詳情描述
施工項(xiàng)目質(zhì)量問題的分析，是正確擬定質(zhì)量事故處理方案的前提，是明確質(zhì)量事故責(zé)任的依據(jù)。為此，要求對(duì)質(zhì)量問題的分析力求全面、準(zhǔn)確、客觀；對(duì)事故的性質(zhì)、危害、原因、責(zé)任都不能遺漏。要有科學(xué)的論證和判斷；言之有理：論之有據(jù)，方能達(dá)到統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的目的。
一、墻體裂縫分析
在混合結(jié)構(gòu)中墻體裂縫是常見的質(zhì)量問題，引起裂縫的原因有地基不均勻沉降、溫度應(yīng)力、地震力、膨脹力、凍脹力、荷載和施工質(zhì)量等。現(xiàn)就地基不均勻沉降和溫度應(yīng)力引起墻體裂縫特征分析如下：
（一）地基不均勻沉降引起墻體裂縫分析
房屋的全部荷載最終通過基礎(chǔ)傳給地基，而地基在荷載作用下，其應(yīng)力是隨深度而擴(kuò)散，深度大，擴(kuò)散愈大，應(yīng)力愈??；在同一深處，也總是中間最大，向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應(yīng)力的擴(kuò)散作用，即使地基地層非常均勻，房屋地基應(yīng)力分布仍然是不均勻的，從而使房屋地基產(chǎn)生不均勻沉降，即房屋中部沉降多，兩端沉降少，形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在地質(zhì)較好、較均勻，且房屋的長高比不大的情況下，房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的，一般對(duì)房屋的安全使用不會(huì)產(chǎn)生多大的影響。但當(dāng)房屋修建在淤泥土質(zhì)或軟塑狀態(tài)的粘性土上時(shí)，由于土的強(qiáng)度低、壓縮性大，房屋的絕對(duì)沉降量和相對(duì)不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設(shè)計(jì)的長高比較大，整體剛度差，而對(duì)地基又末進(jìn)行加固處理，那么墻體就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫。裂縫對(duì)稱的發(fā)生在縱墻的兩端，向沉降較大的方向傾斜，沿著門窗洞口約成45.呈正八字形，且房屋的上部裂縫小，下部裂縫大。這種裂縫，必然是地基附加應(yīng)力作用使地基產(chǎn)生不均勻沉降而形成的。
當(dāng)房屋地基土層分布不均勻，土質(zhì)差別較大時(shí)，則往往在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處出現(xiàn)較明顯的不均勻沉降，造成墻體開裂，其裂縫上大下小，向土質(zhì)較軟或土層較厚的方向傾斜。
在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下，當(dāng)未留設(shè)沉降縫時(shí)，也容易在高低和較重的交接部位產(chǎn)生較大的不均勻沉降裂縫。此時(shí)，裂縫位于層數(shù)低的荷載輕的部分，并向上朝著層數(shù)高的荷載重的部分傾斜。
當(dāng)房屋兩端土質(zhì)壓縮性大，中部小時(shí)，沉降分布曲線將成凸形，此時(shí)，往往除了在縱墻兩端出現(xiàn)向外傾斜裂縫外，也常在縱墻頂部出現(xiàn)豎向裂縫。
在多層房屋中，當(dāng)?shù)讓哟芭_(tái)過寬時(shí)，也往往容易因荷載由窗間墻集中傳遞，使地基不均勻沉降，致使窗臺(tái)在地基反力作用下產(chǎn)生反向彎曲，引起窗臺(tái)中部的豎向裂縫。
此外，新建房屋的基礎(chǔ)若位于原有房屋基礎(chǔ)下，則要求新、舊基礎(chǔ)底面的高差H與凈距L的比值應(yīng)小于0.5~1.否則，由于新建房屋的荷載作用使地基沉降而引起原有房屋、墻體裂縫。同理，在施工相鄰的高層和低層房屋時(shí)，亦應(yīng)本著先高、重，后低、輕的原則組織施工；否則，若先施工了低層房屋后再施工高層房屋，則也會(huì)造成低層房屋墻體的開裂。
從以上分析可知，裂縫的分布與墻體的長高比有密切關(guān)系，長高比大的房屋因剛度差，抵抗變形能力差，故容易出現(xiàn)裂縫；因縱墻的長高比大于橫墻的長高比，所以大部分裂縫發(fā)生在縱墻上。裂縫的分布與地基沉降分布曲線密切有關(guān)，當(dāng)沉降分布曲線為凹形時(shí)，裂縫較多的發(fā)生在房屋下部，裂縫寬度下大上??；當(dāng)沉降分布曲線為凸形，裂縫較多的發(fā)生在房屋的上部，裂縫寬度上大下小。裂縫分布與墻體的受力特點(diǎn)密切有關(guān)，在門窗洞口處，平面轉(zhuǎn)折處、層高變化處，由于應(yīng)力集中，往往也就容易出現(xiàn)裂縫；又因墻體是受剪切破壞，其主拉應(yīng)力為45.所以裂縫也成45傾斜。
