《工程质量事故分析与处理》讲义

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1、工程质量事故分析与处理工程质量事故分析与处理2010学时:学时: 6 6周周-11-11周周 共共2424学时学时 35 35人人考试方式:闭卷笔试考试方式:闭卷笔试成绩:点名成绩:点名+ +笔试笔试教材:建筑工程质量事故分析与防止(第三版)王赫教材:建筑工程质量事故分析与防止(第三版)王赫 主编主编 中国建中国建筑工业出版社,筑工业出版社,20082008参考资料:参考资料:课程内容课程内容第一章第一章绪论绪论(2学时学时/2学时)学时)第二章第二章砌体结构质量事故砌体结构质量事故(4学时学时/6学时)学时)第三章第三章钢筋混凝土结构质量事故钢筋混凝土结构质量事故(6学时学时/12学时)学时

2、)第四章第四章钢结构质量事故钢结构质量事故(4学时学时/16学时)学时)第五章第五章地基与基础工程质量事故地基与基础工程质量事故(6学时学时/22学时)学时)随堂考试随堂考试(2学时学时/24学时)学时)第一章第一章绪论绪论(2学时学时/2学时)学时)内容:内容:1.1学习本课程的目的学习本课程的目的1.2施工质量事故的分类施工质量事故的分类1.3建筑质量事故原因综述建筑质量事故原因综述1.4事故处理的一般程序事故处理的一般程序【案例【案例1-1】施工管理引起梁开裂事故】施工管理引起梁开裂事故【案例【案例1-2】框架梁开裂事故】框架梁开裂事故【案例【案例1-3】框架结构计算错误引起事故】框架结

3、构计算错误引起事故【案例【案例1-4】施工时因放线不当引起事故】施工时因放线不当引起事故【案例【案例1-5】混凝土麻面掉角蜂窝露筋和】混凝土麻面掉角蜂窝露筋和空洞事故空洞事故【案例【案例1-5】混凝土麻面掉角蜂窝露筋和空洞事故混凝土麻面掉角蜂窝露筋和空洞事故某剧场挑台柱截面配筋如图某剧场挑台柱截面配筋如图(b b)所示。在)所示。在1414根钢筋混根钢筋混凝土柱子中有凝土柱子中有1313根有严重的根有严重的蜂窝现象。具体情况是:柱蜂窝现象。具体情况是:柱全部侧面面积全部侧面面积142m142m2 2, ,蜂窝面蜂窝面积有积有7.41 m7.41 m2 2,占,占5.2%5.2%;其中;其中最严

4、重的是最严重的是K K4 4,仅蜂窝中露,仅蜂窝中露筋面积就有筋面积就有0.56 m0.56 m2 2。露筋位。露筋位置在地面以上置在地面以上1m1m处,正是钢处,正是钢筋的搭接部位。筋的搭接部位。事故原因:事故原因:混凝土灌注高度太高。混凝土灌注高度太高。7m7m多高的柱子在模板上未留灌注混凝土的洞口,多高的柱子在模板上未留灌注混凝土的洞口,倾倒混凝土时未用串筒、溜管等设施,违反施工验收规范中关于倾倒混凝土时未用串筒、溜管等设施,违反施工验收规范中关于“混凝混凝土自由倾落高度不宜超过土自由倾落高度不宜超过2m”2m”及及“柱子分段灌注高度不应大于柱子分段灌注高度不应大于3.0m”3.0m”的

5、的规定,使混凝土在灌注过程中已有离析现象。规定,使混凝土在灌注过程中已有离析现象。灌注混凝土厚度太厚,捣固要求不严。施工时未用振捣棒,而采用灌注混凝土厚度太厚,捣固要求不严。施工时未用振捣棒,而采用6m6m长长的木杆捣固,并且错误地规定每次灌注厚度以一车混凝土为准(约厚的木杆捣固,并且错误地规定每次灌注厚度以一车混凝土为准(约厚40cm40cm),灌注后捣固),灌注后捣固3030下即可。此规定违反了施工验收规范中关于下即可。此规定违反了施工验收规范中关于“柱柱子灌注厚度不得超过子灌注厚度不得超过20cm”20cm”的界限。的界限。柱子钢筋搭接处的设计净距太小,只有柱子钢筋搭接处的设计净距太小,

6、只有313137.5mm37.5mm,小于设计规范规定,小于设计规范规定柱纵筋净距应柱纵筋净距应50mm50mm的要求。实际上有的露筋处净距为的要求。实际上有的露筋处净距为0mm0mm或或10mm10mm。事故处理:事故处理:剔除全部蜂窝四周的松散混凝土;用湿麻袋塞在凿剔面上,经剔除全部蜂窝四周的松散混凝土;用湿麻袋塞在凿剔面上,经24h24h使混凝土湿透厚度至少使混凝土湿透厚度至少40mm40mm50mm50mm;按照蜂窝尺寸支以有;按照蜂窝尺寸支以有喇叭口的模板,灌注加有早强剂的喇叭口的模板,灌注加有早强剂的C30C30(旧混凝土为(旧混凝土为C20C20)豆石)豆石混凝土;养护混凝土;养

7、护1414昼夜;拆模后将喇叭口上的混凝土凿除。除以昼夜;拆模后将喇叭口上的混凝土凿除。除以上补强措施外,还应对柱进行超声波探伤,查明是否还有隐患。上补强措施外,还应对柱进行超声波探伤,查明是否还有隐患。1.1学习本课程的目的学习本课程的目的(1 1)从工程事故中吸取教训,以改进设计、施工和管理工作,从而)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。目前学校中安排的土木工程的建设的有关课程,防止同类事故的发生。目前学校中安排的土木工程的建设的有关课程,绝大部分是从正面学习,自成体系。质量事故的发生,会给社会造成绝大部分是从正面学习,自成体系。质量事故的发生,会给社会

8、造成经济损失,有时还会引起人员伤亡,这从反面给我们以深刻的教训。经济损失,有时还会引起人员伤亡,这从反面给我们以深刻的教训。从事故中吸取教训,有利于对正面学习到的规律和知识理解得更深刻、从事故中吸取教训,有利于对正面学习到的规律和知识理解得更深刻、运用得更正确。运用得更正确。(2 2)掌握事故处理的基本知识和方法。因设计和施工的失误或管理)掌握事故处理的基本知识和方法。因设计和施工的失误或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,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,这与对事故原因分析、残余

9、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。必要的。1.2施工质量事故的分类施工质量事故的分类按照建筑结构可靠度设计统一标准(按照建筑结构可靠度设计统一标准(GB500682001)建筑结构)建筑结构必须满足以下各项功能的要求: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;)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;)在正常使用时具有良好的工作性能;(3)在正常的维护条件下具有足够的耐久性;)在正

10、常的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)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。后,结构仍能保持必要的整体稳定性。按事故产生后果的严重程度,施工质量事故可分为:按事故产生后果的严重程度,施工质量事故可分为:(1)施工质量事故(或一般质量事故),有下列后果之一者。)施工质量事故(或一般质量事故),有下列后果之一者。直接经济损失在直接经济损失在1万元(含万元(含1万元)以上,不满万元)以上,不满5万元的;万元的;影响使用功能工程结构安全,造成永久质量缺陷的。影响使用功能工程结构安全,造成永

11、久质量缺陷的。(2)严重施工质量事故,有下列后果之一者。)严重施工质量事故,有下列后果之一者。直接经济损失在直接经济损失在5万元(含万元(含1万元)以上,不满万元)以上,不满10万元的;万元的;严重影响使用功能或结构工程安全,存在重大隐患的;严重影响使用功能或结构工程安全,存在重大隐患的;事故性质恶劣或造成事故性质恶劣或造成2人以下重伤的。人以下重伤的。(3)重大施工质量事故。造成经济损失)重大施工质量事故。造成经济损失10万元以上或重伤万元以上或重伤3人以上或死亡人以上或死亡2人以上。人以上。分为四级:分为四级:一级:死亡一级:死亡30人以上,直接经济损失人以上,直接经济损失300万元以上。

12、万元以上。二级:死亡人数二级:死亡人数1029人,直接经济损失人,直接经济损失100300万元。万元。三级:死亡三级:死亡39人,人,重伤重伤20人以上,直接经济损失人以上,直接经济损失30100万元。万元。四级:死亡四级:死亡2人以下,重伤人以下,重伤319人,直接经济损失人,直接经济损失1030万元。万元。1.3建筑质量事故原因综述建筑质量事故原因综述事故发生的原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:事故发生的原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:无证设计,无证施工,有章不依,违无证设计,无证施工,有章不依,违章不纠,或纠正不力;长

13、官意志,违章不纠,或纠正不力;长官意志,违反基本建设程序,盲目赶工,造成隐反基本建设程序,盲目赶工,造成隐患;层层承包,层层克扣;监督不力,患;层层承包,层层克扣;监督不力,不认真检查,马马虎虎盖不认真检查,马马虎虎盖“合格合格”章;章;申报建筑规划、设计、施工手续不全,申报建筑规划、设计、施工手续不全,设计、施工人员临时拼凑,借用执照。设计、施工人员临时拼凑,借用执照。管理不善管理不善1.3建筑质量事故原因综述建筑质量事故原因综述事故发生的原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:事故发生的原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:常见的勘

14、测问题有未勘探即设计;盲常见的勘测问题有未勘探即设计;盲目套用邻区资料,实际上有很大问题;目套用邻区资料,实际上有很大问题;钻孔布置不足,有些隐患未能查出。钻孔布置不足,有些隐患未能查出。地基处理不当,如饱和土用强夯法,地基处理不当,如饱和土用强夯法,打桩未打到好的持力层,深基坑支护打桩未打到好的持力层,深基坑支护失当,地基土受扰动又未重新夯实。失当,地基土受扰动又未重新夯实。软弱地基加固方法不对,基底未验收软弱地基加固方法不对,基底未验收即进行基础施工等等。即进行基础施工等等。管理不善管理不善勘测失误,地基处理不当勘测失误,地基处理不当1.3建筑质量事故原因综述建筑质量事故原因综述事故发生的

15、原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:事故发生的原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:设计失误常见的情况是任务急,时间设计失误常见的情况是任务急,时间紧,结构未计算即出图;套用已有图紧,结构未计算即出图;套用已有图纸而又未结合具体情况校核;计算模纸而又未结合具体情况校核;计算模型取得不合适,设计方案欠妥,未考型取得不合适,设计方案欠妥,未考虑到施工过程中会遇到的意外情况;虑到施工过程中会遇到的意外情况;重计算,轻构造,构造不合理;计算重计算,轻构造,构造不合理;计算中漏算荷载,截面取得过小,未考虑中漏算荷载,截面取得过小,未考虑重要荷

16、载组合的不利情况;盲目相信重要荷载组合的不利情况;盲目相信电算,电算错了也出图;不懂得制表电算,电算错了也出图;不懂得制表原理,套用了不适合的图表,造成计原理,套用了不适合的图表,造成计算书错误。算书错误。管理不善管理不善勘测失误,地基处理不当勘测失误,地基处理不当设计失误设计失误1.3建筑质量事故原因综述建筑质量事故原因综述事故发生的原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:事故发生的原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:主要原因是以为主要原因是以为“安全度高得很安全度高得很”,因而马虎施工,甚至有意偷工减料;因而马虎施工,甚至有意偷工

17、减料;技术人员素质差,不熟悉设计意图,技术人员素质差,不熟悉设计意图,为方便施工而擅自修改设计;施工管为方便施工而擅自修改设计;施工管理不严,不遵守操作规程,达不到质理不严,不遵守操作规程,达不到质量控制要求;原材料进场控制不严,量控制要求;原材料进场控制不严,采用过期水泥及不合格材料;对工程采用过期水泥及不合格材料;对工程虽有质量要求,但技术措施未跟上;虽有质量要求,但技术措施未跟上;计量仪器未校准,使材料配合比有误;计量仪器未校准,使材料配合比有误;技术工人未经培训;各工种不协调,技术工人未经培训;各工种不协调,尤其是管工,为图方便,乱开洞口;尤其是管工,为图方便,乱开洞口;施工中出现了偏

18、差也不予纠正等。施工中出现了偏差也不予纠正等。管理不善管理不善勘测失误,地基处理不当勘测失误,地基处理不当设计失误设计失误施工质量差、不达标施工质量差、不达标1.3建筑质量事故原因综述建筑质量事故原因综述事故发生的原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:事故发生的原因是多种多样的,从已发生的质量事故分析,主要原因表现在以下几方面:使用中任意增大荷载,如阳台当库房,使用中任意增大荷载,如阳台当库房,住宅变办公楼,办公室变生产车间,住宅变办公楼,办公室变生产车间,一般民房改为娱乐场所。随意拆除承一般民房改为娱乐场所。随意拆除承重墙,盲目在承重墙上开洞,任意加重墙,盲目在

19、承重墙上开洞,任意加层等等。层等等。管理不善管理不善勘测失误,地基处理不当勘测失误,地基处理不当设计失误设计失误施工质量差、不达标施工质量差、不达标使用、改建不当使用、改建不当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。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。【案例【案例1-1】施工管理引起梁开裂事故施工管理引起梁开裂事故 某工程为混合结构,屋盖采用现浇钢筋混凝土梁板,梁跨度某工程为混合结构,屋盖采用现浇钢筋混凝土梁板,梁跨度9m9m,为矩形,为矩形截面,高截面,高800mm800mm,宽,宽400mm400mm,混凝土为,混凝土为C C20200.35mm0.35mm

20、宽的裂缝。宽的裂缝。 事故原因:规定中大于事故原因:规定中大于8m8m的梁,拆模时的强度要达到的梁,拆模时的强度要达到100%100%才可以,而现才可以,而现实才达到实才达到80%80%,于是因强度不足导致开裂。,于是因强度不足导致开裂。 事故处理措施:检验发现裂缝没有明显开裂,不会影响结构的安全使用,事故处理措施:检验发现裂缝没有明显开裂,不会影响结构的安全使用,所以可以采用环氧胶泥涂抹表面,封闭裂缝。所以可以采用环氧胶泥涂抹表面,封闭裂缝。【案例【案例1-2】框架梁开裂事故】框架梁开裂事故某邻街建筑的底层为商店,某邻街建筑的底层为商店,2层以上为宿舍,是层以上为宿舍,是7层现浇框架结构,纵

21、向二跨,其第层现浇框架结构,纵向二跨,其第7层平面图如图所示。层平面图如图所示。【案例【案例1-2】框架梁开裂事故】框架梁开裂事故室内粉饰时发现顶层纵向框架梁室内粉饰时发现顶层纵向框架梁KJ-7,KJ-8上有上有15处裂缝,裂缝情况见图处裂缝,裂缝情况见图【案例【案例1-2】框架梁开裂事故】框架梁开裂事故事故案例原因分析:事故案例原因分析:1.混凝土收缩;混凝土收缩;2.施工图漏画附加的横向钢筋。施工图漏画附加的横向钢筋。钢筋混凝土结构中柱子的竖钢筋混凝土结构中柱子的竖向钢筋就是纵向钢筋,水平向钢筋就是纵向钢筋,水平(箍筋)钢筋就是横向钢筋,(箍筋)钢筋就是横向钢筋,而梁的底部和顶部钢筋就是而

22、梁的底部和顶部钢筋就是纵向钢筋,楼板的短向为横纵向钢筋,楼板的短向为横向钢筋,长向为纵向钢筋。向钢筋,长向为纵向钢筋。 【案例【案例1-2】框架梁开裂事故】框架梁开裂事故某邻街建筑的底层为商店,某邻街建筑的底层为商店,2层以上为宿舍,是层以上为宿舍,是7层现浇框架结构,纵向二跨,层现浇框架结构,纵向二跨,其第其第7层平面图如图层平面图如图3-11所示。所示。室内粉饰时发现顶层纵向框架梁室内粉饰时发现顶层纵向框架梁KJ-7,KJ-8上有上有15处裂缝,其位置如处裂缝,其位置如3-11,裂缝情况见图,裂缝情况见图3-12事故案例原因分析:事故案例原因分析:1.混凝土收缩;混凝土收缩;2.施工图漏画

23、附加的横向钢筋。施工图漏画附加的横向钢筋。【案例【案例1-3】框架结构计算错误引起事故】框架结构计算错误引起事故某市百货商店工程某市百货商店工程,主主体三层体三层,局部四层局部四层,主主体采用钢筋混凝土框体采用钢筋混凝土框架结构架结构,如图如图阴影为倒塌部分阴影为倒塌部分【案例【案例1-3】框架结构计算错误引起事故】框架结构计算错误引起事故框架柱横向开间间距框架柱横向开间间距6.6米米,层高层高4.5米米.框架柱采用框架柱采用现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土,强度等强度等级为级为C30,楼板为预应力楼板为预应力空心板。工程主体全部空心板。工程主体全部完工完工,在层面找平防水层在层面找平防水层时时,

24、发生大面积倒塌发生大面积倒塌,其其中中5根柱子被压断根柱子被压断,八根八根横梁被折断。横梁被折断。阴影为倒塌部分阴影为倒塌部分【案例【案例1-3】框架结构计算错误引起事故】框架结构计算错误引起事故事故分析:事故分析:经检验经检验, ,原设计有严重失误。原设计有严重失误。主要有:主要有:1 1漏算荷载;漏算荷载;2 2框架内力计算有误;框架内力计算有误;3 3计算简化不当。计算简化不当。由于计算失误由于计算失误, ,钢筋内配钢筋内配制比需要的少的多。加制比需要的少的多。加上施工质量差,造成框上施工质量差,造成框架结构的破坏。架结构的破坏。阴影为倒塌部分阴影为倒塌部分【案例【案例1-4】施工时因放

25、线不当引起事故施工时因放线不当引起事故重庆市某临街建筑底层为商店,重庆市某临街建筑底层为商店,2层以上为宿舍,系层以上为宿舍,系6层砖混结构,层砖混结构,横墙承重。设计要求底层墙厚为横墙承重。设计要求底层墙厚为37cm,2至至6层为层为24cm。底层与标准层局部平面底层与标准层局部平面,剖面见图。剖面见图。考虑到构件的统一和建筑外观,考虑到构件的统一和建筑外观,设计的横墙轴线有的是墙中心线,设计的横墙轴线有的是墙中心线,有的偏左偏右。有的偏左偏右。【案例【案例1-4】施工时因放线不当引起事故施工时因放线不当引起事故但本工程施工到但本工程施工到2 2层,在层,在楼面上放线时,发现楼面上放线时,发

26、现2 2层层以上砖墙位置确定困难。以上砖墙位置确定困难。【案例【案例1-4】施工时因放线不当引起事故施工时因放线不当引起事故事故原因分析:经检查,发现该工事故原因分析:经检查,发现该工程在测量放线时,一律把墙的中心程在测量放线时,一律把墙的中心线当作轴线进行放线,以致造成两线当作轴线进行放线,以致造成两个问题:一是整幢建筑物的长度加个问题:一是整幢建筑物的长度加长了长了13cm,二是二层以上砖墙位,二是二层以上砖墙位置确定困难,或是不能采用标准化置确定困难,或是不能采用标准化构件,或是影响整个建筑的外观和构件,或是影响整个建筑的外观和使用。使用。一、基本情况调查一、基本情况调查二、结构及材料检

27、测二、结构及材料检测三、复核分析三、复核分析四、专家会商四、专家会商五、调查报告五、调查报告一、基本情况调查一、基本情况调查二、结构及材料检测二、结构及材料检测三、复核分析三、复核分析四、专家会商四、专家会商五、调查报告五、调查报告基本情况调查包括对建筑的勘测、设计基本情况调查包括对建筑的勘测、设计和施工有关资料的收集,对事故现场和施工有关资料的收集,对事故现场的调查及对人员的走访。为了提高调的调查及对人员的走访。为了提高调查效率,避免发生遗漏,在调查之前查效率,避免发生遗漏,在调查之前应列出提纲,并尽可能地制定好调查应列出提纲,并尽可能地制定好调查表格,按项目一一落实。事故情况的表格,按项目

28、一一落实。事故情况的收集和调查内容列于表收集和调查内容列于表1-1表表1-1工程情工程情况况建筑所在场地特征(如地形、地貌),气象,环境条件(酸、碱、盐腐蚀性条件建筑所在场地特征(如地形、地貌),气象,环境条件(酸、碱、盐腐蚀性条件等。)建筑结构的主要特征(结构类型、层数、基础形式等);事故发生时工程等。)建筑结构的主要特征(结构类型、层数、基础形式等);事故发生时工程进度情况和使用情况。进度情况和使用情况。事故情事故情况况发生事故的时间、经过、事故见证人及有关人员,人员伤亡和经济损失情况。可发生事故的时间、经过、事故见证人及有关人员,人员伤亡和经济损失情况。可以采用照相、录像等手段取得现场实

29、况资料。以采用照相、录像等手段取得现场实况资料。地质水地质水文资料文资料主要看有关勘测报告,并重点查看勘察情况与实际情况是否相符,有无异常情况。主要看有关勘测报告,并重点查看勘察情况与实际情况是否相符,有无异常情况。设计图设计图档档任务委托书、设计单位主要负责人及设计人员水平、资历、设计依据的有关规范、任务委托书、设计单位主要负责人及设计人员水平、资历、设计依据的有关规范、规程、设计文件及施工图。重点查看计算简图是否妥当,各种荷载取值及最不利规程、设计文件及施工图。重点查看计算简图是否妥当,各种荷载取值及最不利组合是否合理,计算是否准确,构造处理是否合理组合是否合理,计算是否准确,构造处理是否

30、合理施工记施工记录录施工单位及其等级水平,具体技术负责人水平及资历。施工时间、气温、风雨、施工单位及其等级水平,具体技术负责人水平及资历。施工时间、气温、风雨、日照等记录,施工方法,施工质检记录,施工日记(如打桩记录,地基处理记录,日照等记录,施工方法,施工质检记录,施工日记(如打桩记录,地基处理记录,混凝土施工记录,预应力张拉记录,设计变更洽商记录,特殊处理记录等),施混凝土施工记录,预应力张拉记录,设计变更洽商记录,特殊处理记录等),施工进度,技术措施,质保体系工进度,技术措施,质保体系使用情使用情况检查况检查房屋用途,使用荷载,腐蚀性条件,使用变更、维修记录,有无发生过灾害荷载房屋用途,

31、使用荷载,腐蚀性条件,使用变更、维修记录,有无发生过灾害荷载等等一、基本情况调查一、基本情况调查二、结构及材料检测二、结构及材料检测三、复核分析三、复核分析四、专家会商四、专家会商五、调查报告五、调查报告当然,调查时要根据事故情况和工程特点确定重当然,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。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,对构件缺陷质量,钢筋配置的数量及位置,对构件缺陷应作为重点调查项目。对钢结构应侧重检查应作为重点调查项目。对钢结构应侧重检查连接处,

32、如焊接质量,螺栓质量及杆件加工连接处,如焊接质量,螺栓质量及杆件加工的平直度等。有时,调查可分为两步进行,的平直度等。有时,调查可分为两步进行,在初步调查以后,先作分析判断,确定事故在初步调查以后,先作分析判断,确定事故最可能发生的一种或几种原因。然后,有针最可能发生的一种或几种原因。然后,有针对性地作进一步深入细致的调查和检测。对性地作进一步深入细致的调查和检测。一、基本情况调查一、基本情况调查二、结构及材料检测二、结构及材料检测三、复核分析三、复核分析四、专家会商四、专家会商五、调查报告五、调查报告在初步调查研究的基础上,往往需要进一步做必在初步调查研究的基础上,往往需要进一步做必要的检验

33、和测试工作,甚至做模拟实验。测要的检验和测试工作,甚至做模拟实验。测试有以下几个方面:试有以下几个方面:(1)对没有直接钻孔的地层剖面而又有怀疑的)对没有直接钻孔的地层剖面而又有怀疑的地基应进行补充勘测。基础如果用了桩基,地基应进行补充勘测。基础如果用了桩基,则要进行测试,检测是否有断桩、孔洞等不则要进行测试,检测是否有断桩、孔洞等不良缺陷。良缺陷。(2)测定建筑物中所用的材料的实际性能,对)测定建筑物中所用的材料的实际性能,对构件所用的原材料如水泥、钢材、焊条和砌构件所用的原材料如水泥、钢材、焊条和砌块等可抽样复查;对无产品合格证明或假证块等可抽样复查;对无产品合格证明或假证明的材料,更应从

34、严检测;考虑施工中采用明的材料,更应从严检测;考虑施工中采用混凝土强度等级及预留的试块未必能真实反混凝土强度等级及预留的试块未必能真实反映映一、基本情况调查一、基本情况调查二、结构及材料检测二、结构及材料检测三、复核分析三、复核分析四、专家会商四、专家会商五、调查报告五、调查报告结构中混凝土的实际强度,可用回弹法、声波法、结构中混凝土的实际强度,可用回弹法、声波法、取芯法等非破损或微破损方法测定构件中混取芯法等非破损或微破损方法测定构件中混凝土的实际强度。对于钢筋,可从构件中截凝土的实际强度。对于钢筋,可从构件中截取少量样品进行必要的化学成分分析和强度取少量样品进行必要的化学成分分析和强度试验

35、。对砌体结构要测定砖或砌块及砂浆的试验。对砌体结构要测定砖或砌块及砂浆的实际强度。实际强度。(3)建筑物表面缺陷的观测。对建筑物表面裂)建筑物表面缺陷的观测。对建筑物表面裂缝,要测量裂缝宽度、长度及深度,并绘制缝,要测量裂缝宽度、长度及深度,并绘制裂缝分布图。裂缝分布图。(4)对结构内部缺陷的检查。可用捶击法、超)对结构内部缺陷的检查。可用捶击法、超声探伤仪、声发射仪器等检查构件内部的孔声探伤仪、声发射仪器等检查构件内部的孔洞、裂纹等缺陷。可用洞、裂纹等缺陷。可用一、基本情况调查一、基本情况调查二、结构及材料检测二、结构及材料检测三、复核分析三、复核分析四、专家会商四、专家会商五、调查报告五、

36、调查报告钢筋探测仪器测定钢筋的位置、直径和数量。对钢筋探测仪器测定钢筋的位置、直径和数量。对砌体结构应检查砂浆饱满程度、砌体的搭接砌体结构应检查砂浆饱满程度、砌体的搭接错缝情况,遇到砖柱的包心砌法及砌体、混错缝情况,遇到砖柱的包心砌法及砌体、混凝土组合构件,尤其应重点检查其芯部及混凝土组合构件,尤其应重点检查其芯部及混凝土部分的缺陷。凝土部分的缺陷。(5)必要时可作模型试验或现场加载试验,通)必要时可作模型试验或现场加载试验,通过试验检查结构或构件的实际承载力。过试验检查结构或构件的实际承载力。一、基本情况调查一、基本情况调查二、结构及材料检测二、结构及材料检测三、复核分析三、复核分析四、专家

37、会商四、专家会商五、调查报告五、调查报告在一般调查及实际测试的基础上,选择有代表性在一般调查及实际测试的基础上,选择有代表性的或初步判断有问题的构件进行复核计算。的或初步判断有问题的构件进行复核计算。这时应注意按工程实际情况选取合理的计算这时应注意按工程实际情况选取合理的计算简图,按构件材料的实际强度等级,断面的简图,按构件材料的实际强度等级,断面的实际尺寸和结构实际所受荷载或外加变形作实际尺寸和结构实际所受荷载或外加变形作用,按有关规范、规程进行复核计算。这是用,按有关规范、规程进行复核计算。这是评判事故的重要依据,必须认真进行。评判事故的重要依据,必须认真进行。一、基本情况调查一、基本情况

38、调查二、结构及材料检测二、结构及材料检测三、复核分析三、复核分析四、专家会商四、专家会商五、调查报告五、调查报告在调查、测试和分析的基础上,为避免偏差,可在调查、测试和分析的基础上,为避免偏差,可召开专家会商会议,对事故发生原因进行认召开专家会商会议,对事故发生原因进行认真分析、讨论,然后做出结论。会商过程中真分析、讨论,然后做出结论。会商过程中专家应听取与事故有关单位人员的申诉与答专家应听取与事故有关单位人员的申诉与答辩,综合各方意见后下最后的结论。辩,综合各方意见后下最后的结论。一、基本情况调查一、基本情况调查二、结构及材料检测二、结构及材料检测三、复核分析三、复核分析四、专家会商四、专家

39、会商五、调查报告五、调查报告事故的调查必须真实地反映事故的全部情况,要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。调查突出,抓住要害,让各方面专家信服。调查报告的内容一般应包括:报告的内容一般应包括:(1)工程概况)工程概况(2)事故情况)事故情况(3)事故调查记录)事故调查记录(4)现场检测报告)现场检测报告(5)复核分析,事故原因推断

40、。明确事故责任)复核分析,事故原因推断。明确事故责任(6)对工程事故的处理建议)对工程事故的处理建议(7)必要的附录)必要的附录第二章第二章砌体结构质量事故砌体结构质量事故(4学时学时/6学时)学时)砌块建筑是采用由粉煤灰(或其他工业废渣)、混凝土为主要原材料制作的中小型块体砌块建筑是采用由粉煤灰(或其他工业废渣)、混凝土为主要原材料制作的中小型块体代替普通粘土砖的建筑物,砌块生产工艺简单,投资少、收效快。代替普通粘土砖的建筑物,砌块生产工艺简单,投资少、收效快。由于砌体结构材料来源广泛、施工可以不用大型机械,手工操作比例大,相对造价低廉,由于砌体结构材料来源广泛、施工可以不用大型机械,手工操

41、作比例大,相对造价低廉,因而得到广泛应用。许多住宅、办公楼、学校、医院等单层或多层建筑大多采用砖、石因而得到广泛应用。许多住宅、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。近年来,发生砌体结构的事故比重或砌块墙体和钢筋混凝土楼盖组成的混合结构体系。近年来,发生砌体结构的事故比重较大。较大。砌体结构的力学特点是抗压强度较高,抗弯、抗拉、抗剪强度较低。砌体结构的力学特点是抗压强度较高,抗弯、抗拉、抗剪强度较低。第二章第二章砌体结构质量事故砌体结构质量事故根据砌体结构表现出的形式,本课程把砌体问题分为为两大问题来讲述:根据砌体结构表现出的形式,本课程

42、把砌体问题分为为两大问题来讲述:砌体裂缝问题和砌体倒塌问题砌体裂缝问题和砌体倒塌问题【2-1-1】因温度变形引起的缺陷事故】因温度变形引起的缺陷事故【2-1-2】北门斗墙裂缝事故】北门斗墙裂缝事故【2-1-3】填土地基问题】填土地基问题【2-1-4】软土地基实例】软土地基实例【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝】单身宿舍纵墙裂缝【2-2-1】砖柱承载力不足引起的倒塌事故】砖柱承载力不足引起的倒塌事故【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故】砖砌体结构因抗压承载力不足事故【2-2-3】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌2.3砌体加固方法裂砌体加固方法裂缝修补方法

43、缝修补方法砖砖砌体结构设置圈梁质量问题事故案例砌体结构设置圈梁质量问题事故案例北京某校学生宿舍为两幢五层砌体结构,未考虑抗震设防。该房屋的结北京某校学生宿舍为两幢五层砌体结构,未考虑抗震设防。该房屋的结构做法为纵横墙混合承重,构做法为纵横墙混合承重,H形平面,总长形平面,总长102.75m,层高,层高3.30m(图(图3.45a),预制板梁楼盖,人字木四坡屋盖,钢筋混凝土条形基础,地基),预制板梁楼盖,人字木四坡屋盖,钢筋混凝土条形基础,地基为承载力只有为承载力只有10t/m2的软弱土层。为防止房屋墙体发生因过大不均匀沉的软弱土层。为防止房屋墙体发生因过大不均匀沉降的裂缝,除在图降的裂缝,除在

44、图3.45(a)所示)所示A、B两处设置沉降缝并严格控制所有两处设置沉降缝并严格控制所有墙体的砌筑质量外,在全部纵横内外墙的各层楼盖、屋盖标高处设置墙体的砌筑质量外,在全部纵横内外墙的各层楼盖、屋盖标高处设置88的配筋砖带。其做法是:将预制楼板附近的三皮砖用的配筋砖带。其做法是:将预制楼板附近的三皮砖用1:3水泥砂浆水泥砂浆砌筑,在其灰缝中铺设纵横墙配筋砖带(沿钢筋每砌筑,在其灰缝中铺设纵横墙配筋砖带(沿钢筋每350mm设一设一4横筋,横筋,与它点焊连接),如图与它点焊连接),如图3.45(d)所示。)所示。为了实测墙体发生不均匀沉降后砖带中钢筋的应力状态,在房屋南外纵为了实测墙体发生不均匀沉

