1? 混凝土結(jié)構(gòu)事故產(chǎn)生的原因
??????? 混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是很普遍的現(xiàn)象，從理論上說(shuō)，混凝土結(jié)構(gòu)尤其是受彎構(gòu)件總是帶裂縫工作的，在使用荷載不大的情況下，沒(méi)有裂縫隙或這類結(jié)構(gòu)性裂縫隙非常細(xì)微，不易為肉眼所察覺(jué)。但在現(xiàn)實(shí)的建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)各種各樣的裂縫。許多混凝土結(jié)構(gòu)在發(fā)生重大事故之前，往往有裂縫出現(xiàn)并不斷發(fā)展，應(yīng)特別注意。
???????? 1.1? 設(shè)計(jì)失誤引起的事故
??????? 1.1.1? 因設(shè)計(jì)方案不妥而引起的事故
??????? 房屋長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)而未按規(guī)定設(shè)置伸縮縫；把基礎(chǔ)置于持力層的承載力相差很大的兩種或多種土層上而未妥善處理；房屋形體不對(duì)稱，質(zhì)量分布不均勻；主次梁支承受力不明確，工業(yè)廠房或大空間采用輕屋架而沒(méi)有設(shè)置必要的支撐；受動(dòng)力作用的結(jié)構(gòu)與振源振動(dòng)頻率相近而未采取措施；結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性不夠等等。
??????? 1.1.2? 設(shè)計(jì)計(jì)算失誤
??????? 因任務(wù)急、時(shí)間緊、計(jì)算和繪圖錯(cuò)誤而又未認(rèn)真校對(duì)；荷載漏算或少算了；抄了一個(gè)圖或采用標(biāo)準(zhǔn)圖后未結(jié)合實(shí)際情況復(fù)核，有的甚至認(rèn)為原有設(shè)計(jì)有安全儲(chǔ)備而任意減小斷面，少配鋼筋或降低材料強(qiáng)度等級(jí)；設(shè)計(jì)時(shí)所取可靠度不足或偏低等。
??????? 1.1.3? 對(duì)突發(fā)事故缺少二次防御能力
??????? 我國(guó)有關(guān)規(guī)范規(guī)定當(dāng)有偶然的突發(fā)性事件發(fā)生時(shí)，允許有結(jié)構(gòu)的局部破壞，但應(yīng)保持在一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生連續(xù)倒塌，能保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。這一方面的規(guī)定往往為設(shè)計(jì)人員所忽略。
??????? 1.1.4? 對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)造細(xì)節(jié)處置不當(dāng)
??????? 有些設(shè)計(jì)人員重計(jì)算、輕構(gòu)造，認(rèn)為構(gòu)造處理不是很重要的，因而缺少精心設(shè)計(jì)。如大梁下未設(shè)置梁墊，預(yù)埋件設(shè)置不當(dāng)，鋼筋錨固長(zhǎng)度不夠，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理等等。
??????? 1.2? 施工不良引起的事故
??????? 1.2.1? 建筑業(yè)管理方面問(wèn)題
??????? （1）不按圖施工，甚至無(wú)圖施工。這在中小城市或一些小型建筑中常見(jiàn)，以為建筑不大，任意畫(huà)張草圖就施工。有些工程因領(lǐng)導(dǎo)意圖要限期完工，往往未出圖就施工。有時(shí)雖有圖紙，但施工人員怕麻煩，或未領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖就擅自更改。
??????? （2）施工人員誤以為設(shè)計(jì)留有很大的安全度，少用一些材料，房屋也塌不了，因而故意偷工減料。
??????? （3）建筑市場(chǎng)不規(guī)范，名義上由有執(zhí)照或資質(zhì)證書(shū)的施工單位承包施工，實(shí)際上層層轉(zhuǎn)包，直接施工的施工人員技術(shù)低、素質(zhì)差，有的根本無(wú)執(zhí)照。
??????? （4）進(jìn)建筑材料質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)。有時(shí)為利潤(rùn)驅(qū)動(dòng)，只進(jìn)價(jià)格便宜的材料，根本不問(wèn)質(zhì)量如何，材質(zhì)不行，建筑工程質(zhì)量就難以保證。
??????? （5）不遵守操作規(guī)程，質(zhì)檢人員檢查不力，馬虎簽章，留下隱患。
??????? （6）不按基本建設(shè)程序辦事，未經(jīng)有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)，私自開(kāi)工，往往無(wú)設(shè)計(jì)先施工，未勘測(cè)先設(shè)計(jì)，什么都搶工期，不講質(zhì)量。
??????? 1.2.2? 施工管理和技術(shù)方面的原因
??????? （1）模板問(wèn)題。模板強(qiáng)度不足，或整體穩(wěn)定性差引起塌模；剛度不足，變形過(guò)大，造成混凝土構(gòu)件歪扭；木模板未刨平，鋼模未校正，拼縫不嚴(yán)，引起漏漿，造成混凝土麻面，蜂窩孔洞等毛病；模板內(nèi)部不平整、不光滑或未用脫模劑，拆模時(shí)與混凝土粘結(jié)，硬撬拆模，造成脫皮，缺棱掉角；混凝土未達(dá)需要的強(qiáng)度，過(guò)早拆模，引起混凝土構(gòu)件破損等。
??????? （2）鋼筋問(wèn)題。鋼筋露天堆放，雨水浸泡后銹蝕嚴(yán)重，使用前未除銹；鋼材質(zhì)量間題，有時(shí)只注意了強(qiáng)度滿足要求，延伸率、冷彎不合格，或含硫、含磷量過(guò)高，影響成型、加工(尤其是焊接)質(zhì)量；鋼筋錯(cuò)位，施工人員不熟悉圖紙或看錯(cuò)圖紙而放錯(cuò)了；圖下料省事，不按規(guī)范要求，而使梁、柱同在同一截面的接頭過(guò)多，甚至達(dá)100%；接頭不牢，主要是綁扎松扣或焊接虛焊、漏焊；懸挑構(gòu)件的主筋放反了，或放正了，在施工中有被壓下去了；預(yù)埋件放置不當(dāng)?shù)取?br /> ??????? （3）混凝土施工的問(wèn)題。配置混凝土配合比不準(zhǔn)，或不按配合比設(shè)計(jì)配料，尤其是操作人員為了增加流動(dòng)性而多加水；為節(jié)省工本而偷工減料，少加水泥，減小面積；對(duì)于骨料質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)；使用過(guò)期水泥，使混凝土質(zhì)量達(dá)不到要求，導(dǎo)致承載力不足時(shí)會(huì)引起事攪拌混凝土擱置時(shí)間過(guò)久，超過(guò)初凝時(shí)間才澆注。
