大连理工大学网络教育学院

本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

题    目：马坪小学工程钢筋混凝土结构工程事故分析及处理

学习中心：                    

                层    次：     专科起点本科      

专    业：       土木工程      

年    级：        年  季        

学    号：                  

学    生：                      

指导教师：                    

完成日期：   2022年7月25日    

内容摘要

现在钢筋混凝土是应用比较广泛的一种建筑结构，但是近些年有关钢筋混凝土结构的质量事故比较常见，这让我们必须高度的重视。本文结合马坪小学的工程事故对钢筋混凝土结构常见的裂缝问题进行分析。分析的结果得出，造成此工程事故的主要原因是在材料、施工和设计等几个方面。依据本工程具体的问题提出了表面修补、结构加固等几个处理事故的措施。最后，在事故当中受到的教训，提出一些处理和预防事故的措施。

关键词：事故分析；裂缝；处理措施；混凝土结构

目     录

内容摘要... I

引   言... 1

1  常见工程事故原因及处理... 1

2  马坪小学教学楼工程概况... 2

2.1  马坪小学教学楼工程基本情况... 2

2.2  事故情况概述... 2

3  事故原因分析... 3

3.1  设计失误... 3

3.2  施工不良... 3

3.2.1施工管理的问题... 3

3.2.2施工技术的原因... 4

3.2.3温差导致... 5

4  危害性分析... 7

5  事故的处理措施及结论... 10

5.1  非结构性裂缝的处理... 10

5.2  结构性裂缝的处理... 10

5.2.1 灌浆、嵌逢封堵... 10

5.2.2 结构加固... 11

参考文献... 13

引   言

随着国民经济快速的发展，钢筋混凝土已经被广泛的应用于工业与民用建筑。在建筑施工的过程当中，混凝土建筑材料广泛应用于城市建设，但是随着这些材料的应用和生产研究，混凝土的结构产生裂缝的问题一直是人们所关注的。钢筋混凝土结构裂缝出现的形式很多，形状各不相同，并且比较常见，特别是楼板产生的裂缝，不严重的影响建筑物的美观，出现漏水的现象，严重的则使建筑物承载力、整体性与稳定性降低，甚至造成整体倒塌的严重事故。这样的质量缺陷是现在施工技术难以克服的施工质量通病的其中之一，尤其是居民居住的建筑工程出现楼面有裂缝，都会引来业主提出异议，然后引发纠纷、投诉和索赔等种种情况。所以，裂缝产生的原因和正确的分析以及有效的预防是非常有必要且迫切的。因此对混凝土结构产生裂缝的原因和控制的研究有着重要的经济异议和社会意义。

论文结合了马坪小学工程所发生的事故对混凝土结构中常见质量事故分析其中裂缝的问题，让我们可以了解到事故的成因，主要的原因有材料、设计以及施工等。从此事故当中得到教训，依据具体的情况提出了处理和预防的措施，以确保施工过程当中的工程质量。

1  常见工程事故原因及处理

近些年来，随着我国城市化的飞速发展，结构工程有着向大及深的方向发展的趋势，随着结构深度的增加，其危险性也大幅的提高，如果在设计和施工上没有给与足够的重视，那么结构工程事故就可能会发生。我们要分析和总结发生事故的原因，这样可以给结构工程的设计与施工提供经验，进而避免出现类似的事故。而深结构工程是一个系统工程,具有特定的工作流程，其中虽然有很多不确定性和地域性,但是通过分析和梳理其工作流程,找出其关键环节,对于探析深结构工程事故的发生原因还是十分必要的。通过分析深结构工程工作流程不难看出， 其中各个环节都是互相联系、互相依赖的，虽有先后顺序, 却无轻重之分，任何一个环节出现问题都可能导致事故发生。

结构工程事故有多种类型，在水土压力的作用下，有可能发生支护结构的破坏，不同型式的支护结构，破坏形式也不同。渗流可能引起流砂、流土以及突涌，引发结构事故。由围护结构的过大变形或者地下水的流失而引发的周围建筑物和地下管线的破坏也属于结构工程事故。结构工程事故的形式大致可分为以下几种。

结构破坏。当结构的构件应力超过材料的强度，或者结构有了不适于继续承载的过大变形，这就发生了结构破坏。例如护坡墙、桩的断裂，锚杆、土钉钢筋的拉断，腰梁的断裂、扭曲，钢支撑的节点破坏，支撑构件的失稳，土钉端部节点的破坏以及土钉墙面层断裂等。 土体破坏。包括整体的滑动失稳，结构底隆起导致失稳，锚杆、土钉锚固体的拔动，嵌固段的土体水平承载力不足引发失稳，渗透破坏以及土体的局部坍塌等。结构引发周边环境的破坏。包括房屋整体的倾斜或倾倒，房屋的承重结构、填充结构开裂破坏，道路的沉降或开裂以及地下管线的开裂或断裂等。