45、降后砖带中钢筋的应力状态,在房屋南外纵墙中部各层设有观测匣,在匣中穿过的钢筋上贴有墙中部各层设有观测匣,在匣中穿过的钢筋上贴有电阻应变片。同时,电阻应变片。同时,观测房屋的实际沉降。观测房屋的实际沉降。事故图片事故图片事故原因分析事故原因分析该房屋建成一年后测得的沉降曲线如图该房屋建成一年后测得的沉降曲线如图3.45(b),实测沿墙),实测沿墙高钢筋带的应变分布如图高钢筋带的应变分布如图3.45(c)。这时,内外纵横墙体并)。这时,内外纵横墙体并未出现裂缝。未出现裂缝。1976年唐山大地震波及北京,该房屋位于年唐山大地震波及北京,该房屋位于6.5烈烈度地区,经震害调查也未发现墙体有因震害产生的

46、各种裂缝。度地区,经震害调查也未发现墙体有因震害产生的各种裂缝。可以认为,该房屋使用可以认为,该房屋使用45年来,虽地处软弱地段,经历地震烈年来,虽地处软弱地段,经历地震烈度为度为6.5度的影响,结构状态依然良好。这在一定意义说明构造度的影响,结构状态依然良好。这在一定意义说明构造恰当的圈梁在抵抗不均匀沉降和水平地震力是的作用(该房屋恰当的圈梁在抵抗不均匀沉降和水平地震力是的作用(该房屋结构布置好、砌体砌筑质量高也是重要原素)。结构布置好、砌体砌筑质量高也是重要原素)。砖砖砌体结构因砌体结构因抗压承载力抗压承载力不足事故案例不足事故案例北京某校教学楼为二层渣混结构,北京某校教学楼为二层渣混结构

47、,370mm厚砖墙(厚砖墙(MU7.5,M1)钢筋混凝土楼板,木屋架,如图)钢筋混凝土楼板,木屋架,如图3.7(a)。屋架两端用螺栓固定在支承墙顶端的钢筋混凝土圈梁上,圈梁外每隔)。屋架两端用螺栓固定在支承墙顶端的钢筋混凝土圈梁上,圈梁外每隔1m有一个外伸有一个外伸1.2m的挑檐梁(均见图的挑檐梁(均见图3.8)。该楼建成后不久即发现在二层)。该楼建成后不久即发现在二层1m宽的窗间墙内侧有通长水平裂缝,宽的窗间墙内侧有通长水平裂缝,约约1mm宽,如图宽,如图3.7(b)所示。发现裂缝后随即凿开抹灰层,在裂缝后贴石膏,两个月后,石膏又)所示。发现裂缝后随即凿开抹灰层,在裂缝后贴石膏,两个月后,石

48、膏又开裂,说明裂缝还在发展。从裂缝的位置、宽度和发展趋势分析,属砖砌体偏心受压破坏的前兆,开裂,说明裂缝还在发展。从裂缝的位置、宽度和发展趋势分析,属砖砌体偏心受压破坏的前兆,墙体处于危险状态,必须立即进行加固。墙体处于危险状态,必须立即进行加固。事故原因分析事故原因分析本房屋二层外纵墙支承着木屋架(跨度分别为本房屋二层外纵墙支承着木屋架(跨度分别为11.68m和和14.38m),但支承处的构造做法两端均为),但支承处的构造做法两端均为不动铰支座而不是按规定做成一端不动铰、另一端滚轴支座。当木屋架受载后有挠度时,支承处会不动铰支座而不是按规定做成一端不动铰、另一端滚轴支座。当木屋架受载后有挠度

49、时,支承处会给外纵墙顶端一个水平推力。如果考虑木屋架会有徐变变形,外纵墙顶端的水平推力就会不断增值。给外纵墙顶端一个水平推力。如果考虑木屋架会有徐变变形,外纵墙顶端的水平推力就会不断增值。这无疑将增加二层外纵墙的计算高度及其所承受的弯矩。这是屋盖结构布置中的一个缺陷。较正确这无疑将增加二层外纵墙的计算高度及其所承受的弯矩。这是屋盖结构布置中的一个缺陷。较正确的布置是:对这种跨度较大的空旷砌体结构,除两端有横墙连接外,宜在顶部增设一层钢筋混凝土的布置是:对这种跨度较大的空旷砌体结构,除两端有横墙连接外,宜在顶部增设一层钢筋混凝土屋面板,或增设联系外纵墙的横梁;不然就要在外纵墙上设壁柱按排架结构处

50、理。至于屋架支承构屋面板,或增设联系外纵墙的横梁;不然就要在外纵墙上设壁柱按排架结构处理。至于屋架支承构造必须按一端动铰、一端滚轴支座的构造做法解决。造必须按一端动铰、一端滚轴支座的构造做法解决。原设计外纵墙的高厚比刚满足规范允许限值要求:原设计外纵墙的高厚比刚满足规范允许限值要求:H0/ d=538/37=14.5 12=14.7如考虑外纵墙的屋架支承条件而使墙体的计算高度有所如考虑外纵墙的屋架支承条件而使墙体的计算高度有所增加,设计高厚比就不足了。增加,设计高厚比就不足了。事故原因分析事故原因分析原设计未考虑混凝土挑檐外贴水刷饰面层重力对外纵墙产生的弯矩影响,认为它们都能由外纵墙顶部圈梁抗

51、扭承受。原设计未考虑混凝土挑檐外贴水刷饰面层重力对外纵墙产生的弯矩影响,认为它们都能由外纵墙顶部圈梁抗扭承受。实际上,这部分悬挑荷载应由外纵墙的抗弯和圈梁的抗扭共同承担。因而给予外纵墙的弯矩显然算少了。如果悬挑实际上,这部分悬挑荷载应由外纵墙的抗弯和圈梁的抗扭共同承担。因而给予外纵墙的弯矩显然算少了。如果悬挑荷载全部传递给外纵墙,算得的窗间墙荷载全部传递给外纵墙,算得的窗间墙1-1截面内力为:截面内力为:M=1.15tm,N=11.30t,e0=M/N=10.18cm,e0/d截面承载力为(截面承载力为(=0.52,=14.5,=0.61,A=3550cm R=18kg/cm2)Np= AR=

52、0.610.52355018=20.27103kg K= Np/N说明外纵墙窗间墙的强度安全系数不满足设计要求。说明外纵墙窗间墙的强度安全系数不满足设计要求。加固措施加固措施在外纵墙窗间墙内侧设置在外纵墙窗间墙内侧设置4根直径为根直径为16的二级受拉钢筋,以提的二级受拉钢筋,以提高窗间墙的承载能力,并加强窗间墙抵抗水平推力的能力;高窗间墙的承载能力,并加强窗间墙抵抗水平推力的能力;在窗间墙增加在窗间墙增加2根直径为根直径为22的二级钢筋水平拉杆,防止屋架下的二级钢筋水平拉杆,防止屋架下弦进一步拉伸,并承受由于下弦进一步拉伸对外墙产生的水平弦进一步拉伸,并承受由于下弦进一步拉伸对外墙产生的水平推

53、力,以上图均见推力,以上图均见3.8。木屋架下弦用夹板进行加固。此外,还取消挑檐来年感的预制木屋架下弦用夹板进行加固。此外,还取消挑檐来年感的预制水刷石饰面板,减轻挑檐梁荷重。水刷石饰面板,减轻挑檐梁荷重。加固措施图片加固措施图片砖砖砌体结构因高厚比砌体结构因高厚比过大引起的过大引起的缺陷和缺陷和事故事故北京某厂仓库,木屋架,密铺望板,平剖面尺寸如图北京某厂仓库,木屋架,密铺望板,平剖面尺寸如图3.11。纵墙为。纵墙为240mm厚砖墙,厚砖墙,130mm240mm渣垛,山墙砖垛尺寸同前。墙体皆用渣垛,山墙砖垛尺寸同前。墙体皆用MU10、M2.5砂浆砌筑。室内空旷无横墙,室内地坪至砂浆砌筑。室内

54、空旷无横墙,室内地坪至屋架下弦高度为屋架下弦高度为4.50m。该仓库建成后发现两端山墙中部外鼓。该仓库建成后发现两端山墙中部外鼓2025mm,不符合墙面垂直度偏差,不符合墙面垂直度偏差限值规定。这个缺陷使人怀疑是由高厚比过大和承载力不足两种可能所造成。限值规定。这个缺陷使人怀疑是由高厚比过大和承载力不足两种可能所造成。缺陷原因分析缺陷原因分析经核算山墙及纵墙承载力均无问题,但高厚比均大于限值:经核算山墙及纵墙承载力均无问题,但高厚比均大于限值:山墙。可按刚性方案作静力计算。算得折算墙厚山墙。可按刚性方案作静力计算。算得折算墙厚d =27.0cm,计算高度,计算高度H0=740cm,故墙体高厚比

55、,故墙体高厚比= H0/ d =740/24=27.4,=22纵墙。由于山墙间距纵墙。由于山墙间距5904m48m,故应按弹性方案作静力计算。算得折算墙厚故应按弹性方案作静力计算。算得折算墙厚d =28.4cm,计算,计算高度高度HH=1.5(450+50)=750cm,1=1.0,2=1-0.41500/3300=0.82,=22,12=1.00.822=18.04,故,故墙体高厚比墙体高厚比=H0/ d 缺陷原因分析缺陷原因分析根据以上验算,证明缺陷多半是由于墙体高厚比过大引起,应对该仓库墙体进行加固。加固方案:根据以上验算,证明缺陷多半是由于墙体高厚比过大引起,应对该仓库墙体进行加固。加

56、固方案:对于山墙,增砌对于山墙,增砌240mm370mm砖柱,如图砖柱,如图3.12(b)做法;对于纵墙,考虑到使用条件允许,在)做法;对于纵墙,考虑到使用条件允许,在房屋中间加设两道横墙,使弹性方案变成刚性方案,房屋中间加设两道横墙,使弹性方案变成刚性方案,H0=500cm,= H0/ d =500/2804=17.618.04,保证了纵墙墙体高厚比的条件,如图,保证了纵墙墙体高厚比的条件,如图3.11和图和图3.12(a)所示。)所示。加固方案图片加固方案图片混凝土的施工缝混凝土的施工缝某现浇钢筋混凝土框架结构,屋面大梁及柱连接处施工缝错误地留在梁的下部,如图4-19所示。待再浇梁上层的混

57、凝土后,在施工缝以下钢筋混凝土柱的两侧附近,产生向下发展的竖向裂缝。在带有承托的大梁上,如采用上面相似的方法留施工缝,也会发生类似的竖向裂缝,如图4-20。混凝土的施工缝混凝土的施工缝产生以上裂缝的原因,是施工缝以下已凝固的混凝土还未达到产生以上裂缝的原因,是施工缝以下已凝固的混凝土还未达到足够强度时,接着就打施工缝上面的混凝土。这不仅使下部混足够强度时,接着就打施工缝上面的混凝土。这不仅使下部混凝土承受上部混凝土的重量,而且在浇灌新混凝土时,就会发凝土承受上部混凝土的重量,而且在浇灌新混凝土时,就会发生竖向裂缝。另一原因是柱子部位混凝土高度大,干缩量也大,生竖向裂缝。另一原因是柱子部位混凝土

58、高度大,干缩量也大,相反,托梁部位混凝土厚度薄,干缩量小,所以厚薄交接处产相反,托梁部位混凝土厚度薄,干缩量小,所以厚薄交接处产生裂缝。生裂缝。合理的做法是将施工缝留在柱与梁的交接处。合理的做法是将施工缝留在柱与梁的交接处。墙体失稳屋盖塌落事故墙体失稳屋盖塌落事故某厂施工中的文化活动站的观众厅,于某年_月_日下午因墙体失稳,拱形钢筋混凝土屋盖塌落,造成了重大事故。工程概况活动站建筑为观众厅,前厅两部分组成。观众厅单层,建筑面积142.22,前厅两层,建筑面积98.54;总面积为245.76。结构形式为砖混结构。建筑平面及剖面见图3-9(a. b)。 墙体失稳屋盖塌落事故墙体失稳屋盖塌落事故墙体

59、失稳屋盖塌落事故墙体失稳屋盖塌落事故墙体是整体向外倾斜的,在毛石基础顶面留有1-2皮砖,倾斜后的墙体有的横向发生错位,墙的整体性差,砂浆用手可捻成碎末。在未倒的山墙上,可见直槎,通缝。在现场对碎砖含量进行了测量,碎砖含量为69。在加固砖垛处基础侧面2.02.4m范围内,发现有9块毛石松动(包括垫石),其中石英石4块,低品位原铁矿石2块,有的毛石可以拉出,有5块在靠近加固砖垛处,其位置均在距基础顶面1m的范围内。已松动的毛石约占毛石总数的8,绝大部分毛石不符合施工规范的要求,符合要求的仅占27。4屋面检查在未拆模的屋面上,发现靠近A轴线一侧有一条3.40m 的裂缝(图3-10)。墙体失稳屋盖塌落

60、事故墙体失稳屋盖塌落事故材料检查对砖、以及砂浆、混凝土的主要材料的检验,其结果表明:水泥是小窑烧制的,安定性不合格;红砖的抗压强度低于设计要求;石子中含有大量云母片;毛石中片石较多;混凝土中的砂子过多,含砂率高达45。冬季施工措施检查整个工程处于冬季施工。砂未加热,并用冷水搅拌砂浆和混凝土,水中也未加任何早强剂。现场用回弹仪对塌落的屋盖混凝土进行测试,当时龄期31天,实际强度为理论设计强度的60.08。龄期28天拆模时的混凝土强度肯定低于设计强度的70,因为屋盖模板拆早了。砌体的加固方法和裂缝修补方法砌体的加固方法和裂缝修补方法见砌体结构加固技术规范见砌体结构加固技术规范【2-1-5】单身宿舍

61、纵墙裂缝】单身宿舍纵墙裂缝1、工程及事故概况、工程及事故概况某职工宿舍为某职工宿舍为3层砖层砖混结构,纵墙承重。混结构,纵墙承重。其平面及剖面示意图其平面及剖面示意图见图见图5-38。楼面为预制预制钢筋混凝土楼面为预制预制钢筋混凝土槽型板,支撑在现浇钢筋混槽型板,支撑在现浇钢筋混凝土横梁上。屋盖为双曲扁凝土横梁上。屋盖为双曲扁壳。承重墙厚为一砖,强度壳。承重墙厚为一砖,强度等级为等级为MU10。【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝】单身宿舍纵墙裂缝宿舍工程宿舍工程_月初开工,月初开工,_月中旬开始砌墙,月中旬开始砌墙,_月份第一层楼砖墙砌月份第一层楼砖墙砌完,完,_月份接着施工第月份接着施工第二层,

62、二层,_月份屋面部分月份屋面部分的砖墙薄壳砌完。的砖墙薄壳砌完。【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝】单身宿舍纵墙裂缝当三层砖墙未砌完,屋面砖薄壳尚未开始砌筑,横隔墙也未砌筑时,在底层内纵墙(走道墙)上,当三层砖墙未砌完,屋面砖薄壳尚未开始砌筑,横隔墙也未砌筑时,在底层内纵墙(走道墙)上,发现裂缝若干。裂缝位置见图发现裂缝若干。裂缝位置见图5-39.裂缝的形状上大下小,食欲横梁支座处,并略呈垂直状向下,一裂缝的形状上大下小,食欲横梁支座处,并略呈垂直状向下,一直延伸至离地坪面约直延伸至离地坪面约1m处为止,处为止,长达长达2m多。裂缝宽度多。裂缝宽度最大为最大为11.5m,有两,有两处裂缝呈处裂缝呈

63、“八八”字形字形向下延伸。外纵墙的向下延伸。外纵墙的梁支座下面,同样亦梁支座下面,同样亦发现一些形状相仿的发现一些形状相仿的裂缝,但不甚明显,裂缝,但不甚明显,也没有内纵墙那样普也没有内纵墙那样普遍和严重。遍和严重。【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝】单身宿舍纵墙裂缝2、原因分析:、原因分析:本工程设计套用标准图,但是本工程设计套用标准图,但是砌筑砂浆原设计为砌筑砂浆原设计为M2.5混合砂混合砂浆,实际使用的是石灰砂浆。浆,实际使用的是石灰砂浆。按照当时的砖石结构设计规范按照当时的砖石结构设计规范进行验算,施工中砖砌体抗压进行验算,施工中砖砌体抗压强度仅达到原设计的强度仅达到原设计的50%左右。左

64、右。此外还由于取消了原设计的粱此外还由于取消了原设计的粱垫,图垫,图5-40,因而造成砌体局,因而造成砌体局部承压能力下降了部承压能力下降了60%左右。左右。此外,砌筑质量差,如灰缝过此外,砌筑质量差,如灰缝过厚,且不均匀,灰浆不饱满,厚,且不均匀,灰浆不饱满,砌体组砌质量差。当砌体负荷砌体组砌质量差。当砌体负荷后,灰缝产生过大的压缩变形,后,灰缝产生过大的压缩变形,也促使墙面裂缝。也促使墙面裂缝。【2-1-5】单身宿舍纵墙裂缝】单身宿舍纵墙裂缝3、裂缝处理:、裂缝处理:发现裂缝后,即暂缓施工上层发现裂缝后,即暂缓施工上层的楼层及屋面。经观察与分析,的楼层及屋面。经观察与分析,裂缝不致造成建筑

65、物倒塌,故裂缝不致造成建筑物倒塌,故未采用临时支撑等应急措施。未采用临时支撑等应急措施。但该裂缝的产生是由于承载能但该裂缝的产生是由于承载能力不足,因此必须加固处理。力不足,因此必须加固处理。处理方法是用混凝土扩大原基处理方法是用混凝土扩大原基础,然后紧贴原砖墙增砌扶壁础,然后紧贴原砖墙增砌扶壁柱,并在混凝土柱上现浇混凝柱,并在混凝土柱上现浇混凝土粱垫。经处理后继续施工,土粱垫。经处理后继续施工,房屋交工使用一年后再检查,房屋交工使用一年后再检查,未见新的裂缝和其他问题。未见新的裂缝和其他问题。【2-1-3】填土地基问题】填土地基问题某工厂休息室是某工厂休息室是3层楼的砖混结层楼的砖混结构,基

66、础为块石构,基础为块石混凝土,砖墙承混凝土,砖墙承重,楼盖及屋盖重,楼盖及屋盖为现浇钢筋混凝为现浇钢筋混凝土结构。休息室土结构。休息室北面与构筑物邻北面与构筑物邻近,见图近,见图5-31。【2-1-3】填土地基问题】填土地基问题地基大部分为天地基大部分为天然地基,但北面然地基,但北面12号点部分由号点部分由于构筑物基坑开于构筑物基坑开挖的原因,造成挖的原因,造成部分基础下有部分基础下有2m厚的回填土,厚的回填土,而且填土土质差,而且填土土质差,湿度大,又未仔湿度大,又未仔细压实,在施工细压实,在施工结束后结束后2个月发个月发现砖墙和基础开现砖墙和基础开裂,见图裂,见图5-32。【2-1-3】填

67、土地基问题】填土地基问题砖墙和基础裂缝特征如下:砖墙和基础裂缝特征如下:休息室的墙和基础裂缝北面休息室的墙和基础裂缝北面多,南面少,在多,南面少,在23号点号点区段裂缝最严重;区段裂缝最严重;基础裂缝宽度上大下小,上基础裂缝宽度上大下小,上部混凝土有松散现象;部混凝土有松散现象;砖墙裂缝从基础面开始向上砖墙裂缝从基础面开始向上延伸,高达延伸,高达3.5m,裂缝上,裂缝上宽下细,最大缝宽宽下细,最大缝宽15mm,沿裂缝位置有砖断裂。,沿裂缝位置有砖断裂。【2-1-3】填土地基问题】填土地基问题事故原因分析:事故原因分析:从图从图5-31可以清楚地看可以清楚地看到,休息室靠近构筑物,到,休息室靠近

68、构筑物,北面的基础做在回填土上,北面的基础做在回填土上,加上回填土质量差,因此加上回填土质量差,因此此部位基础下沉大。位于此部位基础下沉大。位于天然地基上的基础下沉小,天然地基上的基础下沉小,这种沉降差在基础内引起这种沉降差在基础内引起附加应力,是基础上部开附加应力,是基础上部开裂的主要原因。裂的主要原因。在基础开裂的同时,基在基础开裂的同时,基础和砖墙的接触面产生水础和砖墙的接触面产生水平拉力,引起砖墙裂缝。平拉力,引起砖墙裂缝。该建筑因为有该建筑因为有3层现浇钢筋层现浇钢筋混凝土梁板,结构整体性混凝土梁板,结构整体性较好,故裂缝仅出现在底较好,故裂缝仅出现在底层砖墙上。层砖墙上。【2-1-

69、4】软土地基实例】软土地基实例某住宅工程某住宅工程5层砖混结构,层砖混结构,建筑面积为建筑面积为1453,建筑,建筑长高比为长高比为2.11,其北立面裂,其北立面裂缝见图缝见图5-26;沉降观测点布;沉降观测点布置与沉降曲线见图置与沉降曲线见图5-27,相,相对沉降值见表对沉降值见表5-8。该建筑大部分座落在水池上,该建筑大部分座落在水池上,施工时将池内淤泥全部挖除施工时将池内淤泥全部挖除后,先填块石,再填后,先填块石,再填15黏黏土及土及10石屑,然后浇注石屑,然后浇注10厚素混凝土垫层。厚素混凝土垫层。【2-1-4】软土地基实例】软土地基实例住宅粉刷完成后,就发现两端窗住宅粉刷完成后,就发

70、现两端窗角有正八字裂缝,北立面的裂缝角有正八字裂缝,北立面的裂缝情况见图情况见图5-26。从图上可以看出房屋两端的沉降从图上可以看出房屋两端的沉降变化比佳品剧烈,建筑物受剪较变化比佳品剧烈,建筑物受剪较大,形成正八字裂缝。大,形成正八字裂缝。至今,此建筑仍在使用。至今,此建筑仍在使用。【2-2-3】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌工程及事故概况工程及事故概况某地区建一座四层楼住宅,长某地区建一座四层楼住宅,长61.2m,宽,宽7.8m。砖墙承重、钢筋混凝土预制楼。砖墙承重、钢筋混凝土预制楼盖,局部(厕所等)为现浇钢筋混凝土。图纸为标准住宅图。惟一改动的地方

71、盖,局部(厕所等)为现浇钢筋混凝土。图纸为标准住宅图。惟一改动的地方为底层有一大活动室,去掉了一道承重墙,改用为底层有一大活动室,去掉了一道承重墙,改用490mm490mm砖柱,上搁砖柱,上搁钢筋混凝土梁。置换时,经计算确认承载力足够。但在楼盖到四层时,有大房钢筋混凝土梁。置换时,经计算确认承载力足够。但在楼盖到四层时,有大房间的这一间砖柱压坏而引起房屋大面积倒塌。间的这一间砖柱压坏而引起房屋大面积倒塌。计算复核计算复核房屋结构为标准图,地基良好,经查看无下沉及倾斜等失效情况。从现场查看,房屋结构为标准图,地基良好,经查看无下沉及倾斜等失效情况。从现场查看,初步估计倒塌是由于大房间砖柱被压酥引

72、起的。设计砖的强度等级为初步估计倒塌是由于大房间砖柱被压酥引起的。设计砖的强度等级为MU7.5,有有出厂证明并经验收合格。设计砂浆强度等级为出厂证明并经验收合格。设计砂浆强度等级为M5,经验查,含水泥量过少,经验查,含水泥量过少,倒塌后呈松散状,只能达到倒塌后呈松散状,只能达到M0.4。砖柱采用包芯砌法,如图所示。中间填芯为。砖柱采用包芯砌法,如图所示。中间填芯为碎砖及杂灰,根本不能与外皮砌体共同受力。碎砖及杂灰,根本不能与外皮砌体共同受力。图图砖柱包芯砌法砖柱包芯砌法【2-2-3】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌现验算如下:现验算如下:经荷载计算:结构恒

73、载经荷载计算:结构恒载NG使用活载使用活载NQ则设计荷载则设计荷载N设设=1.2NGQ140.5+1.480.37=281kN刚性方案,砖柱高取:刚性方案,砖柱高取:H0高厚比:高厚比:2m2281kN可见原设计可满足要求。可见原设计可满足要求。图图砖柱包芯砌法砖柱包芯砌法【2-2-3】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌】砖柱采用低质量包心砌法引起房屋倒塌2,考考虑到芯柱起不到作用,承到芯柱起不到作用,承载面面积减减为m2这样,砖柱承柱承载力力Nu= a0.940.790.1825106=124kN281kN可见与设计承载力相差太远。可见与设计承载力相差太远。由上分析可知,包心砌法只图外观看得

74、过去,质量往往不能保证。若填芯为散灰(落地砂浆等)及碎砖由上分析可知,包心砌法只图外观看得过去,质量往往不能保证。若填芯为散灰(落地砂浆等)及碎砖杂物时,砖芯往往不能起承载作用时,其总承载力会大大降低。因包芯砌法引起的事故屡见不鲜,杂物时,砖芯往往不能起承载作用时,其总承载力会大大降低。因包芯砌法引起的事故屡见不鲜,施工中往往禁止采用这种砌法。施工中往往禁止采用这种砌法。图图砖柱包芯砌法砖柱包芯砌法【2-2-1】砖柱承载力不足引起的倒塌事故】砖柱承载力不足引起的倒塌事故某学校的教学楼某学校的教学楼, ,二层砖混结构二层砖混结构, ,工程已接近完工工程已接近完工, ,在室内进行抹灰粉刷突然倒塌在

75、室内进行抹灰粉刷突然倒塌, ,造成多人死亡。造成多人死亡。教学楼为二层砖混结构教学楼为二层砖混结构, ,基础为水泥沙浆砌筑的毛石基础基础为水泥沙浆砌筑的毛石基础, ,墙厚墙厚180mm180mm。顶头大教室中间深梁为现浇。顶头大教室中间深梁为现浇钢筋混凝土梁。三个月后拆除大梁底部支撑及模板钢筋混凝土梁。三个月后拆除大梁底部支撑及模板, ,开始装修发现墙体有较大变形开始装修发现墙体有较大变形, ,工人用锤子将凸工人用锤子将凸出墙体打了回去出墙体打了回去, ,继续施工。第三天发现大教室的窗墙在继续施工。第三天发现大教室的窗墙在 市内窗台下约市内窗台下约100mm100mm处有一条很宽的水平处有一条

76、很宽的水平裂缝裂缝, ,宽约宽约20mm20mm。整个房屋就全部倒塌。整个房屋就全部倒塌, ,两层楼板叠压在一起两层楼板叠压在一起. .未及时撤离的工人全部死亡未及时撤离的工人全部死亡 。【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故】砖砌体结构因抗压承载力不足事故山东某新建包装车间为一栋单跨吊车墙厂房,与原有车间相接(图山东某新建包装车间为一栋单跨吊车墙厂房,与原有车间相接(图a)。该新)。该新建车间跨度建车间跨度12m,檐高,檐高5.8m,北端为敞口,采用钢筋混凝土两铰拱屋架,屋架,北端为敞口,采用钢筋混凝土两铰拱屋架,屋架间距间距4.5m,槽形屋面板,上铺槽形屋面板,上铺100mm厚炉渣混

77、凝土保温层,厚炉渣混凝土保温层,1:3水泥砂浆找平水泥砂浆找平层,两毡三油防水层,上撒小豆石,吊车梁支于带砖跺的墙体上。层,两毡三油防水层,上撒小豆石,吊车梁支于带砖跺的墙体上。(a)【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故】砖砌体结构因抗压承载力不足事故屋架及屋架下墙体搁置在托墙梁屋架及屋架下墙体搁置在托墙梁L1上,上,L1支承于纵墙外伸壁柱的肋部(肋部截支承于纵墙外伸壁柱的肋部(肋部截面面240mm370mm)上。车间内设有起重量为上。车间内设有起重量为1t的吊车,行驶在纵墙壁柱翼缘的吊车,行驶在纵墙壁柱翼缘顶部吊车垫梁上。托墙梁顶部吊车垫梁上。托墙梁L1与吊车垫梁之间留有与吊车垫梁之

78、间留有70mm间隙,用水泥沥青砂浆间隙,用水泥沥青砂浆填缝,见图所示。填缝,见图所示。(a)【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故】砖砌体结构因抗压承载力不足事故事故原因分析:事故原因分析:砖吊车墙厂房设计,一般做法是将托墙梁与吊车垫梁连在一起,以增加托墙梁下砖砖吊车墙厂房设计,一般做法是将托墙梁与吊车垫梁连在一起,以增加托墙梁下砖砌体的局部受压面积和局部受压强度。但本工程的设计人却将二者分开,中间填以砌体的局部受压面积和局部受压强度。但本工程的设计人却将二者分开,中间填以水泥沥青砂浆,又未对托墙梁下砌体局部承压强度进行复核,这是设计错误。经对水泥沥青砂浆,又未对托墙梁下砌体局部承压强度

79、进行复核,这是设计错误。经对现有设计进行复核的主要数据如下:现有设计进行复核的主要数据如下:(a)【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故】砖砌体结构因抗压承载力不足事故事故原因分析:事故原因分析:砖吊车墙厂房设计,一般做法是将托墙梁与吊车垫梁连在一起,以增加托墙梁下砖砌体的局部受压面积和局部受砖吊车墙厂房设计,一般做法是将托墙梁与吊车垫梁连在一起,以增加托墙梁下砖砌体的局部受压面积和局部受压强度。但本工程的设计人却将二者分开,中间填以水泥沥青砂浆,又未对托墙梁下砌体局部承压强度进行压强度。但本工程的设计人却将二者分开,中间填以水泥沥青砂浆,又未对托墙梁下砌体局部承压强度进行复核,这是设计

80、错误。经对现有设计进行复核的主要数据如下:复核,这是设计错误。经对现有设计进行复核的主要数据如下:2托墙梁下砌体局部受压面积托墙梁下砌体局部受压面积Ac=3024=720cm2影响局部抗压强度的计算面积影响局部抗压强度的计算面积A0=(30+24/2)24=1008cm2局部抗压强度提高系数局部抗压强度提高系数 =有吊车厂房强度调整系数有吊车厂房强度调整系数 a砌体局部承压强度砌体局部承压强度f 2 恒活恒活可见,局部承压的承载力严重不足。可见,局部承压的承载力严重不足。【2-2-2】砖砌体结构因抗压承载力不足事故】砖砌体结构因抗压承载力不足事故这是托墙梁下砌体局部受压强度严重不足的依据,也是

81、导致房屋倒塌的主要原这是托墙梁下砌体局部受压强度严重不足的依据,也是导致房屋倒塌的主要原因。车间北端敞口,在风荷载作用下,使本已不安全的纵向墙体(包括壁柱)因。车间北端敞口,在风荷载作用下,使本已不安全的纵向墙体(包括壁柱)内又产生附加弯曲应力,这是促成车间倒塌的次要原因。内又产生附加弯曲应力,这是促成车间倒塌的次要原因。(a)从设计方面的主要原因及施工方面的主要原因两方面来看砌体结构倒塌问题:从设计方面的主要原因及施工方面的主要原因两方面来看砌体结构倒塌问题:设计方面的主要原因设计方面的主要原因一、设计马虎,不够细心。一、设计马虎,不够细心。有许多是套用图纸,应用时未经核算。有时参考了别的图

82、纸,但荷载增加了,或截面减少了而未作计算。有时虽然做了计算,但有许多是套用图纸,应用时未经核算。有时参考了别的图纸,但荷载增加了,或截面减少了而未作计算。有时虽然做了计算,但因少算或漏算荷载,使实际设计的砌体承载力不足,如再遇上施工质量不佳,常常引起房屋倒塌。因少算或漏算荷载,使实际设计的砌体承载力不足,如再遇上施工质量不佳,常常引起房屋倒塌。二、整体方案欠佳,尤其是未注意空旷房屋承载力的降低因素。二、整体方案欠佳,尤其是未注意空旷房屋承载力的降低因素。一些机关会议室、礼堂、食堂或农村企业车间,层高大,横墙少,大梁下局部压力大,若采用砌体结构应慎重设计、精心施工。一些机关会议室、礼堂、食堂或农