為了防止地基不均勻沉降引起墻體開裂，首先應(yīng)處理好軟土地基和不均勻地基，但在擬定地基加固和處理方案時(shí)，又應(yīng)將地基處理和上部結(jié)構(gòu)處理結(jié)合起來考慮使其能共同工作；不能單純從地基處理出發(fā)，否則，不僅費(fèi)用大；而效果亦差。在上部結(jié)構(gòu)處理上有：改變建筑物體型；簡化建筑物平面；合理設(shè)沉降縫；加強(qiáng)房屋整體剛度 （如增加橫墻、增設(shè)圈梁、采用筏式基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等）；采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)等。
?。ǘ囟葢?yīng)力引起墻體裂縫分析
一般材料均有熱脹冷縮性質(zhì)，房屋結(jié)構(gòu)由于周圍溫度變化引起熱脹冷縮變形，稱為溫度變形。如果結(jié)構(gòu)不受任何約束，在溫度變化時(shí)能自由變形，那么結(jié)構(gòu)中就不會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力。如果結(jié)構(gòu)受到約束而不能自由變形時(shí)，則將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力或稱溫度應(yīng)力。由溫度應(yīng)力引起結(jié)構(gòu)的伸縮值。
由于鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)a=1.08X10/C，而普通磚砌體的線膨脹系數(shù)為0.5XlO/C，在相同溫差下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的伸長值要比磚砌體大一倍左右。所以，在混合結(jié)構(gòu)中，當(dāng)溫度變化時(shí)，鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋、圈梁等與磚墻伸縮不一，必然彼此相牽制而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，使房屋結(jié)構(gòu)開裂破壞。
溫度應(yīng)力引起墻體裂縫一般有以下幾種情況：
1.八字形裂縫
如圖4-6所示，當(dāng)外界溫度上升時(shí)，外墻本身沿長度方向?qū)⒂兴扉L，但屋蓋部分（特別是直接暴露在大氣中的鋼筋混凝土屋蓋）的伸長值大得多。從屋蓋與墻體連接處切開來看，屋蓋伸長對(duì)墻體產(chǎn)生附加水平推力，使墻體受到屋蓋的推力而產(chǎn)生剪應(yīng)力，剪應(yīng)力和拉應(yīng)力又引起主拉應(yīng)力，當(dāng)主拉應(yīng)力過大時(shí)，將在墻體上產(chǎn)生八字形裂縫。由于剪應(yīng)力的分布大體是中間為零，兩端最大，因此八字形裂縫多發(fā)生在墻體兩端，一般占二、三個(gè)開間，且發(fā)生在頂層墻面上。
2.水平裂縫和包角裂縫
平屋頂房屋，有時(shí)在屋面板底部附近或頂層圈梁附近，出現(xiàn)沿外墻頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫，這是由于屋面伸長或縮短引起的向外或向內(nèi)推拉力而產(chǎn)生的，包角裂縫實(shí)際上是水平裂縫的一種形式，是外橫墻和縱墻的水平裂縫連接起來形成的，在這種情況下，下面一般不會(huì)再出現(xiàn)八字形裂縫。有時(shí)，外縱墻的水平裂縫也會(huì)出現(xiàn)在頂層的窗臺(tái)水平處。
3，女兒墻根部和豎向裂縫
女兒墻根部由于受到屋面伸長或縮短引起的向外或向內(nèi)的推、拉力，使女兒墻根部的砌體外西域女兒墻外傾現(xiàn)象，形成水平裂縫。有時(shí)，由于鋼筋混凝土屋面的收縮，也可能使女兒墻處于偏心受壓狀態(tài)，從而造成女兒墻上部沿豎向開裂。
此外，在樓梯間兩側(cè)或有錯(cuò)層處的墻體將易產(chǎn)生局部的豎向裂縫，這是由于樓面收縮產(chǎn)生較大的拉力所致。
影響房屋伸縮出現(xiàn)裂縫的原因很多而且復(fù)雜，以上所述的僅是一些常見的情況。為了減少溫度應(yīng)力的影響，可采取合理地設(shè)伸縮縫；避兔樓面錯(cuò)層和伸縮縫錯(cuò)位；加強(qiáng)屋面保溫、隔熱；用油氈夾滑石粉或鐵皮將屋面板和墻體隔離，并在女兒墻根部留一定空隙，使其能自由伸縮且有伸縮余地；采用蓄水屋面域種植屋面；女兒墻設(shè)構(gòu)造柱；加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，提高其抗拉強(qiáng)度等技術(shù)措施。
二、懸挑結(jié)構(gòu)坍塌分析
懸挑結(jié)構(gòu)坍塌實(shí)例較多，一是整體傾覆坍塌；二是沿懸臂梁、板根部斷塌。其主要原因有：