以上结构工程的事故，仅仅从某一种形式上来表现结构破坏，而实际工程中结构工程的事故表现往往具有多样性，是一个连锁效应，其表现的形式也呈现出多样性。因而结构工程事故的发生原因通常也是多方面的，并且具有复杂性。

2  马坪小学教学楼工程概况

2.1  马坪小学教学楼工程基本情况

以漳浦县马坪镇马坪小学教学楼工程进行研究，工程位于漳浦县马坪镇马坪小学校园内，一共是两层。工程的结构是钢筋混凝土结构，防震烈的等级是7级。建筑物耐火的等级是2级，工程设计的使用年限是50年。内部项目，上人屋面设计荷载：2.0KN/平方米，走廊、楼梯间为2.5KN/平方米，0.5kN/平方米的不上人屋面。

2.2  事故情况概述

在混凝土后期的浇筑包养当中，因为漳浦县的气温比较高，旱灾比较严重的时候，没办法及时供应保养需要的水源，在保养和硬化的过程当中，混凝土表面的变化之后水温差产生大量的水泥浆的水化热在水的蒸发会产生收缩，并且这种收缩是不可逆的。主要是由于不同水平造成的不同的结果变形的内部和外部混凝土水分蒸发的：外部条件由混凝土的影响，过量的表面水分流失，大变形，内部湿度变化的小变形小，大的表面变形由混凝土的约束内的收缩产生较大的拉伸应力，从而导致混凝土开裂意外的质量。

图2.1教室横梁处裂缝

3  事故原因分析

马坪小学教学楼的裂缝类型不是单一的，因此在根据其事故原因时，遵循的是从项目的起始到最终状态各个过程都要复查，既要需找客观原因也要寻找主观原因，在多方的共同配合下，发现马坪小学教学楼事故质量的主要原因有以下几点：

3.1  设计失误

这次混凝土裂缝的质量事故的一大原因是因为设计的失误所造成的。在这次工程的设计当中，一些设计的人员重计算、轻构造，觉得构造处理不是非常重要，所以没有没有精心的设计。比如大梁下面没有设置梁垫，预埋件的设置不正确，节点设计不合理，钢筋锚固不够长等等。

小学教学楼相对于其他建筑物会比较长，但是本次工程房屋长度过长却没有按规定设置伸缩缝；把基础置于持力层的承载力相差很大的两种或多种土层上而未妥善处理；房屋形体不对称，质量分布不均匀；主次梁支承受力不明确，教室大空间采用轻屋架而没有设置必要的支撑；受动力作用的结构与振源振动频率相近而未采取措施；结构整体稳定性不够等等。

而且在本次因任务急、时间紧、计算和绘图错误而又未认真校对；荷载漏算或少算了；抄了一个图或采用标准图后未结合实际情况复核，有的甚至认为原有设计有安全储备而任意减小断面，少配钢筋或降低材料强度等级；设计时所取可靠度不足或偏低。由于设计人员的疏忽大意，一是原来教室大空间采用轻屋架是应该设置必要的支撑，而设计人员却忽略了；二是走廊的长度和宽度较大，应该有足够的伸进钢筋，但是设计人员却只是按照普通的规格设计；三是主梁的高度不够，小于建筑物的荷载标准等，这些原因造成了本次建筑工程的混凝土结构出现质量故事，导致多处结构出现裂缝。

3.2  施工不良

除了设计方面的问题，马坪小学教学楼工程的建设还存在着施工不良的问题，主要有以下几个方面。

3.2.1施工管理的问题

（1）不按图施工，甚至无图施工有时虽有图纸，但施工人员怕麻烦，或未领会设计意图就擅自更改。

（2）施工人员误以为设计留有很大的安全度，少用一些材料，房屋也塌不了，因而故意偷工减料。

（3）建筑市场不规范，名义上由有执照或资质证书的施工单位承包施工，实际上层层转包，直接施工的施工人员技术低、素质差，有的根本无执照。

（4）进建筑材料质量把关不严。有时为利润驱动，只进价格便宜的材料，根本不问质量如何，材质不行，建筑工程质量就难以保证。

（5）不遵守操作规程，质检人员检查不力，马虎签章，留下隐患。

（6）不按基本建设程序办事，未经有关部门批准，私自开工，往往无设计先施工，未勘测先设计，什么都抢工期，不讲质量。

图3.1 屋顶裂缝

3.2.2施工技术的原因

（1）模板问题。模板强度不足，或整体稳定性差引起塌模；刚度不足，变形过大，造成混凝土构件歪扭；木模板未刨平，钢模未校正，拼缝不严，引起漏浆，造成混凝土麻面，蜂窝孔洞等毛病；模板内部不平整、不光滑或未用脱模剂，拆模时与混凝土粘结，硬撬拆模，造成脱皮，缺棱掉角；混凝土未达需要的强度，过早拆模，引起混凝土构件破损等。