83、村企业车间,层高大,横墙少,大梁下局部压力大,若采用砌体结构应慎重设计、精心施工。三、有的设计人员注意了墙体总的承载力计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。三、有的设计人员注意了墙体总的承载力计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。高厚比不足也会引起事故,这是因为高厚比过大的墙体过于单薄,容易引起失稳破坏。支撑大梁的墙体,总体上承载力可满足要高厚比不足也会引起事故,这是因为高厚比过大的墙体过于单薄,容易引起失稳破坏。支撑大梁的墙体,总体上承载力可满足要求,但大梁下的砖柱、窗间墙的局部承压强度不足,如不设计梁垫、或设计梁垫尺寸过小,则会引起局部砌体被压碎,进而造求,但大梁下的砖柱、窗间墙的

84、局部承压强度不足,如不设计梁垫、或设计梁垫尺寸过小,则会引起局部砌体被压碎,进而造成整个墙体的倒塌。成整个墙体的倒塌。四、未注意构造要求。四、未注意构造要求。重计算、轻构造是没有经验的工程师的一些不良倾向。构造措施中,圈梁的布置、构造柱的设置可提高砌体结构的整体安全性。重计算、轻构造是没有经验的工程师的一些不良倾向。构造措施中,圈梁的布置、构造柱的设置可提高砌体结构的整体安全性。在意外事故发生时可避免或减轻人员伤亡及财产损失,千万要注意。在意外事故发生时可避免或减轻人员伤亡及财产损失,千万要注意。施工方面的主要原因施工方面的主要原因一、砌筑质量差。一、砌筑质量差。二、在墙体上任意开洞二、在墙体

85、上任意开洞【案例【案例2-2-1】因温度变形引起的缺陷事故】因温度变形引起的缺陷事故石家庄某车间为一个两层和三层的砖混结构,两层部分为车间,三层石家庄某车间为一个两层和三层的砖混结构,两层部分为车间,三层部分为办公室,均为钢筋混凝土现浇楼盖,如图(部分为办公室,均为钢筋混凝土现浇楼盖,如图(a)所示。两、三)所示。两、三层之间虽有错层,但并未设置变形缝分开。该工程建成后不久即在错层之间虽有错层,但并未设置变形缝分开。该工程建成后不久即在错层处墙体上发生中间宽两头窄的竖向裂缝。层处墙体上发生中间宽两头窄的竖向裂缝。【案例【案例2-2-1】因温度变形引起的缺陷事故】因温度变形引起的缺陷事故事故原因

86、:事故原因:由于混凝土收缩和温度变化,使混凝土楼盖发生比砖墙墙体大得多的由于混凝土收缩和温度变化,使混凝土楼盖发生比砖墙墙体大得多的变形变形错层处墙体欲约束楼盖的相对变形,因而在墙体产生较大的拉应力使错层处墙体欲约束楼盖的相对变形,因而在墙体产生较大的拉应力使砌体开裂的缘故砌体开裂的缘故。【2-1-22-1-2】北门斗墙裂缝事故】北门斗墙裂缝事故北京某饭厅为北京某饭厅为29.5m29.5m跨度的两铰木结构,跨度的两铰木结构,钢筋混凝土单独基础。钢筋混凝土单独基础。饭厅正门向东。沿南、饭厅正门向东。沿南、北外纵墙各有三个边北外纵墙各有三个边门斗,均为砖墙承重,门斗,均为砖墙承重,钢筋混凝土屋面,

87、钢筋混凝土屋面,200mm200mm埋深的灰土基埋深的灰土基础。该饭厅于冬季建础。该饭厅于冬季建成,建成后北部三个成,建成后北部三个门斗墙有门斗墙有4545方向斜方向斜裂缝,其形状都是从裂缝,其形状都是从窗口上下角开始发展,窗口上下角开始发展,裂缝最宽处裂缝最宽处23mm23mm,上下两头细。南部三上下两头细。南部三个门斗完好无损。如个门斗完好无损。如图所示。图所示。 【2-1-22-1-2】北门斗墙裂缝事故】北门斗墙裂缝事故起初,曾怀疑北侧地基不好,主体结构下沉,但经观测,主体结构并起初,曾怀疑北侧地基不好,主体结构下沉,但经观测,主体结构并无明显沉降。后来挖开北部门斗基础,发现埋深仅无明显

88、沉降。后来挖开北部门斗基础,发现埋深仅200mm200mm,基础下面,基础下面土的颗粒间有冰渣。仔细观察北门斗地面,有上翘现象,离北纵墙愈土的颗粒间有冰渣。仔细观察北门斗地面,有上翘现象,离北纵墙愈远处地面上愈高。相反,挖开南部门斗基础,虽埋深相同,但基础下远处地面上愈高。相反,挖开南部门斗基础,虽埋深相同,但基础下面土未遭冻结,地面也无上翘现象。接着在北纵墙根附近日照阴影范面土未遭冻结,地面也无上翘现象。接着在北纵墙根附近日照阴影范围内的天然地面处挖坑,发现地面下围内的天然地面处挖坑,发现地面下450mm450mm深度以内的粉土层已冻结;深度以内的粉土层已冻结;相反,在南墙根类似地面挖坑,却

89、无冻结现象。相反,在南墙根类似地面挖坑,却无冻结现象。因此可以确认,北门斗墙裂是由于墙基埋深太浅遭受土的不均匀冻胀因此可以确认,北门斗墙裂是由于墙基埋深太浅遭受土的不均匀冻胀力的结果(北门斗内部冻结深度浅、冻胀力小,而外部冻结深度深、力的结果(北门斗内部冻结深度浅、冻胀力小,而外部冻结深度深、冻胀力大);南门斗下土层因有日照影响未曾冻结。冻胀力大);南门斗下土层因有日照影响未曾冻结。改进措施:立支柱将北门斗屋面板顶起,将侧墙和墙基拆除,重新做改进措施:立支柱将北门斗屋面板顶起,将侧墙和墙基拆除,重新做素混凝土基础,埋深深度为室外地坪下素混凝土基础,埋深深度为室外地坪下600mm600mm处。按

90、此做法改建后,处。按此做法改建后,此房屋的缺陷得到根治。此房屋的缺陷得到根治。砌体裂缝比较普遍,裂缝不仅影响建筑物外观,而且有的造成渗漏;有的降低砌体裂缝比较普遍,裂缝不仅影响建筑物外观,而且有的造成渗漏;有的降低或削弱建筑结构的强度、刚度、稳定性、整体性和耐久性。因此,砌体裂缝常对或削弱建筑结构的强度、刚度、稳定性、整体性和耐久性。因此,砌体裂缝常对建筑物的正常使用和安全生产产生较大影响。建筑物的正常使用和安全生产产生较大影响。砌体裂缝的原因较复杂,地基问题、温度应力、结构超载、结构卸载等都可能砌体裂缝的原因较复杂,地基问题、温度应力、结构超载、结构卸载等都可能造成这些裂缝。造成这些裂缝。(

91、一)温度裂缝(一)温度裂缝(二)沉降裂缝(二)沉降裂缝(三)荷载裂缝(三)荷载裂缝(二)沉降裂缝(二)沉降裂缝由地基不均匀沉降引起的裂缝,简称沉降裂缝。由地基不均匀沉降引起的裂缝,简称沉降裂缝。1 1、 裂缝特征裂缝特征裂缝多数出现在房屋的下部,少数可发展到裂缝多数出现在房屋的下部,少数可发展到23 23 层;对等高的长方形房屋,裂缝位置大多出现在两层;对等高的长方形房屋,裂缝位置大多出现在两端附近;其他形状的房屋,裂缝多在沉降变化剧烈处附近;一般都出现在纵墙上,横墙上较少见。端附近;其他形状的房屋,裂缝多在沉降变化剧烈处附近;一般都出现在纵墙上,横墙上较少见。当地基性质突变(如基岩变土)时,

92、也可能在房屋的顶部出现裂缝,并向下延伸,严重时可贯穿房当地基性质突变(如基岩变土)时,也可能在房屋的顶部出现裂缝,并向下延伸,严重时可贯穿房屋全高。较常见的是斜向裂缝,通过门窗口的洞口处缝较宽;其次是竖向裂缝,不论是房屋上部,屋全高。较常见的是斜向裂缝,通过门窗口的洞口处缝较宽;其次是竖向裂缝,不论是房屋上部,或窗台下,或贯穿房屋全高的裂缝,其形状一般是上宽下细;水平裂缝较少见,有的出现在窗角,或窗台下,或贯穿房屋全高的裂缝,其形状一般是上宽下细;水平裂缝较少见,有的出现在窗角,靠窗角一端缝较宽;有的水平裂缝是地基局部塌陷而造成的,裂缝往往较大。大多数出现在房屋建靠窗角一端缝较宽;有的水平裂缝

93、是地基局部塌陷而造成的,裂缝往往较大。大多数出现在房屋建成后不久,也有少数工程在施工期间明显开裂,严重的不能竣工。随地基变形和时间增长裂缝加大、成后不久,也有少数工程在施工期间明显开裂,严重的不能竣工。随地基变形和时间增长裂缝加大、加多。一般在地基变形稳定后,裂缝不再变化,极个别的地基产生剪切破坏,裂缝发展导致建筑物加多。一般在地基变形稳定后,裂缝不再变化,极个别的地基产生剪切破坏,裂缝发展导致建筑物倒塌。倒塌。(二)沉降裂缝(二)沉降裂缝2、原因分析原因分析地基土的压缩性有明显差异处,尤其是存在着局部软弱地基,易产生沉降裂缝;房屋刚度差;房屋高度地基土的压缩性有明显差异处,尤其是存在着局部软

94、弱地基,易产生沉降裂缝;房屋刚度差;房屋高度或荷载差异大,又不设沉降缝;地表水大量浸入地基,如浸入有湿陷性黄土地基引起的不均匀沉降,或或荷载差异大,又不设沉降缝;地表水大量浸入地基,如浸入有湿陷性黄土地基引起的不均匀沉降,或侵入膨胀土地基引起的不均匀变形;在房屋周围开挖土方或大量堆载;在已有建筑物附近新建高大建筑侵入膨胀土地基引起的不均匀变形;在房屋周围开挖土方或大量堆载;在已有建筑物附近新建高大建筑物;建筑平面的转角部位;房屋结构或基础类型不同处。用精确的测量手段测出沉降曲线,在该曲线曲物;建筑平面的转角部位;房屋结构或基础类型不同处。用精确的测量手段测出沉降曲线,在该曲线曲率较大处出现的裂

95、缝可能是沉降裂缝。例如:率较大处出现的裂缝可能是沉降裂缝。例如:(1 1)房屋不等高,墙壁上发生与水平)房屋不等高,墙壁上发生与水平约呈约呈4545角的斜裂缝,裂缝从断面较弱角的斜裂缝,裂缝从断面较弱的窗口开始,向一边升高,说明在房屋的窗口开始,向一边升高,说明在房屋高层和低层连接部分,地基因荷载分布高层和低层连接部分,地基因荷载分布不均而产生了不均匀下沉,斜裂缝升高不均而产生了不均匀下沉,斜裂缝升高一边,地基下沉较大。一边,地基下沉较大。(二)沉降裂缝(二)沉降裂缝(2 2)地基和荷载分布均匀,但平面形状凹凸的房屋,如果在凹角出现了向凹角升高的斜裂缝,说)地基和荷载分布均匀,但平面形状凹凸的

96、房屋,如果在凹角出现了向凹角升高的斜裂缝,说明凹角处应力重迭,沉降较大。明凹角处应力重迭,沉降较大。(二)沉降裂缝(二)沉降裂缝(3 3)高大的房屋与低小的房屋相距较近,而低小房屋在临近高大房屋一端的墙上,产生向高大房)高大的房屋与低小的房屋相距较近,而低小房屋在临近高大房屋一端的墙上,产生向高大房屋升高的斜裂缝。若低小房屋先建造,这种裂缝更严重。这说明低小房屋地基受到高大房屋的影响,屋升高的斜裂缝。若低小房屋先建造,这种裂缝更严重。这说明低小房屋地基受到高大房屋的影响,造成低小房屋地基不均匀沉降。即使相邻房屋等高,但建造时间有先后,也可能出现这种裂缝。造成低小房屋地基不均匀沉降。即使相邻房屋

97、等高,但建造时间有先后,也可能出现这种裂缝。(二)沉降裂缝(二)沉降裂缝(4 4)房屋有相邻高、低单元,在近高单元纵墙上,屋面板下面出现水平裂缝,缝口靠近高单元一)房屋有相邻高、低单元,在近高单元纵墙上,屋面板下面出现水平裂缝,缝口靠近高单元一端较宽,远端较细;在低单元上部出现向高单元倾斜的斜裂缝,该裂缝自上向下发展,近高单元处端较宽,远端较细;在低单元上部出现向高单元倾斜的斜裂缝,该裂缝自上向下发展,近高单元处更显著。这说明高低单元之间的沉降缝宽度不够或被堵塞,低单元由于不均匀沉降而向高单元倾斜。更显著。这说明高低单元之间的沉降缝宽度不够或被堵塞,低单元由于不均匀沉降而向高单元倾斜。(二)沉

98、降裂缝(二)沉降裂缝(5 5)房屋底层窗台墙上出现上宽下窄的竖向裂缝。原因可能是由于窗间墙沉降使窗)房屋底层窗台墙上出现上宽下窄的竖向裂缝。原因可能是由于窗间墙沉降使窗台墙向上弯曲而造成的,或是窗间墙与窗台墙因荷载差异过大,灰缝压缩不一,在窗台墙向上弯曲而造成的,或是窗间墙与窗台墙因荷载差异过大,灰缝压缩不一,在窗口边部产生了剪力,在中间产生了拉力而造成的。口边部产生了剪力,在中间产生了拉力而造成的。(三)荷载裂缝(三)荷载裂缝由于承载能力不足引起的裂缝,简称荷载裂缝。由于砖石砌体的抗拉强度较小,结构脆性较大,裂缝荷载由于承载能力不足引起的裂缝,简称荷载裂缝。由于砖石砌体的抗拉强度较小,结构脆

99、性较大,裂缝荷载比较接近或几乎相等于破坏荷载,因此,砖石砌体的荷载裂缝,往往是砌体破坏的特征或前兆,应及时分比较接近或几乎相等于破坏荷载,因此,砖石砌体的荷载裂缝,往往是砌体破坏的特征或前兆,应及时分析和处理。析和处理。(1)裂缝特征裂缝特征多数出现在砌体应力较大部分,在多层建筑中,底层较多见,其他各层也有可能发生。轴心受压柱的裂缝多数出现在砌体应力较大部分,在多层建筑中,底层较多见,其他各层也有可能发生。轴心受压柱的裂缝往往在柱下部往往在柱下部1/3高度附近,出现在柱上、下端的较少。梁或梁垫下砌体的裂缝大多数是局部承压强度不高度附近,出现在柱上、下端的较少。梁或梁垫下砌体的裂缝大多数是局部承

100、压强度不足造成的。受压构件裂缝方向与应力一致,裂缝中间宽两端细;受压裂缝与应力垂直,较常见的是沿灰缝足造成的。受压构件裂缝方向与应力一致,裂缝中间宽两端细;受压裂缝与应力垂直,较常见的是沿灰缝开裂;受弯裂缝在构件的受拉区外边缘较宽,受压区不明显,多数裂缝沿灰缝开展;砖砌平拱在弯矩和剪开裂;受弯裂缝在构件的受拉区外边缘较宽,受压区不明显,多数裂缝沿灰缝开展;砖砌平拱在弯矩和剪力共同作用下可能产生斜裂缝;受剪裂缝与剪力作用方向一致。大多数发生在荷载突然增加时,例如大梁力共同作用下可能产生斜裂缝;受剪裂缝与剪力作用方向一致。大多数发生在荷载突然增加时,例如大梁拆除支撑;水池、筒仓启用等。受压构件开始

101、出现断续的细裂缝,随荷载或作用时间的增加,裂缝贯通,拆除支撑;水池、筒仓启用等。受压构件开始出现断续的细裂缝,随荷载或作用时间的增加,裂缝贯通,宽度加大而导致破坏。其他荷载裂缝可随荷载增减而变化。宽度加大而导致破坏。其他荷载裂缝可随荷载增减而变化。(三)荷载裂缝(三)荷载裂缝2 2、 原因分析原因分析结构构件受力较大或截面削弱严重的部位;超载或产生附加内力,如受压构件中出现附加弯矩等易产生荷结构构件受力较大或截面削弱严重的部位;超载或产生附加内力,如受压构件中出现附加弯矩等易产生荷载裂缝。荷载裂缝往往与横向或竖向变形无明显的关系。例如:载裂缝。荷载裂缝往往与横向或竖向变形无明显的关系。例如:(

102、1 1)如果长条形墙壁的中间)如果长条形墙壁的中间部分,从墙脚到窗台出现水平部分,从墙脚到窗台出现水平裂缝或斜裂缝,缝口下宽上窄,裂缝或斜裂缝,缝口下宽上窄,裂缝开始出现的速度很快,说裂缝开始出现的速度很快,说明房屋中部地基软弱,沉陷较明房屋中部地基软弱,沉陷较大,造成整个地基沉降不均匀,大,造成整个地基沉降不均匀,使房屋墙身向下弯曲。如果裂使房屋墙身向下弯曲。如果裂缝口上宽下窄,说明两端的沉缝口上宽下窄,说明两端的沉陷比中部大。陷比中部大。(三)荷载裂缝(三)荷载裂缝(2 2)大梁端部下面的墙身产生竖向裂缝,这是由于砌体局部抗压强度不足所致。)大梁端部下面的墙身产生竖向裂缝,这是由于砌体局部

103、抗压强度不足所致。(3 3)在房屋承重墙垛或砖柱的约)在房屋承重墙垛或砖柱的约1/31/3高度范围出现中间宽、两头窄的垂直高度范围出现中间宽、两头窄的垂直裂缝,且墙垛或砖柱两侧表面呈剥落状态,说明房屋负荷过大,或荷载突裂缝,且墙垛或砖柱两侧表面呈剥落状态,说明房屋负荷过大,或荷载突增,墙垛或砖柱抗压强度不够。增,墙垛或砖柱抗压强度不够。(一)温度裂缝(一)温度裂缝砖墙的温度变形受到约束时会产生温度应力而导致开裂,其裂缝称为温度裂缝。砖墙的温度裂缝会砖墙的温度变形受到约束时会产生温度应力而导致开裂,其裂缝称为温度裂缝。砖墙的温度裂缝会影响房屋的使用和耐久性,进而削弱墙体的承载能力和整体性。影响房

104、屋的使用和耐久性,进而削弱墙体的承载能力和整体性。1 1、 裂缝特征裂缝特征 多数出现在房屋的顶部附近,以两端为最常见;裂缝在纵墙和横墙上都可能出现。多数出现在房屋的顶部附近,以两端为最常见;裂缝在纵墙和横墙上都可能出现。 在寒冷的地区越冬又未采暖的房屋还可能在下部出现冷缩裂缝。位于房屋中部附近的竖向裂缝,在寒冷的地区越冬又未采暖的房屋还可能在下部出现冷缩裂缝。位于房屋中部附近的竖向裂缝,也可能属此类型。最常见的是斜裂缝,形状有一端宽、另一端细和中间宽两端细两种;其次是水平也可能属此类型。最常见的是斜裂缝,形状有一端宽、另一端细和中间宽两端细两种;其次是水平裂缝,多数呈断续状,中间宽两端细,在

105、厂房与生活间连接处的裂缝与屋面形状有关,接近水平状裂缝,多数呈断续状,中间宽两端细,在厂房与生活间连接处的裂缝与屋面形状有关,接近水平状较多,裂缝一般是连续的,缝宽变化不大;第三是竖向裂缝,多因纵向收缩产生,缝宽变化不大。较多,裂缝一般是连续的,缝宽变化不大;第三是竖向裂缝,多因纵向收缩产生,缝宽变化不大。大多数裂缝在经过夏季或冬季后形成,随气温或环境温度变化,在温度最高或最低时,裂缝长度、大多数裂缝在经过夏季或冬季后形成,随气温或环境温度变化,在温度最高或最低时,裂缝长度、宽度最大,数量最多,但不会无限制地扩展恶化。宽度最大,数量最多,但不会无限制地扩展恶化。(一)温度裂缝(一)温度裂缝2、

106、原因分析原因分析屋盖的保温、隔热差;屋盖对砌体的约束大;当地温差大;建筑物过长又无变形缝等屋盖的保温、隔热差;屋盖对砌体的约束大;当地温差大;建筑物过长又无变形缝等因素都可能导致温度裂逢,往往与建筑物的横向(长和宽)变形有关,与建筑物的竖因素都可能导致温度裂逢,往往与建筑物的横向(长和宽)变形有关,与建筑物的竖向变形(沉降)无关。如:向变形(沉降)无关。如:(1 1)平屋面房屋顶层纵墙)平屋面房屋顶层纵墙或横墙两端,出现向中部倾或横墙两端,出现向中部倾斜的斜裂缝,形如斜的斜裂缝,形如“八八”字,字,说明房屋的伸缩缝间距过大,说明房屋的伸缩缝间距过大,钢筋混凝土屋面受气温影响钢筋混凝土屋面受气温

107、影响导致砖墙开裂。导致砖墙开裂。(一)温度裂缝(一)温度裂缝(2 2)房屋整个墙面几乎均匀分布着发丝状裂缝,这种裂缝在渡过冬天时出现,出现后)房屋整个墙面几乎均匀分布着发丝状裂缝,这种裂缝在渡过冬天时出现,出现后不再继续发展。说明房屋伸缩缝间距过大,墙体本身受温度变化而干缩开裂。不再继续发展。说明房屋伸缩缝间距过大,墙体本身受温度变化而干缩开裂。(3 3)屋面设置伸缩缝而墙)屋面设置伸缩缝而墙身未相应设置伸缩缝时,墙身未相应设置伸缩缝时,墙身被拉裂,屋面伸缩缝处的身被拉裂,屋面伸缩缝处的墙裂缝墙裂缝(一)温度裂缝(一)温度裂缝(4)房屋两部分屋画或楼板不在同一标高时,楼板错层处出现水平裂缝,是

108、)房屋两部分屋画或楼板不在同一标高时,楼板错层处出现水平裂缝,是由于屋面或楼板胀缩或由于其他原因发生推挤作用所造成的。由于屋面或楼板胀缩或由于其他原因发生推挤作用所造成的。(一)温度裂缝(一)温度裂缝(5)角与屋面板交接处出现水平裂缝,产生的原因有:)角与屋面板交接处出现水平裂缝,产生的原因有:女儿墙与屋面板伸缩变形不女儿墙与屋面板伸缩变形不一致。一致。屋面保温层和整浇层抵住女儿墙侧面,升温膨胀时对女儿墙有推挤作用屋面保温层和整浇层抵住女儿墙侧面,升温膨胀时对女儿墙有推挤作用第三章第三章钢筋混凝土结构质量事故钢筋混凝土结构质量事故(6学时学时/12学时)学时)3.1材料原因引起的质量事故材料原

109、因引起的质量事故3.2设计及施工原因造成的质量事故设计及施工原因造成的质量事故3.3预制混凝土构件的质量事故预制混凝土构件的质量事故【3-2-1】腹梁裂缝事故】腹梁裂缝事故【3-2-2】某新建四层内框架结构扭】某新建四层内框架结构扭转转【3-2-3】锚固不足而引起大梁折断】锚固不足而引起大梁折断【3-2-4】牛腿配筋问题】牛腿配筋问题【3-2-5】承受荷载不足的裂缝事故】承受荷载不足的裂缝事故【3-2-6】混凝土施工缝处理不当事故混凝土施工缝处理不当事故现浇混凝土结构现浇混凝土结构预制混凝土结构预制混凝土结构【3-1-1】某单层砖房车间倒塌事故】某单层砖房车间倒塌事故【3-1-2】骨料中含过量

110、杂质事故】骨料中含过量杂质事故【3-1-3】混凝土受冻或养护温度过低事故】混凝土受冻或养护温度过低事故【3-1-4】混凝土初期收缩事故】混凝土初期收缩事故【3-1-5】钢筋配置不当事故】钢筋配置不当事故【3-1-6】混凝土碱】混凝土碱-骨料反应事故骨料反应事故【3-3-1】预制板常见裂缝】预制板常见裂缝【3-3-2】预制梁常见裂缝预制梁常见裂缝预制柱常见裂缝预制柱常见裂缝(略略)【3-3-3】某单层厂房柱吊装开裂事故】某单层厂房柱吊装开裂事故【3-3-4】某厂大头柱倒排事故】某厂大头柱倒排事故【3-3-5】某焦炉厂柱顶裂缝事故】某焦炉厂柱顶裂缝事故【3-3-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工

111、车倒塌事故【3-2-6】混凝土施工缝处理不当事故】混凝土施工缝处理不当事故某会议室门厅,屋面板为预制楼板,而大梁、圈梁、雨罩均为现浇某会议室门厅,屋面板为预制楼板,而大梁、圈梁、雨罩均为现浇C20钢筋混凝土构件(图钢筋混凝土构件(图2.27)。)。施工时,大梁混凝土先灌筑,圈梁、雨罩混凝土因故后浇灌,但却不适当地将施工缝留在大梁梁端施工时,大梁混凝土先灌筑,圈梁、雨罩混凝土因故后浇灌,但却不适当地将施工缝留在大梁梁端与圈梁交接处(图与圈梁交接处(图2.27甲),而且施工缝处的混凝土没有妥善处理,又由于该处混凝土没有侧向限甲),而且施工缝处的混凝土没有妥善处理,又由于该处混凝土没有侧向限制而无法

112、振捣,实际上形成松散的一堆制而无法振捣,实际上形成松散的一堆。事故原因事故原因分析分析施工缝留在梁端剪力最大部位;施工缝留在梁端剪力最大部位;施工缝处混凝土强度等级显然不满足设计要求,甚至不足施工缝处混凝土强度等级显然不满足设计要求,甚至不足C10,严重影响梁端抗剪能力和粘着力,严重影响梁端抗剪能力和粘着力强度;强度;新旧混凝土无法连接。新旧混凝土无法连接。【3-2-6】混凝土施工缝处理不当事故】混凝土施工缝处理不当事故事故处理措施事故处理措施将梁端混凝土用工小心地凿成如图将梁端混凝土用工小心地凿成如图2.27乙所示形状,并将部分预制楼板,以加强梁端的抗剪能力。乙所示形状,并将部分预制楼板,以

113、加强梁端的抗剪能力。【3-2-6】混凝土施工缝处理不当事故】混凝土施工缝处理不当事故【3-1-1】某单层砖房车间倒塌事故】某单层砖房车间倒塌事故广西百色某车间为单层砖房,建筑面积广西百色某车间为单层砖房,建筑面积221m2。屋盖采用预制空心板和屋盖采用预制空心板和12m跨现浇钢筋混凝土大跨现浇钢筋混凝土大梁(梁底标高梁(梁底标高5m),屋面荷载经梁传给),屋面荷载经梁传给MU10砖、砖、M5砂浆砌筑的砂浆砌筑的490mm870mm砖柱和砖柱和490mm620mm砖壁柱上。此车间于砖壁柱上。此车间于1983年年10月开工,月开工,当年当年_月月79日浇筑完大梁混凝土,日浇筑完大梁混凝土,12月月

114、2629日安装完屋盖预制板,接着进行屋面防水层施工,日安装完屋盖预制板,接着进行屋面防水层施工,1984年年_月月_日拆完大梁底模板和支撑,日拆完大梁底模板和支撑,1月月_日下午房屋全部倒塌。日下午房屋全部倒塌。【3-1-1】某单层砖房车间倒塌事故】某单层砖房车间倒塌事故经按施工时实际荷载复核,本倒塌事故是因经按施工时实际荷载复核,本倒塌事故是因施工中大梁混凝土强度过低,在大梁拆除底施工中大梁混凝土强度过低,在大梁拆除底模后,其压区混凝土被压碎所引发,继而导模后,其压区混凝土被压碎所引发,继而导致整个房屋倒塌。使用过期受潮水泥是主因,致整个房屋倒塌。使用过期受潮水泥是主因,混凝土配比不严、振捣

115、不实、配筋不足也是混凝土配比不严、振捣不实、配筋不足也是重要原因。重要原因。【处理教训】【处理教训】(1 1)施工现场入库水泥应按品种、标号、出厂日期分别堆放,并建立标志。先)施工现场入库水泥应按品种、标号、出厂日期分别堆放,并建立标志。先到先用,防止混掺使用。到先用,防止混掺使用。(2 2)为防止水泥受潮,现场仓库应尽量密闭。包装水泥:存放时应垫起离地)为防止水泥受潮,现场仓库应尽量密闭。包装水泥:存放时应垫起离地300mm300mm以上,离墙也要以上,离墙也要300mm300mm以上。堆放高度不超过以上。堆放高度不超过1010包。临时露天暂存水泥包。临时露天暂存水泥应用防雨篷布盖严,底板要

116、垫高,并采取油毡、油纸或油布铺垫等防潮措施。应用防雨篷布盖严,底板要垫高,并采取油毡、油纸或油布铺垫等防潮措施。(3 3)过期()过期(3 3 个月)水泥使用时应复查试验,按试验结果使用。个月)水泥使用时应复查试验,按试验结果使用。(4 4)受潮水泥应严格按下表办法处理。)受潮水泥应严格按下表办法处理。【3-1-6】混凝土碱】混凝土碱-骨料反应事故骨料反应事故北京某厂受热车间,建于北京某厂受热车间,建于19601960年,建成后常年处于年,建成后常年处于404050 50 的高温环境中,的高温环境中,后发现其混凝土墙面上有许多网状裂纹。经查当年混凝土所用原料为后发现其混凝土墙面上有许多网状裂纹

117、。经查当年混凝土所用原料为400400号号矿渣水泥,混凝土水泥用量矿渣水泥,混凝土水泥用量410Kg/m410Kg/m3 3配合比为水泥沙石水配合比为水泥沙石水=1=11.0991.0993.583.580.390.39,粗骨料为粒径,粗骨料为粒径5 530mm30mm的卵石,掺的卵石,掺2 2CaClCaCl2 2( (氯盐氯盐) )和和2 2CaSOCaSO4 42H2H2 2O(O(石膏石膏) )的外加剂。的外加剂。【3-1-6】混凝土碱】混凝土碱-骨料反应事故骨料反应事故为了确定此墙面的严重网状裂纹是否为碱为了确定此墙面的严重网状裂纹是否为碱骨料反应所致,在裂纹处钻一直径骨料反应所致,

118、在裂纹处钻一直径70mm、长、长120mm的混凝土圆柱芯体。将此芯体横向锯成若干磨光薄片,在反光显微镜下观察,发现内的混凝土圆柱芯体。将此芯体横向锯成若干磨光薄片,在反光显微镜下观察,发现内部有许多网状裂缝(图部有许多网状裂缝(图2.6)。)。将此磨光薄片进行岩相分析,发现将此磨光薄片进行岩相分析,发现每个薄片含有每个薄片含有611枚粗骨料中有枚粗骨料中有13枚粗骨料含微晶石英和玉髓。将磨光枚粗骨料含微晶石英和玉髓。将磨光薄片在扫描电镜下观察并进行能谱分薄片在扫描电镜下观察并进行能谱分析,发现骨料边缘的钾含量明显增加。析,发现骨料边缘的钾含量明显增加。表明碱在骨料边缘富集。但是,对芯表明碱在骨

119、料边缘富集。但是,对芯体中的细骨料鉴定表明没有活性矿物体中的细骨料鉴定表明没有活性矿物存在,为非活性矿物(它与粗骨料来存在,为非活性矿物(它与粗骨料来自不同产地)自不同产地)【3-1-6】混凝土碱】混凝土碱-骨料反应事故骨料反应事故该长露天堆场钢筋混凝土柱的混凝土保护层也严重剥落,钢筋严重锈蚀该长露天堆场钢筋混凝土柱的混凝土保护层也严重剥落,钢筋严重锈蚀,从剥落的混凝土中取从剥落的混凝土中取得一些骨料进行岩相分析,其中也含有典型的活性矿物玉髓和微晶石英。因而,此柱的混凝土得一些骨料进行岩相分析,其中也含有典型的活性矿物玉髓和微晶石英。因而,此柱的混凝土剥落和钢筋锈蚀可视作是碱剥落和钢筋锈蚀可视