1.穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩
懸挑結(jié)構(gòu)是靠壓重或外加拉力來保持穩(wěn)定，要求抗傾覆的安全因素不小于1.5，若穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩時(shí)，必然失穩(wěn)，傾覆坍塌。如雨蓬、挑梁，當(dāng)梁上壓重（砌磚的高度）不能滿足穩(wěn)定要求時(shí)，就拆除支撐、模板，即會(huì)產(chǎn)生坍塌事故。
2.模板支撐方案不當(dāng)
懸挑結(jié)構(gòu)根部受力最大，當(dāng)混凝土澆筑后，尚未達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí)，模板支撐產(chǎn)生沉降，根部混凝土隨即開裂，拆模后將從根部產(chǎn)生斷裂坍塌；若懸挑結(jié)構(gòu)為變截面時(shí)，施工時(shí)將模板做成等截面外形，而造成根部斷面減小，拆模后也會(huì)造成斷塌事故。
3.鋼筋錯(cuò)位、變形
懸挑結(jié)構(gòu)根部負(fù)彎矩最大，主筋應(yīng)配在梁板的上部。若施工時(shí)將鋼筋放在下部，或被踩踏向下變形過大，或錨固長度不夠等原因，拆模后，均會(huì)導(dǎo)致根部斷塌。
4.施工超載
懸挑結(jié)構(gòu)的固端彎矩與作用荷載成正比，如施工荷載超過設(shè)計(jì)荷載，當(dāng)模板下沉?xí)r就在根部出現(xiàn)裂縫；尤其是當(dāng)由根部向外澆筑混凝土?xí)r，隨著荷載增加；模板變形，也極容易在根部產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致拆模后斷裂。
5.拆模過早
不少懸挑結(jié)構(gòu)斷塌事故都是由于拆模過早，混凝土未達(dá)到足夠強(qiáng)度所造成。所以，規(guī)范規(guī)定，跨度小于2m的懸臂梁及板，混凝土拆模強(qiáng)度應(yīng)大于等于70%；跨度大于2m的懸臂梁及板，混凝土的拆模強(qiáng)度為100%.
三、鋼筋混凝土柱吊裝斷裂事故分析
（一）事故概況
某工程項(xiàng)目C列柱為等截面柱，長l2m；斷面為40Omm*6OOmm；采用對(duì)稱配筋，每邊為4業(yè)16，構(gòu)造筋為2業(yè)12；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，吊裝時(shí)已達(dá)100%強(qiáng)度；柱為平臥預(yù)制，一點(diǎn)起吊；吊點(diǎn)距柱頂2m；剛吊離地面時(shí)，在柱腳與吊點(diǎn)之間離柱腳4.8m左右產(chǎn)生裂縫，裂縫沿底面向兩側(cè)面延伸貫通，最大寬度達(dá)1.3mm，使柱產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。
?。ǘ┦鹿试蚍治?/p>
此事故的主要原因是：柱平臥預(yù)制吊裝，吊點(diǎn)受力與使用受力不一 致；吊點(diǎn)選擇不合理，吊裝彎矩過大，其抗彎強(qiáng)度和抗裂度不能滿足要求所造成?，F(xiàn)予以分析驗(yàn)算如下：
1.吊點(diǎn)選擇不符合吊裝彎矩MDm，最小的原則
柱子吊裝彎矩的大小與吊點(diǎn)位置密切有大而遭受破壞，其吊點(diǎn)選擇的原則：必須力求吊裝彎距最小。為此，對(duì)等截面柱，當(dāng)一點(diǎn)起吊時(shí)，應(yīng)使|Mmx|=|一MD|，即跨中最大正彎距語吊點(diǎn)處負(fù)彎距的絕對(duì)值相等。據(jù)此求得吊點(diǎn)位置距柱頂為0.293L（L為柱長）處。當(dāng)L為12米時(shí)，吊點(diǎn)距柱頂應(yīng)為0.293X12=3.5m.原吊點(diǎn)離柱頂為2m，故不符合吊裝彎矩最小的原則，吊裝時(shí)必然使跨中最大彎矩的絕對(duì)值大于吊點(diǎn)處負(fù)彎矩的絕對(duì)值，所以裂縫發(fā)生在跨中最大正彎矩的截面處。
2.柱子吊裝中抗彎強(qiáng)度不夠
現(xiàn)就按吊裝彎矩最小進(jìn)行驗(yàn)算，柱子平臥預(yù)制一點(diǎn)起吊，其抗彎強(qiáng)度也不能滿足要求。驗(yàn)算結(jié)果如下：
?。?）計(jì)算荷載g
取鋼筋混凝土重力密度為25000N/m‘，則自重為0.4X0.6X25000=6000N/m；動(dòng)載系數(shù)為1.3~1.5，取1.5，則計(jì)算荷載q=1.5X6000=9000N/m.
（2）計(jì)算簡圖
按吊裝彎短最小的原則，吊點(diǎn)離柱頂為3.5m，吊裝時(shí)柱腳不離地，柱子剛吊離地面近似于一根懸臂的簡支梁。
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