坑(计算开挖深度取5m)分别进行设计。水泥土重力式挡墙围护体系剖面示意图如图7.17所示。

当裙房部分和主楼部分基坑挖至地面以下5.0m深时,外围水泥土挡墙变形很小,基坑开挖顺利。当主楼部分基坑继续开挖,挖至地面以下8.0m左右时,主楼基坑西侧和南侧围护体系,包括该区裙房基坑围护墙,均产生整体失稳破坏,主楼工程桩严重移位。【问题】

1、试分析该事故原因

答:该工程事故原因主要是围护挡土结构计算简图错误造成。对主楼西侧和南侧围护体系,裙房基坑围护结构和主楼基坑围护结构分别按开挖深度5.0m计算是错误的。当总挖深超过5.0m后,作用在主楼基坑围护结构上的主动土压力值远大于设计主动土压力值,提供给裙房基坑围护结构上的被动土压力值远小于设计被动土压力值。当开挖深度接近8.0m时。势必产生整体失稳破坏。

2、试述水泥土重力式挡墙围护结构设计及施工中应注意的问题?

答:需注意的问题1)、在围护体系设计中,为了减小主动土压力,也为了减小围护墙的工程量,可先挖去墙后部分土,进行卸载。但必须注意卸载后坡顶余土对作用在围护墙上土压力值的影响。2)、对于水泥土墙围护结构,基坑开挖引起的墙顶位移一般较大,对变形保护要求高的情况下应慎用。3)、应严格控制水泥土墙后的地面超载。尽量避免在此处设置钢筋料场,当重车必须在坑边通行时,可以直接行驶在水泥土墙体上,以减小墙后侧压力。4)、开挖引起的地面裂缝应及时封堵,以防雨水渗入,降低水泥土墙围护的安全性。雨天应加强施工现场的巡视检查工作。5)、应根据监测结果及时采取相应措施,实行信息化施工,防患于未然。1,学习本书的主要目的在于?(第一章)

从事故中吸取教训,以改进设计、施工和管理工作,从而防止同类事故的发生;掌握事故处理的基本知识和方法。2,按照《建筑物结构可靠度设计统一标准》,建筑结构必须满足以下功能要求:

能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种情况;在正常维护条件下具有足够的耐久性;在正常使用时具有良好的工作性能;在偶然作用:如地震作用、爆炸作用、撞击作用等发生时及发生后,结构仍然能保持必要的整体稳定性。

当建筑结构因工程质量低下而不能满足上述要求时,统称为质量事故。

3、事故分类:

按事故发生阶段分:施工过程发生的事故、使用过程发生的事故、改建时或改建后引起的事故。

按事故发生部位分:地基基础事故、主体结构事故、装修工程事故等。

按事故责任原因分:因指导失误而造成的质量事故、施工人员不按规程或者标准实施操作而造成的质量事故。

按结构类型分:切体结构事故、混凝土结构事故、钢结构事故、组合结构事故。

4、事故原因综述:(主要有)

理不善。如无证设计,无证施工,违章不纠,盲目赶工等;勘探失误,地基处理不当;设计失误;施工质量差,使用、改建不当。

5、事故调查一般按下列步骤进行:

初步调查(基本情况调查)→初步分析事故最可能发生的原因,并决定进一步调查及必要的测试项目→进一步深入调查及检测→根据调查及测试结果进行计算分析,邀请专家会商,同时听取与事故有关单位的陈述或申辩,最后写出事故调查报告,送主管部门及报告有关单位。

6、建筑结构现场检测包括:常规的外观检测、强度检测、内部缺陷检测、材料成分化学分析。

与常规的建筑结构构件的检测工作相比,对发生质量事故的结构进行检测有下列一些特点:

检测工作大多在现场进行,条件差,环境干扰因素多;对发生严重质量事故的结构工程常常管理不善,经常没有完整的技术档案,有时甚至没有技术资料,因而检测工作要周到计划;对有一些强度检测常常要采用非破损或少破损的方法进行,因事故现场尤其是非倒塌事故一般不允许破坏原构件,或者从原构件上取样时只能允许有微破损,稍加加固可不影响结构承载力;检测数据要公正、可靠、经得起推敲。

7、对砌体结构构件的检测主要包括:材料强度、砌筑质量、砌体裂缝、及砌体的承载力。

8、目前常用:冲击法、点荷法、回弹仪法等来检测砌体中砂浆的强度。另外还有剪切法、推出法等。

冲击法:是在砌体上凿取一定数量的砂浆,加工成颗粒状,由冲击锤将其粉碎。

点荷法:是通过对砂浆层施加集中‘点荷’测定试件所能承受的点荷值,综合试件的尺寸等因素,推算出砂浆的立方体强度。回弹仪法:是根据表面硬度与强度之间有一定关系而建立的一种非破损实验。

9、砌体强度的检测:一般在得知切块及砂浆的强度前提下,通过《砌体结构设计规范》求得砌体强度,此外,也可由墙体直接试验,测得其强度,方法有:实物取样试验、顶出法测定抗剪强度、原位轴压法测定砌体抗压强度。

钢筋砼结构构件的检测,主要是要测定砼的强度,钢筋的位置与数量,砼裂缝及内部缺陷等。

目前总结了一系列方法可以对砼质量的评定做出比较准确的检测:

一、砼表面裂缝及蜂窝面积的检测,裂缝检测的项目主要包括:①裂缝的部位、数量和分布状态。②裂缝的宽度和长度、深度。③裂缝的承状。裂缝的走向。④裂缝是否贯通是否有析出物。

二、砼强度的非破损检测

三、局部破损法检测砼强度。

四、砼内部缺陷的检测。

第二章,砌体结构

1、引发砌体结构的原因有:设计方面:①设计马虎不够细心 ②整体方案欠佳,尤其是未注意空旷房屋承载力的降低因素。③有的设计人员注意了墙体总的承载力的计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。

施工方面:①砌筑质量差。②在墙体上任意开洞,或拆了脚手架,脚手眼未及时填充好火填充不实,过多削弱了断面。③有的墙体比较高,横强间距大,在其封顶时,未形成整体结构处于长悬臂状态。④对材料质量把关不严,检测力度不够。

2、砌体中发生裂缝的原因主要有:地基不均匀沉降、地基不均匀冻胀、温度变化引起的伸缩、地震灾害作用、砌体本身的承载力不足。

3、砌体的加固方法:①扩大砌体的截面加固,适用于轻微裂缝,扩散面积较小。②外加钢筋砼加固 ③外包刚加固。④刚劲网水泥砂浆层加固。⑤增加圈梁,拉杆。其他方法加固。第四章 混凝土结构

1、砼施工过程中产生的表层缺损有:蜂窝、麻面、小孔洞、缺棱掉角、露筋、表皮酥松。分析如下:

蜂窝:砼配合比不合适。麻面:模板未润湿,拼接不平,吸水过多。露筋:钢筋垫块移位,少放或漏放砼保护层垫块。缺棱掉角:构件棱角脱水,与模板粘结过牢。表层酥松:砼养护时表面脱水,或者同硬结过程中受冻。

2、裂缝及表层破损常用的修补方法有以下几种:①抹面层,用抹纯水泥浆抹平。②填缝法,针对数量较少但宽大的裂缝。③灌浆法。适用于宽度大于0.3mm,深度较深的裂缝。

3、结构耐久性事故引发的原因及分析如下:

一、对钢结构的耐久性问题主要是锈蚀,有效断面缩小而导致承载力下降,在反复荷载作用下的疲劳破坏;因裂缝扩展,损伤积累而引起断裂,在腐蚀性介质中的锈蚀。

二、对木结构,其主要原因是木材逐渐腐朽,此外虫蛀、蚁患等生物破坏也是引起事故的重要原因。

三、对钢筋混泥土结构其耐久性事故可从钢筋和混泥土两方面讨论:①对钢筋来讲,主要是锈蚀,埋设在混泥土中的钢筋,正常情况下处于高碱性介质中,表面生成一层钝化膜,钝化膜有效的抑制了钢筋的锈蚀,弱钝化膜遭到破坏,则钢筋会锈蚀,形成酥松的,体积胀大的铁锈,使保护层脱落而引发事故。实际工程中,钢筋表面的钝化膜的破坏有以下两原因:一是游离氯离子的侵入,二是混泥土的中性化。②在混泥土方面的破坏主要有:表面碳化,有害介质的侵蚀,混泥土受冻融破坏、碱骨料反应等。分析说明:表面碳化,CO2(SO2)+Ca(OH)2→CaCO3(沉)+H2O 有害介质侵蚀:如溶解有二氧化碳,二氧化硫,腐蚀酸,硫化氢等水溶液。

冻融破坏:在水饱和或潮湿状态下,由于温度正负变化,砼内部空隙中的水结冰冻胀又融化松弛,使硬化了的砼产生疲劳应力。碱骨料反应:氧化钠与二氧化硅加水反应生成碱性硅酸凝胶并吸收膨胀,已硬化的混泥土受不了此膨胀力而产生开裂而破坏。

第六章 地基与基础篇

1、建筑工程对地基的要求可归纳为三方面:①地基承载力或稳定性方面。②沉降或不均匀沉降方面。③渗流方面。

2、常见的地基与基础事故:①地基变形工程事故②地基失稳工程事故 ③地基渗流工程事故 ④土坡滑动工程事故 ⑤地震造成工程事故 ⑥特殊地基工程事故 ⑦其他地基工程事故、基础工程事故。

3、简答:

一、事故预防:

答:预防地基与基础工程事故首先要重视对建筑场地工程地质和水文地质条件的全面正确了解,切实搞好工程勘探工作。其次要做到精心设计,在全面正确的了解称帝工程地质条件的基础上,根据建筑物对地基的要求进行地基基础设计,对地基处理和基础工程力求做到精心设计,此外要认真分析地基变形,正确估计工后沉降,控制沉降范围。最后要做到精心施工,合理的设计要通过精心施工来实现。

二、预防大体积混泥土产生裂缝的措施有以下几方面:

材料选用方面合理;选择合理的施工方法;改善约束条件;改善板的配筋;利用混泥土的后期强度

三、建筑物的地基加固技术可分为:①基础加宽技术②墩式托换技术③桩式托换技术④地基加固技术⑤综合加固技术

一、概念题

1、严重施工质量事故:1)直接经济损失在5万元(含5万元)以上,不满10万元的;2)严重影响使用功能或工程结构安全,存在重大隐患的;3)事故性质恶劣或造成两人以下重伤的。有以上后果之一者即为严重施工质量事故。

2、重大质量事故:造成经济损失10万元以上或重伤3人以上或死亡2人以上的事故称为重大施工质量事故。

3、回弹法:回弹法是根据表面硬度与强度之间有一定关系而建立的一种非破损试验法。

4、鉆芯法:鉆芯法是使用专门的钻芯机在混凝土构件上钻取圆柱形芯样,经过适当加工后在压力试验机上直接测定其抗压强度的一种局部破损检测方法。

5、碳纤维布加固:碳纤维布加固修复混凝土结构是将高强碳纤维布用粘结材料粘于混凝土结构表面,即可达到加固目的的方法。

二、简答题

1、对发生事故的结构或构件进行检测的内容及特点:

答:检测的内容包括:常规的外观检测、强度检测、内部缺陷的检测、材料成分的化学分析。

特点:1)检测工作大多在现场进行,条件差,环境干扰因素多。2)对发生严重质量事故的结构工程,常常管理不善,经常没有完善的技术档案,有时甚至没有技术资料,因而检测工作要周到计划;有时还会遇到虚假资料的干扰,这是尤要慎重对待。3)对有些强度检测常常要采用非破损或少破损的方法进行,因事故现场尤其是对非倒塌事故一般不允许破坏原构件,或者从原构件上取样时只能允许有微破损,稍加加固后可不影响结构的承载力。4)检测数据

要公正、可靠,经得起推敲。尤其是对于重大事故的责任纠纷,涉及到法律责任和经济负担,为各方所重视,故所有检测数据必须真实、可信。

2、砌体裂缝的处理方法:

答:对于不至于危及生命安全的可用灌缝封闭的方法,最常用的是灌浆法。对于危及安全的裂缝,则应进行加固。当裂缝较细,裂缝数量较多,发展已基本稳定时可用压力灌浆法补强。当裂缝较宽时,可在灰缝内嵌上钢筋,然后再砂浆填缝;当裂缝很宽,发展不稳定,危及安全时,则必须进行强度加固。

3、砼裂缝产生的主要原因:

答:混凝土裂缝产生的主要原因有以下几个方面:

1、材料方面:水泥的安全性不合格;水泥的水化热引起过大的温差;混凝土拌合物的泌水和沉陷;混凝土配合比不当;外加剂使用不当;砂、石含泥或其他有害杂质超过规定;骨料中有碱性骨料或已风化的骨料;混凝土的干缩

2、施工方面:外加掺合剂拌合不均匀;搅拌和运输时间过长;泵送混凝土过量增用水泥及加水;浇筑顺序失误;浇注速度过快;捣固不实;混凝土终凝前被扰动;保护层太薄,箍筋外只有水泥浆;滑模施工时工艺不当;施工缝处理不当,位置不正确;滑膜支撑下沉,模板变形过大;模板拼接不严,漏浆漏水;拆模过早;混凝土硬化前受震动或达到预定强度前过早受载;养护差,早期失水太多;混凝土养护初期受冻;构件运输、吊装或堆放不当。

3、设计方面:设计承载力不足;细部构造处理不当;构建计算简图与实际受力情况不符;局部承压不足;设计中未考虑某些重要的次应力作用。

4、环境和使用方面:环境温度与湿度的急剧变化;冻胀、冻融作用;钢筋锈蚀;锚具(锚头)失效;腐蚀性介质作用; 使用超载;反复荷载作用引起疲劳;振动作用;地基沉降;高温(火灾)作用。

5、其他各种原因:如:火灾、地震作用,燃气爆炸,撞击作用等。

4、造成地基基础工程事故的主要原因:

答:

1、对场地工程地质缺乏全面、正确的了解:工程勘察工作不符合要求;建筑场地工程地质和水文地质情况非常复杂;没有按规定进行工程勘察工作

2、设计方案不合理或设计计算错误

3、施工质量造成地基与基础工程事故:未按设计施工图施工;未按技术操作规程施工

4、环境条件改变造成地基与基础工程事故:地下工程或深基坑工程对邻近建筑物地基与基础的影响;建筑物周围地面堆载引起建筑物地基附加应力增加导致建筑物工后沉降和不均匀沉降进一步发展;建筑物周围地基中施工振动或挤压对建筑物地基的影响;地下水位变化对建筑物地基的影响;其他原因造成的地基基础事故如特大洪水,特大地震。

三、简述题

1、砌体结构中发生裂缝的主要原因及预防措施。答:

1、地基不均匀沉降引起的裂缝

预防措施:合理设置沉降缝;加强上部的刚度和整体性,提高墙体的抗剪能力;加强地基验槽工作,发现有不良地基应及时妥善处理,然后才可以进行基础施工;不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上,必须采用不同地基时,要妥善处理,并进行必要的计算分析