??????? （4）混凝土澆筑時(shí)，混凝土搗固不實(shí)。澆筑順序不當(dāng)，有些混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑過(guò)程中易使模板產(chǎn)生不利變形，要按規(guī)定順序澆筑。
??????? （5）養(yǎng)護(hù)問(wèn)題。特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切，混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時(shí)，如干燥過(guò)快，則產(chǎn)生收縮裂縫，通常發(fā)生在表面上，裂縫不規(guī)則，寬度小，另外水泥在水化及硬化過(guò)程中，散發(fā)大量熱量，使混凝土內(nèi)外部產(chǎn)生溫差，超過(guò)一定值時(shí)，因砼的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。因此混凝土澆筑完畢后要細(xì)心養(yǎng)護(hù)，保持必要的溫濕度。要防止過(guò)早失水，保持濕潤(rùn)；冬天要防止受凍害。
??????? （6）避免在極端天氣條件下施工，可以減少混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂情況。
??????? 1.3? 收縮裂縫產(chǎn)生的原因
??????? 1.3.1? 塑性收縮裂縫
??????? 塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，多發(fā)生于新澆混凝土的板面、地面或具有較大面積的構(gòu)件表面，裂縫形狀很不規(guī)則，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長(zhǎng)短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長(zhǎng)20～30cm，較長(zhǎng)的裂縫可達(dá)2～3m，寬1～5mm。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷炼酁槭彝饴短鞚仓?，混凝土在終凝前幾乎沒(méi)有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，混凝土表面受到日曬、風(fēng)吹的影響，使新澆混凝土表面失水過(guò)快，即蒸發(fā)速度大于泌水速度，表面混凝土的收縮受到底層混凝土的約束，使正在硬化的混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致混凝土表面裂縫。影響混凝土塑性收縮開(kāi)裂的主要因素有配合比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度等等。塑性裂縫一般在混凝土澆筑后的四小時(shí)左右形成，開(kāi)始不很明顯。
??????? 1.3.2? 干縮裂縫
??????? 干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。終凝前出現(xiàn)裂縫，較薄的梁、板類構(gòu)件多沿短方向分布；凝固后期的裂縫一般較寬較深，此時(shí)出現(xiàn)的干縮裂縫一般均勻地分布于相鄰兩鋼筋之間并與鋼筋平行。水泥漿中水分的蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過(guò)快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，水泥石中的凝膠體逐漸干縮產(chǎn)生的初始應(yīng)力，而產(chǎn)生裂縫。相對(duì)濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05～0.2mm之間，個(gè)別情況也有大于0.2mm的，大體積混凝土中平面部位多見(jiàn)，較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。混凝土干縮主要和混凝土的配合比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。
??????? 1.4? 溫度裂縫產(chǎn)生的原因
??????? 混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，發(fā)生收縮和膨脹，就會(huì)產(chǎn)生裂縫，在工程中，這類裂縫較多見(jiàn)。
??????? 1.4.1? 施工期裂縫
??????? 溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。混凝土澆筑后，在硬化過(guò)程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，（當(dāng)水泥用量在350～550 kg/m3，每立方米混凝土將釋放出17500～27500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升達(dá)70℃左右甚至更高）。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力（實(shí)踐證明當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到25℃～26℃時(shí)，混凝土內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生大致在10MPa左右的拉應(yīng)力）。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。
??????? 1.4.2? 環(huán)境溫度變化裂縫
??????? 溫度裂縫的走向通常無(wú)一定規(guī)律，裂縫一般平行于梁板結(jié)構(gòu)的短邊，大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯(cuò)；梁板類長(zhǎng)度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長(zhǎng)邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。對(duì)處于環(huán)境溫差較大的高溫車(chē)間、冷庫(kù)、浴室等由于溫度驟變，容易產(chǎn)生溫度裂縫。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。