120、作是碱-骨料反应导致混凝土开裂,从而加剧钢筋锈蚀,而钢筋锈蚀又促骨料反应导致混凝土开裂,从而加剧钢筋锈蚀,而钢筋锈蚀又促使混凝土剥落这两方面综合作用的结果。使混凝土剥落这两方面综合作用的结果。根根据据上上述述分分析析,可可以以证证明明上上述述墙墙面面严重裂纹是由于碱严重裂纹是由于碱-骨料反应所引起的。骨料反应所引起的。碱骨料反应碱骨料反应碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na(Na2 2O O或或K K2 2O)O)与骨料中的活与骨料中的活性成分反应,在混凝土浇筑成型后若干午性成分反应,在混凝土浇筑成型后若干午

121、( (数年至二、三十年数年至二、三十年) )逐渐反应,反应生成物吸水膨逐渐反应,反应生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力,胀使混凝土产生内部应力,膨胀开裂、导致混凝土失去设计性能。由于活性骨料经搅拌后膨胀开裂、导致混凝土失去设计性能。由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布。所以一旦大体上呈均匀分布。所以一旦发生碱骨料反应、混凝土内各部分均产生膨胀应力,将混凝发生碱骨料反应、混凝土内各部分均产生膨胀应力,将混凝土自身胀裂、发展严重的只能拆除,无法补救,因而被称为混凝土的癌症。土自身胀裂、发展严重的只能拆除,无法补救,因而被称为混凝土的癌症。碱碱- -骨料反应迄今已发现的有骨料反应迄今已发现的有3 3

122、类:碱硅酸反应、碱硅酸盐反应和碱碳酸盐反应。对工程损坏类:碱硅酸反应、碱硅酸盐反应和碱碳酸盐反应。对工程损坏最多、分布最广的是碱硅酸反应(主要以最多、分布最广的是碱硅酸反应(主要以KOHKOH、NaOHNaOH形式存在与骨料中的活性形式存在与骨料中的活性SiOSiO2 2发生的反发生的反应)。应)。碱骨料反应碱骨料反应1940年美国加利尼亚州公路局的斯坦敦,首先发现碱骨料反应问题,引起全世界混凝年美国加利尼亚州公路局的斯坦敦,首先发现碱骨料反应问题,引起全世界混凝土工程界的重视,这种反应就是碱硅酸反应。碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活土工程界的重视,这种反应就是碱硅酸反应。碱硅酸反应是水泥中

123、的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶,碱硅凝胶固体体积大于反应前的性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶,碱硅凝胶固体体积大于反应前的体积,而且有强烈的吸水性,吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力,而且碱硅凝胶吸体积,而且有强烈的吸水性,吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力,而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的发展、使混凝土内部膨胀应力增大,导致混凝土开裂。水后进一步促进碱骨料反应的发展、使混凝土内部膨胀应力增大,导致混凝土开裂。发展严重的会使混凝土结构崩溃。发展严重的会使混凝土结构崩溃。碱骨料反应碱骨料反应因碱因碱-骨料反应发生的质量事故遍及世界:美国是发现碱骨料反

124、应发生的质量事故遍及世界:美国是发现碱-骨料反应最早的国家,有十余个骨料反应最早的国家,有十余个州曾发生碱州曾发生碱-骨料反应的破坏事件;加拿大也深受其害,骨料反应的破坏事件;加拿大也深受其害,1906年在渥太华建成的年在渥太华建成的hurdman桥,因碱桥,因碱-骨料反应严重而于骨料反应严重而于1987年拆毁,年拆毁,1957年后该国中部和东部地区发年后该国中部和东部地区发现数百个混凝土工程因碱现数百个混凝土工程因碱-骨料反应而破坏,日本于骨料反应而破坏,日本于1980年在阪神高速公路上发年在阪神高速公路上发现大量因碱现大量因碱-骨料反应的破坏事故;南非碱骨料反应的破坏事故;南非碱-骨料反应

125、的破坏也十分严重,遭破坏的混凝土骨料反应的破坏也十分严重,遭破坏的混凝土工程包括桥梁、挡土墙、路面、蓄水坝、电线杆、桩基等,它们出现混凝土开裂多在工程包括桥梁、挡土墙、路面、蓄水坝、电线杆、桩基等,它们出现混凝土开裂多在建成后建成后3-10年之内。年之内。碱骨料反应碱骨料反应碱碱-骨料反应来自两个方面:一是骨料中的活性骨料反应来自两个方面:一是骨料中的活性SiO2,如玉髓、玛瑙、鳞石英、方石英、微晶,如玉髓、玛瑙、鳞石英、方石英、微晶石英等;二是水泥原料中碱含量(以等当量石英等;二是水泥原料中碱含量(以等当量Na2O计)过高。计)过高。我国经初步研究,已证实广西红水河地区、辽宁锦州地区、江苏仪

126、征地区、北京地区、长江流我国经初步研究,已证实广西红水河地区、辽宁锦州地区、江苏仪征地区、北京地区、长江流域的沱江地区等所采集的部分粗骨料中含有活性域的沱江地区等所采集的部分粗骨料中含有活性SiO2。如在石灰石骨料中夹杂有成分为微晶。如在石灰石骨料中夹杂有成分为微晶石英的燧石,在砾石中含有玉髓和玛瑙等。石英的燧石,在砾石中含有玉髓和玛瑙等。我国历年来生产的水泥的碱含量也偏高。早在我国历年来生产的水泥的碱含量也偏高。早在90年代初,华北、西北、东北地区水泥厂所生产年代初,华北、西北、东北地区水泥厂所生产水泥的碱含量以等当量水泥的碱含量以等当量Na2O计,就已经波动于计,就已经波动于0.39%1.

127、08%之间(不少厂接近之间(不少厂接近1%)。)。碱骨料反应碱骨料反应碱碱-骨料反应对混凝土工程的危害,表现在外观上主要是混凝土因后期体积膨胀而开裂,裂缝骨料反应对混凝土工程的危害,表现在外观上主要是混凝土因后期体积膨胀而开裂,裂缝中渗出凝胶物,混凝土构件发生附加变形。表现在内部结构中则是使混凝土强度降低,碳化加中渗出凝胶物,混凝土构件发生附加变形。表现在内部结构中则是使混凝土强度降低,碳化加快,引起钢筋锈蚀,大大降低混凝土结构的耐久性。快,引起钢筋锈蚀,大大降低混凝土结构的耐久性。因碱因碱-骨料反应使混凝土膨胀开裂的特征有二:骨料反应使混凝土膨胀开裂的特征有二:当混凝土所受约束力不大时(无筋

128、或少筋部位),出现网状龟背纹裂缝,外观上接近六边形,当混凝土所受约束力不大时(无筋或少筋部位),出现网状龟背纹裂缝,外观上接近六边形,裂缝从网结点处三分岔开,夹角约为裂缝从网结点处三分岔开,夹角约为120。当混凝土受到约束(钢筋附近或其它外力约束),膨胀裂缝往往平行于约束力方向,如主筋外当混凝土受到约束(钢筋附近或其它外力约束),膨胀裂缝往往平行于约束力方向,如主筋外保护层的顺筋裂缝。保护层的顺筋裂缝。【应吸取的教训】【应吸取的教训】(1 1)广泛系统地调查我国哪些地区的骨料具有碱活性(如北京市建筑工程研究所已发现北京南口)广泛系统地调查我国哪些地区的骨料具有碱活性(如北京市建筑工程研究所已发

129、现北京南口碎石的碱活性较高,不宜用作水泥混凝土骨料)。同时,对重要工程的混凝土所使用的骨料进碎石的碱活性较高,不宜用作水泥混凝土骨料)。同时,对重要工程的混凝土所使用的骨料进行碱活性检验。行碱活性检验。(2 2)进行碱活性检验时,首先应采用岩相分析检验碱活性骨料的品种、类型(也可由地质部门提)进行碱活性检验时,首先应采用岩相分析检验碱活性骨料的品种、类型(也可由地质部门提供)。若骨料中含有活性供)。若骨料中含有活性SiO2时,应采用化学法和砂浆长度法进行检验。若骨料判定为有潜在时,应采用化学法和砂浆长度法进行检验。若骨料判定为有潜在破坏性膨胀,则应遵守以下规定:破坏性膨胀,则应遵守以下规定:使

130、用含碱量小于使用含碱量小于) 0.6%) 0.6%的水泥;的水泥;掺用粉煤灰、矿渣、硅灰掺用粉煤灰、矿渣、硅灰等掺合料,以降低水泥用量;等掺合料,以降低水泥用量;当使用含钾、钠离子的外加剂时,必须进行专门试验。当使用含钾、钠离子的外加剂时,必须进行专门试验。(3 3)对于一般混凝土工程,当其骨料有碱活性但并不高时,混凝土总含碱量不得超过)对于一般混凝土工程,当其骨料有碱活性但并不高时,混凝土总含碱量不得超过3kg/m3kg/m3 3 ;当;当其骨料无碱活性时,混凝土总含碱量不得超过其骨料无碱活性时,混凝土总含碱量不得超过6kg/m6kg/m3 3 。【3-1-5】钢筋配置不当事故】钢筋配置不当

131、事故某百货大楼一层橱窗上设置有挑出某百货大楼一层橱窗上设置有挑出1200mm通长现浇钢筋混凝土雨篷,如图通长现浇钢筋混凝土雨篷,如图2.36(a)。)。待到达混凝土设计强度拆模时,突然发生从雨篷根部折断的质量事故,呈门帘状如图待到达混凝土设计强度拆模时,突然发生从雨篷根部折断的质量事故,呈门帘状如图2.36(b)。)。【3-1-5】钢筋配置不当事故】钢筋配置不当事故受力筋放错了位置(离模板只有受力筋放错了位置(离模板只有20mm,如图,如图c)所致。原来受力筋按设计布置,钢筋工绑扎)所致。原来受力筋按设计布置,钢筋工绑扎好后就离开了。打混凝土前,一些好后就离开了。打混凝土前,一些“好心人好心人

132、”看到雨篷钢筋浮搁在过梁箍筋上,受力筋又放在看到雨篷钢筋浮搁在过梁箍筋上,受力筋又放在雨篷顶部(传统的概念总以为受力筋就放在构件底面),就把受力筋临时改放到过梁的箍筋里雨篷顶部(传统的概念总以为受力筋就放在构件底面),就把受力筋临时改放到过梁的箍筋里面,并贴着模板。打混凝土时,现场人员没有对受力筋位置进行检查,于是发生上述事故。面,并贴着模板。打混凝土时,现场人员没有对受力筋位置进行检查,于是发生上述事故。【3-1-4】混凝土初期收缩事故】混凝土初期收缩事故某办公楼为现浇钢筋混凝土框架结构。在达到预定混凝土强度拆除楼板模板时,发现某办公楼为现浇钢筋混凝土框架结构。在达到预定混凝土强度拆除楼板模

133、板时,发现板上有无数走向不规则的微细裂纹,如图板上有无数走向不规则的微细裂纹,如图2.162.16所示。裂缝宽所示。裂缝宽0.050.050.15mm0.15mm,有时上下,有时上下贯通,但其总体特征是板上裂纹多于板下裂纹贯通,但其总体特征是板上裂纹多于板下裂纹 。【3-1-4】混凝土初期收缩事故】混凝土初期收缩事故查得施工时的气象条件是:上午查得施工时的气象条件是:上午9 9时气温时气温13C13C,风速,风速7m/s7m/s,相对湿度,相对湿度40%40%;中午温度;中午温度15C15C,风,风速速13m/s13m/s(最大瞬时风速达(最大瞬时风速达18m/s18m/s),相对湿度),相对

134、湿度29%29%;下午;下午5 5时温度时温度11C11C,风速,风速11m/s11m/s,相对湿,相对湿度度39%39%。灌注混凝土就是在这种非常干燥的条件下进行的。灌注混凝土就是在这种非常干燥的条件下进行的。由于异常干燥加上强风影响,故使得由于异常干燥加上强风影响,故使得混凝土在凝结后不久即出现裂纹。根混凝土在凝结后不久即出现裂纹。根据有关资料记载:当风速为据有关资料记载:当风速为16m/s16m/s时,时,混凝土的蒸发速度为无风时的混凝土的蒸发速度为无风时的4 4倍;倍;当相对湿度当相对湿度10%10%时,混凝土的蒸发速时,混凝土的蒸发速度为相对湿度度为相对湿度90%90%时的时的9 9

135、倍以上。根据倍以上。根据这些参数推算,本工程在上述气象条这些参数推算,本工程在上述气象条件下的蒸发速度可达通常条件的件下的蒸发速度可达通常条件的8 81010倍。倍。【3-1-4】混凝土初期收缩事故】混凝土初期收缩事故因此,可以认为与大气接触的楼板上面受干燥空气和强风的影响成为产生较多失水收缩裂纹的因此,可以认为与大气接触的楼板上面受干燥空气和强风的影响成为产生较多失水收缩裂纹的主因,而曾受模板保护的楼板下面这种失水收缩裂纹会比较少一点。经过对灌注楼板是预留主因,而曾受模板保护的楼板下面这种失水收缩裂纹会比较少一点。经过对灌注楼板是预留的试块和对楼板承载能力进行试验,均能达到设计要求的试块和对

136、楼板承载能力进行试验,均能达到设计要求。这说明具有失水收缩的混凝土初期裂这说明具有失水收缩的混凝土初期裂纹对楼板的承载力并无影响。但是为纹对楼板的承载力并无影响。但是为了建筑物的耐久性,还应使用树脂注了建筑物的耐久性,还应使用树脂注入法进行补强。入法进行补强。【3-1-3】混凝土受冻或养护温度过低事故】混凝土受冻或养护温度过低事故某工程为三层砖混结构,现浇钢筋混凝土楼盖,纵墙承重、灰土基础。施工后于当年某工程为三层砖混结构,现浇钢筋混凝土楼盖,纵墙承重、灰土基础。施工后于当年_月浇灌月浇灌二层楼盖混凝土。全部主体结构于第二年二层楼盖混凝土。全部主体结构于第二年_月完工。在月完工。在_月间进行装

137、修工程时,发现各层大梁月间进行装修工程时,发现各层大梁均有斜裂缝。倾角均有斜裂缝。倾角5060,且多发生在,且多发生在300mm的钢箍间距内。近梁中部为竖向裂缝。的钢箍间距内。近梁中部为竖向裂缝。【3-1-3】混凝土受冻或养护温度过低事故】混凝土受冻或养护温度过低事故斜裂缝两端密集,中部稀少(值得注意的是在纵筋截断处都有斜裂缝);其沿梁高度方向的位斜裂缝两端密集,中部稀少(值得注意的是在纵筋截断处都有斜裂缝);其沿梁高度方向的位置较多地在中和轴以下,个别贯通梁高。置较多地在中和轴以下,个别贯通梁高。裂缝宽度在梁端附裂缝宽度在梁端附近约近约0.51.2mm,近跨中约近跨中约0.10.5mm;裂缝

138、深度;裂缝深度一般小于一般小于1/3,个别,个别的两端穿通;裂缝的两端穿通;裂缝数量每根梁少则数量每根梁少则4根,根,多则多则22根,一般为根,一般为1015根。根。【3-1-3】混凝土受冻或养护温度过低事故】混凝土受冻或养护温度过低事故事故原因事故原因施工原因:浇灌二层梁板时,未采用专门养护措施,浇灌后施工原因:浇灌二层梁板时,未采用专门养护措施,浇灌后2h就在板面铺脚手板、堆放砖块进行砌墙。就在板面铺脚手板、堆放砖块进行砌墙。_月月初浇灌三层现浇板时,室内温度为初浇灌三层现浇板时,室内温度为01C,未采取保温措施。根据试验资料,混凝土在,未采取保温措施。根据试验资料,混凝土在21d后的强度

139、只达后的强度只达28d理论强度值的理论强度值的42.5%,一个月后才达到,一个月后才达到52%。因此混凝土早期受冻是这起质量事故的重要原因。另外,混凝土。因此混凝土早期受冻是这起质量事故的重要原因。另外,混凝土的水泥用量偏低(只有的水泥用量偏低(只有210kg/m3,略少于略少于225kg/m3的最低值)也是因素之一。的最低值)也是因素之一。设计原因:其一是箍筋间距过大。混凝土结构设计规范设计原因:其一是箍筋间距过大。混凝土结构设计规范7.2.7条规定,条规定,“当梁高为当梁高为500mm且且V0.07fcbh0时,梁中箍筋的最大间距为时,梁中箍筋的最大间距为200mm。”而本工程箍筋间距却为

140、而本工程箍筋间距却为300mm,这就是斜裂缝多发生在箍筋之间的原,这就是斜裂缝多发生在箍筋之间的原因。其二是是纵筋在梁跨中间截断。混凝土结构设计规范因。其二是是纵筋在梁跨中间截断。混凝土结构设计规范6.1.5条规定,条规定,“纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断”。而本工程梁中部分纵向受拉钢筋在跨中截断,使受拉钢筋未能很好的抵抗剪力。而本工程梁中部分纵向受拉钢筋在跨中截断,使受拉钢筋未能很好的抵抗剪力。施工中混凝土早期受冻是产生本工程质量事故的施工中混凝土早期受冻是产生本工程质量事故的主要原因。主要原因。【3-1-3】混凝土受冻或养护温度过低事故】混凝土受冻或养护温度过低事

141、故加固措施加固措施由于梁上有大量斜裂缝,很容易发生脆性由于梁上有大量斜裂缝,很容易发生脆性截面破坏,引起梁的断裂,故必须进截面破坏,引起梁的断裂,故必须进行加固。加固方案是在原大梁外包一行加固。加固方案是在原大梁外包一U形截面梁,该梁按承受原来梁的的形截面梁,该梁按承受原来梁的的全部弯矩和剪力进行设计,并在全部弯矩和剪力进行设计,并在U形形截面梁的端部沿墙设置钢筋混凝土柱截面梁的端部沿墙设置钢筋混凝土柱和基础,作为加固梁的支承。和基础,作为加固梁的支承。混凝土受冻害混凝土受冻害事故事故某省一综合加工楼某省一综合加工楼,五层楼五层楼,砖混结构砖混结构,砖墙承重砖墙承重,现浇钢筋混凝土楼盖现浇钢筋

142、混凝土楼盖.在浇注混凝土时正在浇注混凝土时正值冬季值冬季.但施工队缺乏冬季施工措施但施工队缺乏冬季施工措施,在拆模后发现冻害严重在拆模后发现冻害严重.具体表现在具体表现在1板面混凝土层剥板面混凝土层剥落落.板面疏松用铁器或木板刮时板面疏松用铁器或木板刮时,表层纷纷剥落表层纷纷剥落,有的外露石子有的外露石子,用手可以挪动用手可以挪动,结构疏松结构疏松;2混凝土强度严重不足混凝土强度严重不足.原设计混凝土为原设计混凝土为C25,实测强度大都在实测强度大都在C10C13之间之间,个别的仅为个别的仅为C6,3表面裂缝遍布表面裂缝遍布,参看图参看图混凝土受冻害混凝土受冻害原因分析原因分析原因分析原因分析

143、显然是混凝土在凝结硬化过程中受了冻害显然是混凝土在凝结硬化过程中受了冻害.这从取样混凝土中这从取样混凝土中,发现骨料表面发现骨料表面有明显的结冰痕迹有明显的结冰痕迹.混凝土的水化反应随着温度的混凝土的水化反应随着温度的减低而减弱减低而减弱,水结冰则水化水结冰则水化反应完全停止反应完全停止.水的冰冻温度为水的冰冻温度为0度度,但在混凝土混合物中总有一些溶解物质但在混凝土混合物中总有一些溶解物质,水的水的结冰温度要低于结冰温度要低于0度度,约在约在-1-4度度.在低温环境中浇筑混凝土在低温环境中浇筑混凝土,由于混由于混凝土在硬化前受冻凝土在硬化前受冻,水化反应很弱水化反应很弱,同时新形成的水泥水化

144、物的强度弱同时新形成的水泥水化物的强度弱,水结冰水结冰冻胀时冻胀时,内部结构遭到破坏内部结构遭到破坏.因而强度严重不足因而强度严重不足.【3-1-2】骨料中含过量杂质事故】骨料中含过量杂质事故 河南某中学教学楼为河南某中学教学楼为3 3层砖混结构,全长层砖混结构,全长42.4m42.4m,开间,开间3.2m3.2m,进,进深深6.4m6.4m,层高,层高3.45m3.45m,单面走廊,每个开间配置两根混凝土为,单面走廊,每个开间配置两根混凝土为C20C20的的进深梁,上铺预制空心板。该楼进深梁,上铺预制空心板。该楼1982 1982 年年8 8 月开工,月开工,11 11 月主体结构月主体结构

145、完工,在进行屋面施工时,屋面进深梁突然断裂,造成屋面局部倒完工,在进行屋面施工时,屋面进深梁突然断裂,造成屋面局部倒塌(顶层墙体未倒)。塌(顶层墙体未倒)。【3-1-2】骨料中含过量杂质事故】骨料中含过量杂质事故后曾对设计进行审查,未发现任何问题。在对施工方面进行审查中发现以下问题:后曾对设计进行审查,未发现任何问题。在对施工方面进行审查中发现以下问题:(1)进深梁设计时为)进深梁设计时为C20混凝土,施工时未留试块,事后鉴定其强度等级只是混凝土,施工时未留试块,事后鉴定其强度等级只是C7.5左右。在梁左右。在梁的断口处可清楚地看出沙石未洗净,骨料中混有鸽蛋大小的黏土块、石灰颗粒和树叶等杂质。

146、的断口处可清楚地看出沙石未洗净,骨料中混有鸽蛋大小的黏土块、石灰颗粒和树叶等杂质。(2)混凝土采用的水泥是当地生产的)混凝土采用的水泥是当地生产的400号普通硅酸盐水泥,后经检验只达到号普通硅酸盐水泥,后经检验只达到350号,施工时号,施工时当作当作400号水泥配制混凝土,导致混凝土的强度受到一定影响。号水泥配制混凝土,导致混凝土的强度受到一定影响。(3)在进深梁断口处上发现偏在一侧,梁的受拉)在进深梁断口处上发现偏在一侧,梁的受拉1/3宽度内几乎没有钢筋,这种主筋布置使梁宽度内几乎没有钢筋,这种主筋布置使梁在屋盖荷载作用下处于弯、剪、扭受力状态,使梁的支承处作用有扭力矩。在屋盖荷载作用下处于

147、弯、剪、扭受力状态,使梁的支承处作用有扭力矩。(4)对墙体进行检查,未发现有质量问题。对墙体进行检查,未发现有质量问题。【3-1-2】骨料中含过量杂质事故】骨料中含过量杂质事故 综合以上施工问题,可以认为进深梁的断裂主要由于该综合以上施工问题,可以认为进深梁的断裂主要由于该梁受有扭矩和剪力产生的较大剪应力,而梁的混凝土强度又梁受有扭矩和剪力产生的较大剪应力,而梁的混凝土强度又过低,导致梁发生剪切破坏的缘故。其中混凝土骨料含过量过低,导致梁发生剪切破坏的缘故。其中混凝土骨料含过量的土块等有害杂质,又是混凝土强度过低的主要原因。的土块等有害杂质,又是混凝土强度过低的主要原因。骨料中含过量杂质骨料中

148、含过量杂质骨料(砂、石子)占混凝土总体积骨料(砂、石子)占混凝土总体积70%70%以上,混凝土质量除与水泥品质有关外,也与骨料中杂质以上,混凝土质量除与水泥品质有关外,也与骨料中杂质含量有密切关系。含量有密切关系。衡量骨料中杂质是否有害有三条标准:衡量骨料中杂质是否有害有三条标准:一是对水泥水化硬化是否产生不利影响;一是对水泥水化硬化是否产生不利影响;二是对水泥石与骨料的粘结是否有害;二是对水泥石与骨料的粘结是否有害;三是杂质自身的物理化学变化对已形成混凝土结构是否产生不利影响。三是杂质自身的物理化学变化对已形成混凝土结构是否产生不利影响。骨料中含过量杂质骨料中含过量杂质 根据以上三条标准,一

149、般认为骨料中的有害杂质大体有以下几种:根据以上三条标准,一般认为骨料中的有害杂质大体有以下几种:(1 1)含泥量指砂或石子中粒径小于)含泥量指砂或石子中粒径小于0.08mm 0.08mm 的尘屑、淤泥和粘土的总含量。若含泥量过多的尘屑、淤泥和粘土的总含量。若含泥量过多(分别指粗骨料和细骨料中含泥的重量占粗骨料和细骨料重量的百分比),它不仅由于自(分别指粗骨料和细骨料中含泥的重量占粗骨料和细骨料重量的百分比),它不仅由于自身是软弱颗粒而影响混凝土强度和耐久性,而且还会影响骨料与水泥石界面的粘结,从根身是软弱颗粒而影响混凝土强度和耐久性,而且还会影响骨料与水泥石界面的粘结,从根本降低混凝土的强度。

150、本降低混凝土的强度。(2 2)有机质含量指以附属在骨料上的有机土形式出现的植物腐烂产物。它的危害性主要是妨)有机质含量指以附属在骨料上的有机土形式出现的植物腐烂产物。它的危害性主要是妨碍水泥的水化,降低混凝土的强度。检验有机质含量采用比色法。碍水泥的水化,降低混凝土的强度。检验有机质含量采用比色法。骨料中含过量杂质骨料中含过量杂质 根据以上三条标准,一般认为骨料中的有害杂质大体有以下几种:根据以上三条标准,一般认为骨料中的有害杂质大体有以下几种:(3 3)硫化物和硫酸盐含量若骨料中有硫铁矿()硫化物和硫酸盐含量若骨料中有硫铁矿(FeSFeS3 3)、生石膏()、生石膏(CaSO4CaSO42H

151、2H2 2O O)等硫化物或硫酸盐折)等硫化物或硫酸盐折算为算为SOSO3 3的含量过高,可能对混凝土产生硫酸盐腐蚀,即与水泥中的氢氧化钙作用后生成的结晶体的含量过高,可能对混凝土产生硫酸盐腐蚀,即与水泥中的氢氧化钙作用后生成的结晶体体积膨胀,致使水泥石严重开裂而破坏。体积膨胀,致使水泥石严重开裂而破坏。(4 4)生石灰和其它轻物质含量砂、石子在堆放、运输过程中易混入生石灰块或煤粒等轻物质。生石)生石灰和其它轻物质含量砂、石子在堆放、运输过程中易混入生石灰块或煤粒等轻物质。生石灰遇水会产生熟化反应:灰遇水会产生熟化反应:熟化时体积膨胀熟化时体积膨胀1 1 2.5 2.5倍,并生成大量蒸汽,使石

152、灰松解为细粉(值得注意的是石灰石在混凝土内倍,并生成大量蒸汽,使石灰松解为细粉(值得注意的是石灰石在混凝土内可以经过一个很长的时间才完全熟化)。轻物质则不仅本身软弱而且和水泥石的粘结也差,从而可以经过一个很长的时间才完全熟化)。轻物质则不仅本身软弱而且和水泥石的粘结也差,从而对混凝土的强度和耐久性产生不良影响。因此,骨料中不得含生石灰石。对混凝土的强度和耐久性产生不良影响。因此,骨料中不得含生石灰石。3.2设计原因造成的质量事故设计原因造成的质量事故混凝土施工缝处理不当事故混凝土施工缝处理不当事故某会议室门厅,屋面板为预制楼板,而大梁、圈梁、雨罩均为现浇某会议室门厅,屋面板为预制楼板,而大梁、

153、圈梁、雨罩均为现浇C20钢筋混凝土构件(图钢筋混凝土构件(图2.27)。)。施工时,大梁混凝土先灌筑,圈梁、雨罩混凝土因故后浇灌,但却不适当地将施工缝留在大梁梁端施工时,大梁混凝土先灌筑,圈梁、雨罩混凝土因故后浇灌,但却不适当地将施工缝留在大梁梁端与圈梁交接处(图与圈梁交接处(图2.27甲),而且施工缝处的混凝土没有妥善处理,又由于该处混凝土没有侧向限甲),而且施工缝处的混凝土没有妥善处理,又由于该处混凝土没有侧向限制而无法振捣,实际上形成松散的一堆制而无法振捣,实际上形成松散的一堆。事故原因事故原因分析分析施工缝留在梁端剪力最大部位;施工缝留在梁端剪力最大部位;施工缝处混凝土强度等级显然不满

154、足设计要求,甚至不足施工缝处混凝土强度等级显然不满足设计要求,甚至不足C10,严重影响梁端抗剪能力和粘着力,严重影响梁端抗剪能力和粘着力强度;强度;新旧混凝土无法连接。新旧混凝土无法连接。事故处理措施事故处理措施将梁端混凝土用工小心地凿成如图将梁端混凝土用工小心地凿成如图2.27乙所示形状,并将部分预制楼板,以加强梁端的抗剪能力。乙所示形状,并将部分预制楼板,以加强梁端的抗剪能力。【3-2-5】承受荷载不足的裂缝事故】承受荷载不足的裂缝事故(1)工程和事故情况)工程和事故情况【3-2-5】承受荷载不足的裂缝事故】承受荷载不足的裂缝事故故可认为施工时由荷载标准值算得的截面作用内力已超越由材料设计

155、值求出的截面承载力故可认为施工时由荷载标准值算得的截面作用内力已超越由材料设计值求出的截面承载力35%40%左右。正式启用时还要增加装饰层和使用活载,并考虑荷载系数,则超越承载力的幅度左右。正式启用时还要增加装饰层和使用活载,并考虑荷载系数,则超越承载力的幅度将大于将大于60%。【3-2-5】承受荷载不足的裂缝事故】承受荷载不足的裂缝事故(3)加固方案)加固方案由于本例超载幅度较大,超载主要来自花岗岩除尘器自重(属恒载范畴),对结构正常使用影响很由于本例超载幅度较大,超载主要来自花岗岩除尘器自重(属恒载范畴),对结构正常使用影响很大;故放弃采用预应力加固、外粘钢板加固等手段。在不影响使用前提下

156、,采取对开裂梁增设中间大;故放弃采用预应力加固、外粘钢板加固等手段。在不影响使用前提下,采取对开裂梁增设中间支承改变传力途径的措施,使原单跨梁改为双跨连续梁。其优点是可确保结构的强度和刚度,满足支承改变传力途径的措施,使原单跨梁改为双跨连续梁。其优点是可确保结构的强度和刚度,满足使用功能要求,减少施工难度。其技术难点为避免加设中间支承后在梁顶部出现新的裂缝。使用功能要求,减少施工难度。其技术难点为避免加设中间支承后在梁顶部出现新的裂缝。具体做法是在三根框架梁中部(避开纵向次梁位置)架设支于新设基础梁上的具体做法是在三根框架梁中部(避开纵向次梁位置)架设支于新设基础梁上的6根根I I45钢支柱,

157、设钢支柱,设法将它们穿过凿通的楼板和料仓侧板,与法将它们穿过凿通的楼板和料仓侧板,与+3m、+8.7m、+14.5m标高的梁相贴,并支托标高的梁相贴,并支托+18.2m标高的开裂梁。支托开裂梁时用对钢支柱的顶升法,顶升时进行对开裂梁截面应变和挠度的双控制,标高的开裂梁。支托开裂梁时用对钢支柱的顶升法,顶升时进行对开裂梁截面应变和挠度的双控制,使开裂梁的裂缝尽可能闭合并严格控制挠度的回弹,防止因负弯矩过大形成梁顶新裂缝。使开裂梁的裂缝尽可能闭合并严格控制挠度的回弹,防止因负弯矩过大形成梁顶新裂缝。(4)加固步骤)加固步骤临时支托已开裂的各梁,防止临时支托已开裂的各梁,防止意外。意外。浇筑新设浇筑

158、新设6根基础梁,它们分别根基础梁,它们分别搁置在原基础顶面:搁置在原基础顶面:轴线轴线上架设上架设2JL1(500mm1800mm),轴线上各架设轴线上各架设2JL1(500mm1200mm)。这些梁是这些梁是I I45钢支柱的支点。钢支柱的支点。在现场做在现场做I I45钢支柱,每根长钢支柱,每根长18.4m,分两节。两节之间连,分两节。两节之间连接件为钢板,用螺栓固定。层接件为钢板,用螺栓固定。层向向2I I45钢支柱间用钢支柱间用20横向横向连接,既可使两片连接,既可使两片I I45形成一形成一体,又能制约钢支柱受力后失体,又能制约钢支柱受力后失稳。如图所示。稳。如图所示。【3-2-4】