2、地基冻胀引起的裂缝 预防措施:一定要将基础的埋置深度到冰冻线以下;在某些情况下,当基础不能做到冰冻线以下时,应采取换土等措施消除土的冻胀;用单独基础采用基础梁承担墙体重量,其两端支于单独基础上,基础梁下面应留有一定孔隙,防止土的冻胀顶裂基础和砖墙

3、温度差引起的裂缝

预防措施:按照国家颁布的有关规定,根据建筑物的实际情况设计伸缩缝;在施工中要保证伸缩缝的合理做法,使之能起作用;屋面如为整浇混凝土,或虽为装配式屋面板,但其上有整浇混凝土面层,则要留好施工带,待一段时间再浇注中间混凝土;屋面施工最好避开高温季节;遇有长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时,可分段施工,预留伸缩缝。

4、地震作用引起的裂缝 预防措施:应按结构抗震设计规范要求设置圈梁,注意圈梁应闭合,遇有洞口时要满足搭接要求;设置构造柱

5、砌块房屋的裂缝

预防措施:伸缩缝间距限制应比砖砌体严格;在砌块生产方面应加强质量控制;砌块房屋施工方面也要加强管理;增强基础圈梁刚度,适当增加平面上圈梁布置的密度;确保屋面保温层的隔热效果,防止屋面防水层失效、渗漏;在屋盖上设分格缝;顶层圈梁或支承梁的梁垫均不得与屋面板整浇;屋盖保温层上的砂浆找平层与周边女儿墙间应断开,留出沟槽,用松软防水材料填塞;加强顶层内、外纵墙端开间门窗洞口周边的刚度

6、因承载力不足产生的裂缝 预防措施:注意观测,主要是观察裂缝的宽度和长度随时间的变化,并认真分析原因,及时采取措施。

2、砼结构常用的加固方法并简述。

答:砼结构常用的加固方法有:加大断面补强法 混凝土构件因孔洞、蜂窝或强度达不到设计等级需要加固时,可用扩大断面、增加配筋的方法;外贴钢板补强法 是指在混凝土构件表面贴上钢板,与混凝土构件共同作用,一起承受外界作用从而提高构件的抗力;粘结钢板法 采用高强粘合剂,将钢板粘于钢筋混凝土构件需要补强部分的表面,以达到增加构件承载力的目的;锚结钢板法 由于冲击钻及膨胀螺栓的作用,可以将钢板甚至其他钢件(如槽钢、角钢等)锚结于混凝土构件上,以达到加固补强的目的;焊接钢筋或钢板法 将钢板或钢筋、型钢焊接于原构件的主筋上,适用于整体构件加固;碳纤维布加固法 碳纤维布加固修复混凝土结构是将高强碳纤维布用粘结材料粘于混凝土结构表面,即可达到加固目的的方法;预应力加固法 采用预应力的钢拉杆或撑杆对结构进行加固;其他加固方法 如增设支点法,以减小梁的跨度;另加平行受力杆件,如外包钢桁架,钢套柱等;增加受力杆件,如增加剪力墙、吊杆等,增加圈梁、拉杆,增加支撑加强房屋的整体刚度等。

四、论述题

1、谈谈你对本课程的看法及如何学会本课程。

《建筑工程事故分析与处理》是建筑工程技术专业一门重要的专业选修课程,该课程基于工程质量缺陷事故的案例分析与处理,熟悉修复加固及增层改造的知识和技能,得到综合运用所学知识处理工程问题的训练。从完全反面的角度,深化和强调正面专业知识的学习,予综合性、实战性、教育性一体,能初步接触“检测、鉴定、加固与改造”这一新的学科领域,从而加深对所学专业知识的正确理解和运用。

学习方法

1、在学好过去相关课程的基础上,上课认真听讲,课后复习,完成老师要求完成的作业。

2、通过实训教学,事故分析掌握事故的一般规定

2、请对老师授课提出建议。

梅老师上课很认真的授课,课堂气氛活跃,同时富有激情不拘于课本,讲课认真耐心,我觉得梅老师做的别的老师没有做到的,结合工程实例和理论知识给我讲解。能使我们更好的接收!我感觉梅老师讲得工程实例还是有点少!不能满足大家那种渴望知道更多知识的欲望!希望梅老师以后能更好的结合经验和理论知识给我们讲解!

三、名词解释

1、钢材的冷脆:指钢材随温度降低,其逆性和韧性逐渐降低即钢材逐渐变脆)现象。

2、流砂:土粒失去自重,处于悬浮状态,土的抗剪强度等于零,土粒能随着渗流水的一起流动的现象。

3、泛霜:当焙烧石900℃时,生成氧气钙Ca0和氧气镁Mg0,遇水易消解成风霜状散在砖块表面。

4、潜水:指在地表以下第一个连续分布的稳定隔水层以上具有自由水的重力水,由雨水的河水补充给,水位有季节变化。

5、混凝土的冬季施工:凡根据当地多年气温资料室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时,就应采取冬期施工的技术措施进行混凝土施工。

6、砂浆的和易性:指砂浆均匀铺在粗糙砖石或砌块基面上的容易程度,是保证工程质量的重要因素。

7、上层滞水:指地表水下渗后积聚在局部透水性小的隔水层上的水。

8、质量:为反映产品或服务满足明确或隐含需要能力的特征和特性的总和。

9、设计标准值fk:指消除f0的各种试验误差后得到的承载力值。

10、承压水:指埋藏在两个连续分布的隔水层间的有压地下水,一

般打井所出的上涌的水为承压水。

11、钢材的高温蠕变性:指钢材在高温及长期应力作用下会出现蠕变脆的现象。

12、钢结构钢度失效:指产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形或振动。

13、碱骨科反应:指混凝土中水泥、外加剂、掺合料或拌和水中的可溶碱K+)溶于混凝土孔隙液中,与骨料中能与碱反应的活性成分(如sio2)在混凝土硬化后逐渐产生反应,生成含碱的凝胶体,吸水膨胀,使混凝土产生内应力而开裂。

14、建筑工程中的缺陷:人为的勘察、设计、施工、使用)或自然的地质、气候)原因,使建筑物出现影响正常使用,承载力耐久性整体稳定性的种种不足的统称。

15、设计值f:经基础的宽度与埋深修正后的设计采用值。

16、钢结构承载力失效:指正常使用状态下结构或连接因材料强度被超越而导致破坏。

17、事故:建筑结构的临近破坏,破坏和倒塌,统称质量事故,简称事故。

18、严重施工质量事故:1)直接经济损失在5万元(含5万元)以上,不满10万元的;2)严重影响使用功能或工程结构安全,存在重大隐患的;3)事故性质恶劣或造成两人以下重伤的。有以上后果之一者即为严重施工质量事故。

19、重大质量事故:造成经济损失10万元以上或重伤3人以上或死亡2人以上的事故称为重大施工质量事故。

20、回弹法:回弹法是根据表面硬度与强度之间有一定关系而建立的一种非破损试验法。

21、鉆芯法:鉆芯法是使用专门的钻芯机在混凝土构件上钻取圆柱形芯样,经过适当加工后在压力试验机上直接测定其抗压强度的一种局部破损检测方法。

22、碳纤维布加固:碳纤维布加固修复混凝土结构是将高强碳纤维布用粘结材料粘于混凝土结构表面,即可达到加固目的的方法。

四、简答题

1、简述钢结构缺陷的类型?

钢材的先天性缺陷;钢构件的加工制作缺陷;钢结构的连接缺陷;钢结构运输、安装和使用维护中的缺陷

2、简述混凝土建筑主要的加固方法?

