歡迎來到http://www.nvlbio.live !
當前位置:六六工程資料網建筑課堂工程資料結構設計某高層建筑混凝土墻板裂縫事故調查分析及處理辦法

某高層建筑混凝土墻板裂縫事故調查分析及處理辦法

08-22 13:16:04  瀏覽次數:931次  欄目:結構設計
標簽:組織結構設計,鋼結構設計, 某高層建筑混凝土墻板裂縫事故調查分析及處理辦法,http://www.nvlbio.live
    1. 裂縫事故描述
    1.1 工程概況
    西北地區某高層綜合辦公樓,主樓為鋼筋混凝土框-筒結構,地下1層,地上18層,總高度76.8m,總建筑面積36482m2。該建筑基礎為灌注群樁,地下室外墻采用300mm厚C30自防水混凝土。標高13.6m以上混凝土標號均為C40,樓板厚度120mm,其標準層平面結構見圖1。
    1.2 裂縫的出現
    該工程于1998年6月開工,1998年9月中旬施工地下室外墻,1999年1月19日施工到結構6層梁板。該層梁板在施工的同時即發現板面出現少量不規則細微裂縫,到2月24日該層梁板底摸拆除時,發現板底出現裂縫(圖1中不規則實線所示)。從滲漏水線和現場鉆芯取樣分析,裂縫均為貫通性裂縫。之后又對全樓己施工完畢的混凝土工程進行了詳察,在地下室外墻外側上部發現數條長度不等的豎向裂縫(其中有兩條為貫通性裂縫),見圖2。在5、6兩層核心筒的電梯井洞口上部連梁上的同一部位亦發現兩條裂縫,見圖3。而在其他的柱、墻、梁、板上則未發現裂縫。
    1.3 裂縫描述
    經現場實測,第6層現澆板上的裂縫均為貫通性裂縫,最大裂縫長度約4.5m(直線距離),最大裂縫寬度0.27mm。地下室外墻豎向裂縫的最大長度約1.9m,最大裂縫寬度0.2mm,核心筒連梁上的裂縫最大長度0.3m,裂縫最大寬度約0.18mm。經過近一個月的現場連續監控,未發現以上裂縫的進一步發展和新的裂縫出現。
    2. 事故調查
    2.1 現場取樣和原材料調查
    根據業主要求,為確認混凝土強度,現場取24個部位作了回彈實驗,并用超聲波和鉆芯取樣進行強度校正,實驗結果滿足設計強度要求。而從施工單位提供的各項原材料質量證明書、復驗報告、混凝土強度實驗報告和現場原材料抽樣分析的結果來看,可以排除各種原材料不合格的因素。
    2.2 施工過程調查
    2.2.1 工藝流程。該工程所用混凝土均為現場攪拌。從攪拌機直接泵送至工作面,混 凝土采用機械振搗。經現場測試,攪拌站的自動計量裝置滿足混凝土配比的誤差要求,混凝土的坍落度實際控制在18cm左右。從混凝土外觀檢查,無蜂窩麻面現象,振搗是密實的。
    2.2.2 混凝土配合比。地下室施工所用混凝土配合比無任何外加劑,不考慮外加劑的影響。而6層梁板施工時,為滿足冬季施工的需要和泵送要求,混凝土中摻加了Q型高效防凍膏和wp_x型高效減水劑,所用水泥為525R普通硅酸鹽水泥,用量為480kg/m3。以上三種材料均有不同程度的早強作用。從混凝土最初出現裂縫的情況分析,以上三種材料的綜合應用,可能是導致混凝土出現早期裂縫的原因之一。
    2.2.3 施工過程。地下室在1998年9月中旬施工結束后,由于現場缺土,一直未予以回填(裂縫處理過后,才購土回填),而外墻在1999年1月以前是沒有裂縫的。地下室外墻周長176m,長期暴露在外,受環境變化的影響較大,特別是溫度變化的影響。在澆灌6層梁板混凝土的過程中,即發現在核心筒四角的板面上出現裂縫,但由于裂縫細小而未引起施工單位的重視。
    2.3 氣象條件的調查
    該層梁板施工時,正值該地區天氣最寒冷的一段時期,最低氣溫-10℃,最高氣溫l℃,相對濕度在30~40%之間,當日的最大風速為7m/s。施工中雖然采取了多種冬季施工措施,如加熱拌和用水、梁板下層采用彩膠布圍護、生火保溫等措施,但在作業面上僅采用雙層草簾覆蓋保溫而未灑水養護和采取防風措施。
    2.4 其他因素調查
    該建筑物當時正處于施工期間,其整體下沉量不足3mm,而且均勻沉降;該層混凝土施工10d后(春節期間息工),其上部荷載才逐步加上:該層模板是在28d之后拆除的,并未發現梁板底部彎曲下沉現象,而且施工期間亦未受到其他震動。因此,基本可以排除其他因素(諸如支撐下沉、外力作用等)對該層梁板的影響。