159、牛腿配筋问题】牛腿配筋问题某厂房柱的预埋件如图某厂房柱的预埋件如图a所示,其上柱钢筋位置见剖面所示,其上柱钢筋位置见剖面1-1,牛腿配筋情况见图,牛腿配筋情况见图b。柱上有三种预埋。柱上有三种预埋件件M1,M2,M3,分别见其大样图。它们在构造上都有不合理处:,分别见其大样图。它们在构造上都有不合理处:【3-2-4】牛腿配筋问题】牛腿配筋问题(1 1)M M1 1为安放在柱顶部固定屋架用的预埋件,其锚筋边距为为安放在柱顶部固定屋架用的预埋件,其锚筋边距为40mm40mm(见(见M M1 1大样),小于柱内纵向受力、大样),小于柱内纵向受力、筋内皮至柱边距离筋内皮至柱边距离40 ( 27+164

160、025mm或或d。现浇柱与基础交接处的接头面积,当采取。现浇柱与基础交接处的接头面积,当采取提高实际配筋率或增加搭接长度时,可适当放宽。提高实际配筋率或增加搭接长度时,可适当放宽。【3-2-1】腹梁裂缝事故】腹梁裂缝事故某锻工车间跨度某锻工车间跨度10m,屋盖梁采用双坡,屋盖梁采用双坡T形截面薄腹梁,共形截面薄腹梁,共4榀,其形状,尺寸与配筋见图榀,其形状,尺寸与配筋见图3-42,梁内无弯,梁内无弯起钢筋,混凝土设计强度起钢筋,混凝土设计强度C18,实际试块强度为实际试块强度为12-15N/mm2,在检查时发现梁支座附近有斜裂缝出现,并不在检查时发现梁支座附近有斜裂缝出现,并不断增加和扩大。断

161、增加和扩大。事故原因分析事故原因分析原设计无弯起钢筋,箍筋原设计无弯起钢筋,箍筋断面及数量均不足。实测断面及数量均不足。实测混凝土强度未达到设计要混凝土强度未达到设计要求。求。事故处理措施事故处理措施由于薄腹梁的承载能力不足,必须加固,加固方案在原有的薄腹梁上加钢由于薄腹梁的承载能力不足,必须加固,加固方案在原有的薄腹梁上加钢筋混凝土,加固后的断面见图,增设箍筋来承担斜截面强度,并配置纵向筋混凝土,加固后的断面见图,增设箍筋来承担斜截面强度,并配置纵向构造钢筋构造钢筋【3-2-1】腹梁裂缝事故】腹梁裂缝事故在钢筋混凝土构件中,钢筋配置是否正确直接关系结构的承载力、刚度和裂缝。实际工程中,在钢筋

162、混凝土构件中,钢筋配置是否正确直接关系结构的承载力、刚度和裂缝。实际工程中,除因设计和施工原因使构件配筋不足引起工程质量问题外,还常容易发生以下问题:除因设计和施工原因使构件配筋不足引起工程质量问题外,还常容易发生以下问题:(1)受力筋位置发生重大失误;)受力筋位置发生重大失误;(2)受力筋未搭接或搭接位置过于集中;)受力筋未搭接或搭接位置过于集中;(3)受力筋锚固严重不足;)受力筋锚固严重不足;(4)受力筋的混凝土保护层发生较大偏差;)受力筋的混凝土保护层发生较大偏差;(5)辅助筋配置过少。)辅助筋配置过少。3.3预制混凝土构件的质量事故预制混凝土构件的质量事故【3-3-2】预制梁常见裂缝】

163、预制梁常见裂缝(2 2)梁的纵向受力筋)梁的纵向受力筋如在梁端的锚固长度不如在梁端的锚固长度不足,或梁端混凝土不密足,或梁端混凝土不密实,往往容易在支承处实,往往容易在支承处附近产生较陡的斜裂缝附近产生较陡的斜裂缝如图(如图(b b) 。预防措施是按设计规范预防措施是按设计规范要求,将纵向受力筋伸要求,将纵向受力筋伸入梁的支座范围内(入梁的支座范围内(12151215)d d( d d为受力筋直径)。为受力筋直径)。这时要注意两个问题:这时要注意两个问题:伸入支座范围内的受伸入支座范围内的受力钢筋必须有足够的净力钢筋必须有足够的净距以保证梁端混凝土的距以保证梁端混凝土的密实;密实;如锚固长度不

164、如锚固长度不符合上述要求,应采取符合上述要求,应采取在受力筋上加焊锚固件在受力筋上加焊锚固件的有效措施。的有效措施。【3-3-2】预制梁常见裂缝】预制梁常见裂缝(3 3)如)如I I形薄腹梁中箍形薄腹梁中箍筋与架立筋未连接好,筋与架立筋未连接好,或箍筋在上翼缘内锚固或箍筋在上翼缘内锚固不好,或因混凝土收缩不好,或因混凝土收缩等原因,在上翼缘与肋等原因,在上翼缘与肋交接处可能发生水平裂交接处可能发生水平裂缝如图(缝如图(b b) 。防治办法是确保箍筋与防治办法是确保箍筋与架立筋的连接和肋部箍架立筋的连接和肋部箍筋的锚固要求。筋的锚固要求。【3-3-2】预制梁常见裂缝】预制梁常见裂缝(4 4)薄腹

165、梁可能在靠近下翼缘的)薄腹梁可能在靠近下翼缘的腹板处和下翼缘上出现竖向裂缝。腹板处和下翼缘上出现竖向裂缝。靠近下翼缘和下翼缘处的裂缝细、靠近下翼缘和下翼缘处的裂缝细、短、密(有时间距为短、密(有时间距为100250mm, 100250mm, ,宽,宽0.050.15mm0.050.15mm;而离下翼缘稍;而离下翼缘稍远处的裂缝粗、长、疏(有时间距远处的裂缝粗、长、疏(有时间距为为200800mm, 200800mm, ,宽,宽0.20.4mm 0.20.4mm ,长度约为前者的长度约为前者的1.5 1.5 到到 2.5 2.5 倍,倍,如图(如图(c c)。)。产生此裂缝的原因往往是:产生此裂

166、缝的原因往往是:腹板腹板薄,混凝土强度等级低,截面抗裂薄,混凝土强度等级低,截面抗裂性差;性差;混凝土收缩,温度变化大,混凝土收缩,温度变化大,腹板内腰筋配置不足。防治措施是腹板内腰筋配置不足。防治措施是薄腹梁应进行抗裂性设计和裂缝宽薄腹梁应进行抗裂性设计和裂缝宽度验算,在主筋以上度验算,在主筋以上1/2 1/2 梁高范围梁高范围内腰筋的直径不宜小于内腰筋的直径不宜小于8 8,间距不,间距不宜大于宜大于100mm100mm。【3-3-2】预制梁常见裂缝】预制梁常见裂缝(5 5)可能发生在薄腹)可能发生在薄腹梁吊环根部上翼缘处呈梁吊环根部上翼缘处呈倾斜状的裂缝,并可发倾斜状的裂缝,并可发展至腹板

167、中部如图展至腹板中部如图(d d),有时吊环根部),有时吊环根部混凝土被压碎。其原因混凝土被压碎。其原因是吊环附近箍筋过少,是吊环附近箍筋过少,起吊时吊环受力不均的起吊时吊环受力不均的缘故。缘故。可用以下措施防止,可用以下措施防止,吊环钢筋及其锚固必须吊环钢筋及其锚固必须按受拉、受剪、受弯状按受拉、受剪、受弯状态验算;态验算;吊环两侧必吊环两侧必须设置双箍筋;须设置双箍筋;吊环吊环应放置在平卧起吊梁的应放置在平卧起吊梁的下侧。下侧。【3-3-2】预制梁常见裂缝】预制梁常见裂缝发生图(发生图(g g) 的原因是:的原因是:a. a. 梁端切成斜头使截面削弱,当轮压梁端切成斜头使截面削弱,当轮压作

168、用在梁端一侧时在支座钢板附近作用在梁端一侧时在支座钢板附近产生与裂缝方向垂直的主拉应力;产生与裂缝方向垂直的主拉应力;b. b. 张拉预应力筋时梁端混凝土产生横张拉预应力筋时梁端混凝土产生横向劈拉应力,导致混凝土开裂的趋向劈拉应力,导致混凝土开裂的趋向与斜裂缝一致;向与斜裂缝一致;c.c.安装梁时支座安装梁时支座钢板与牛腿预埋钢板焊接,支座钢钢板与牛腿预埋钢板焊接,支座钢板受热膨胀使钢板周围混凝土受拉;板受热膨胀使钢板周围混凝土受拉;d. d. 梁受预压力后沿纵向不断缩短,梁受预压力后沿纵向不断缩短,而柱却约束着梁的纵向变形,使梁而柱却约束着梁的纵向变形,使梁内产生拉应力。内产生拉应力。改进措

169、施是增加梁端构造筋(与支改进措施是增加梁端构造筋(与支座钢板连接的水平筋、纵向筋、梁座钢板连接的水平筋、纵向筋、梁端箍筋等);增加梁端直线部位高端箍筋等);增加梁端直线部位高度,以减少梁端截面削弱;将支座度,以减少梁端截面削弱;将支座钢板外伸,减轻电焊烧灼影响等。钢板外伸,减轻电焊烧灼影响等。【3-3-2】预制梁常见裂缝】预制梁常见裂缝发生图(发生图(g g)的原因是:的原因是:a. a. 张拉梁一侧预应力筋时使上翼缘张拉梁一侧预应力筋时使上翼缘另一侧混凝土受拉;预防办法是分另一侧混凝土受拉;预防办法是分阶段张拉预应力筋;阶段张拉预应力筋;b. b. 蒸养时将蒸蒸养时将蒸汽直接冲到梁的表面上,

170、由于升温汽直接冲到梁的表面上,由于升温太快,混凝土凝固后收缩值大,致太快,混凝土凝固后收缩值大,致使上翼缘乃至腹板上出现发丝状裂使上翼缘乃至腹板上出现发丝状裂缝;缝;c. c. 梁长期堆放在现场,环境温、梁长期堆放在现场,环境温、湿度变化对梁底影响小而对梁的表湿度变化对梁底影响小而对梁的表面尤其上下翼缘影响大。面尤其上下翼缘影响大。【3-3-2】预制梁常见裂缝】预制梁常见裂缝发生图(发生图(g g)的主要原因是下翼的主要原因是下翼缘孔洞边缘混凝土层太薄;缘孔洞边缘混凝土层太薄;改进方法是减小孔道直径或加厚下改进方法是减小孔道直径或加厚下翼缘并在下翼缘内增设封闭箍筋。翼缘并在下翼缘内增设封闭箍筋

171、。【3-3-2】预制梁常见裂缝】预制梁常见裂缝预制梁常见的裂缝如预制梁常见的裂缝如图,它们形成的原因图,它们形成的原因及其防治如下:及其防治如下:(1 1)梁的纵向受力)梁的纵向受力筋在跨中切断,有时筋在跨中切断,有时会在切断处产生斜裂会在切断处产生斜裂缝或竖向裂缝如图缝或竖向裂缝如图(a a)。预防办法是)。预防办法是按照混凝土结构设按照混凝土结构设计规范规定;纵向计规范规定;纵向受拉钢筋不宜在受拉受拉钢筋不宜在受拉区截断。区截断。【3-3-1】预制板常见裂缝】预制板常见裂缝预制板常见的裂缝见图预制板常见的裂缝见图9 - 2 - 439 - 2 - 43,它们形成的原因及其防治如下:,它们形

172、成的原因及其防治如下:(1 1)可能发生在大跨度(如)可能发生在大跨度(如10m10m左右)、高强预应力筋空心板中的裂左右)、高强预应力筋空心板中的裂缝如图缝如图9 - 2 - 43 (a)9 - 2 - 43 (a)。当热处理主筋张拉后放张回缩时使保护层混。当热处理主筋张拉后放张回缩时使保护层混凝土劈裂,在板端可产生长向纵向裂缝。其原因是板端虽配置横向箍凝土劈裂,在板端可产生长向纵向裂缝。其原因是板端虽配置横向箍筋但却放在预应力筋上面,未起防止混凝土劈裂作用。若板端横向筋筋但却放在预应力筋上面,未起防止混凝土劈裂作用。若板端横向筋改为箍住预应力筋即可防止。改为箍住预应力筋即可防止。【3-3-

173、1】预制板常见裂缝】预制板常见裂缝(2 2)可能发生在)可能发生在6m6m跨度左右的长向预应力板中的裂缝如图(跨度左右的长向预应力板中的裂缝如图(b b)。由)。由于用了冷拉于用了冷拉级钢筋,有的型号板没有在每个肋中都配置预应力筋,级钢筋,有的型号板没有在每个肋中都配置预应力筋,端部又未设横向钢筋。放张预应力筋时可能在无筋肋附近产生水平纵端部又未设横向钢筋。放张预应力筋时可能在无筋肋附近产生水平纵向裂缝。防治办法是在预应力筋下的板端设置一片向裂缝。防治办法是在预应力筋下的板端设置一片66钢筋网。钢筋网。【3-3-1】预制板常见裂缝】预制板常见裂缝(3 3)可能发生在大)可能发生在大型屋面板纵肋

174、端部型屋面板纵肋端部的开花裂缝和水平的开花裂缝和水平裂缝,如图(裂缝,如图(c c)。)。这是由于放松预应这是由于放松预应力筋时回缩钢筋对力筋时回缩钢筋对周围混凝土产生很周围混凝土产生很大挤压力的缘故。大挤压力的缘故。防治措施最好是沿防治措施最好是沿预应力筋端部增设预应力筋端部增设螺旋箍筋。螺旋箍筋。【3-3-1】预制板常见裂缝】预制板常见裂缝(4 4)可能发生在大)可能发生在大型屋面板端肋的竖型屋面板端肋的竖向裂缝和纵肋端部向裂缝和纵肋端部的斜向裂缝如图的斜向裂缝如图(d d)。这是由于放)。这是由于放松预应力筋时,纵松预应力筋时,纵肋受压而端肋却被肋受压而端肋却被胎模顶住,无法随胎模顶住,

175、无法随纵肋移动,致使端纵肋移动,致使端肋受剪、受弯、纵肋受剪、受弯、纵肋受剪的缘故。防肋受剪的缘故。防治办法是减小端肋治办法是减小端肋高度(高度(200mm 200mm 减至减至120mm,120mm,并在端肋纵并在端肋纵肋间增设钢筋网片。肋间增设钢筋网片。【3-3-1】预制板常见裂缝】预制板常见裂缝(5 5)可能发生在深池蒸养)可能发生在深池蒸养中的横跨预应力圆孔板顶部中的横跨预应力圆孔板顶部的竖向裂纹如图(的竖向裂纹如图(e e)。)。这是由于叠合蒸养时,板间这是由于叠合蒸养时,板间无空隙,下面几层钢模受载无空隙,下面几层钢模受载挠曲,在此同期进行蒸养,挠曲,在此同期进行蒸养,混凝土凝结;

176、蒸养后,上面混凝土凝结;蒸养后,上面板吊出池后下面几层钢模卸板吊出池后下面几层钢模卸载反弹,使已凝结的预应力载反弹,使已凝结的预应力板上部受拉,预应力筋放张板上部受拉,预应力筋放张时也使板上部受拉,两者相时也使板上部受拉,两者相叠加形成横跨板顶的竖向裂叠加形成横跨板顶的竖向裂缝的根本原因。改进措施是缝的根本原因。改进措施是将叠合蒸养的钢模每层间加将叠合蒸养的钢模每层间加垫木即可避免。垫木即可避免。【3-3-1】预制板常见裂缝】预制板常见裂缝(6 6)预制板在运输堆放)预制板在运输堆放过程中容易产生的裂缝如过程中容易产生的裂缝如图(图(f f)、()、(g g)。)。预防措施的要点是:预防措施的

177、要点是:构构件堆放时支点位置不应引件堆放时支点位置不应引起混凝土发生过大拉应力;起混凝土发生过大拉应力;堆放场地应平整夯实,堆放场地应平整夯实,有排水措施;有排水措施;宜水平分宜水平分层堆放,层间用垫木隔开,层堆放,层间用垫木隔开,不宜侧立堆放,不宜侧立堆放,堆放时堆放时垫木要规整,位于同一直垫木要规整,位于同一直线上;线上;堆放高度视构件堆放高度视构件强度、地面耐压力、垫木强度、地面耐压力、垫木强度和堆垛稳定性而定。强度和堆垛稳定性而定。【3-3-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故(1)工程和事故情况)工程和事故情况上海某工业企业新建的加工车间为一上海某工业企业新建的加工车间为一

178、5层建筑物,平面及剖面示意如层建筑物,平面及剖面示意如图图,建筑面积建筑面积3236mm2。该工程施工期间发生了结构整体倒塌的重大。该工程施工期间发生了结构整体倒塌的重大恶性事故,造成恶性事故,造成46人伤亡,其中死亡人伤亡,其中死亡15人、重伤人、重伤13人、轻伤人、轻伤18人。人。【3-3-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故该工程于某年该工程于某年12 12 月开始施工,主要进度为:月开始施工,主要进度为:次年次年5 5 月月10 10 日吊装完下面三层的预制柱:日吊装完下面三层的预制柱:次年次年_月月_日将屋面板提升至预制柱顶部;日将屋面板提升至预制柱顶部;次年次年7 7 月

179、月7 7 日浇筑完四、五层的现浇柱;日浇筑完四、五层的现浇柱;次年次年7 7 月月12 12 日开始在现浇柱上提升各层楼板;日开始在现浇柱上提升各层楼板;次年次年_月月20 20 日前二、三层楼板就位,分别搁置在日前二、三层楼板就位,分别搁置在5.5m 5.5m 和和10.0m 10.0m 标高标高的钢承重销上;四层楼板、五层楼板、屋面板分别搁置在的钢承重销上;四层楼板、五层楼板、屋面板分别搁置在12.7m, 16.0m, 12.7m, 16.0m, 19.0m19.0m标高休息孔的钢销上;这时,柱帽都未施工,柱板间五连接措施。标高休息孔的钢销上;这时,柱帽都未施工,柱板间五连接措施。【3-3

180、-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故7 7 月月_日晨日晨0 0 时半开始提升;时半开始提升;8 8时时2020分将屋面板从分将屋面板从19.0m 19.0m 标高提升至标高提升至20.5m20.5m,用钢销临时搁置;,用钢销临时搁置;8 8 时时45 45 分准备将四层楼板从分准备将四层楼板从12.7m 12.7m 标高向标高向上提升就位时,整个结构发生摇晃、倾斜,数秒钟之内五层升板结构上提升就位时,整个结构发生摇晃、倾斜,数秒钟之内五层升板结构全部倒塌。事故现场平面及各层楼板倒塌前就位过程见图。全部倒塌。事故现场平面及各层楼板倒塌前就位过程见图。【3-3-6】某新建加工车倒塌事

181、故】某新建加工车倒塌事故从倒塌现场观察,倒地后楼板间水平距离大体接近倒塌前楼板间的高差。二从倒塌现场观察,倒地后楼板间水平距离大体接近倒塌前楼板间的高差。二层板朝南位移层板朝南位移4.05m4.05m,以上各层板均朝北偏西位移,见图(,以上各层板均朝北偏西位移,见图(a a)。柱子折断处)。柱子折断处估计在二层板下承重销的部位(因这里有明显折痕,且折断处钢筋向南弯曲)估计在二层板下承重销的部位(因这里有明显折痕,且折断处钢筋向南弯曲),致使底层柱向南倾,以上各层柱向北倾,致使底层柱向南倾,以上各层柱向北倾, ,图图 (b (b)。)。【3-3-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故 施

182、工时结构受力状况与设计假定不符施工时结构受力状况与设计假定不符本工程设计时将五层柱分两阶段验算其强度和稳定性。第一阶段,计算本工程设计时将五层柱分两阶段验算其强度和稳定性。第一阶段,计算下面三层,这时柱下端为固定端而上端为弹性铰支承;第二阶段,计算下面三层,这时柱下端为固定端而上端为弹性铰支承;第二阶段,计算上面两层,这时柱下端(第四层楼面处)为固定端而上端为不动铰支承上面两层,这时柱下端(第四层楼面处)为固定端而上端为不动铰支承(图(图c c)。这两种计算结果在施工和使用阶段都不会出现失稳现象。原)。这两种计算结果在施工和使用阶段都不会出现失稳现象。原设计意图是待三层固定后(即做完柱帽形成可

183、靠的刚接接头时)再在上设计意图是待三层固定后(即做完柱帽形成可靠的刚接接头时)再在上面建造两层;原结构设计图纸说明中也提出柱子的构造问题要设计与施面建造两层;原结构设计图纸说明中也提出柱子的构造问题要设计与施工单位协商解决。但是,本工程的施工单位未理会设计意图,采用一次工单位协商解决。但是,本工程的施工单位未理会设计意图,采用一次提升完毕的实施方案,实施前并未与设计单位共同研究施工时的技术措提升完毕的实施方案,实施前并未与设计单位共同研究施工时的技术措施。实际施工中的柱子,是一根根独立的长细比很大(施。实际施工中的柱子,是一根根独立的长细比很大( Hc/b= Hc/b= 23.5+1.2523

184、.5+1.25)/0.4=6250/0.4=6250)的悬臂柱,承受了各层楼板传来的轴向压力)的悬臂柱,承受了各层楼板传来的轴向压力和水平风力(图和水平风力(图c c)。这种施工时结构的受力状态与设计假定完全不符。)。这种施工时结构的受力状态与设计假定完全不符。【3-3-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故施工时结构受力状态的复核验算施工时结构受力状态的复核验算发生这起事故时,我国还没有关于升板结构的技术规定。现以当前建发生这起事故时,我国还没有关于升板结构的技术规定。现以当前建设部批准颁布的钢筋混凝土升板结构技术规范(设部批准颁布的钢筋混凝土升板结构技术规范(GBJ130-90GB

185、J130-90)中)中关于柱在提升阶段的验算规定来复核,可以证明本工程的提升工艺是关于柱在提升阶段的验算规定来复核,可以证明本工程的提升工艺是错误的。错误的。(GBJ130-90) (GBJ130-90) 规定,升板结构在提升阶段应对提升单元进行群柱稳定规定,升板结构在提升阶段应对提升单元进行群柱稳定性验算;而这种群柱的稳定性则应由对等代悬臂柱偏心距增大系数性验算;而这种群柱的稳定性则应由对等代悬臂柱偏心距增大系数 的验算所确定。当的验算所确定。当 为负值或大于为负值或大于) )时,应首先改变提升工艺,必要时,应首先改变提升工艺,必要时再加大柱截面尺寸或改进结构布置。时再加大柱截面尺寸或改进结

186、构布置。 按下式验算:按下式验算: 【3-3-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故式中式中F Fc c提升单元内等代悬臂柱总的折算垂直荷载。提升单元内等代悬臂柱总的折算垂直荷载。这里这里G Golol、 G Goioi2 2 的施工荷载:的施工荷载:i i为提升折算系数,为提升折算系数,G G为搁置折算系数;为搁置折算系数; G G = = 为折算的柱重力设计值总和;为折算的柱重力设计值总和; G G0 0 为提升单元内放在每个柱上为提升单元内放在每个柱上的提升机重力设计值;的提升机重力设计值;F F折算荷载修正系数,宜取折算荷载修正系数,宜取1.101.10;l l0 0柱的计算长

187、度,柱的计算长度, l l0 0 =2H =2Hnlnl,H Hnlnl为承重销距柱底高度;为承重销距柱底高度;a a升板结构提升阶段实际工作状态系数,根据柱实际受力偏心距升板结构提升阶段实际工作状态系数,根据柱实际受力偏心距与柱截面高度之比求得;柱实际受力偏心距与柱截面高度之比求得;柱实际受力偏心距e e0 0以风荷载和柱竖向偏差以风荷载和柱竖向偏差所产生所产生【3-3-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故的柱底最大弯矩的柱底最大弯矩M M(设计值)与柱底承受的实际重力(设计值)与柱底承受的实际重力N N(设计值)之比(设计值)之比求得,求得,M M与与N N分别为:分别为:E E

188、b bc c验算状态下柱底的混凝土弹性模量;验算状态下柱底的混凝土弹性模量;I Ib bc c等代悬臂柱的惯性矩,等于提升单元内有单柱惯性矩的总和;等代悬臂柱的惯性矩,等于提升单元内有单柱惯性矩的总和;H Hc c,H,Hnlnl,H,Hilil分别为柱底截面以上的柱全高、承重销距柱底截面的高分别为柱底截面以上的柱全高、承重销距柱底截面的高度、第度、第i i层楼板距柱底截面的高度。层楼板距柱底截面的高度。【3-3-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故验算结果验算结果为负值。因而可以证实本工程的实际提升工艺是错误的,为负值。因而可以证实本工程的实际提升工艺是错误的,必须加以改变;提升时

189、群柱的实际受力状态必然使得群柱丧失稳定,必须加以改变;提升时群柱的实际受力状态必然使得群柱丧失稳定,这是造成这次恶性倒塌事故的根本原因。这是造成这次恶性倒塌事故的根本原因。【3-3-6】某新建加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故b.b. 倒塌前半小时,提升板后提升设备不平,找倒塌前半小时,提升板后提升设备不平,找平后又倾斜,连续进行了四次找平;同时锚平后又倾斜,连续进行了四次找平;同时锚于屋面板上的缆索紧了又松,再收紧又再松于屋面板上的缆索紧了又松,再收紧又再松(说明群柱已接近倾倒状态)。这些迹象说(说明群柱已接近倾倒状态)。这些迹象说明,虽然倒塌是由于承受较大荷载的一层中明,虽然倒塌是由于承

190、受较大荷载的一层中柱因到达失稳后的临界状态被折断所引发,柱因到达失稳后的临界状态被折断所引发,但是这时边、角柱因承受着较小荷载尚未到但是这时边、角柱因承受着较小荷载尚未到达临界状态,还能继续承受附加荷载,中柱达临界状态,还能继续承受附加荷载,中柱还可依靠平而刚度极大的楼板把部分荷载转还可依靠平而刚度极大的楼板把部分荷载转嫁给边、角柱。随着边、角柱附加荷载的增嫁给边、角柱。随着边、角柱附加荷载的增加,它们也陆续到达临界状态,造成群柱的加,它们也陆续到达临界状态,造成群柱的最后共同失稳。这是群柱倾倒存在着一个过最后共同失稳。这是群柱倾倒存在着一个过程的原因。另外,倒塌前有井架缆索在东北程的原因。另

191、外,倒塌前有井架缆索在东北向拉着顶板、钢烟囱的缆索也在东北向拉着向拉着顶板、钢烟囱的缆索也在东北向拉着柱子(见图柱子(见图9-2-579-2-57),又有东南风吹向结构。),又有东南风吹向结构。这些外力都对群柱的向北倾倒施加影响;它这些外力都对群柱的向北倾倒施加影响;它们的值虽并不大,但却是群柱失稳的另一原们的值虽并不大,但却是群柱失稳的另一原因。因。 从结构倒塌全过程分析从结构倒塌全过程分析a. a. 倒塌前一天下午已发现提倒塌前一天下午已发现提升环与柱间空隙均呈北面小、升环与柱间空隙均呈北面小、南面大的偏心现象(说明群柱南面大的偏心现象(说明群柱已往北倾);已往北倾);【3-3-6】某新建

192、加工车倒塌事故】某新建加工车倒塌事故(3 3)应吸取的教训)应吸取的教训升板结构的提升方案是设计和施工共同关注的重大技术问题。设计人必须升板结构的提升方案是设计和施工共同关注的重大技术问题。设计人必须对升板结构进行提升阶段的验算,并据此提出提升时的设计要求。施工对升板结构进行提升阶段的验算,并据此提出提升时的设计要求。施工单位必须在提升前编制提升方案(包括提升单元划分、提升方式、群柱单位必须在提升前编制提升方案(包括提升单元划分、提升方式、群柱稳定措施等),与设计人进行协商。稳定措施等),与设计人进行协商。多层(如多层(如4 4层以上)升板结构在提升过程中最上两层板至少有一层板应交层以上)升板

193、结构在提升过程中最上两层板至少有一层板应交替与柱楔紧,若下面一层或数层板已就位,应尽可能使板与柱形成刚接,替与柱楔紧,若下面一层或数层板已就位,应尽可能使板与柱形成刚接,以减小提升时悬臂柱的计算高度。以减小提升时悬臂柱的计算高度。提升过程中应经常检查机具工作情况并观测柱的竖向偏移和板的水平位移提升过程中应经常检查机具工作情况并观测柱的竖向偏移和板的水平位移情况。本工程若在发现异常现象时,即作紧急处理,可能不致造成过多情况。本工程若在发现异常现象时,即作紧急处理,可能不致造成过多的人员伤亡。的人员伤亡。升板结构不得作为其它设施的支撑点或缆索的支点。升板结构不得作为其它设施的支撑点或缆索的支点。【

194、3-3-5】某焦炉厂柱顶裂缝事故】某焦炉厂柱顶裂缝事故(1 1)工程和事故情况)工程和事故情况柱顶出现裂缝。柱顶出现裂缝。北京某厂北京某厂3# 3# 焦炉基础为钢筋焦炉基础为钢筋混凝土框架结构。其炉底混凝土框架结构。其炉底板与柱的结点,由于为了板与柱的结点,由于为了减少顶板受热膨胀引起柱减少顶板受热膨胀引起柱顶侧移而产生过大弯矩,顶侧移而产生过大弯矩,做成有的是刚结点,有的做成有的是刚结点,有的是铰结点。是铰结点。边柱与炉底顶板的铰结点做法边柱与炉底顶板的铰结点做法见图甲。见图甲。【3-3-5】某焦炉厂柱顶裂缝事故】某焦炉厂柱顶裂缝事故该处设计时取该处设计时取M=0M=0,N=950kNN=9

195、50kN,柱截面柱截面300mm300mm400mm400mm,配,配筋筋422 422 ;柱头为了保证;柱头为了保证局部受压时的承载力,设局部受压时的承载力,设置了置了4 4排焊接钢筋网,间距排焊接钢筋网,间距100mm100mm,柱与梁通过预埋件,柱与梁通过预埋件连接。预埋件的构造意图连接。预埋件的构造意图是保证柱不受弯矩,仅受是保证柱不受弯矩,仅受轴力。轴力。【3-3-5】某焦炉厂柱顶裂缝事故】某焦炉厂柱顶裂缝事故(2 2)事故原因分析)事故原因分析从图裂缝形状判断,该从图裂缝形状判断,该竖向裂缝主要是由于预竖向裂缝主要是由于预埋件构造处理不当,引埋件构造处理不当,引起柱头混凝土局部受压

196、起柱头混凝土局部受压承载力不足而生的。承载力不足而生的。具体原因为:柱头预埋具体原因为:柱头预埋件件M-1 M-1 锚固筋与柱头受锚固筋与柱头受力筋相碰,无法顺利安力筋相碰,无法顺利安装。现场施工时,只得装。现场施工时,只得用人工将锚固筋砸歪,用人工将锚固筋砸歪,严重地影响严重地影响M-1M-1的平整,的平整,造成柱顶受力后受力极造成柱顶受力后受力极不均匀。不均匀。【3-3-5】某焦炉厂柱顶裂缝事故】某焦炉厂柱顶裂缝事故(3 3)加固措施)加固措施根据柱头局部受压开裂的分析,柱头已接近破坏,必须加固。其措施主要根据柱头局部受压开裂的分析,柱头已接近破坏,必须加固。其措施主要是在柱头上加钢板套箍

197、的方案。具体做法如下:是在柱头上加钢板套箍的方案。具体做法如下:在柱头裂缝和柱头预埋钢板下的缝隙中灌以环氧树脂,目的是使钢板与柱在柱头裂缝和柱头预埋钢板下的缝隙中灌以环氧树脂,目的是使钢板与柱头混凝土间能很好地接触,将裂缝缝隙堵严。头混凝土间能很好地接触,将裂缝缝隙堵严。在柱头四周包以在柱头四周包以L65L656 角角钢,再用钢板套箍箍紧。在钢板套箍外,包以铅丝网,用钢,再用钢板套箍箍紧。在钢板套箍外,包以铅丝网,用1 1:1 1 水泥砂浆抹水泥砂浆抹面,抹面前必须将螺栓拧紧。面,抹面前必须将螺栓拧紧。【应吸取的教训】【应吸取的教训】布置预埋件锚固筋位置时,必须与构件配筋图相对应,核对每个布置