改变受力体系加固法;在梁的中间部位增设支点、增设托梁(架)或将多跨简支梁变为连续梁等;增大截面加固法;增补受拉钢筋加固法

3、预制混凝土桩基中常见的质量问题有哪些?至少答出6条)

1.桩顶破碎2.桩身侧移、倾斜3.断桩4.桩基变位5.单桩承载力低于设计值6桩接头断离

4、砌体的裂缝有哪几类,主要特点是什么。

1.荷载裂缝:受压裂缝、受弯裂缝、局部受压裂缝、受拉裂缝以及受剪裂缝。

由荷载引起,反应了砌体的承载力不足或稳定性不够;荷载裂

缝的出现,表明砌体承载力安全度不够,应及时进行加固。

2温度裂缝:温度变化所引起的裂缝,在砌体裂缝中所占的比例是最大的。

温度裂缝的特点:一般对称分布;温度裂缝始自房屋的顶层,偶尔才向下发展;温度裂缝经一年后即可稳定,不再扩展。

5、钢筋受腐蚀后对混凝土结构的影响有哪些?

有以下几方面:1)混凝土保护层发生沿钢筋长度方向的顺筋开裂2)混凝土保护层剥落、露筋3)受力筋的有效截面积减小,构件承载力减小、变形加大,甚至破坏。

6、在砌体结构中为什么要设置构造柱?

构造柱与圈梁组合后,在墙体中形成钢筋混凝土网格,提高了砖石砌体的整体性、空间刚度和抗震能力,提高了墙体的延性和抗弯能力,限制了墙体平面外的振动和位移,阻止了剪切裂缝的开展。

7、混凝土结构加固设计计算原则

1、混凝土结构加固设计采用的结构分析方法,应遵守现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定的结构分析基本原则,且在一般情况下,应采用线弹性分析方法计算结构的作用效应。

2、结构作用应经调查或检测核实,并应按规范规定和要求确定其标准值或代表值。

3、构的计算图形,应符合其实际受力和构造状况;

4、作用效应组合和组合值系数以及作用的分项系数,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009确定,并应考虑由于实际荷载偏

心、结构变形、温度作用等造成的附加内力。

5、结构、构件的尺寸,对原有部分应采用实测值;对新增部分,可采用加固设计文件给出的名义值。

6、加固材料的性能和质量,应符合规范规定;其性能的标准值应按本规范第3条确定;其性能的设计值应按规范规定采用。

7、验算结构、构件承载力时,应考虑原结构在加固时的实际受力状况,即加固部分应变滞后的特点,以及加固部分与原结构共同工作程度。

8、加固后改变传力路线或使结构质量增大时,应对相关结构、构件及建筑物地基基础进行必要的验算。

9、地震区结构、构件的加固,除应满足承载力要求外,尚应复核其抗震能力;不应存在因局部加强或刚度突变而形成的新薄弱部位;同时,还应考虑结构刚度增大而导致地震作用效应增大的影响。

8、简述砌体结构缺陷的类型?

轻微缺陷:它们并不影响建筑物的近期使用,也不影响建筑结构的承载力、刚度及其完整性,但却有碍观瞻或影响耐久性。

正常使用缺陷:它们虽然不影响建筑结构的承载力。却影响建筑物的使用功能,或使结构的使用性能下降。

危及承载力缺陷:威胁到结构的承载力和稳定性,如不及时消除。可能导致局部或整体的破坏。

9、简述钢结构主要的加固方法?

改变结构计算图形的加固;加大构件截面的加固;连接的加固与加固件的连接;焊接连接的加固;螺栓和铆钉连接的加固;加固件的连接;裂纹的修复与加固

10、钢结构的防火防护方法主要有哪些?至少答出3条

1)紧贴包裹法:采用防火涂料紧贴钢结构的外露表面,将钢构件包裹起来。

2)空心包裹法:采用防火板、石膏板、蛭石板、硅酸钙盖板、珍珠岩板将钢构件包裹起来。

3)实心包裹法:一般采用混凝土,将钢结构浇注在其中。

钢结构防火方法的选择以构件的耐火极限要求为依据,防火涂料是最为流行的做法。

11、混凝土的裂缝有哪几类,主要特点是什么。

干缩裂缝:干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。

温度裂缝:常只在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

碱骨料反应裂缝:这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救

钢筋锈蚀裂缝:锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现

沉降裂缝:此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉降情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°-45°角方向发展,较大的裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉降裂缝也基本趋于稳定。

1.事故处理的一般程序是什么? 答:初步调查(基本情况调查);初步分析事故最可能发生的原因,并决定进一步调查及必要的测试项目;进一步深入调查及检测;根据调查及测试结果进行计算分析、邀请专家会商,同

时听取与事故有关单位的陈述或申辩,最后写出事故调查报告,送主管部门及报告有关单位。

2.对于砌体的加固,除了最常用的扩大砌体的截面、外加钢筋混凝土、外包钢、增加圈梁、拉杆,还有哪些加固方法?

答:如门窗上的过梁若为砌体过梁,因某种原因产生了裂缝,这是可改为加筋砌体过梁或增设钢筋混凝土过梁。另当墙体局部破损严重,难以加固时,可拆除墙体,改用混凝土柱。3.钢结构事故的破坏形式表现在哪些方面?

答:(1)钢结构承载力和刚度的失效(2)钢结构的失稳(3)钢结构的疲劳破坏(4)钢结构的脆性断裂。

4.钢结构承载力失效和刚度失效的含义?影响钢结构整体失稳的主要原因?

答:钢结构承载力失效:正常使用状态下结构构件或连接因材料强

度被超过而导致破坏。

钢结构刚度失效:结构构件产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形或振动。

主要原因:①构件设计的整体稳定不满足②构件的各类初始缺陷③构件受力条件的改变④施工临时支撑体系不够。5.简述混凝土构件固的加方法?

答: 加固方法:加大截面补强法、外贴钢板补强法、粘结钢板法、锚接钢板法、焊接钢筋或钢板法、碳纤维布加固法、预应力加固法、其他加固方法(增设支点法、加平行受力构件、增加受力构件、增加圈梁、拉杆、增加)支撑等

6.某框架结构,有20根柱子,底层柱从基础顶起到一层大梁处,高8.0m,断面750mmx750mm。混凝土浇筑后,拆模时发现大多数柱子都有严重的蜂窝、麻面和漏筋现象,特别是在1m处尤其集中严重。试用所学的知识分析引起该事故的原因?有无解决的措施?

答: 原因:配合比控制不做;砌筑高度超高;混凝土浇筑的厚度过厚并振捣不均匀。

措施:将蜂窝、空洞附件酥松的混凝土全部凿掉,用水将其湿润并用湿麻袋覆盖,再将提高一级的混凝土中掺入微膨胀剂,将洞口捣固密实,做好14天的养护,最后拆模,将多余混凝土凿去,磨平。

7.对于钢筋混凝土结构的房屋应如何做好防火和防雷?

答:防火:设计上尽量使用不然性或难燃性建筑材料,给出管理性防火规章制度和措施;设置防火门、墙;安装火宅报警器、自动灭火装置;设置消防栓及消防通道等。

防雷:应尽量利用其中的钢筋作为防雷装置的一部分,构成楼板内的暗装防雷网,通过柱子等引入地下。

8.近年发生砌体事故的比重较大,引起此事故的原因主要有哪些方面?