??????? 1.4.3? 電氣焊接裂縫
??????? 預(yù)制構(gòu)件安裝時(shí)預(yù)埋件因焊接措施不當(dāng)，使預(yù)埋件附近混凝土產(chǎn)生裂縫，也是一種溫度裂縫。
??????? 1.5? 鋼筋銹蝕裂縫產(chǎn)生的原因
??????? 當(dāng)保護(hù)層混凝土碳化或混凝土不密實(shí)、保護(hù)層厚度不足時(shí)，鋼筋在一定的環(huán)境條件下將發(fā)生銹蝕，削減鋼筋的斷面，同時(shí)鐵銹膨脹可引起混凝土開(kāi)裂，破壞混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力，削弱混凝土與鋼筋的共同工作，降低結(jié)構(gòu)的耐久性。
??????? 1.6? 受力裂縫產(chǎn)生的原因
??????? 結(jié)構(gòu)受外力作用而產(chǎn)生的裂縫稱為受力裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件得允許帶裂縫工作的，但有些構(gòu)件因改變使用功能、荷載增大、設(shè)計(jì)有誤、截面減小、鋼筋用量不夠、施工質(zhì)量差、原材料質(zhì)量不合格、混凝土強(qiáng)度降低以及已有建筑物耐久性不足引起的承載力下降等都有可能加劇裂縫的開(kāi)展，使裂縫寬度超過(guò)允許范圍。就梁板結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，受力裂縫有垂直裂縫、壓區(qū)裂縫、和斜截面裂縫等幾種。
??????? 1.7? 水泥安定性不良產(chǎn)生的裂縫
??????? 由于水泥安定性不良使混凝土產(chǎn)生裂縫，裂縫的形式通常遍及結(jié)構(gòu)的表面，形狀如同龜裂，嚴(yán)重的可使構(gòu)件彎曲、松脆或崩潰。水泥安定性不良主要是水泥熟料燒結(jié)不充分而產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，它在凝結(jié)硬化過(guò)程中水化很慢，當(dāng)水泥已經(jīng)凝結(jié)硬化后它還在繼續(xù)起水化作用，破壞已經(jīng)硬化的水泥石結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的體積發(fā)生不均勻變化而產(chǎn)生裂縫。使用安定性不良的水泥會(huì)降低結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力，嚴(yán)重的還會(huì)造成結(jié)構(gòu)的承載力破壞。
??????? 1.8? 沉陷產(chǎn)生的裂縫
??????? 沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔悖０逯伍g距過(guò)大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直或呈300～450角方向發(fā)展， 較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯(cuò)位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小，地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。
??????? 1.9? 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫
??????? 堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫。混凝土拌和后會(huì)產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周?chē)h(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開(kāi)裂。這種裂縫一般出現(xiàn)中混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。
??????? 2? 混凝土結(jié)構(gòu)事故的預(yù)防措施
??????? 控制混凝土裂縫，必須從混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因入手，才能有效地將裂縫控制在充許范圍內(nèi)。一般分為兩個(gè)控制階段，設(shè)計(jì)階段和施工階段，設(shè)計(jì)階段由設(shè)計(jì)人員對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的品種、規(guī)格、建筑物的結(jié)構(gòu)形式等統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，有效進(jìn)行裂縫控制。施工階段采取加入外加劑改善混凝土性能、降低水泥水化熱、降低混凝土內(nèi)外溫差、設(shè)置施工縫或變形縫、加強(qiáng)混凝土中的配筋率等措施來(lái)減少混凝土的收縮，防止混凝土產(chǎn)生有害裂縫，通過(guò)以上分析，在工程裂縫中有很大一部分是可以通過(guò)設(shè)計(jì)手段、施工手段來(lái)克服。
??????? 2.1? 合理設(shè)計(jì)施工配合比預(yù)防措施
??????? 　　由于混凝土各項(xiàng)指標(biāo)要求較高，并普遍采用泵送混凝土，因此合理設(shè)計(jì)配合比是有效控制和預(yù)防混凝土裂縫發(fā)生的基礎(chǔ)。應(yīng)根據(jù)工程所處條件，對(duì)砂率、配合比、水泥用量及摻合料用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最優(yōu)方案。
??????? 2.1.1? 砂率的選擇
??????? 適當(dāng)砂率的選擇對(duì)控制混凝土的裂縫有積極作用，混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。由于砂率減小使粗骨料含量增大，在相同條件下混凝土的彈性模量較高，收縮量較小，而且由于粗骨料對(duì)收縮的約束作用，可減少開(kāi)裂的可能。使用粗骨料，盡量選用粒徑較大，級(jí)配良好的粗骨料，在厚大無(wú)筋或少筋的大體積混凝土中，摻總量不超過(guò)20%的大石塊，減少混凝土的用量，以達(dá)到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。