198、预埋件锚固筋位置时,必须与构件配筋图相对应,核对每个细部尺寸,并考虑预埋件制作和构件内钢筋绑扎时都有误差。细部尺寸,并考虑预埋件制作和构件内钢筋绑扎时都有误差。预埋件的锚固筋应安置在受力钢筋覆盖的范围以内,不应放在混预埋件的锚固筋应安置在受力钢筋覆盖的范围以内,不应放在混凝土保护层内。凝土保护层内。预埋件安置位置必须考虑浇灌混凝土的方法和方向,避免将预埋预埋件安置位置必须考虑浇灌混凝土的方法和方向,避免将预埋件设置在浇灌口的面上。件设置在浇灌口的面上。尽量采用不大的预埋钢板。当尺寸较大时宜在中间开孔,以便灌尽量采用不大的预埋钢板。当尺寸较大时宜在中间开孔,以便灌注并捣实钢板下的混凝土。注并捣实

199、钢板下的混凝土。【3-3-3】某单层厂房柱吊装开裂事故】某单层厂房柱吊装开裂事故某厂机修车间的预制混凝土柱尺寸形状如图某厂机修车间的预制混凝土柱尺寸形状如图5-25-2所示。原设计吊装位所示。原设计吊装位置在牛腿下面。施工时随便将吊点移至牛腿上边的置在牛腿下面。施工时随便将吊点移至牛腿上边的A A点。起吊时,柱点。起吊时,柱子刚刚离地,吊点绑扎绳突然由子刚刚离地,吊点绑扎绳突然由A A点滑到靠近上柱顶的点滑到靠近上柱顶的B B点,这时吊车点,这时吊车司机立即刹车。经检查,发现上柱根部已经开裂,拉区裂缝贯通柱的司机立即刹车。经检查,发现上柱根部已经开裂,拉区裂缝贯通柱的全部厚度,裂缝宽度达全部厚

200、度,裂缝宽度达5mm5mm,高度达,高度达360mm,360mm,压区混凝土被压碎,上柱压区混凝土被压碎,上柱柱顶向一侧偏斜柱顶向一侧偏斜80mm,80mm,吊装无法进行。只好重新浇灌柱子,整个工程吊装无法进行。只好重新浇灌柱子,整个工程为此拖延近三周,造成巨大经济损失。为此拖延近三周,造成巨大经济损失。【3-3-4】某厂大头柱倒排事故】某厂大头柱倒排事故事故概况事故概况 1982 1982年秋季的一天夜里刮起了年秋季的一天夜里刮起了6-76-7级的大风,第二天某单位的吊装施工级的大风,第二天某单位的吊装施工人员一上班,就发现了前几天吊起来的人员一上班,就发现了前几天吊起来的2020根柱子有根

201、柱子有4 4根根“推倒推倒”。4 4根柱子全根柱子全部折断报废,造成了重大的质量安全事故。部折断报废,造成了重大的质量安全事故。原因分析原因分析 施工准备时,技术人员所作的措施不妥善。对于施工准备时,技术人员所作的措施不妥善。对于350350mm350350mm的柱身、的柱身、3501500mm3501500mm的牛腿的这种大柱头,不是常规施工,应有保证在结构安装过的牛腿的这种大柱头,不是常规施工,应有保证在结构安装过程中的特殊措施。措施中也提出了除用楔子作为临时固定工具外,还要在每程中的特殊措施。措施中也提出了除用楔子作为临时固定工具外,还要在每个柱子的四面拉上缆风绳。然而缆风绳的规格选为个

202、柱子的四面拉上缆风绳。然而缆风绳的规格选为8 8铅丝拉锚,其强度不铅丝拉锚,其强度不够,事故后被拉断的缆风绳足以证明这一点。够,事故后被拉断的缆风绳足以证明这一点。 施工现场管理太差,调查得知:事故发生当天白日,有人已发现前几天施工现场管理太差,调查得知:事故发生当天白日,有人已发现前几天安装的柱子中有两根柱上的缆风绳,不知何时已被碰拔出来了,不再起作用,安装的柱子中有两根柱上的缆风绳,不知何时已被碰拔出来了,不再起作用,然而都视而不见,无人过问和处理。事故现场证明最先被刮倒的柱子,就是然而都视而不见,无人过问和处理。事故现场证明最先被刮倒的柱子,就是这两根柱中的一根。这两根柱中的一根。 没严

203、格按照施工操作规范要求施工,即吊装后没有及时校正并浇灌混凝没严格按照施工操作规范要求施工,即吊装后没有及时校正并浇灌混凝土。土。第四章第四章钢结构质量事故钢结构质量事故(4学时学时/16学时)学时)钢结构的事故按破坏形式大致可分为:钢结构的事故按破坏形式大致可分为:钢结构承载力钢结构承载力和和刚刚度失效度失效;钢结构失稳钢结构失稳;钢结构疲劳钢结构疲劳;钢结构的脆性断裂钢结构的脆性断裂和和钢结构的腐蚀钢结构的腐蚀等几种。等几种。【4-14-1】某钢储油罐因含硫量过多而崩塌】某钢储油罐因含硫量过多而崩塌【4-24-2】吊车梁疲劳损坏实例】吊车梁疲劳损坏实例【4-34-3】厂房改变用途引起的倒塌事

204、故】厂房改变用途引起的倒塌事故【4-44-4】某县医院会议室钢屋盖倒塌】某县医院会议室钢屋盖倒塌【4-54-5】某通讯楼工程网架倒塌】某通讯楼工程网架倒塌【4-64-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故【4-74-7】重庆綦江彩虹桥倒塌事故】重庆綦江彩虹桥倒塌事故【4-84-8】法国戴高乐机场坍塌事故】法国戴高乐机场坍塌事故【4-94-9】 钢结构工程防腐蚀问题钢结构工程防腐蚀问题【4-8】法国戴高乐机场坍塌事故】法国戴高乐机场坍塌事故_年年_月月_日,巴黎戴高乐机场日,巴黎戴高乐机场2E候机厅顶棚发生坍塌事故,候机厅顶棚发生坍塌事故,造成包括两名中国公民在内的造成包括两名中

205、国公民在内的4人死亡,十多人受伤。当时该候机厅人死亡,十多人受伤。当时该候机厅交付使用不到一年时间。交付使用不到一年时间。位于巴黎市东北郊的戴高乐机场位于巴黎市东北郊的戴高乐机场1967年开始兴建,年开始兴建,1974年年_月月_日正式投入使用。戴高乐机场拥有日正式投入使用。戴高乐机场拥有4条跑道,条跑道,3个大型客运站,每个大型客运站,每年客运量达年客运量达4835万人次。国际航空领域有超过万人次。国际航空领域有超过20的入港和的入港和30的的出港都是在戴高乐机场进行的。出港都是在戴高乐机场进行的。候机楼是由巴黎机场公司的建筑师候机楼是由巴黎机场公司的建筑师和工程师们设计和承建的,总投资达和

206、工程师们设计和承建的,总投资达亿亿欧元。多达欧元。多达400400家企业参与了它的建设。家企业参与了它的建设。法航投资了法航投资了50005000万欧元在新候机楼的建万欧元在新候机楼的建设方面。设方面。2E2E候机楼的基础设施为主体部候机楼的基础设施为主体部分有分有450450米长、米长、650650米长的廊桥停机位,米长的廊桥停机位,能够同时处理能够同时处理1717架飞机的飞行和降落,架飞机的飞行和降落,承载的年客流量达承载的年客流量达10001000万人次。万人次。 【4-8】法国戴高乐机场坍塌事故】法国戴高乐机场坍塌事故2E2E候机厅的屋顶结构呈椭圆形,跨度为候机厅的屋顶结构呈椭圆形,跨

207、度为3030米,由米,由3030厘米厚的混凝土薄壳厘米厚的混凝土薄壳与外侧的加劲钢结构构成组合壳体结构。为减轻自重并取得完美的建筑效果与外侧的加劲钢结构构成组合壳体结构。为减轻自重并取得完美的建筑效果, ,混凝土壳上开有许多窗洞,整个壳体屋顶外装玻璃幕墙。混凝土壳上开有许多窗洞,整个壳体屋顶外装玻璃幕墙。2E2E候机厅内的建筑效果十分美观,但候机厅内的建筑效果十分美观,但像这样大跨度大半圆弧形以混凝土壳像这样大跨度大半圆弧形以混凝土壳体为主的组合壳,其结构形式要承担体为主的组合壳,其结构形式要承担较大弯矩,结构没有较大弯矩,结构没有2F2F候机厅合理,候机厅合理,2F2F候机厅建筑形式与候机厅

208、建筑形式与2E2E相同,但结构相同,但结构采用钢结构。正如报告中所指出的,采用钢结构。正如报告中所指出的,由于候机厅内部混凝土始终处于恒温由于候机厅内部混凝土始终处于恒温状态,而外部钢结构则受季节温差、状态,而外部钢结构则受季节温差、昼夜温差的影响比较大,温差造成钢昼夜温差的影响比较大,温差造成钢与混凝土变形不协调。这种致命缺陷,与混凝土变形不协调。这种致命缺陷,可以说是导致屋顶坍塌的主要因素之可以说是导致屋顶坍塌的主要因素之一。一。【4-8】法国戴高乐机场坍塌事故】法国戴高乐机场坍塌事故负责撰写调查报告的法国独立工程师贝尔捷表示,负责撰写调查报告的法国独立工程师贝尔捷表示,2E航站的混凝土屋

209、顶有航站的混凝土屋顶有先天性的缺陷:先天性的缺陷:“这座造价这座造价7亿亿5000万欧元的混凝土建筑物根本不足以支撑万欧元的混凝土建筑物根本不足以支撑用来巩固玻璃外壳的钢铁支架,最终支柱刺破了房顶导致整个顶棚坍塌。用来巩固玻璃外壳的钢铁支架,最终支柱刺破了房顶导致整个顶棚坍塌。”报告指出设计上第二个问题是,报告指出设计上第二个问题是,为了在为了在2E2E航站正中央开辟一条航站正中央开辟一条直通往机场主楼的衔接走道,直通往机场主楼的衔接走道,2E2E航站的部分建筑结构被掏空,航站的部分建筑结构被掏空,削弱了该航站的承压能力。削弱了该航站的承压能力。报告还指出,航站的玻璃外壳报告还指出,航站的玻璃

210、外壳极易导致温度变化,虽然漂亮极易导致温度变化,虽然漂亮却存在重大安全隐患,是设计却存在重大安全隐患,是设计上的严重失误。建筑完工后,上的严重失误。建筑完工后,顶棚架构耐不住温度变化而产顶棚架构耐不住温度变化而产生裂缝,使航站的水泥顶棚与生裂缝,使航站的水泥顶棚与圆柱形金属支柱连接处出现了圆柱形金属支柱连接处出现了穿孔,最终导致顶棚坍塌。穿孔,最终导致顶棚坍塌。【4-9】钢结构工程防腐蚀问题】钢结构工程防腐蚀问题由于腐蚀失效而引起事故,屡见不鲜,造成巨大经济损失甚至灾难性事故:由于腐蚀失效而引起事故,屡见不鲜,造成巨大经济损失甚至灾难性事故: 1967 1967年年_月,美国某大桥由于二氧化硫

211、及硫化氢产生的应力腐蚀及腐蚀月,美国某大桥由于二氧化硫及硫化氢产生的应力腐蚀及腐蚀疲劳,导致大桥突然断裂,引起一场疲劳,导致大桥突然断裂,引起一场4646人死亡的灾难性事故。人死亡的灾难性事故。 1979 1979年年_月月_日,我国吉林市日,我国吉林市400400立方米的石油液化气贮罐爆炸引起大立方米的石油液化气贮罐爆炸引起大火,造成火,造成8282人死亡,人死亡,5454人受伤,直接经济损失人受伤,直接经济损失600600余万元的严重事故,钢构余万元的严重事故,钢构件的腐蚀也是一个重要原因。件的腐蚀也是一个重要原因。 某油库位于湛江赤坎调顺岛,三面临海,属亚热带海洋性季风气候。油库某油库位

212、于湛江赤坎调顺岛,三面临海,属亚热带海洋性季风气候。油库区共计区共计4 4个重油罐,其中个重油罐,其中3 3个个1000m31000m3,1 1个个5000m35000m3。由于湛江发电厂重油罐运。由于湛江发电厂重油罐运行至今已行至今已8 8年多,建设初期未对油罐采取有效的防腐措施进行保护,致使罐年多,建设初期未对油罐采取有效的防腐措施进行保护,致使罐体遭受腐蚀严重,存在多处腐蚀泄漏隐患。经检查发现以下隐患:罐底腐蚀体遭受腐蚀严重,存在多处腐蚀泄漏隐患。经检查发现以下隐患:罐底腐蚀严重,底板上存在大量蚀坑,有部分蚀坑较大较深;焊接区、凹陷处腐蚀严严重,底板上存在大量蚀坑,有部分蚀坑较大较深;焊

213、接区、凹陷处腐蚀严重;罐壁中度腐蚀。重;罐壁中度腐蚀。【4-9】钢结构工程防腐蚀问题】钢结构工程防腐蚀问题_年发生在成都市某年发生在成都市某L L地的塔机倒塌事故。一台地的塔机倒塌事故。一台400kNm400kNm塔机,塔式起重塔机,塔式起重机基础节与底架之问采用法兰盘连接,已使用近机基础节与底架之问采用法兰盘连接,已使用近8 8年。由于基础长期排水畅,年。由于基础长期排水畅,底架与基础节连接的法兰盘背面角焊缝长期受到泥水腐蚀,焊缝有效高度越底架与基础节连接的法兰盘背面角焊缝长期受到泥水腐蚀,焊缝有效高度越来越小,该角焊缝被黄泥覆盖且处在法兰盘背面。焊缝出现问题后没有发现,来越小,该角焊缝被黄

214、泥覆盖且处在法兰盘背面。焊缝出现问题后没有发现,正常起吊额定载荷时,底架法兰盘背面角焊缝撕裂,塔式起重机从根部整体正常起吊额定载荷时,底架法兰盘背面角焊缝撕裂,塔式起重机从根部整体倒下,造成严重事故。倒下,造成严重事故。钢结构工程防腐蚀问题解决与否,往往会直接影响新技术、新材料、新工艺钢结构工程防腐蚀问题解决与否,往往会直接影响新技术、新材料、新工艺的实现。严重影响建筑的使用年限。的实现。严重影响建筑的使用年限。大型钢结构防腐常用方法还有用喷锌或喷铝,并用防腐涂料构成长效防腐涂大型钢结构防腐常用方法还有用喷锌或喷铝,并用防腐涂料构成长效防腐涂层,或者选用配套的重防腐蚀涂料防护。金属锌和铝具有很

215、好的耐大气腐蚀层,或者选用配套的重防腐蚀涂料防护。金属锌和铝具有很好的耐大气腐蚀特征。喷铝涂层与钢铁基体结合力牢固、涂层寿命长、长期经济效益好;工特征。喷铝涂层与钢铁基体结合力牢固、涂层寿命长、长期经济效益好;工艺灵活,适用于重要的大型、高耸、维护难的钢结构作长期防护;喷锌或喷艺灵活,适用于重要的大型、高耸、维护难的钢结构作长期防护;喷锌或喷铝涂层加防护涂料封闭,可大大延长涂层使用寿命。铝涂层加防护涂料封闭,可大大延长涂层使用寿命。【4-7】重庆綦江彩虹桥倒塌事故】重庆綦江彩虹桥倒塌事故彩虹桥始建于彩虹桥始建于1994年年_月月_日,竣工于日,竣工于1996年年_月月_日,垮塌日,垮塌于于19

216、99年年_月月_日,建设工期日,建设工期1年零年零102天,使用寿命仅两年零天,使用寿命仅两年零222天。天。这次因工程质量导致的重这次因工程质量导致的重大责任事故,共造成大责任事故,共造成4040人人死亡,其中包括死亡,其中包括1818名年轻名年轻武警战士,直接经济损失武警战士,直接经济损失628628万余元。万余元。 【4-7】重庆綦江彩虹桥倒塌事故】重庆綦江彩虹桥倒塌事故该桥在未向有关部门申请立项的情况下,该桥在未向有关部门申请立项的情况下,于于19941994年年_月月_日开工,日开工,19961996年年_月竣月竣工,施工中将原设计沉井基础改为扩大基工,施工中将原设计沉井基础改为扩大

217、基础,基础均嵌入基石中。主拱钢管由重庆础,基础均嵌入基石中。主拱钢管由重庆通用机械厂劳动服务部加工成通用机械厂劳动服务部加工成8 8米长的标准米长的标准节段,全拱钢管在标准节段没有任何质量节段,全拱钢管在标准节段没有任何质量保证资料且未经验收的情况下焊接拼装合保证资料且未经验收的情况下焊接拼装合拢。钢管拱成型后管内分段用混凝土填注。拢。钢管拱成型后管内分段用混凝土填注。基本情况基本情况 綦江县彩虹桥位于綦江县城古南镇綦河上,是一座连接新旧城区的跨綦江县彩虹桥位于綦江县城古南镇綦河上,是一座连接新旧城区的跨河人行桥。该桥为中承式钢管混凝土提篮拱桥,桥长河人行桥。该桥为中承式钢管混凝土提篮拱桥,桥

218、长140140米,主拱净跨米,主拱净跨120120米,桥面总宽米,桥面总宽6 6米,净宽米,净宽5 55 5米。米。桥面由吊杆、横梁及门架支承,吊杆锚固采用群锚体系,锚具型号为桥面由吊杆、横梁及门架支承,吊杆锚固采用群锚体系,锚具型号为YCMl5-3YCMl5-3。19961996年年_月月_日该桥未经法定机构验收核定即投入使用,建日该桥未经法定机构验收核定即投入使用,建设耗资设耗资418418万元。万元。 【4-7】重庆綦江彩虹桥倒塌事故】重庆綦江彩虹桥倒塌事故事故经过事故经过 1999 1999年年_月月_日日1818时时5050分,分,3030余名群众正行走于彩虹桥上,另有余名群众正行走

219、于彩虹桥上,另有2222名驻綦武警战士进行训练,由西向东列队跑步至桥上约三分之二处名驻綦武警战士进行训练,由西向东列队跑步至桥上约三分之二处时,整座大桥突然垮塌,桥上群众和武警战士全部坠人綦河中,经奋时,整座大桥突然垮塌,桥上群众和武警战士全部坠人綦河中,经奋力抢救,力抢救,1414人生还,人生还,4040人遇难死亡人遇难死亡( (其中其中1818名武警战士、名武警战士、2222名群众名群众) )。 【4-7】重庆綦江彩虹桥倒塌事故】重庆綦江彩虹桥倒塌事故直接原因直接原因 吊杆锁锚问题吊杆锁锚问题 主拱钢绞线锁锚方法错误,不能保证钢绞线有效锁定及均主拱钢绞线锁锚方法错误,不能保证钢绞线有效锁定

220、及均匀受力,锚头部位的钢绞线出现部分或全部滑出,使吊杆钢绞线锚固失效。匀受力,锚头部位的钢绞线出现部分或全部滑出,使吊杆钢绞线锚固失效。 主拱钢管焊接问题主拱钢管焊接问题 主拱钢管在工厂加工中,对接焊缝普遍存在裂纹、未主拱钢管在工厂加工中,对接焊缝普遍存在裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣等严重缺陷,质量达不到施工及验收规范规定焊透、未熔合、气孔、夹渣等严重缺陷,质量达不到施工及验收规范规定的二级焊缝验收标准。的二级焊缝验收标准。 钢管混凝土问题钢管混凝土问题 主钢管内混凝土强度未达设计要求,局部有漏灌现象,主钢管内混凝土强度未达设计要求,局部有漏灌现象,在主拱肋板处甚至出现在主拱肋板处甚至出现

221、1 1米多长的空洞。吊杆的灌浆防护也存在严重质量米多长的空洞。吊杆的灌浆防护也存在严重质量问题。问题。 设计问题设计问题 设计粗糙,随意更改。施工中对主拱钢结构的材质、焊接质量、设计粗糙,随意更改。施工中对主拱钢结构的材质、焊接质量、接头位置及锁锚质量均无明确要求。在成桥增设花台等荷载后,主拱承载接头位置及锁锚质量均无明确要求。在成桥增设花台等荷载后,主拱承载力不能满足相应规范要求。力不能满足相应规范要求。 桥梁管理不善桥梁管理不善 吊杆钢绞线锚固加速失效后,西桥头下端支座处的拱架钢吊杆钢绞线锚固加速失效后,西桥头下端支座处的拱架钢管就产生了陈旧性破坏裂纹,主拱受力急剧恶化,已成一座危桥。管就

222、产生了陈旧性破坏裂纹,主拱受力急剧恶化,已成一座危桥。【4-7】重庆綦江彩虹桥倒塌事故】重庆綦江彩虹桥倒塌事故间接原因间接原因 建设过程严重违反基本建设程序。未办理立项及计划审批手续,未办理建设过程严重违反基本建设程序。未办理立项及计划审批手续,未办理规划、国土手续,未进行设计审查,未进行施工招投标,未办理建筑施规划、国土手续,未进行设计审查,未进行施工招投标,未办理建筑施工许可手续,未进行工程竣工验收。工许可手续,未进行工程竣工验收。 设计、施工主体资格不合格。私人设计,非法出图;施工承包主体不合设计、施工主体资格不合格。私人设计,非法出图;施工承包主体不合法;挂靠承包,严重违规。法;挂靠承

223、包,严重违规。 管理混乱。管理混乱。綦江县个别领导行政干预过多,对工程建设的许多问题擅自决断,缺乏綦江县个别领导行政干预过多,对工程建设的许多问题擅自决断,缺乏约束监督;建设业主与县建设行政主管部门职责混淆,责任不落实,工约束监督;建设业主与县建设行政主管部门职责混淆,责任不落实,工程发包混乱,管理严重失职;程发包混乱,管理严重失职;工程总承包关系混乱,总承包单位在履行职责上严重失职;施工管理混工程总承包关系混乱,总承包单位在履行职责上严重失职;施工管理混乱,设计变更随意,手续不全,技术管理薄弱,责任不落实,关键工序乱,设计变更随意,手续不全,技术管理薄弱,责任不落实,关键工序及重要部位的施工

224、质量无人把关;材料及构配件进场管理失控,不按规及重要部位的施工质量无人把关;材料及构配件进场管理失控,不按规定进行试验检测,外协加工单位加工的主拱钢管未经焊接质量检测合格定进行试验检测,外协加工单位加工的主拱钢管未经焊接质量检测合格就交付施工方使用;就交付施工方使用;【4-7】重庆綦江彩虹桥倒塌事故】重庆綦江彩虹桥倒塌事故间接原因间接原因质监部门未严格审查项目建设条质监部门未严格审查项目建设条件就受理质监委托,且未认真履件就受理质监委托,且未认真履行职责,对项目未经验收就交付行职责,对项目未经验收就交付使用的错误作法未有效制止;工使用的错误作法未有效制止;工程档案资料管理混乱,无专人管程档案资

225、料管理混乱,无专人管理;未经验收,强行使用。理;未经验收,强行使用。 另外,负责项目管理的少数领导另外,负责项目管理的少数领导干部存在严重腐败行为,使国家干部存在严重腐败行为,使国家明确规定的各项管理制度形同虚明确规定的各项管理制度形同虚设。设。 【4-2】吊车梁疲劳损坏实例吊车梁疲劳损坏实例 钢吊车梁在我国使用时间较长,积累了较多的工程经验。从钢吊车梁在我国使用时间较长,积累了较多的工程经验。从7070年代中规年代中规范编制的调查中发现,由于设计和施工上的缺陷,致使有的吊车梁不能正常范编制的调查中发现,由于设计和施工上的缺陷,致使有的吊车梁不能正常工作,特别是在重级工作制吊车作用下的吊车梁或

226、多或少都存在疲劳损坏问工作,特别是在重级工作制吊车作用下的吊车梁或多或少都存在疲劳损坏问题,影响工厂的正常生产。题,影响工厂的正常生产。 例如我国鞍钢,一铸钢车间吊车梁上翼缘破坏;原料跨的吊车梁角钢纵例如我国鞍钢,一铸钢车间吊车梁上翼缘破坏;原料跨的吊车梁角钢纵向开裂;二炼钢铸锭跨的吊车梁盖板裂缝;初轧、大型厂、中型厂等吊车梁向开裂;二炼钢铸锭跨的吊车梁盖板裂缝;初轧、大型厂、中型厂等吊车梁上翼缘盖板、角钢及腹板开裂。焊接吊车梁的破坏如:初轧厂板坯跨梁上翼上翼缘盖板、角钢及腹板开裂。焊接吊车梁的破坏如:初轧厂板坯跨梁上翼缘焊缝纵向开裂;一、二、三炼钢、脱锭车间及初轧厂均热炉跨桥式吊车的缘焊缝纵

227、向开裂;一、二、三炼钢、脱锭车间及初轧厂均热炉跨桥式吊车的工字形主梁上翼缘焊缝开裂等。破坏情况很普遍,而且有的破坏程度相当严工字形主梁上翼缘焊缝开裂等。破坏情况很普遍,而且有的破坏程度相当严重。如初轧厂一根铆接吊车梁的上翼缘板共发生裂纹重。如初轧厂一根铆接吊车梁的上翼缘板共发生裂纹2323条,其中一条使盖板条,其中一条使盖板断裂为两部分,如图所示。断裂为两部分,如图所示。钢结构疲劳破坏钢结构疲劳破坏钢结构疲劳分析时,习惯上当循环次数钢结构疲劳分析时,习惯上当循环次数N10N10N105 5 时时称为高周疲劳。经常承受动力荷载的钢结构如吊车梁、时时称为高周疲劳。经常承受动力荷载的钢结构如吊车梁、

228、桥梁等在工作期限内经历的循环应力次数往往超过桥梁等在工作期限内经历的循环应力次数往往超过10105 5 。如果钢结。如果钢结构构件的实际循环应力特征和实际循环次数超过设计时所采取的构构件的实际循环应力特征和实际循环次数超过设计时所采取的参数,就可能发生疲劳破坏。此外影响钢结构疲劳破坏的因素还参数,就可能发生疲劳破坏。此外影响钢结构疲劳破坏的因素还有:有:(1 1)所用钢材的抗疲劳性能差;)所用钢材的抗疲劳性能差;(2 2)结构构件中有较大应力集中区域;)结构构件中有较大应力集中区域;(3 3)钢结构构件加工制作时有缺陷,其中裂纹缺陷对钢材疲劳强度)钢结构构件加工制作时有缺陷,其中裂纹缺陷对钢材

229、疲劳强度的影响比较大;钢材的冷热加工、焊接工艺所产生的残余应力和的影响比较大;钢材的冷热加工、焊接工艺所产生的残余应力和残余变形对钢材疲劳强度也会产生较大影响。残余变形对钢材疲劳强度也会产生较大影响。【4-4】某县医院会议室钢屋盖倒塌】某县医院会议室钢屋盖倒塌后来院方决定铺瓦,于是后来院方决定铺瓦,于是在原泥顶面上又铺了在原泥顶面上又铺了250mm 250mm 秫秸和旧草垫子,秫秸和旧草垫子,100mm100mm厚厚的炉灰渣子,的炉灰渣子, 100mm 100mm厚的黄厚的黄土,最后铺上厚土,最后铺上厚20mm20mm的水泥的水泥瓦。瓦。1982 1982 年年12 12 月月15 15 日盖

230、完最日盖完最后一间房屋面的瓦时,工程后一间房屋面的瓦时,工程尚未验收,医院即启用。当尚未验收,医院即启用。当天下午天下午3 3:30 30 左右约左右约130130人人在该会议室开会时,五间房在该会议室开会时,五间房的屋盖全部倒塌,造成的屋盖全部倒塌,造成8 8人人死亡,死亡,7 7 人重伤,人重伤,3 3 人轻伤人轻伤的重大事故。的重大事故。事故概况事故概况该会议室总长该会议室总长,柱距,柱距,进深,进深,檐口高,檐口高3m3m。结构为砖墙承重,轻钢屋架,屋面为。结构为砖墙承重,轻钢屋架,屋面为圆木檩条,上铺苇箔两层,抹一层大泥。圆木檩条,上铺苇箔两层,抹一层大泥。【4-4】某县医院会议室钢

231、屋盖倒塌】某县医院会议室钢屋盖倒塌事故原因分析事故原因分析屋架构造不合理。由图可见,屋架端部第二节间内未设斜腹杆,屋架构造不合理。由图可见,屋架端部第二节间内未设斜腹杆,BCDEBCDE很难很难成为坚固的不变体系,因而成为坚固的不变体系,因而BC BC 杆为零杆,很难起到支撑上弦的作用。杆为零杆,很难起到支撑上弦的作用。这样,杆这样,杆ABDABD在轴力作用下,在轴力作用下,因计算长度增大而大大地降因计算长度增大而大大地降低其承载力。另外屋架上弦低其承载力。另外屋架上弦为单角钢为单角钢L404L404,在檩条集,在檩条集中力的作用下构件还可能发中力的作用下构件还可能发生扭转,使其受力条件恶化。

232、生扭转,使其受力条件恶化。又单角钢又单角钢L404L404的回转半径的回转半径为为,这样上弦,这样上弦ADAD杆的长细比杆的长细比接近接近195195,比规范要求的,比规范要求的150150超出很多。经计算超出很多。经计算AD AD 杆的杆的强度及稳定性均严重不足,强度及稳定性均严重不足,这是屋架破坏的主要原因。这是屋架破坏的主要原因。钢结构失稳钢结构失稳钢结构的失稳主要发生在轴压、压弯和受弯构件。它可分为两类:钢结构的失稳主要发生在轴压、压弯和受弯构件。它可分为两类:丧失丧失整体稳定性整体稳定性和丧失和丧失局部稳定性局部稳定性。两类失稳都将影响结构构件的正常使用,也可能引发其它形式的破坏。两

233、类失稳都将影响结构构件的正常使用,也可能引发其它形式的破坏。钢结构失稳钢结构失稳(1 1)影响结构构件)影响结构构件整体稳定性整体稳定性的主要原因有:的主要原因有:构件整体稳定不满足要求影响它的主要参数为长细比构件整体稳定不满足要求影响它的主要参数为长细比( =l/r =l/r),其中),其中l l 为为构件的计算长度,构件的计算长度,r r 为构件截面的回转半径。应注意截面两个主轴方向的计为构件截面的回转半径。应注意截面两个主轴方向的计算长度可能有所不同,以及构件两端实际支承情况与计算支承间的区别。算长度可能有所不同,以及构件两端实际支承情况与计算支承间的区别。构件有各类初始缺陷在构件的稳定

234、性分析中,各类初始缺陷对其极限承载力的构件有各类初始缺陷在构件的稳定性分析中,各类初始缺陷对其极限承载力的影响比较显著。这些初始缺陷主要包括;初弯曲、初偏心(轴压构件)、热影响比较显著。这些初始缺陷主要包括;初弯曲、初偏心(轴压构件)、热轧和冷加工产生的残余应力和残余变形及其分布、焊接残余应力和残余变形轧和冷加工产生的残余应力和残余变形及其分布、焊接残余应力和残余变形等。等。构件受力条件的改变钢结构使用荷载和使用条件的改变,如超载、节点的破坏、构件受力条件的改变钢结构使用荷载和使用条件的改变,如超载、节点的破坏、温度的变化、基础的不均匀沉降、意外的冲击荷载、结构加固过程中计算简温度的变化、基础

235、的不均匀沉降、意外的冲击荷载、结构加固过程中计算简图的改变等,引起受压构件应力增加,或使受拉构件转变为受压构件,从而图的改变等,引起受压构件应力增加,或使受拉构件转变为受压构件,从而导致构件整体失稳。导致构件整体失稳。施工临时支撑体系不够在结构的安装过程中,由于结构并未完全形成一个设计施工临时支撑体系不够在结构的安装过程中,由于结构并未完全形成一个设计要求的受力整体或其整体刚度较弱,因而需要设置一些临时支撑体系来维持要求的受力整体或其整体刚度较弱,因而需要设置一些临时支撑体系来维持结构或构件的整体稳定。若临时支撑体系不完善,轻则会使部分构件丧失整结构或构件的整体稳定。若临时支撑体系不完善,轻则

236、会使部分构件丧失整体稳定,重则造成整个结构的倒塌或倾覆。体稳定,重则造成整个结构的倒塌或倾覆。钢结构失稳钢结构失稳(2 2)影响结构构件)影响结构构件局部稳定性局部稳定性的主要原因有:的主要原因有:构件局部稳定不满足要求如构件构件局部稳定不满足要求如构件I I形、槽形截面翼缘的宽厚比和腹形、槽形截面翼缘的宽厚比和腹板的高厚比大于限值时,易发生局部失稳现象;在组合截面构件设计板的高厚比大于限值时,易发生局部失稳现象;在组合截面构件设计中尤应注意。中尤应注意。局部受力部位加劲肋构造措施不合理当在构件的局部受力部位,如局部受力部位加劲肋构造措施不合理当在构件的局部受力部位,如支座、较大集中荷载作用点