答(1).设计方面:a.设计马虎,不够仔细。b.整体方案欠佳,尤其是未注意空旷房屋承载力的降低因素。c.忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。d.未注意构造要求。

(2).施工方面:a.砌筑质量差。b.在墙体上任意开洞,或拆了脚手架,脚手架未及时填好或填补不实,过多的削弱了断面。c.未封顶在其未形成整体结构时,如不注意临时支撑,遇不利因素时会造成失稳破坏。d.对材料质量把关不严。

第五篇:建筑工程事故案例与分析

建筑工程事故案例与分析

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[编辑日期:2009-6-5 ] [文章编号:024081] [页面浏览

案例一:某建筑坍塌事故

一、事故经过

某市电视台演播中心工程由市电视台投资兴建,某大学建筑设计院设计,某建设监理公司对工程进行监理。该工程在市招标办公室进行公开招投标,该市某建筑公司于1月13日中标,并于3月31日与市电视台签订了施工合同。该建筑公司组建了项目经理部,史某任项目经理,成某任项目副经理。4月1日工程开工,计划竣工日期为第二年7月31日。工地总人数约250人,民工主要来自南方各地。

市电视台演播中心工程地下2层、地上18层,建筑面积34 000m2,采用现浇框架剪力墙结构体系。演播中心工程的大演播厅总高38 m(其中地下8. 70m,地上29.30m),面积为624 m2。7月份开始搭设模板支撑系统支架,支架钢管、扣件等总吨位约290 t,钢管和扣件分别由甲方、市建工局材料供应处、某物资公司提供或租用。原计划9月底前完成屋面混凝土浇筑,预计10月25日16:00完成混凝土浇筑。

在大演播厅舞台支撑系统支架搭设前,项目部在没有施工方案的情况下,按搭设顶部模板支撑系统的施工方法,先后完成了三个演播厅、门厅观众厅的搭设模板和浇筑混凝土施工。1月,该建筑公司工程师茅某编制了“上部结构施工组织设计”,并于当月30日经项目副经理成某和分公司副主任工程师赵某批准实施。

月22日开始搭设施工后时断时续。搭设时设有施工方案,没有图纸,没有进行技术交底。由项目副经理成某决定支架立杆、纵横向水平杆的搭设尺寸按常规(即前五个厅的支架尺寸)进行搭设,由项目部施工员丁某在现场指挥搭设。搭设开始约15天后,分公司副主

1166 次] 任工程师赵某将“模板工程施工方案”交给丁某。丁看到施工方案后,向项目副经理成某作了汇报,成答复还按以前的规格搭架子,到最后再加固。模板支撑系统支架由该建筑公司的劳务公司组织进场的朱某工程队进行搭设(朱某是市标牌厂职工,以个人名义挂靠在该建筑公司劳务公司事故发生时朱某工程队共17名民工6月份进入施工工地从事脚手架搭设,其中5人无特种作业人员操作证),地上25~29 m最上边一段由木工工长孙某负责指挥木工搭设。10月15日完成搭设,支架总面积约624m2,高度38m。搭设支架的全过程中,没有办理自检、互检、交接检、专职检的手续,搭设完毕后未按规定进行整体验收。

10月17日开始进行模板安装,10月24日完成。23日木工工长孙某向项目部副经理成某反映水平杆加固没有到位,成某即安排架子工加固支架,25日浇筑混凝土时仍有6名架子工在继续加固支架。

月25日06:55开始浇筑混凝土,08:00多,项目部资料质量员姜×才补填混凝土浇捣令,并送监理公司总监韩某签字,韩某将日期签为24日。浇筑现场由项目部混凝土工长邢某负责指挥。该建筑公司的混凝土分公司负责为本工程供应混凝土,为B区屋面浇筑C40混凝土,坍落度16~18 cm,用两台混凝土泵同时向上输送(输送高度约40 m、泵管长度约60 m×2)。浇筑时,现场有混凝土工工长1人,木工8人,架子工8人,钢筋工2人,混凝土工20人,以及电视台3名工作人员(为拍摄现场资料)等。自10月25日06:55分开始至10:10分,输送机械设备一直运行正常。到事故发生止,输送至屋面混凝土约139 m3,重约342 t,占原计划输送屋面混凝土总量的51%。

10:10,当浇筑混凝土由北向南单向推进,浇至主次梁交叉点区域时,模板支架立杆失稳,引起支撑系统整体倒塌。屋顶模板上正在浇筑混凝土的工人纷纷随塌落的支架和模板坠落,部分工人被塌落的支架、模板和混凝土浆掩埋。

事故发生后,该建筑项目经理部向有关部门紧急报告事故情况。闻讯赶到的领导,指挥公安民警、武警战士和现场工人实施了紧急抢险工作,将伤者立即送往医院进行救治。最后,造成正在现场施工的民工和电视台工作人员6人死亡、35人受伤(其中重伤11人),直接经济损失70.78万元。

二、事故原因 分析

(1)支撑体系搭设不合理。在主次梁交叉点区域的每平方米钢管支撑的立杆数应为6根,实际上只有3根立杆受力,又由于梁底模下木方呈纵向布置,使梁下中间排立杆的受荷过大有的立杆受荷最大达4 t多;有部分立杆底部无扫地杆、步距过大达2.6 m,造成立杆弯曲,加之输送混凝土管的冲击和振动等影响,使节点区域的中间单立杆首先失稳并随之带动相邻立杆失稳;

(2)模板支撑与周围结构连结点不足,在浇筑混凝土时造成了顶部晃动,加快了支撑失稳的速度。

(3)未按《建筑法》的要求,对专业性较强的分项工程——现浇混凝土屋面板的模板支撑体系的施工编制专项施工方案;施工过程中,有了施工方案后也未按要求进行搭设。(4)没有按照规范的要求,对扣件或钢管支撑进行设计和计算,因此,在后补的施工方案中模板支架设计方案过于简单,且无计算书,缺乏必要的细部构造大样圈和相关的详细说明。即使按照施工方案施工,现场搭设时也是无规范可循。

(5)监理公司驻工地总监理工程师无监理资质,工程监理组没有对支架搭设过程严格把关,在没有对模板支撑系统的施工方案审查认可的情况下同意施工,没有监督对模板支撑系统的验收,就签发了浇捣令,工作严重失职,导致工人在存在重大事故隐患的模板支撑系统上进行混凝土浇筑施工,是造成这起事故的重要原因。

(6)在上部浇筑屋盖混凝土情况下,民工在模板支撑下部进行支架加固是造成事故伤亡人员扩大的原因之一。(7)该建筑公司领导安全生产意识淡薄,个别领导不深入基层,对各项规章制度执行情况监督管理不力,对重点部位的施工技术管理不严,有法有规不依。施工现场用工管理混乱,部分特种作业人员无证上岗作业,对民工未进行三级安全教育。

(8)施工现场支架钢管和扣件在采购、租赁过程中质量管理把关不严,部分钢管和扣件不符合质量标准。

(9)建筑安全管理部门对该建筑工程执法监督和检查指导不力;对监理公司的监督管理不到位。

三、事故责任划分及处理

(1)该建筑公司项目部副经理成某,具体负责大演播厅舞台工程,在未见到施工方案的情况下,决定按常规搭设顶部模板支架,在知道支撑系统的立杆、纵横向水平杆的尺寸与施工方案不符时,不与工程技术人员商量,擅自决定继续按原尺寸施工,盲目自信,对事故的发生应负主要责任,送交司法机关追究其刑事责任。

(2)监理公司驻工地总监韩某,违反“市项目监理实施程序”中的规定没有对施工方案进行审查认可,没有监督对模板支撑系统的验收,对施工方的违规行为没有下达停工令,无监理工程师资格证书上岗,对事故的发生应负主要责任,送交司法机关追究其刑事责任。(3)该建筑公司项目部施工员丁某,在未见到施工方案的情况下,违章指挥民工搭设支架,对事故的发生应负重要责任,送交司法机关追究其刑事责任。