    3. 原因分析
    在施工的各種條件未變的情況下,從裂縫僅在六層現澆板上出現,而未在其它層現澆板上出現的事實來分析,唯一不同的是施工作業時的氣候變化。如前所述,該層現澆板施工時是該地區冬季最寒冷、干燥的一個時期,最高氣溫僅1℃,當時的最大風速7m/s,濕度僅有30~40%,特別是每天于21時施工完畢后,混凝土正處于初凝期,強度尚未有大的發展,作業面又沒有防風措施,導致混凝土失去水分過快,引起表面混凝土干縮,產生裂縫。根據有關資料記載,當風速為7m/s時,水分的蒸發速度為無風時的2倍;當相對濕度為30%時,蒸發速度為相對濕度90%時的3倍以上。假如將施工時的風速和濕度影響疊加,則可推算出此時的混凝土干燥速度為通常條件下的6倍以上。另外,從裂縫絕大多數集中在構件較薄及與外界接觸面積最大的樓板上這一現象也可證實,開裂與其使用的材料關系不大,而受氣象條件的影響大些。與樓板厚度接近的墻肢之所以未裂,是因為墻肢兩面都有模板,不直接受大氣的影響。由此可以基本斷定,天氣因素是導致混凝土現澆板出現干縮裂縫的主要因素。地下室外墻由于本身體積較大,又長期暴露在溫濕度變化較大的環境中,特別到了1999年1月下旬,溫度較施工時降低近30℃,導致混凝土溫度收縮而產生裂縫。
    第二,梁板所用混凝土均為C40混凝土,而根據設計院進行的技術交底要求,梁板混凝土只要達到C30強度即可,施工單位為了施工中更容易控制墻柱的質量,統一按照C40混凝土標準進行施工,而C40混凝土的水泥用量為480kg/m3,相對于C30混凝土,單位水泥用量增加約70kg,這樣,混凝土的收縮將增加0.4×10-4左右,無形中又增加了裂縫出現的可能。
    第三,進入冬季施工以后,混凝土中又添加了Q型防凍膏和wp_x減水劑,施工用水相對減少,混凝土強度增長較快,加劇了混凝土水分的蒸發和裂縫的發展。同時,由于天氣寒冷,擔心養護用水結冰而僅采用覆蓋雙層草簾保溫的措施也對混凝土抗裂強度的發展不利。
    第四,從本工程的結構平面圖中我們可以看出,梁板結構在9、12和C、K軸線處平面發生突變,截面削弱達50%以上,而且核心筒和墻肢集中處剛度非常大,對現澆板的約束較強,核心筒四角和墻肢兩端內部應力非常集中。從現澆板最初出現裂縫的位置來看,干縮裂縫首先在核心筒的四角,之后出現在板的中部,這是現澆板內部應力最集中、最復雜和最薄弱的部位。由于墻肢和核心筒剛度的強烈約束作用,當混凝土的收縮應力大于其抗拉強度時,裂縫便沿此位置出現、發展。本次發現核心筒連梁上出現的兩條裂縫,亦是相同因素引起的。
    4. 處理辦法
    經過以上的調查分析,本樓層的結構是安全的,梁板的承載力是滿足設計要求的。參照日本混凝土工程協會制定的《混凝土工程裂縫調查及補強加固規程》4.2.3條款之規定,小于0.3mm的裂縫無須修補。但考慮到本工程的重要性和業主對此問題的重視程度,同時也為了防止鋼筋銹蝕而影響耐久性,本著預防為主的原則,決定按照需要修補的規定進行修補。而對于地下室外墻,由于有抗滲要求,則必須予以修補。具體修補措施如下:
    4.1 修補時間
    考慮到樓板混凝土的干縮和溫度收縮可能尚未完成,樓板修補時間確定在1999年4月中旬。地下室則必須盡快修補。
    4.2 修補范圍
    凡是肉眼可視、長度在800mm以上,或縫寬大于0.08mm的樓板裂縫均予以修補。地下室外墻裂縫悉數修補。
    4.3 修補辦法
    樓板基底用鋼絲刷清理干凈后,用低黏度改性環氧樹脂沿縫涂抹,寬度約100mm,自然干燥后盡快粉刷封閉。地下室外墻內側采用上述辦法,外側沿縫涂防水油膏一道(寬約300mm),再做氯化聚乙烯橡膠共混防水卷材一道(厚1.5mm,寬1.0m),經檢查合格后,必須盡快回填。
    5.修補效果
    該工程于1999年4月中旬修補以后,由于施工單位采取了相應措施,未再發現有新的裂縫出現,而修補過的裂縫也未再發展。時隔一年,目前該工程即將投入使用,施工情況良好。由此可以斷定當時對主要原因的分析和處理辦法是正確的。

[1] [2]  下一頁

,某高層建筑混凝土墻板裂縫事故調查分析及處理辦法

++《某高層建筑混凝土墻板裂縫事故調查分析及處理辦法》相關文章

贵州快3下载