237、,没有设支承加劲肋,使外力直接传给较支座、较大集中荷载作用点,没有设支承加劲肋,使外力直接传给较薄的腹板而产生局部失稳。构件运输单元的两端以及较长构件的中间薄的腹板而产生局部失稳。构件运输单元的两端以及较长构件的中间如没有设置横隔,截面的几何形状不变难以保证且易丧失局部稳定性。如没有设置横隔,截面的几何形状不变难以保证且易丧失局部稳定性。吊装时吊点位置选择不当在吊装过程中,由于吊点位置选择不当会吊装时吊点位置选择不当在吊装过程中,由于吊点位置选择不当会造成构件局部较大的压应力,从而导致局部失稳。所以钢结构在设计造成构件局部较大的压应力,从而导致局部失稳。所以钢结构在设计时,图纸应详细说明正确的

238、起吊方法和吊点位置。时,图纸应详细说明正确的起吊方法和吊点位置。【4-5】某通讯楼工程网架倒塌】某通讯楼工程网架倒塌事故概况事故概况某通讯楼工程网架为焊接空心球节某通讯楼工程网架为焊接空心球节点棋盘形四角锥网架,平面尺寸点棋盘形四角锥网架,平面尺寸13.2m17.99m13.2m17.99m,网格数,网格数5757,网格,网格尺寸尺寸2.64m2.57m2.64m2.57m,网架高,网架高1.0m1.0m,支承方式为上弦周边支承,如图所支承方式为上弦周边支承,如图所示。示。发生网架塌落事故发生网架塌落事故【4-5】某通讯楼工程网架倒塌】某通讯楼工程网架倒塌 按网架设计人称该网架用假拟弯矩法进行

239、内力分析,取上弦均布荷载按网架设计人称该网架用假拟弯矩法进行内力分析,取上弦均布荷载为为3kN/m2 3kN/m2 ;杆件及空心球节点的材料均采用;杆件及空心球节点的材料均采用I I级钢(级钢(Q235Q235)。网架上弦为)。网架上弦为734734钢管,下弦为钢管,下弦为 894.5 894.5 ,腹杆为,腹杆为383 383 ,空心球节点规格为,空心球节点规格为2006 2006 。图纸注明网架杆件与节点的连接焊缝为贴角焊缝,焊缝厚。图纸注明网架杆件与节点的连接焊缝为贴角焊缝,焊缝厚7.5mm7.5mm,焊条规定为,焊条规定为T42 T42 型。型。 网架制作于网架制作于1987 1987

240、 年年5 5 月,历时月,历时15d15d;同月;同月27 27 日用塔吊整体吊装平移就日用塔吊整体吊装平移就位;同年位;同年_月铺设钢筋混凝土屋面板(共月铺设钢筋混凝土屋面板(共3535块),在铺完块),在铺完29 29 块后,因中块后,因中部部6 6块板尺寸有误,需重新预制,故铺屋面板工程拖至块板尺寸有误,需重新预制,故铺屋面板工程拖至1984 1984 年年4 4 月月15 15 日日完成。完成。6 6 月月24 24 日进行屋面保温层、找平层施工,同时网架下弦架设吊顶日进行屋面保温层、找平层施工,同时网架下弦架设吊顶龙骨,龙骨, 6 6 月月5757日连降中雨、大雨,日连降中雨、大雨,

241、7 7日晨网架塌落,伴有巨响。网架由日晨网架塌落,伴有巨响。网架由短跨一端塌下,另端尚挂在圈梁上。短跨一端塌下,另端尚挂在圈梁上。从破坏现场看,网架上下弦变形不凸出,但因腹杆弯折,上下弦叠合在从破坏现场看,网架上下弦变形不凸出,但因腹杆弯折,上下弦叠合在一起,腹杆大量出现一起,腹杆大量出现S S形弯曲;杆件与空心球节点连接焊缝破坏形式是在形弯曲;杆件与空心球节点连接焊缝破坏形式是在焊缝热影响区钢管被拉断,或因焊缝未焊透、母材未熔合使钢管由焊缝中焊缝热影响区钢管被拉断,或因焊缝未焊透、母材未熔合使钢管由焊缝中拔出。拔出。【4-5】某通讯楼工程网架倒塌】某通讯楼工程网架倒塌事故原因分析事故原因分析

242、设计原因设计原因网架的计算有误,整个网架的全部杆件包括上弦、下弦和腹杆的截面面积均不足。网架的计算有误,整个网架的全部杆件包括上弦、下弦和腹杆的截面面积均不足。致使在网架屋面施工过程中,实际荷载仅为设计荷载的致使在网架屋面施工过程中,实际荷载仅为设计荷载的2/3 2/3 时,网架就遭到时,网架就遭到破坏。但是网架的塌落却是由于受压腹杆失稳造成,当受压腹杆失稳退出工破坏。但是网架的塌落却是由于受压腹杆失稳造成,当受压腹杆失稳退出工作后,整个网架迅速失稳而塌落。这是因为:作后,整个网架迅速失稳而塌落。这是因为:a. a. 用网架倒塌时的实际荷载(屋面荷载为用网架倒塌时的实际荷载(屋面荷载为3kN/

243、m2左右)以空间桁架位移法进行左右)以空间桁架位移法进行内力分析表明:下弦杆最大轴向拉力为内力分析表明:下弦杆最大轴向拉力为105kN、最大拉应力为、最大拉应力为87.9MPa87.9MPa;上弦;上弦杆最大轴向压力为杆最大轴向压力为 、相应压应力为、相应压应力为174.7MPa 174.7MPa ;受拉腹杆最大轴向拉力;受拉腹杆最大轴向拉力 、最、最大拉应力大拉应力161.8MPa 161.8MPa 。它们都或未超过其承载力,或相应应力仍属许可范围。它们都或未超过其承载力,或相应应力仍属许可范围。b. b. 受压腹杆在网架倒塌时的最大轴向压力为受压腹杆在网架倒塌时的最大轴向压力为 、相应压应

244、力为、相应压应力为385.3MPa 385.3MPa ,此值,此值大于大于2 2。再用欧拉公式验算受压腹杆的临界荷载为。再用欧拉公式验算受压腹杆的临界荷载为 。【4-5】某通讯楼工程网架倒塌】某通讯楼工程网架倒塌施工原因施工原因a. a. 网架的焊缝质量问题,从破坏现场发现,钢管与空心球的连接焊缝破网架的焊缝质量问题,从破坏现场发现,钢管与空心球的连接焊缝破坏有多处是未焊透或母材未熔合,使钢管由焊缝中拔出。这种焊缝本坏有多处是未焊透或母材未熔合,使钢管由焊缝中拔出。这种焊缝本应是对接焊缝,成应是对接焊缝,成V V 形坡口焊接。虽然施工图中不正确地选用了贴角形坡口焊接。虽然施工图中不正确地选用了

245、贴角焊缝,但是,对贴角焊缝母材未熔也是不能允许的。焊缝,但是,对贴角焊缝母材未熔也是不能允许的。b. b. 网架上弦节点上为形成排水坡而设置的小立柱,本是中间高两边低,网架上弦节点上为形成排水坡而设置的小立柱,本是中间高两边低,而施工中竟做成中间低两边高,致使屋面积水,发现问题后,不返工而施工中竟做成中间低两边高,致使屋面积水,发现问题后,不返工重做,反而将中间保温层加厚用以形成排水坡,既浪费材料又加大厂重做,反而将中间保温层加厚用以形成排水坡,既浪费材料又加大厂房屋面荷载。房屋面荷载。c. c. 网架支柱的预埋件不按图纸设计位置放,预埋钢板下的锚固钢筋竟错网架支柱的预埋件不按图纸设计位置放,

246、预埋钢板下的锚固钢筋竟错误地置于圈梁保护层内,塌落时锚固钢筋自保护层中剥落。误地置于圈梁保护层内,塌落时锚固钢筋自保护层中剥落。【4-5】某通讯楼工程网架倒塌】某通讯楼工程网架倒塌【应吸取的教训】【应吸取的教训】近几年来网架结构在国内推广,有些人盲目认为网架是高次超静定结近几年来网架结构在国内推广,有些人盲目认为网架是高次超静定结构,安全度高,忽视其受力的复杂性,致使各地不断出现网架质量事构,安全度高,忽视其受力的复杂性,致使各地不断出现网架质量事故。网架结构的设计人员必需掌握网架结构的设计理论,精心进行结故。网架结构的设计人员必需掌握网架结构的设计理论,精心进行结构计算(不能不问设计条件盲目

247、套用其它网架);网架结构的焊接质构计算(不能不问设计条件盲目套用其它网架);网架结构的焊接质量要求较严,一般建筑施工队伍中的焊工,应进行专业培训持合格证量要求较严,一般建筑施工队伍中的焊工,应进行专业培训持合格证后方能参加网架的焊接工作。后方能参加网架的焊接工作。屋盖结构质量事故屋盖结构质量事故常用的钢结构屋盖系统包括梁式(屋架)、框架式(刚架)、拱式、网常用的钢结构屋盖系统包括梁式(屋架)、框架式(刚架)、拱式、网架、悬索等结构形式。架、悬索等结构形式。钢屋盖事故的类型大体有:钢屋盖事故的类型大体有:屋盖倒塌;屋盖倒塌;桁(网)架杆件断裂,包括桁(网)架杆件断裂,包括节点板和连接的断裂;节点

248、板和连接的断裂;桁(网)架杆件弯曲(上弦出现较少,因其截桁(网)架杆件弯曲(上弦出现较少,因其截面面积较大,且有屋面板和支撑相连接);面面积较大,且有屋面板和支撑相连接);屋盖挠度超标准;屋盖挠度超标准;屋盖屋盖支撑受压屈等。支撑受压屈等。钢结构屋盖系统具有如下特点:钢结构屋盖系统具有如下特点:(1 1)钢屋盖承重构件由薄壁、细长杆件组成,截面形状多样,连接节点构)钢屋盖承重构件由薄壁、细长杆件组成,截面形状多样,连接节点构造复杂,节点应力集中又有偏心;造复杂,节点应力集中又有偏心;(2 2)钢屋盖结构的计算荷载和计算简图与实际值较接近,屋架经常在接近)钢屋盖结构的计算荷载和计算简图与实际值较

249、接近,屋架经常在接近计算极限状态条件下工作,屋盖系统承载能力安全储备最小,所以屋盖计算极限状态条件下工作,屋盖系统承载能力安全储备最小,所以屋盖承重构件对超载、温度和腐蚀作用十分敏感,容易因偶然因素而失稳或承重构件对超载、温度和腐蚀作用十分敏感,容易因偶然因素而失稳或破坏。破坏。(3 3)制造、安装和使用中出现各种缺陷,使钢结构屋盖成为钢结构中破坏)制造、安装和使用中出现各种缺陷,使钢结构屋盖成为钢结构中破坏最严重的构件之一,损坏事故较多。最严重的构件之一,损坏事故较多。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故事故概况事故概况19901990年年_月月16 16 日下午日下

250、午4 4 时时20 20 分许,某市某厂四楼接层会议室屋顶棚五榀梭形分许,某市某厂四楼接层会议室屋顶棚五榀梭形轻型屋架连同屋面突然倒塌。当时轻型屋架连同屋面突然倒塌。当时305 305 人正在室内开会,造成人正在室内开会,造成4242人死亡,人死亡,179179人受伤的特大事故。经济损失人受伤的特大事故。经济损失430430多万元,其中直接经济损失多万元,其中直接经济损失230230多万元。多万元。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故事故概况事故概况该接层会议室南北宽该接层会议室南北宽14.4m14.4m,东西长,东西长21.6m21.6m,建筑面积,建筑面积324m3

251、24m2 2 。采用砖墙承重、。采用砖墙承重、梭形轻型钢屋架、预制空心屋面板和卷材防水屋面。图给出该接层会议室的梭形轻型钢屋架、预制空心屋面板和卷材防水屋面。图给出该接层会议室的建筑剖面图及屋架示意图。建筑剖面图及屋架示意图。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故会议室由该厂基建处设计室(丙级证书单位)自行设计,该市某建筑工程公会议室由该厂基建处设计室(丙级证书单位)自行设计,该市某建筑工程公司施工。司施工。1987年年_月月_日开工,同年日开工,同年_月月22日竣工并交付使用,经常举日竣工并交付使用,经常举行二三百人的中型会议。行二三百人的中型会议。事故发生时,会议室顶

252、事故发生时,会议室顶棚先后发出棚先后发出“嘎嘎嘎,嘎嘎嘎,刷拉,刷拉刷拉,刷拉”的响声,的响声,顶棚中部偏北方向出现顶棚中部偏北方向出现锅底形下凸,几秒钟后锅底形下凸,几秒钟后屋顶全部倒塌。会场除屋顶全部倒塌。会场除少数靠窗边坐的人外,少数靠窗边坐的人外,其余大部分被压在预制其余大部分被压在预制空心板底下。图中给出空心板底下。图中给出清理后的事故现场复原清理后的事故现场复原情况,其中破坏屋架是情况,其中破坏屋架是按原位置摆放的。按原位置摆放的。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故事故原因分析事故原因分析根据事故分析报告,该四楼接层会议室屋顶倒塌是由第三榀屋架北端根据事故

253、分析报告,该四楼接层会议室屋顶倒塌是由第三榀屋架北端1414号腹号腹杆首先失稳造成的。导致这次事故的原因是多方面的,涉及设计、施工和管杆首先失稳造成的。导致这次事故的原因是多方面的,涉及设计、施工和管理各阶段,归纳起来主要有:理各阶段,归纳起来主要有:设计计算差错、屋面错误施工、焊接质量低劣、设计计算差错、屋面错误施工、焊接质量低劣、屋架构造与设计要求不一和施工管理混乱屋架构造与设计要求不一和施工管理混乱等方面。等方面。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故设计计算差错设计计算差错该楼原为三层,接成四层,为了不使基础荷重增加过多,选用轻钢屋架并采该楼原为三层,接成四层,为

254、了不使基础荷重增加过多,选用轻钢屋架并采用不上人不保温屋面做法。梭形屋架是广泛使用的一种轻型屋架,它节约钢用不上人不保温屋面做法。梭形屋架是广泛使用的一种轻型屋架,它节约钢材,屋面坡度较缓,便于和相邻部分的平屋顶协调,其选型是正确而合理的。材,屋面坡度较缓,便于和相邻部分的平屋顶协调,其选型是正确而合理的。梭形屋架参照建筑科学研究院标准梭形屋架参照建筑科学研究院标准设计研究所编写的设计研究所编写的轻钢结构设计轻钢结构设计资料集资料集设计。该图集要求屋面做设计。该图集要求屋面做法为二毡三油,法为二毡三油,20mm 20mm 找平层,找平层,100mm 100mm 厚泡沫混凝土,槽形板或加厚泡沫混

255、凝土,槽形板或加气混凝土板。由于材料供应问题,气混凝土板。由于材料供应问题,设计者用空心板代替槽形板,并修设计者用空心板代替槽形板,并修改屋面做法,如取消保温层增加改屋面做法,如取消保温层增加100mm 100mm 厚海藻草,变二毡三油为三厚海藻草,变二毡三油为三毡四油等。毡四油等。经核算设计图纸所列做法算得的屋面恒载(称图纸荷载)为经核算设计图纸所列做法算得的屋面恒载(称图纸荷载)为2 2 ;而按图集中;而按图集中原屋面做法算得的屋面恒载(称许用荷载)为原屋面做法算得的屋面恒载(称许用荷载)为2 2 ,二者相比,超出,二者相比,超出2 2 ,超载,超载。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某

256、工厂接层钢屋盖倒塌事故设计人的计算书中有设计人的计算书中有4 4 处错误:处错误:2 2 ,比图纸荷载大,比图纸荷载大48%48%。此虽对结构安全有利但不能作为分析事故依据。此虽对结构安全有利但不能作为分析事故依据。b. b. 屋架上弦第屋架上弦第4 4杆计算时单位换算错误杆计算时单位换算错误在验算上弦杆承载力时误将在验算上弦杆承载力时误将 0.256t.m0.256t.m换算成换算成 256kg.cm 256kg.cm (应为(应为 25600kg.cm 25600kg.cm ),误算得上弦杆应力值),误算得上弦杆应力值为:为:2222 222222。但此上弦杆在承载力上符合钢结构设计规范的

257、要求,。但此上弦杆在承载力上符合钢结构设计规范的要求,故此错误不至导致屋架破坏。故此错误不至导致屋架破坏。2 2,而按轻钢结构设计资料集应为,而按轻钢结构设计资料集应为 2 2。但实际上下弦杆并未屈服,故。但实际上下弦杆并未屈服,故此错误也与事故无关。此错误也与事故无关。d. d. 屋架腹杆屋架腹杆1212计算中误将截面系数计算中误将截面系数W W当成回转半径当成回转半径rr在该杆稳定计算的在该杆稳定计算的=l/rl/r3 3作为作为r r(应为(应为0.625cm0.625cm)代入。但计算后未将图上)代入。但计算后未将图上 25 25的的1212号腹号腹杆直径变小,故此错误未产生不良后果。

258、杆直径变小,故此错误未产生不良后果。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故222222相比,还有相比,还有1.67 1.67 倍的安全裕度,说明设计计算差错不是事故发生倍的安全裕度,说明设计计算差错不是事故发生的唯一因素。的唯一因素。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故屋面错误施工屋面错误施工2232222322 。b. b. 图纸中屋面不设保温层,而施工中屋面上错误地设了图纸中屋面不设保温层,而施工中屋面上错误地设了102.7mm 102.7mm 厚的炉渣保厚的炉渣保温层。按炉渣容重温层。按炉渣容重1050kg/m1050kg/m3232 。22

259、2222 。2222222222222222 ,超载,超载2.27 / 2.37 =96%2.27 / 2.37 =96%。故从荷载看,主要原因是施工超载,而不。故从荷载看,主要原因是施工超载,而不是设计超载。是设计超载。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故焊接质量低劣焊接质量低劣经现场勘测,屋架的焊接质量极差,存在大量气孔、夹渣、未焊透、未经现场勘测,屋架的焊接质量极差,存在大量气孔、夹渣、未焊透、未熔合现象。主要有:熔合现象。主要有:a.a.焊接质量不合规范焊接质量不合规范按照钢结构工程施工及验收规范按照钢结构工程施工及验收规范(GBJ20583GBJ20583)的

260、三级标准焊缝的要求检查所有焊缝,发现不合格率如下:)的三级标准焊缝的要求检查所有焊缝,发现不合格率如下:第一榀为第一榀为29.2%29.2%,第二榀为,第二榀为31.1%31.1%,第三榀为,第三榀为45.2%45.2%,第四榀为,第四榀为30.1%30.1%,第五榀,第五榀为为39.6%39.6%。特别是对腹杆稳定起关键作用的矩形箍和腹杆接头焊缝的质量更。特别是对腹杆稳定起关键作用的矩形箍和腹杆接头焊缝的质量更差。矩形箍焊缝不合格率第一榀为差。矩形箍焊缝不合格率第一榀为37.5%37.5%,第二榀为,第二榀为35.9%35.9%,第三榀为,第三榀为56.2%56.2%,第四榀为,第四榀为45

261、.3%45.3%,第五榀为,第五榀为59.3%59.3%,其中焊缝脱开,其中焊缝脱开2020处。总之,五榀屋架,处。总之,五榀屋架,榀榀不合格;榀榀不合格;3232个矩形箍,个个有质量问题。个矩形箍,个个有质量问题。b. b. 矩形箍脱焊导致腹杆加速失稳矩形箍脱焊导致腹杆加速失稳以第三榀屋架为例,其北段矩形以第三榀屋架为例,其北段矩形箍共箍共3232个焊点中有个焊点中有8 8 处脱开,占处脱开,占25%25%。矩形箍脱焊,使腹杆失去中间支承点,。矩形箍脱焊,使腹杆失去中间支承点,理论上其长度系数理论上其长度系数由由0.5 0.5 增大到增大到1.01.0,承载力则降低到原来的,承载力则降低到原

262、来的1/41/4。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故屋架构造与设计要求不一致屋架构造与设计要求不一致主要指腹杆两端的成型不符合图纸要求,图纸要求的是直的折线形,实主要指腹杆两端的成型不符合图纸要求,图纸要求的是直的折线形,实际却弯成大圆弧形。这也明显加大了腹杆的压力偏心量,显著降低了腹杆的际却弯成大圆弧形。这也明显加大了腹杆的压力偏心量,显著降低了腹杆的稳定性能。同时腹杆两端与上、下弦焊缝的长度和高度不足,使端部固定作稳定性能。同时腹杆两端与上、下弦焊缝的长度和高度不足,使端部固定作用减弱,自然也会降低腹杆的稳定性能,使梭形屋架的承载力降低。用减弱,自然也会降低腹杆的

263、稳定性能,使梭形屋架的承载力降低。施工管理混乱施工管理混乱在检查该工程施工记录和验收文件时发现:在检查该工程施工记录和验收文件时发现:a. a. 隐蔽工程记录失真。如屋面做法有大幅度变更而隐蔽工程记录为隐蔽工程记录失真。如屋面做法有大幅度变更而隐蔽工程记录为“屋屋面按图施工面按图施工”;设计图纸要求;设计图纸要求“钢屋架在完成两榀成品后,要进行一次现场钢屋架在完成两榀成品后,要进行一次现场荷载试验荷载试验”,但没有钢屋架试验记录和试验报告,隐蔽工程却记录为,但没有钢屋架试验记录和试验报告,隐蔽工程却记录为“钢屋钢屋架按图施工架按图施工”等。等。b. b. 工程竣工验收违反管理规定。工程竣工验收

264、违反管理规定。综上所述,这次事故的主要原因是屋面错误施工和焊接质量低劣。综上所述,这次事故的主要原因是屋面错误施工和焊接质量低劣。【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故事故发展过程的探讨事故发展过程的探讨第三榀屋架第三榀屋架14 14 号腹杆的失稳是屋架塌落的事故源。屋面荷载中活载最大的号腹杆的失稳是屋架塌落的事故源。屋面荷载中活载最大的情况发生在情况发生在19871987年施工的时候,雪载最大的情况发生在年施工的时候,雪载最大的情况发生在19901990年年_月月_日积日积雪达雪达0.3KN/m2 0.3KN/m2 的时候。但是屋架在这两种情况下都没有失稳,而在活载、的

265、时候。但是屋架在这两种情况下都没有失稳,而在活载、雪载都没有的雪载都没有的2 2 月月16 16 日破坏。据试验,屋架失稳荷载为日破坏。据试验,屋架失稳荷载为 5.06KN/m2 5.06KN/m2 ,为何,为何实际屋架在低得多的实际屋架在低得多的 4.64KN/m2 4.64KN/m2 荷载下失稳呢?荷载下失稳呢?【4-6】某工厂接层钢屋盖倒塌事故】某工厂接层钢屋盖倒塌事故如前所述,矩形箍焊接质量低劣,应力集中严重,在因屋架两端焊死而产生如前所述,矩形箍焊接质量低劣,应力集中严重,在因屋架两端焊死而产生的长期波动的温度应力反复作用下,有缺陷的焊缝难以承受。的长期波动的温度应力反复作用下,有缺

266、陷的焊缝难以承受。_月月16 16 日时,日时,积雪全部熔化使屋面荷载骤降,屋架回弹,矩形箍接头产生又一次应力大波积雪全部熔化使屋面荷载骤降,屋架回弹,矩形箍接头产生又一次应力大波动,使个别焊缝因裂缝扩展而断开。该腹杆失去中间支承,稳定性能骤降,动,使个别焊缝因裂缝扩展而断开。该腹杆失去中间支承,稳定性能骤降,因而在屋面荷载减小后反而失稳破坏。因而在屋面荷载减小后反而失稳破坏。据事故现场观察,在第三榀屋架北端两根据事故现场观察,在第三榀屋架北端两根14 14 号腹杆间,矩形箍西侧焊缝断号腹杆间,矩形箍西侧焊缝断开,从断口可看出焊缝缺陷严重,焊肉不连续。经测定,焊缝面积只有理论开,从断口可看出焊

267、缝缺陷严重,焊肉不连续。经测定,焊缝面积只有理论值的值的52.7%52.7%。1414号腹杆失稳后弯曲成号腹杆失稳后弯曲成“C”“C”型,说明该杆大变形弯曲时,矩形型,说明该杆大变形弯曲时,矩形箍已不起支撑作用,即失稳是由于矩形箍焊缝断裂后腹杆失去中间支撑而引箍已不起支撑作用,即失稳是由于矩形箍焊缝断裂后腹杆失去中间支撑而引起的。起的。第三榀屋架第三榀屋架1414号腹杆一失稳,引起内应力重新分配而导致连锁失稳,该榀屋号腹杆一失稳,引起内应力重新分配而导致连锁失稳,该榀屋架首先塌下,进而带动其它各榀屋架相继塌落。许多焊接质量低劣的矩形箍架首先塌下,进而带动其它各榀屋架相继塌落。许多焊接质量低劣的

268、矩形箍接头在失稳过程中断裂,又加速了连锁失稳的进程,导致整个屋架瞬时塌落,接头在失稳过程中断裂,又加速了连锁失稳的进程,导致整个屋架瞬时塌落,这是事故发展的全过程。这是事故发展的全过程。【4-3】某厂房倒塌事故】某厂房倒塌事故工程事故及其概况工程事故及其概况 1984 1984年年_月,某公司附属水泥厂破碎机房,屋面结构全部倒塌,月,某公司附属水泥厂破碎机房,屋面结构全部倒塌,80%80%的柱的柱受到不同程度的破坏。此次事故使该厂停产受到不同程度的破坏。此次事故使该厂停产1515天,造成较大的经济损失。天,造成较大的经济损失。该厂房是轻型钢结构,跨度该厂房是轻型钢结构,跨度12m12m,柱距,

269、柱距6m6m,全长,全长78m78m,焊接格构钢柱柱顶标高,焊接格构钢柱柱顶标高6m6m,半敞开式维护结构,屋面是波形石棉瓦,屋面支撑布置:在厂房两端的,半敞开式维护结构,屋面是波形石棉瓦,屋面支撑布置:在厂房两端的第一个柱间各设置一道上弦横向水平支撑,无垂直支撑,并以檩条代替水平第一个柱间各设置一道上弦横向水平支撑,无垂直支撑,并以檩条代替水平系杆。屋架上弦为组合式三角行斜梁,屋架下弦是系杆。屋架上弦为组合式三角行斜梁,屋架下弦是32mm32mm的圆钢用拉钩连接的圆钢用拉钩连接(见图),设计要求在拉钩下弦拉紧之后焊接。(见图),设计要求在拉钩下弦拉紧之后焊接。A AB B【4-3】某厂房倒塌

270、事故】某厂房倒塌事故该厂房建于该厂房建于19761976年,原设计为材料备品仓库,年,原设计为材料备品仓库,19811981年以后做水泥厂破碎年以后做水泥厂破碎机房兼散装材料库。据记载发生事故当天,室外气温机房兼散装材料库。据记载发生事故当天,室外气温-4-4,无风,连续,无风,连续6 6个小时下中雪。事故后调查发现,倒塌最先发生在破碎机房那一端的第个小时下中雪。事故后调查发现,倒塌最先发生在破碎机房那一端的第四榀屋架,其他各跨均是在该榀屋架坍落后而被拉扯下来,因此各榀屋四榀屋架,其他各跨均是在该榀屋架坍落后而被拉扯下来,因此各榀屋架的倒塌方向都是向第四榀屋架压过来。架的倒塌方向都是向第四榀屋

271、架压过来。支撑屋架的支撑屋架的号排架柱向外倾斜;柱与屋架的连接螺栓一边被拉断,另号排架柱向外倾斜;柱与屋架的连接螺栓一边被拉断,另一边则严重弯曲变形;屋架下弦直径一边则严重弯曲变形;屋架下弦直径32mm的圆钢弯钩被拉直;上弦组的圆钢弯钩被拉直;上弦组合三角斜梁的两个连接螺栓拉断,其中有一个螺杆断裂处有颈缩;两根合三角斜梁的两个连接螺栓拉断,其中有一个螺杆断裂处有颈缩;两根斜梁一根梁头触地,另一头离地斜梁一根梁头触地,另一头离地300mm。其他屋架有些是上弦连接板处。其他屋架有些是上弦连接板处脱焊,有的是螺栓拉断。脱焊,有的是螺栓拉断。B列中的列中的12、13、14柱从基础处拉脱,并向内柱从基础

272、处拉脱,并向内发生位移发生位移100mm500mm,整栋厂房坍塌为一片平地。,整栋厂房坍塌为一片平地。【4-3】某厂房倒塌事故】某厂房倒塌事故事故原因分析事故原因分析事故发生后,对该厂房的设计、施工、使用情况进行了调查,对破坏现场和实事故发生后,对该厂房的设计、施工、使用情况进行了调查,对破坏现场和实物进行了分析。物进行了分析。(1 1)厂房用途改变是事故发生的主要原因。该厂房设计为材料备品库,后改)厂房用途改变是事故发生的主要原因。该厂房设计为材料备品库,后改为水泥破碎机房,由于厂房使用条件改变,屋面的计算荷载亦发生改变。如为水泥破碎机房,由于厂房使用条件改变,屋面的计算荷载亦发生改变。如原

273、厂房不考虑积灰荷载,其屋面总荷载为原厂房不考虑积灰荷载,其屋面总荷载为876N/m876N/m2, 2, 下弦拉杆承受的拉力下弦拉杆承受的拉力94.8kN,94.8kN,采用采用32mm32mm的圆钢,应力值为的圆钢,应力值为117.8MPa117.8MPa,当厂房改为水泥破碎机房,则应考虑积灰荷载(当厂房改为水泥破碎机房,则应考虑积灰荷载(750N/m750N/m2 2 ),屋面总荷载为),屋面总荷载为1626N/m1626N/m2 2。下弦杆的拉应力值为。下弦杆的拉应力值为218.4MPa218.4MPa,超过了容许应力值的,超过了容许应力值的28.5%28.5%。因。因此,在改变厂房使用

274、条件的情况下,未进行必要的荷载校核,也没有采取相此,在改变厂房使用条件的情况下,未进行必要的荷载校核,也没有采取相应的加固措施,是房屋倒塌的直接因素。应的加固措施,是房屋倒塌的直接因素。【4-3】某厂房倒塌事故】某厂房倒塌事故事故原因分析事故原因分析事故发生后,对该厂房的设计、施工、使用情况进行了调查,对破坏现场事故发生后,对该厂房的设计、施工、使用情况进行了调查,对破坏现场和实物进行了分析。和实物进行了分析。(2 2)该屋架采用的是有拉杆的三铰拱,它为一几何不变体系,且无多余约)该屋架采用的是有拉杆的三铰拱,它为一几何不变体系,且无多余约束,所以是静定结构,标准设计中可以找到类似的结构。但将

275、承受拉力束,所以是静定结构,标准设计中可以找到类似的结构。但将承受拉力的下弦杆件设计成带弯钩的圆钢,却是不可取的。因为弯钩在受力时易的下弦杆件设计成带弯钩的圆钢,却是不可取的。因为弯钩在受力时易拉直。据调查,现场拼装时,拉杆难以张紧,这就使屋架从几何不变体拉直。据调查,现场拼装时,拉杆难以张紧,这就使屋架从几何不变体系变为瞬变体系,致使下弦杆处于更不利的情况。系变为瞬变体系,致使下弦杆处于更不利的情况。【4-3】某厂房倒塌事故】某厂房倒塌事故事故原因分析事故原因分析事故发生后,对该厂房的设计、施工、使用情况进行了调查,对破坏现场事故发生后,对该厂房的设计、施工、使用情况进行了调查,对破坏现场和

276、实物进行了分析。和实物进行了分析。(3 3)设计要求下弦在安装完成时将弯钩开口处焊死,从施工验收资料看弯)设计要求下弦在安装完成时将弯钩开口处焊死,从施工验收资料看弯钩全部加焊。但从事故现场看,第四榀屋架被拉直的下弦杆弯钩没有焊钩全部加焊。但从事故现场看,第四榀屋架被拉直的下弦杆弯钩没有焊过的痕迹,可以肯定是漏焊了。事故就是由该榀屋架引起而危害到其他过的痕迹,可以肯定是漏焊了。事故就是由该榀屋架引起而危害到其他屋架的。屋架的。【4-3】某厂房倒塌事故】某厂房倒塌事故事故原因分析事故原因分析事故发生后,对该厂房的设计、施工、使用情况进行了调查,对破坏现场事故发生后,对该厂房的设计、施工、使用情况