(4)朱某,违反国家关于特种作业人员必须持证上岗的规定,私招乱雇部分无上岗证的民工搭设支架,对事故的发生应负直接责任,送交司法机关追究其刑事责任。(5)该建筑分公司兼项目部经理史某,负责电视台演播中心工程的全面工作,对该工程的安全生产负总责,对工程的模板支撑系统重视不够,未组织有关工程技术人员对施工方案进行认真的审查,对施工现场用工混乱等管理不力.对这起事故的发生应负直接领导责任,给予史某行政撤职处分。

(6)监理公司总经理张某,违反建设部“监理工程师资格考试和注册试行办法”(第18号令)的规定,严重不负责任,委任没有监理工程师资格证书的韩某担任电视台演播中心工程的总监理工程师;对驻工地监理组监管不力,工作严重失职,应负有监理方的领导责任。有关部门按行业管理规定对该监理公司给予在某市停止承接任务1年的处罚和相应的经济处罚。

(7)该建筑公司总工程师郎某,负责公司的技术质量全面工作,并在公司领导内部分工负责电视台演播中心工程,深人工地解决具体的施工和技术问题不够,对大型或复杂重要的混凝土工程施工缺乏技术管理,监督管理不力,对事故的发生应负主要领导责任,给予行政记大过处分。

(8)该建筑公司安技处处长李某,负责公司的安全生产具体工作,对施工现场安全监督检查不力,安全管理不到位,对事故的发生应负安全管理上的直接责任,给予行政记大过处分。

(9)该建筑公司某分公司副总工程师赵某,负责分公司技术和质量工作,对模板支撑系统的施工方案的审查不严,缺少计算说明书、构造示意图和具体操作步骤,未按正常手续对施工方案进行交接,对事故的发生应负技术上的直接领导责任,给予行政记过处分。(10)项目经理部项目工程师茅某,负责工程项目的具体技术工作,未按规定认真编制模板工程施工方案,施工方案中未对“施工组织设计”进行细化,未按规定组织模板支架的验收工作,对事故的发生应负技术上重要责任,给予行政记过处分。

(11)该建筑公司副总经理万某,负责该建筑公司的施工生产和安全工作,深入基层不够,对现场施工混乱、违反施工程序缺乏管理,对事故的发生应负领导责任,给予行政记过处分。(12)该建筑公司总经理刘某,负责公司的全面工作,对公司安全生产负总责,对施工管理和技术管理力度不够,对事故的发生应负领导责任,给予行政警告处分。

四、事故整改措施与对策 1.组织措施

(1)决定召开全市大会,通报事故情况,公布对责任者的处理意见,对全市建筑行业下一步安全生产工作提出具体明确的要求。

(2)市建工局、市建委认真吸取事故教训,举一反三,按国家行业管理的各项法律法规的要求,强化行业管理,采取有力措施,加强技术管理工作,针对薄弱环节和存在的问题,完善各项规章制度和责任制。

(3)加强对施工企业的管理力度,规范企业的施工现场管理、技术管理、用工管理,坚决制止私招乱雇现象;新工人入场,必须进行严格的三级安全教育;特别是对特种作业人员持证上岗情况,一定要严格履行必要的验证手续,如审查备案证书的原件;对农民工应加强对施工现场危险危害因素和紧急救援、逃生方面知识的教育。

(4)加强对监理单位的管理工作,严格规范建设监理市场,严禁无证监理;禁止将监理业务转包或分包;监理人员必须持证上岗;监理公司应充实安全技术专业监理人员,对施工过程中的每个环节,特别是对技术性强、工艺复杂、危险性较大的项目一定要监理工作到位。2.技术措施

(1)按照《建筑法》的规定,对专业性较强的分部分项工程,必须编制 专项施工方案,在施工中遵照执行。

(2)专项施工方案必须具有按规范规定的计算方法的设计计算书,具有符合实际的、有可操作性的构造图及保证安全的实施措施。

(3)对特殊、复杂、技术含量高的工程,技术部门要严格审查、把关;健全检查、验收制度,提高防范事故的能力。(4)严格履行现场施工技术管理程序,认真执行签字、验收责任制度,依法追究责任。(5)在购买和使用建筑用材料、设备时,必须有产品合格证、检测报告书、生产许可证(若需要时)等,签订购置、租赁合同时要明确产品质量责任。必要时委托有资质的单位进行检验。

案例二:热电厂发电机组甩负荷事故 1. 事故经过

2002-04-26夜,某热电厂2台35 t/h炉、2台抽凝机组运行,其中,1号机纯凝带3.5 MW电负荷,2号机抽凝带4.5 MW电负荷、16 t/h汽负荷运行。约03:00,天气恶劣,风雨雷鸣。电气控制室“35 kV母线接地”信号继电器掉牌,警铃响,运行人员手动复归该信号继电器,未成。20 s后,2台机组甩负荷至带厂用电(约1 000 kW)运行,汽轮机转速迅速上升至3 160 r/min,发电机出口过电压(电压表满偏)、374线路保护过流Ⅲ段“定时方向过流3XJ”信号继电器掉牌,374开关未动作。而对侧374开关方向速切保护(整定时间0 s)动作,开关跳闸,约50 s后,检无压,重合成功。

事故处理如下:

(1)机组甩负荷后电气运行人员分别用磁场变阻器降1,2号发电机电压,电压不下降。甩负荷约50 s后,运行人员拉开374开关,同时发现

1,2号主变高压侧开关301,302跳闸,备用厂变自投成功,1,2号主变低周、低压二级解列保护信号继电器掉牌,1,2号发电机出口电压迅速下降至8~9 kV,调整磁场变阻器升电压至额定值。运行人员发现1,2号机“主汽门关闭”光字牌亮,拉开1号发电机开关101。又发现2号发电机开关102红绿灯无指示,灭磁开关MK绿灯亮,“MK联跳”(汽机保护联跳发电机开关)信号继电器掉牌。

(2)汽机运行人员分别手摇同步器降汽轮机转速,但转速仍然上升,当转速升至3 260 r/min时,2台机危急保安器相继动作。机组全部解列。(3)机组重新定速,并网发电,投减温减压供汽。2.事故分析

雷雨大风引起374线路单项接地,20 s后转为两相接地短路或两相不接地短路(见图1),对侧374开关速切保护动作跳闸,电厂侧374线路保护应有过流Ⅰ、Ⅱ段保护动作,但未动作,过流Ⅲ段保护动作后,374开关应跳闸,但未跳闸。当电厂侧374开关拉开,对侧374线路保护重合闸检无压,重合成功。2号机甩负荷后,没有自动装置自动切除调压器,运行人员也未能及时切除调压器而手摇同步器降转速,由于汽机调速系统的特性:当甩负荷后机组转速升高,脉冲油压升高,调节汽阀、旋转隔板迅速关小,导致抽汽口压力迅速下降,二次脉冲油压下降,调节汽阀开大,转速又上升。所以,运行人员手摇同步器并不能降转速,反而发现在操作过程中转速继续上升,直至危急保安器动作。

汽轮机危急保安器动作后,其主汽门关闭,汽轮机失去动力源,发电机开关未跳闸,继续带厂用电负荷运行,在没有动力源又有较大阻力的情况下,机组转速迅速下降。同时,机 组甩负荷后,两台机组通过101,301,300,302,102开关并列运行,2号机组转速上升,拉动1号机组转速上升。由于2台机组不可能同时人为控制转速升降,运行人员几乎不可能将机组转速稳定在额定值。

机组甩负荷过电压后,电气运行人员未用调速开关降转速,仅用磁场变阻器降电压。用磁场变阻器可以降电压,但不能降转速,过电压是由超速引起的。而发电机出口电压随转速同时升高,在转速超过额定值较多时,用磁场变阻器降电压并不明显,只有通过降转速才能可靠地降电压。