（2）钢筋问题。钢筋露天堆放，雨水浸泡后锈蚀严重，使用前未除锈；钢材质量间题，有时只注意了强度满足要求，延伸率、冷弯不合格，或含硫、含磷量过高，影响成型、加工(尤其是焊接)质量；钢筋错位，施工人员不熟悉图纸或看错图纸而放错了；图下料省事，不按规范要求，而使梁、柱同在同一截面的接头过多，甚至达100%；接头不牢，主要是绑扎松扣或焊接虚焊、漏焊；悬挑构件的主筋放反了，或放正了，在施工中有被压下去了；预埋件放置不当等。

（3）混凝土施工的问题。配置混凝土配合比不准，或不按配合比设计配料，尤其是操作人员为了增加流动性而多加水；为节省工本而偷工减料，少加水泥，减小面积；对于骨料质量把关不严；使用过期水泥，使混凝土质量达不到要求，导致承载力不足时会引起事搅拌混凝土搁置时间过久，超过初凝时间才浇注。

（4）混凝土浇筑时，混凝土捣固不实。浇筑顺序不当，有些混凝土结构在浇筑过程中易使模板产生不利变形，要按规定顺序浇筑。

（5）养护问题。特别是早期养护质量与裂缝的关系密切，混凝土尚处于未完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度小，另外水泥在水化及硬化过程中，散发大量热量，使混凝土内外部产生温差，超过一定值时，因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。因此混凝土浇筑完毕后要细心养护，保持必要的温湿度。要防止过早失水，保持湿润；冬天要防止受冻害。本次建筑工程项目是在夏天建设的，八月的天气非常炎热，混凝土失水迅速，没有及时进行保湿，混凝土在尚未完全硬化状态下干燥过快，倒是表面出现裂缝。

3.2.3  温差导致

马坪小学教学楼工程在混凝土后浇筑后期的保养中，由于漳浦县气温较高，旱灾较严重的时期，保养的水源没有及时供应得上，在硬化及保养过程中，混凝土表面或温差变化较大的，水泥水化产生大量的水化热，水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力，造成了混凝土开裂的质量事故。混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，发生收缩和膨胀，就会产生裂缝，在工程中，这类裂缝较多见。在大体积混凝土表面和温差变化比较大的地区中，裂缝出现的几率比较大。混泥土有个特征就是混凝土在硬化的时候由于水泥的水化会产生大量的水化热，（当水泥用量在350～550 kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500～27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高）。

由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25℃～26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通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，裂缝一般平行于梁板结构的短边，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。对处于环境温差较大的高温车间、冷库、浴室等由于温度骤变，容易产生温度裂缝。

图3.3墙体裂缝

违反基本的建设程序，施工没有有效地监督机制。对国家规范理解的掌握有偏差，使建筑结构设计先天不足，存在质量事故的隐患，而施工过程中管理混乱和随意以及质量控制把关不严，都直接影响工程的质量，使发生工程事故的几率增大。

4  危害性分析

要控制建筑工程的事故发生，首先要知道产生事故的原因，根据可能的原因，提前采取预防措施，才能从根底上保障建筑工程的安全性。马坪小学教学楼的事故处理，我们可以得知，事故的预防控制一般分为两个控制阶段，设计阶段和施工阶段。施工之前要确定建筑物的结构形式等从而确定混凝土的强度等级和钢筋品种等问题，事前控制施工质量。而在施工阶段，则要加强改善混凝土的性能，通过外加剂和降低混凝土温差等措施来控制混凝土的裂缝问题。

由于混凝土各项指标要求较高，并普遍采用泵送混凝土，因此合理设计配合比是有效控制和预防混凝土裂缝发生的基础。应根据工程所处条件，对砂率、配合比、水泥用量及掺合料用量等进行优化设计，选择最优方案。

砂率是混凝土强度等性能中重要的因素之一。砂率的选择直接影响了混凝土的干燥收缩程度，两者呈正比关系。在选择砂率的时候，由于砂率减小使粗骨料含量增大，而且混凝土的弹性模量会较高，收缩量较小，从而能能够控制混凝土的裂缝问题。使用粗骨料，尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料，可以节省水泥和降低水化热。

水泥选用中低水化热水泥，可使水泥在拌和过程中水化热释放较小，显着减少混凝土升温，如选用矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥等。充分利用混凝土后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量，严禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应；有害物质及粘土含量不超过规定。细骨料：宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌均匀，离析的混凝土必须重新拌匀后，方可浇筑。

在混凝土中加入优质粉煤灰，掺入量一般为水泥用量的20%左右，掺入缓凝型减水剂等外加剂，用量为水泥用量的 1.0%左右。通过采用双掺技术，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩，降低水化热并使混凝土在常温下延长初凝时间。

加入UEA或AEA膨胀剂，用量为水泥用量的14%左右，使混凝土在凝固过程中不产生收缩，还可以提高混凝土自防水能力。

钢筋混凝土结构中，混凝土的选择是非常重要的，特别是高层建筑结构和高荷载结构，例如教学楼。因此预防钢筋混泥土结构裂缝，首先就要选择适合的材料。一般来说，大体积混凝土的水泥配制要采用水化热低，例如矿渣硅酸水泥，