由于运行人员已用磁场变阻器降低了电压,当转速下降至额定值时,未及时调高电压,导致低电压保护动作,跳主变高压侧开关301,302。后经查,2号机重新定速过程中,热工保护动作跳102开关,其声光信号均正常。3.防范措施

(1)电厂侧线路保护、374开关动作有异常,需检查。

(2)电气运行人员在机组甩负荷后,应按规程先拉开主变高压侧开关,使2台机组分列运行,以便于控制转速。为减少事故状态下运行操作,可以设计保护当374开关事故跳闸时联跳301或302开关,自动分列2台机组。

(3)为 克服汽机事故状态下的调速特性,运行人员在机组甩负荷后应先切除调压器。当机组甩负荷时,在保护上,由电气信号启动汽机油系统电磁阀切除调压器。

(4)在运行规程上明确当机组超速时电气、汽机运行人员要分别操作调速开关、同步器降转速。在电气控制室增装转速表,以方便电气运行人员准确掌握汽机转速。正常运行时同步器插销未拉出,由电气调速,拔出插销可手摇同步器操作,此时电气运行人员仍可操作调速开关,但不改变转速,所以电气运行人员通过调速开关操作同步器与汽机运行人员直接手动操作同步器没有矛盾。只有当过电压影响安全时(具体明确转速超过多少且仍不下降和主汽门关闭时),电气运行人员才可以用磁场变阻器降电压。

(5)为避免事故状态下人的思维因紧张而不清晰,可以编制详细的事故处理规程公布在主控室,事故时运行人员按规程处理。

案例三: “11.2”宁夏伊斯兰教协会综合楼工程模板支撑体系垮塌事故

2007年11月2日凌晨2时许,宁夏伊斯兰教协会综合楼工程,在浇筑第八层现浇混凝土空心楼盖混凝土即将结束时,现浇混凝土空心楼盖突然发生整体垮塌,造成1人死亡。事故发生后,建设厅在积极组织抢险救援的同时,根据《生产安全事故报告和调查处理条例》(国务院第493号令)的规定,成立了“11.2”宁夏伊斯兰教协会综合楼工程模板支撑体系垮塌事故调查组,并邀请有关专家协助事故调查中的事故原因技术分析工作。调查组通过现场勘查、验算,对有关人员进行调查询问,对有关资料核查,查明了事故发生的原因,提出了整改措施。为了使各级建设行政主管部门、建设工程质量安全监督机构,施工、监理和劳务分包企业从中吸取深刻教训,现将有关情况通报如下:

一、工程概况

该工程建设单位为宁夏回族自治区伊斯兰教协会,由西安工程地质勘测公司勘察,银川市规划建筑设计院有限公司设计,宁夏建工集团公司原宁夏第一建筑工程公司第六分公司施工,德宝劳务公司承担劳务作业,宁夏现代建设监理有限公司监理。该工程地下一层,地上八层,建筑面积10345平方米,为现浇框架剪力墙结构,2007年5月2日开工,合同竣工日期为2008的6月10日。

二、事故发生的原因

(一)施工技术原因

通过现场勘查,该工程第八层现浇混凝土空心楼盖模板支撑系统实际采用φ48×3钢管,立杆间距横向约为0.8米,个别达1.1米;纵向间距约 1米,个别达1.3米;个别部位设单向间断扫地杆,水平杆纵、横向间断设置,个别部位水平杆与立杆未连接;杆与杆连接采用铸铁扣件,板底模用高密度竹胶合板,肋采用方木及方钢管混合使用。

经专家验算,该工程第八层现浇混凝土空心楼盖模板支撑体系中的部分支撑立杆间距偏大,使支撑立杆承受的压力超过其承受能力;多数立杆接长在距地1.7~3米处采用一个扣件偏心搭接,增加了立杆的偏心弯矩,缺少侧向可靠约束,导致立杆失稳;立杆偏心搭接处扣件抗滑承载力不满足要求;部分立杆支撑在横杆上,横杆承载力不足,变形过大,该部位立杆及横杆在较大荷载作用下先发生屈服、失去承载力;立杆纵、横向水平杆连接偏少,不能使支撑系统成为一个整体,稳定性严重不足。以上是导致模板支撑体系整体垮塌的直接原因。该工程第八层现浇混凝土空心楼盖模板支撑体系不符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)构造要求:大部分立杆未设扫地杆,仅在暗梁下立杆处设置了横向扫地杆,立杆根部整体性差,易造成立杆根部滑移;纵、横向水平杆设置数量严重不足,仅在板下及层高中部设置纵、横向水平杆,部分纵、横向水平横杆没有直接与立杆连接,不能给立杆提供可靠的侧向约束;架体无剪刀撑,横杆与框架柱无可靠连接,只与外脚手架连接,不能将支撑系统产生的水平力可靠传至框架柱及下层楼板;部分立杆垂直度偏差较大,造成立杆偏心受力;现场发现有较多扣件滑动、松动现象;部分扣件存在旧有裂缝和缺损现象,影响了扣件承载力;个别钢管存在弯曲、管壁较薄、锈蚀严重现象,材料自检制度把关不严;多数立杆下部无垫块,部分立杆没有紧密接触地面。以上违规做法也是导致模板支撑体系整体垮塌的重要原因。

(二)施工管理原因

施工单位在第八层现浇混凝土空心楼盖施工前,没有编制该楼层模板专项施工方案,施工中也没有依据规范对班组及作业人员进行详细的技术交底和安全交底,又使用了没有特种作业上岗证的人员进行架体搭设,操作人员仅凭以往经验进行架体搭设;施工单位对关键环节的施工质量和安全生产管理失控,八层4-9/A-D轴现浇混凝土空心楼盖的模板支架搭设不符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的要求。模板安装检验批、钢筋安装检验批只有专业工长签字,专职质检员和监理工程师未签字验收。模板安装和钢筋安装报验申请表中施工、监理均未签字验收,没有钢筋隐蔽验收记录。现浇混凝土空心楼盖预埋芯筒作业时,芯筒抗浮措施不可靠,未按设计要求将芯筒用10#铅丝固定在模板支架上,而是直接固定在现浇板的底筋上。在混凝土浇筑过程中有部分芯筒出现上浮,现场管理人员未采取处置措施,操作人员将芯筒打烂后继续浇筑混凝土,使混凝土流入芯筒,增加了现浇混凝土空心楼盖的荷载;施工单位在该工程施工中的工序交接检验基本流于形式,交接内容不全面、质量状况不清楚、责任划分不明确,特别是对八层现浇混凝土空心楼盖的施工,其模板安装、钢筋安装及混凝土浇筑各工序之间,均未进行工序交接检验;施工单位对该项目的《施工组织设计》没有按规定审批,项目经理没有认真落实质量安全生产责任制度、质量安全生产规章制度和质量安全生产操作规程,没有根据工程特点组织制定质量安全施工措施。项目技术负责人没有对有关质量安全施工的技术要求向施工作业班组、作业人员做出详细说明。专职安全员没有对现场安全生产进行严格的监督检查,对施工中的违规操作未加制止;劳务分包单位没有依据分包合同内容,对所承揽分包工程认真履行质量安全生产责任;施工单位对项目全过程质量控制存在漏洞。经对施工技术资料全面审核,施工单位对主要建筑材料未认真履行进场质量检验制度,在个别受力构件同条件混凝土强度试验报告达不到设计要求的情况下未采取整改措施,分部、分项、检验批及重要部位的隐蔽验收中未严格执行国家验收规范的规定,质量控制资料中多项记录内容不完整、签字确认不及时、验收结论不明确,在进行材料控制、工艺控制和施工操作控制等方面存在诸多漏洞。

(三)监理监控与管理原因

监理单位没有按规定组建项目监理机构。总监理工程师未书面授权总监代表职责,且委托的总监代表无国家注册监理工程师证书,年龄偏大,不具备监理工程师资格。该项目《监理规划》配备的监理机构中,土建监理工程师从未进驻施工现场,土建监理工程师职责由总监代表代为行使,土建监理员无监理上岗资格,监理单位委派现场的监理人员满足不了工程监理的需要。总监理工程师未认真履行其职责,对施工单位报送的《施工组织设计》中没有第八层模板专项施工方案未提出整改要求,对施工单位编制的没有针对大跨度现浇混凝土空心楼盖施工的《安全施工方案》以及根本就不是针对本工程而编制的无效的《模板施工方案》审批通过,对施工组织设计以及专项施工方案中存在的缺陷和明显错误失察;监理单位项目监理机构,对结构安全性重要的检验批及隐蔽工程未严格执行验收程序和质量标准。在第八层4-9/A-D轴梁板无钢筋隐蔽验收记录、模板和钢筋安装检验批及模板和钢筋安装报验申请均未签字认可的情况下,没有及时有效的制止施工单位对下道工序的施工。虽在巡查中发现一些问题,但没有书面下发《监理工程师通知》或《工程暂停令》,只是口头要求整改,更没有跟踪落实;监理单位项目监理机构,对关键工序旁站监理不到位。对施工单位未按设计文件要求进行现浇混凝土空心楼板芯筒安装的错误行为没有纠正和制止,而且在浇筑混凝土施工中没有认真旁站监理,当部分芯筒出现上浮现象后,没有及时发现并采取有效措施要求整改,监理单位项目监理机构对该项目没有认真履行监理职责。

综上所述,这起事故是由于项目管理混乱、施工违规操作、监理失职,致使该工程第八层模板支架施工中立杆间距偏大、接长错误、侧向稳定无可靠约束,模板支撑体系承载力不足、整体失稳,从而导致了现浇混凝土空心楼盖整体垮塌,是一起生产安全责任事故。

三、整改措施与要求

这起事故在我区近十几年来没有发生过,教训极其深刻,暴露出我区建筑施工过程中质量安全生产方面的诸多问题。为认真吸取这起生产安全责任事故的深刻教训,确保我区工程建设的质量和生产安全,坚决遏制模板坍塌等生产安全事故发生,现就质量安全工作提出如下要求:

(一)组织专项检查,消除质量安全生产事故隐患。各市、县要按照建设厅《关于立即开展全区在建工程模板与支撑体系安全质量专项检查的紧急通知》(宁建(建)字[2007]135号)的要求,认真开展建筑安全隐患排查治理专项行动“回头看”工作,立即组织开展模板支撑系统安全生产的专项排查。对危险性较大工程,尤其是高度超过4.5米或跨度超过9米的高大模板支撑系统要编制专项施工方案并组织专家进行审查论证,严格按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)构造要求进行模板支架搭设,施工单位要对危险性较大工程的施工作业人员认真进行了安全教育和安全技术交底,现场使用的钢管、扣件要具有生产许可证、产品合格证明和检测合格证明。监理单位要严格审查施工单位编制的安全技术措施和专项施工方案,定期巡视检查施工过程中的危险性较大工程作业情况。通过全面排查,切实消除建设工程质量安全生产隐患。

(二)汲取事故教训,进一步加强施工管理工作。各施工企业特别是宁夏建工集团公司要进一步规范项目管理工作,建立健全质量安全保证体系,认真落实质量安全责任制,定岗定位,履行各自职责,确保质保体系有效运转;立即对所管辖范围内的施工现场进行全面彻底的质量安全检查,严格执行操作规范和国家强制性标准,严格施工程序,认真进行施工组织方案交底和技术安全交底,认真落实自检、交接检、专职检的三检制度;对施工现场的管理人员、技术人员和作业人员进行全面质量安全教育,特别是新工人入场,必须进行严格的三级安全教育,对特种作业人员持证上岗情况,一定要严格履行必要的验证手续,对农民工应加强对施工现场危险危害因素和紧急救援、逃生方面知识的教育。

(三)突出工作重点,加大质量安全管理行政执法力度。各市、县建设行政主管部门要认真贯彻落实《建筑法》、《安全生产法》、《生产安全事故报告和调查处理条例》、《建设工程安全生产管理条例》等法律法规,认清当前的质量安全生产形势,进一步整顿规范建筑市场,明确建设、设计、施工、监理等各方责任,坚决打击工程违法分包、转包和资质挂靠等行为,监督施工总承包单位对专业承包和劳务分包单位加强管理,切实消除以包代管和包而不管现象。对不履行法定质量安全责任的行为,尤其是取得安全生产许可证后施工企业降低安全生产条件的行为,要按照有关法律法规予以严肃处罚;要加大对施工单位的监管力度,规范企业的施工现场管理、技术管理、用工管理;要加强对监理单位的管理工作,严格规范建设监理市场,严禁无证监理,禁止将监理业务转包挂靠,要充实安全技术专业监理人员,监理人员必须持证上岗。对施工过程中的每个环节,特别是对技术性强、工艺复杂、危险性较大的项目,一定要制定切实可行的监理规划和细则,按照有关法律、法规、规程实施监理。针对事故高发类型和管理薄弱环节,制定有效措施,要严密监控重点地区、重点企业、重点部位和重点环节,进一步加大监督执法力度。

(四)强化监督管理,全面落实质量安全监管责任。各市、县建设(专业)工程安全质量监督机构,要从监管的角度深刻汲取此次事故的教训,结合本地区实际,认真总结经验,认真进行案例分析,从事故发生原因、事故发生过程、事故预防措施等方面入手,总结和提炼出防止事故发生的技术性和管理性的规律,制定相应办法并有效落实。要督促和指导施工企业健全完善各项工作制度,特别是危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证制度、对作业人员的安全培训教育和安全技术交底制度以及对钢管、扣件质量的检测和验收制度。要切实加强对深基坑、高大模板、超高脚手架、起重机械设备、市政道路下水井等重大危险源的监控,落实监管责任,突出监管重点,加大检查频次,有效遏制建筑施工安全事故的发生。

(五)严格事故责任追究制度,严厉查处质量安全违法违规行为。各市、县要认真贯彻落实《生产安全事故报告和调查处理条例》(国务院第 493号令),对于发生的事故,要严格按照有关要求及时上报有关部门,依法查处生产安全事故,严肃追究事故单位和责任人,尤其是企业主要负责人和项目负责人的责任,根据情节轻重依法对其实施行政处罚;对失职渎职的国家工作人员,依法对其进行行政处分;构成犯罪的,移交司法机关处理。

(六)采取有效措施,加强冬季施工质量安全管理。各地要坚决制止为抢进度、赶工期而忽视安全生产管理的现象,督促各方责任主体认真履行建设程序,严厉查处因盲目赶抢工期而发生事故的建设单位和施工单位。同时,要指导和督促施工单位根据冬季施工特点,组织编制有针对性的冬季施工方案,采取有效的保暖、防冻、防滑措施,合理安排工期,遇有恶劣天气,立即停止室外作业;加强对电气焊接等动火作业管理,严禁工程冬季保温使用明火,严格管理各类易燃、易爆物品,合理有效配置消防器材,严防发生火灾、爆炸等事故。

(七)完善法规标准,建立健全安全生产长效机制。建设厅将适时编制出台宁夏《模板支撑体系施工技术规程》,作为指导、监管施工企业进行模板支撑体系搭设的地方技术标准,加强大跨度模板支撑体系的专项管理;按照《建筑工程项目管理规范》的要求,印发宁夏《关于建筑工程项目管理技术文档审签要点》,明确建筑工程项目开工管理条件,明确建筑工程项目管理责任人的审签责任。

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