277、进行了调查,对破坏现场和实物进行了分析。和实物进行了分析。(4 4)建筑物的维护管理不善。厂房改为水泥破碎机房后,在使用过程中,)建筑物的维护管理不善。厂房改为水泥破碎机房后,在使用过程中,没有建立清灰制度,定期清扫屋面积灰,以减轻屋面荷载,每年建筑物没有建立清灰制度,定期清扫屋面积灰,以减轻屋面荷载,每年建筑物隐患检查都忽视了屋架的安全问题,这次事故必然有从量变到质变的过隐患检查都忽视了屋架的安全问题,这次事故必然有从量变到质变的过程,开始有微小变形没有发现,以后变形会逐步增大,在突然增大的超程,开始有微小变形没有发现,以后变形会逐步增大,在突然增大的超载作用下倒塌。载作用下倒塌。【4-3】

278、某厂房倒塌事故】某厂房倒塌事故结论及教训结论及教训从这次事故中,我们应该吸取的教训是,建筑物改变用途,特别是荷载明从这次事故中,我们应该吸取的教训是,建筑物改变用途,特别是荷载明显增加时,一定要对原结构鉴定复核后才能使用,必要时应请具有鉴定显增加时,一定要对原结构鉴定复核后才能使用,必要时应请具有鉴定资格的专门机构,对建筑物进行全面检查、评价、以保证安全使用。资格的专门机构,对建筑物进行全面检查、评价、以保证安全使用。钢结构承载力和刚度失效钢结构承载力和刚度失效(1 1)钢结构)钢结构承载力失效承载力失效指正常使用状态下结构构件或连接因材料强度被超指正常使用状态下结构构件或连接因材料强度被超越

279、而导致破坏。其主要原因为:越而导致破坏。其主要原因为:钢材的强度指标不合格在钢结构设计中有两个重要强度指标:屈服强度钢材的强度指标不合格在钢结构设计中有两个重要强度指标:屈服强度f fy y和和抗拉强度抗拉强度f fu u;另外,当结构构件承受较大剪力或扭矩时,钢材抗剪强度;另外,当结构构件承受较大剪力或扭矩时,钢材抗剪强度f fV V也也是重要指标。是重要指标。连接强度不满足要求焊接连接的强度取决于焊接材料强度及其与母材的匹配、连接强度不满足要求焊接连接的强度取决于焊接材料强度及其与母材的匹配、焊接工艺、焊缝质量和缺陷及其检查和控制、焊接对母材热影响区强度的影焊接工艺、焊缝质量和缺陷及其检查

280、和控制、焊接对母材热影响区强度的影响等;螺栓连接强度的影响因素为:螺栓及其附件材料的质量以及热处理效响等;螺栓连接强度的影响因素为:螺栓及其附件材料的质量以及热处理效果(高强度螺栓)、螺栓连接的施工技术工艺的控制,特别是高强螺栓预应果(高强度螺栓)、螺栓连接的施工技术工艺的控制,特别是高强螺栓预应力控制和摩擦面的处理、螺栓孔被连接构件截面的削弱和应力集中等。力控制和摩擦面的处理、螺栓孔被连接构件截面的削弱和应力集中等。使用荷载和条件的改变包括计算荷载的超载、部分构件退出工作引起其它构使用荷载和条件的改变包括计算荷载的超载、部分构件退出工作引起其它构件增载、意外冲击荷载、温度变化引起的附加应力、

281、基础不均匀沉降引起的件增载、意外冲击荷载、温度变化引起的附加应力、基础不均匀沉降引起的附加应力等。附加应力等。钢结构承载力和刚度失效钢结构承载力和刚度失效(2 2)钢结构)钢结构刚度失效刚度失效指产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形指产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形或振动。其主要原因为:或振动。其主要原因为:结构或构件的刚度不满足设计要求如轴压构件不满足长细比要求;受结构或构件的刚度不满足设计要求如轴压构件不满足长细比要求;受弯构件不满足允许挠度要求;压弯构件不满足上述两方面要求等。弯构件不满足允许挠度要求;压弯构件不满足上述两方面要求等。结构支撑体系不够支撑体系是保证结构整体和局部刚

282、度的重要组成部结构支撑体系不够支撑体系是保证结构整体和局部刚度的重要组成部分。它不仅对抵制水平荷载和抗地震作用、抗振动有利,而且直接影分。它不仅对抵制水平荷载和抗地震作用、抗振动有利,而且直接影响结构正常使用(如工业厂房当整体刚度不足时,在吊车运行过程中响结构正常使用(如工业厂房当整体刚度不足时,在吊车运行过程中会产生振动和摇晃)。会产生振动和摇晃)。一、运输过程中引起结构或构件产生的较大变形和损伤;一、运输过程中引起结构或构件产生的较大变形和损伤;二、吊装过程中引起结构或其构件产生较大变形和局部失稳;二、吊装过程中引起结构或其构件产生较大变形和局部失稳;三、安装过程中没有足够的临时支撑或锚固

283、,导致结构或构件产生较大的变三、安装过程中没有足够的临时支撑或锚固,导致结构或构件产生较大的变形、丧失稳定性,甚至倾覆等;形、丧失稳定性,甚至倾覆等;四、施工连接(焊接、螺栓连接)的质量不满足设计要求;四、施工连接(焊接、螺栓连接)的质量不满足设计要求;【4-1】某钢储油罐崩塌事故】某钢储油罐崩塌事故工程事故及概况:工程事故及概况: 甘肃某山区建有一座大型石油储罐,直径甘肃某山区建有一座大型石油储罐,直径D=20mD=20m,高,高H=18mH=18m,采用厚度为,采用厚度为=12mm=12mm的钢板焊接而成。该罐的钢板焊接而成。该罐19731973年建成,年建成,19751975年突然崩塌,

284、原油外流,年突然崩塌,原油外流,染遍了山区草木,结果引起大火,延绵约染遍了山区草木,结果引起大火,延绵约2 2公里,引起人们的极大恐慌。公里,引起人们的极大恐慌。原因分析:原因分析: 事故发生后,通过对设计、材料、施工等环节的调查复核,结果发现,事故发生后,通过对设计、材料、施工等环节的调查复核,结果发现,设计没有问题,钢材的力学性能也能满足要求,但化学成分不满足,主要是设计没有问题,钢材的力学性能也能满足要求,但化学成分不满足,主要是含硫量过高。其含硫量为含硫量过高。其含硫量为0.9%0.9%,超过允许值,超过允许值0.4%0.65%0.4%0.65%的近一倍。的近一倍。 当钢材温度达到当钢

285、材温度达到80010008001000时,硫使钢材变脆,在焊接高温影响下会时,硫使钢材变脆,在焊接高温影响下会引起热裂纹。此外,硫含量过高还会降低钢材的冲击韧性、疲劳强度和抗锈引起热裂纹。此外,硫含量过高还会降低钢材的冲击韧性、疲劳强度和抗锈蚀性能。该贮罐钢材含硫量过高,可焊性差,焊接引起的裂缝在外力作用下蚀性能。该贮罐钢材含硫量过高,可焊性差,焊接引起的裂缝在外力作用下逐渐扩展,最终引起崩塌,造成重大事故。逐渐扩展,最终引起崩塌,造成重大事故。钢材的化学成分钢材的化学成分钢是钢材含碳量在钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性

286、,含碳量一般不超过性,含碳量一般不超过1.7%。钢材的化学成分中除了主要化学成分铁钢材的化学成分中除了主要化学成分铁(FeFe)以外,还含有少量的碳()以外,还含有少量的碳(C C)、硅()、硅(SiSi)、锰()、锰(MnMn)、磷()、磷(P P)、)、硫(硫(S S)、氧()、氧(O O)、氮()、氮(N N)、钛()、钛(TiTi)、钒()、钒(V V)等元素。)等元素。 这些元素虽然含量少,但对钢材性能有很大影响:这些元素虽然含量少,但对钢材性能有很大影响: 1 1碳碳。碳是决定。碳是决定钢材性能的最重要元素。当钢中含碳量在钢材性能的最重要元素。当钢中含碳量在0.8%0.8%以下时,

287、随着含碳量的以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在1.0%1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降。随着含碳量以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降。随着含碳量的增加,钢材的焊接性能变差(含碳量大于的增加,钢材的焊接性能变差(含碳量大于0.3%0.3%的钢材,可焊性显著的钢材,可焊性显著下降),冷脆性和时效敏感性增大,耐大气锈蚀性下降。下降),冷脆性和时效敏感性增大,耐大气锈蚀性下降。2. 2. 铬铬 增加增加耐磨损性,硬度,最重要的是耐腐蚀性,拥有耐磨损性,硬度,最重要的是耐腐

288、蚀性,拥有13%13%以上的认为是不锈钢。以上的认为是不锈钢。3. 3. 锰锰 重要的元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性,和强度、及重要的元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性,和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧,出现在大多数的耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧,出现在大多数的刀剪用钢材中。刀剪用钢材中。 4. 4. 硅硅 有助于增强强度。和锰一样,硅在钢的生产过有助于增强强度。和锰一样,硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。程中用于保持钢材的强度。 5. 5. 钒钒 增强抗磨损能力和延展性。增强抗磨损能力和延展性。磷(磷(P P)、硫()、硫(S S)、氧()、

289、氧(O O)都是有害元素。)都是有害元素。 第五章第五章 地基与基础工程质量事故地基与基础工程质量事故(6学时学时/22学时)学时)5.1地基质量事故地基质量事故5.2基础质量事故基础质量事故5.3基坑工程事故基坑工程事故地基沉降地基沉降地基失稳地基失稳边坡滑动边坡滑动特殊土地基特殊土地基【5-15-1】软土地基实例】软土地基实例【5-25-2】砖混结构水平裂缝事故】砖混结构水平裂缝事故【5-35-3】教学楼裂缝事故】教学楼裂缝事故【5-45-4】河道疏浚引起岸坡滑动】河道疏浚引起岸坡滑动【5-55-5】水塔倾斜事故】水塔倾斜事故【5-65-6】某泵站基坑工程事故分析】某泵站基坑工程事故分析【

290、5-75-7】某水池上浮事故】某水池上浮事故【5-85-8】加拿大特朗斯康谷仓倾倒】加拿大特朗斯康谷仓倾倒【5-95-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜【5-105-10】上海楼倒事件】上海楼倒事件【5-115-11】某大厦基坑工程事故】某大厦基坑工程事故【5-125-12】康南花园大厦基坑工程事故】康南花园大厦基坑工程事故【5-135-13】某消防水池基坑工程事故】某消防水池基坑工程事故【5-145-14】某大厦基坑漏水涌砂事故】某大厦基坑漏水涌砂事故【5-1】软土地基实例】软土地基实例某住宅工程某住宅工程5层砖混结构,层砖混结构,建筑面积为建筑面积为1453,建筑,建筑

291、长高比为长高比为2.11,其北立面裂,其北立面裂缝见图缝见图5-26;沉降观测点布;沉降观测点布置与沉降曲线见图置与沉降曲线见图5-27,相,相对沉降值见表对沉降值见表5-8。该建筑大部分座落在水池上,该建筑大部分座落在水池上,施工时将池内淤泥全部挖除施工时将池内淤泥全部挖除后,先填块石,再填后,先填块石,再填15黏黏土及土及10石屑,然后浇注石屑,然后浇注10厚素混凝土垫层。厚素混凝土垫层。【5-1】软土地基实例】软土地基实例住宅粉刷完成后,就发现两端窗住宅粉刷完成后,就发现两端窗角有正八字裂缝,北立面的裂缝角有正八字裂缝,北立面的裂缝情况见图情况见图5-26。从图上可以看出房屋两端的沉降从

292、图上可以看出房屋两端的沉降变化比佳品剧烈,建筑物受剪较变化比佳品剧烈,建筑物受剪较大,形成正八字裂缝。大,形成正八字裂缝。至今,此建筑仍在使用。至今,此建筑仍在使用。【5-2】砖混结构水平裂缝事故】砖混结构水平裂缝事故【5-2】砖混结构水平裂缝事故】砖混结构水平裂缝事故【5-35-3】教学楼裂缝事故】教学楼裂缝事故南京某教学楼为一座五层框架结构,建筑面积为南京某教学楼为一座五层框架结构,建筑面积为21.4m60m,片筏,片筏基础,基底压力为基础,基底压力为90kPa。地基土质情况:表层有。地基土质情况:表层有0.8m左右的杂填土,左右的杂填土,稍密,软塑,含有生活垃圾、螺壳等;以下为淤泥质亚粘

293、土,钻探至稍密,软塑,含有生活垃圾、螺壳等;以下为淤泥质亚粘土,钻探至10.5m深度未钻穿。淤泥质亚粘土地基的承载力为深度未钻穿。淤泥质亚粘土地基的承载力为6070kPa。由于。由于地基的强度和变形不满足要求,需要进行地基处理。经方案比较,最地基的强度和变形不满足要求,需要进行地基处理。经方案比较,最后选用生石灰桩加固,桩长由变形控制,定为后选用生石灰桩加固,桩长由变形控制,定为10m,但因施工困难,但因施工困难,将桩长改为将桩长改为8m,桩径,桩径300mm。根据计算采用桩距为。根据计算采用桩距为1.2m,按三角形,按三角形排列,在片筏基础下满堂布桩,并在基础四周布置排列,在片筏基础下满堂布

294、桩,并在基础四周布置3排同样规格的石排同样规格的石灰桩作为护桩,共计打桩灰桩作为护桩,共计打桩1653根。根。由于石灰桩质量差,引起该教学楼较大的沉降量和沉降差,致使结构由于石灰桩质量差,引起该教学楼较大的沉降量和沉降差,致使结构上出现多处裂缝。上出现多处裂缝。【5-35-3】教学楼裂缝事故】教学楼裂缝事故原因分析原因分析原设计桩长为原设计桩长为10m,后因施工单位无法到达此深度而改为,后因施工单位无法到达此深度而改为78m,由于施工队伍技术素质差,不能适应操作工艺要求,桩长远未达到由于施工队伍技术素质差,不能适应操作工艺要求,桩长远未达到7m。根据。根据1985年年_月建设单位抽查的月建设单

295、位抽查的4根石灰桩,用螺旋钻取样检根石灰桩,用螺旋钻取样检查发现,桩长不足查发现,桩长不足2.54.5m。由于桩长不够,沉降量必然加大。由于桩长不够,沉降量必然加大。生石灰质量未按设计要求进料,其中有两个厂生产的生石灰质量尤生石灰质量未按设计要求进料,其中有两个厂生产的生石灰质量尤其差,块灰中含有大量炉渣、烧结石和杂质(粒径达到其差,块灰中含有大量炉渣、烧结石和杂质(粒径达到20cm以上)以上)等。当时设计与建设单位均指出应立即停用,但事后施工单位还是使等。当时设计与建设单位均指出应立即停用,但事后施工单位还是使用了这批劣质石灰,而灌灰量每米又不足用了这批劣质石灰,而灌灰量每米又不足150kg

296、。这样一来,就大大。这样一来,就大大降低了生石灰膨胀对周围软土的加固作用,而且桩本身可能呈降低了生石灰膨胀对周围软土的加固作用,而且桩本身可能呈“牙膏牙膏状状”,其强度降低。,其强度降低。【5-35-3】教学楼裂缝事故】教学楼裂缝事故原因分析原因分析1985年年1_月份,雨雪天较多,对堆放的生石灰未加防护措施,月份,雨雪天较多,对堆放的生石灰未加防护措施,生石灰遇水后变成了熟石灰,打设后,有冒水现象,故加固效果就更生石灰遇水后变成了熟石灰,打设后,有冒水现象,故加固效果就更差了。差了。打设后的石灰桩未做封顶,尤其是过早地开挖基坑底的保护层,以打设后的石灰桩未做封顶,尤其是过早地开挖基坑底的保护

297、层,以致基底有大面积隆起(致基底有大面积隆起(3040cm2)和混凝土垫层开裂等,这些不正常)和混凝土垫层开裂等,这些不正常现象当时均为采取有效措施。因此在总沉降量内还包括了由于基底隆现象当时均为采取有效措施。因此在总沉降量内还包括了由于基底隆起的再压缩而引起的非正常沉降量,而且不均匀。起的再压缩而引起的非正常沉降量,而且不均匀。施工进度快,加载速度超过常规(最快施工进度快,加载速度超过常规(最快_月内建月内建3层);施工上未层);施工上未考虑考虑“先重后轻先重后轻”的顺序,将门厅(的顺序,将门厅(1楼)与主楼(楼)与主楼(5楼)同时施工,楼)同时施工,设计时在主楼与门厅之间未设置沉降缝,在出

298、现较大沉降和不均匀沉设计时在主楼与门厅之间未设置沉降缝,在出现较大沉降和不均匀沉降后,使门厅个别立柱及墙面发生裂缝。降后,使门厅个别立柱及墙面发生裂缝。【5-35-3】教学楼裂缝事故】教学楼裂缝事故处理措施处理措施鉴于教学楼的沉降量和沉降差较大,于鉴于教学楼的沉降量和沉降差较大,于1985年年_月采用荷载调整的月采用荷载调整的工程措施,即在沉降小的门厅地面上堆载(达到要求沉降后卸载),工程措施,即在沉降小的门厅地面上堆载(达到要求沉降后卸载),并在门厅顶上覆土作永久花园,北面沉降大的教室由原覆土地面改为并在门厅顶上覆土作永久花园,北面沉降大的教室由原覆土地面改为架空预应力空心板,经过一段时间沉

299、降观测,沉降已趋向稳定。建筑架空预应力空心板,经过一段时间沉降观测,沉降已趋向稳定。建筑物使用至今,没发现问题。物使用至今,没发现问题。地基地基地基和基础是建筑物的重要组成部分,任何建筑物都必须有可靠的地基和基础是建筑物的重要组成部分,任何建筑物都必须有可靠的地基和基础。地基和基础。地基的种类地基的种类从现场施工的角度来讲地基,地基可分为天然地基、人工地基。地从现场施工的角度来讲地基,地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下面承压的岩土持力层。基就是基础下面承压的岩土持力层。天然地基是不需要人加固的天然土层,其节约工程造价。人工地基:天然地基是不需要人加固的天然土层,其节约工程造价。人工地

300、基:经过人工处理或改良的地基。当土层的地质状况较好,承载力较强时可经过人工处理或改良的地基。当土层的地质状况较好,承载力较强时可以采用天然地基;以采用天然地基;而在地质状况不佳的条件下,如坡地、沙地或淤泥地质,或虽然土而在地质状况不佳的条件下,如坡地、沙地或淤泥地质,或虽然土层质地较好,但上部荷载过大时,为使地基具有足够的承载能力,则要层质地较好,但上部荷载过大时,为使地基具有足够的承载能力,则要采用人工加固地基,即人工地基。采用人工加固地基,即人工地基。地基地基建筑物对地基的要求可概括为以下三个方面:建筑物对地基的要求可概括为以下三个方面:可靠的整体稳定性可靠的整体稳定性;足够的地基承载力足

301、够的地基承载力;在建筑物的荷载作用下,其沉降值、水平位移及不均匀沉降差需要在建筑物的荷载作用下,其沉降值、水平位移及不均匀沉降差需要满足某一定值的要求满足某一定值的要求。在建筑物的荷载(包括静、动荷载在建筑物的荷载(包括静、动荷载的各种组合)作用下,地基将产生的各种组合)作用下,地基将产生沉降、水平位移以及不均匀沉降,沉降、水平位移以及不均匀沉降,若地基变形(沉降、水平位移、不若地基变形(沉降、水平位移、不均匀沉降)超过允许值,将会影响均匀沉降)超过允许值,将会影响建筑物的安全与正常使用,严重的建筑物的安全与正常使用,严重的将造成建筑物破坏甚至倒塌。将造成建筑物破坏甚至倒塌。若地基的整体稳定性

302、、承若地基的整体稳定性、承载力不能满足要求,在荷载力不能满足要求,在荷载作用下,地基将会产生载作用下,地基将会产生局部或整体剪切破坏、冲局部或整体剪切破坏、冲剪破坏。天然地基承载力剪破坏。天然地基承载力的高低主要与土的抗剪强的高低主要与土的抗剪强度有关,也与基础形式、度有关,也与基础形式、大小和埋深有关。大小和埋深有关。地基地基地基的处理地基的处理 地基的处理是十分重要的,上层建筑是否牢固地基有无可替代的作地基的处理是十分重要的,上层建筑是否牢固地基有无可替代的作用。建筑物的地基不够好,上层建筑很可能倒塌,这样说一点也不为过,用。建筑物的地基不够好,上层建筑很可能倒塌,这样说一点也不为过,而地

303、基处理的主要目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件。而地基处理的主要目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件。 地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。我国的建筑地基基础设地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。我国的建筑地基基础设计规范(计规范(GBJ7GBJ78989)中明确规定:)中明确规定:“软弱地基系指主要由淤泥、淤泥软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基”。 特殊土地基带有地区性的特点,它包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、特殊土地基带有地区性的特点,它包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。红

304、粘土和冻土等地基。 地基地基冲填土冲填土是人为的用水力冲填方式而沉积的土。近年来多用于沿海滩涂开发是人为的用水力冲填方式而沉积的土。近年来多用于沿海滩涂开发及河漫滩造地。西北地区常见的水坠坝及河漫滩造地。西北地区常见的水坠坝( (也称冲填坝也称冲填坝) )即是冲填土堆筑的即是冲填土堆筑的坝。冲填土形成的地基可视为天然地基的一种,它的工程性质主要取决坝。冲填土形成的地基可视为天然地基的一种,它的工程性质主要取决于冲填土的性质。冲填土地基一般具有如下一些重要特点。于冲填土的性质。冲填土地基一般具有如下一些重要特点。 (1)(1)颗粒沉积分选性明显,在入泥口附近,粗颗粒较先沉积,远离入颗粒沉积分选性

305、明显,在入泥口附近,粗颗粒较先沉积,远离入泥口处,所沉积的颗粒变细;同时在深度方向上存在明显的层理。泥口处,所沉积的颗粒变细;同时在深度方向上存在明显的层理。 (2)(2)冲填土的含水量较高,一般大于液限,呈流动状态。停止冲填后,冲填土的含水量较高,一般大于液限,呈流动状态。停止冲填后,表面自然蒸发后常呈龟裂状,含水量明显降低,但下部冲填土当排水条表面自然蒸发后常呈龟裂状,含水量明显降低,但下部冲填土当排水条件较差时仍呈流动状态,冲填土颗粒愈细,这种现象愈明显。件较差时仍呈流动状态,冲填土颗粒愈细,这种现象愈明显。 (3)(3)冲填土地基早期强度很低,压缩性较高,这是因冲填土处于欠固冲填土地基

306、早期强度很低,压缩性较高,这是因冲填土处于欠固结状态。冲填土地基随静置时间的增长逐渐达到正常固结状态。其工程结状态。冲填土地基随静置时间的增长逐渐达到正常固结状态。其工程性质取决于颗粒组成、均匀性、排水固结条件以及冲填后静置时间。性质取决于颗粒组成、均匀性、排水固结条件以及冲填后静置时间。 地基地基湿陷性黄土湿陷性黄土是一种特殊性质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土是一种特殊性质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉,故在润陷性黄土场地上进行建设,结构迅速破坏,并产生显著附加下沉,故在润陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸

307、湿可能性的大小和在使用期间对不应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。湿陷对建筑产生危害。地基地基膨胀土膨胀土膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石, ,为一种高塑性粘土,一般承载力为一种高塑性粘土,一般承载力较高,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干较高,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性,性质极不稳定。缩裂隙发育等特性,性质极不稳定。常使建筑物产生不均

308、匀的竖向或水平的胀缩变形,造成位移、开裂、常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形,造成位移、开裂、倾斜甚至破坏,且往往成群出现,尤以低层平房严重,危害性很大,裂倾斜甚至破坏,且往往成群出现,尤以低层平房严重,危害性很大,裂缝特征有外墙垂直裂缝,端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝,内、外山墙缝特征有外墙垂直裂缝,端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝,内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等;地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。对称或不对称的倒八字形裂缝等;地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。一般于建筑物完工后半年到五年出现。一般于建筑物完工后半年到五年出现。膨胀土在我国的分布范围很广,如广西、云南、河南、湖北、

309、四川、膨胀土在我国的分布范围很广,如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。地基地基冻土冻土是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土(数小时冻土(数小时/ /数日以至半月)数日以至半月)/ /季节冻土(半月至数月)以及多年冻土季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(数年至数万年以上)。(数年至数万年以上)。地球上多年冻土地球上多年冻土/ /季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%50%,其中,

310、多年冻土面积占陆地面积的,其中,多年冻土面积占陆地面积的25%25%。冻土是一种对温度极为敏感的。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰。因此,冻土具有流变性,其长期强度远土体介质,含有丰富的地下冰。因此,冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。低于瞬时强度特征。正由于这些特征,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:正由于这些特征,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。随着气候变暖,冻土在不断退化。冻胀和融沉。随着气候变暖,冻土在不断退化。地基地基对于地基的改善主要着重以下五方面:对于地基的改善主要着重以下五方面: 1. 1. 改善剪切特性改善剪切特性

311、地基的剪切破坏表现在建筑物的地基承载力不够;使结构失稳或土方开挖时边坡失稳;地基的剪切破坏表现在建筑物的地基承载力不够;使结构失稳或土方开挖时边坡失稳;使临近地基产生隆起或基坑开挖时坑底隆起。因此,为了防止剪切破坏,就需要采取增使临近地基产生隆起或基坑开挖时坑底隆起。因此,为了防止剪切破坏,就需要采取增加地基土的抗剪强度的措施。加地基土的抗剪强度的措施。 2. 2. 改善压缩特性改善压缩特性 地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大,因此需要采取措施提高地基土的地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大,因此需要采取措施提高地基土的压缩模量。压缩模量。 3. 3. 改善透水特性改善透水特

312、性 地基的透水性表现在堤坝、房屋等基础产生的地基渗漏;基坑开挖过程中产生流沙和地基的透水性表现在堤坝、房屋等基础产生的地基渗漏;基坑开挖过程中产生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土变成不透水或减少其水压力的措施。管涌。因此需要研究和采取使地基土变成不透水或减少其水压力的措施。 4. 4. 改善动力特性改善动力特性 地基的动力特性表现在地震时粉、砂土将会产生液化;由于交通荷载或打桩等原因,地基的动力特性表现在地震时粉、砂土将会产生液化;由于交通荷载或打桩等原因,使邻近地基产生振动下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化,并改善振动特性以使邻近地基产生振动下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液

313、化,并改善振动特性以提高地基抗震性能的措施。提高地基抗震性能的措施。 5. 5. 改善特殊土的不良地基的特性改善特殊土的不良地基的特性 主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。 地基地基几种常见的地基处理方法:几种常见的地基处理方法: 一、换填法:一、换填法:当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时,常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的地基的要求时,常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去,然

314、后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等,并夯实至密实。土层挖去,然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等,并夯实至密实。 二、预压法:二、预压法:预压法是一种有效的软土地基处理方法。该方法的实质是,在预压法是一种有效的软土地基处理方法。该方法的实质是,在建筑物或构筑物建造前,先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载,建筑物或构筑物建造前,先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载,使土体中孔隙水排出,孔隙体积变小,土体密实,提高地基承载力和稳定性。使土体中孔隙水排出,孔隙体积变小,土体密实,提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达堆载预压法处理深度一般达10m10m左右,真空预压法处理深度可

315、达左右,真空预压法处理深度可达15m15m左右。左右。 三、强夯法:三、强夯法:强夯法是法国强夯法是法国LL梅纳(梅纳(MenardMenard)19691969年首创的一种地基加固年首创的一种地基加固方法,即用几十吨重锤从高处落下,反复多次夯击地面,对地基进行强力夯方法,即用几十吨重锤从高处落下,反复多次夯击地面,对地基进行强力夯实。实践证明,经夯击后的地基承载力可提高实。实践证明,经夯击后的地基承载力可提高2 25 5倍,压缩性可降低倍,压缩性可降低200200500500,影响深度在,影响深度在10m10m以上。以上。 四、振冲法:四、振冲法:振冲法是振动水冲击法的简称,按不同土类可分为

316、振冲置换法振冲法是振动水冲击法的简称,按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用,置换后填料形和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用,置换后填料形成的桩体与土组成复合地基;在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振成的桩体与土组成复合地基;在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度可达冲法的处理深度可达10m10m左右。左右。 地基地基几种常见的地基处理方法:几种常见的地基处理方法: 一、换填法一、换填法 二、预压法二、预压法 三、强夯法三、强夯法 四、振冲法四、振冲法 五、深层搅拌法:五、深层搅拌法:深层搅拌法系利用水泥或其它固化剂

317、通过特制的搅拌机械,深层搅拌法系利用水泥或其它固化剂通过特制的搅拌机械,在地基中将水泥和土体强制拌和,使软弱土硬结成整体,形成具有水稳性和足在地基中将水泥和土体强制拌和,使软弱土硬结成整体,形成具有水稳性和足够强度的水泥土桩或地下连续墙,处理深度可达够强度的水泥土桩或地下连续墙,处理深度可达8 812m12m。施工过程:定位。施工过程:定位沉沉入到底部入到底部喷浆搅拌(上升)喷浆搅拌(上升)重复搅拌(下沉)重复搅拌(下沉)重复搅拌(上升)重复搅拌(上升)完毕完毕 六、砂石桩法:六、砂石桩法:振动沉管砂石桩是振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩的简称。振动沉管砂石桩是振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩的简称。

318、振动沉管砂石桩就是在振动机的振动作用下,把套管打入规定的设计深度,夯振动沉管砂石桩就是在振动机的振动作用下,把套管打入规定的设计深度,夯管入土后,挤密了套管周围土体,然后投入砂石,再排砂石于土中,振动密实管入土后,挤密了套管周围土体,然后投入砂石,再排砂石于土中,振动密实成桩,多次循环后就成为砂石桩。也可采用锤击沉管方法。桩与桩间土形成复成桩,多次循环后就成为砂石桩。也可采用锤击沉管方法。桩与桩间土形成复合地基,从而提高地基的承载力和防止砂土振动液化,也可用于增大软弱粘性合地基,从而提高地基的承载力和防止砂土振动液化,也可用于增大软弱粘性土的整体稳定性。其处理深度达土的整体稳定性。其处理深度达

319、10m10m左右。左右。 七、土或灰土挤密桩法:七、土或灰土挤密桩法:土桩及灰土桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地土桩及灰土桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔,然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成孔时,桩孔部位的土被侧基中挤土成孔,然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成孔时,桩孔部位的土被侧向挤出,从而使桩周土得以加密。土桩及灰土桩挤密地基,是由土桩或灰土桩向挤出,从而使桩周土得以加密。土桩及灰土桩挤密地基,是由土桩或灰土桩与桩间挤密土共同组成复合地基。土桩及灰土桩法的特点是:就地取材,以土与桩间挤密土共同组成复合地基。土桩及灰土桩法的特点是:就地取材,以土治土,原位处理、深层加密和费用较低

320、。治土,原位处理、深层加密和费用较低。 【5-5】水塔倾斜事故】水塔倾斜事故青海某厂一座水塔青海某厂一座水塔50M50M3 3事故原因分析事故原因分析由于由于C C柱附近的给水管漏水,地基浸水柱附近的给水管漏水,地基浸水后引起湿陷性黄土地基不均匀下沉,后引起湿陷性黄土地基不均匀下沉,导致水塔整体倾斜导致水塔整体倾斜事故处理措施事故处理措施根据湿陷性黄土因含水率不同可引起不根据湿陷性黄土因含水率不同可引起不均匀沉降的情况,采用浸水法矫正,均匀沉降的情况,采用浸水法矫正,然后在浸水的一边用石灰桩加固地然后在浸水的一边用石灰桩加固地基,注水孔用混凝土捣实。基,注水孔用混凝土捣实。【5-6】某泵站基坑

321、工程事故分析】某泵站基坑工程事故分析1 1 工工 程程 概概 况况 单集泵站,位于江苏铜山县单集乡,是南水北调东线控制工程之一。单集泵站,位于江苏铜山县单集乡,是南水北调东线控制工程之一。 该场地内层分为该场地内层分为5 5层,由第四系全新统、上更新统地层组成,各土层分层,由第四系全新统、上更新统地层组成,各土层分布如下:黄褐色粉质壤土,局部为砂壤土,厚布如下:黄褐色粉质壤土,局部为砂壤土,厚2.9m2.9m;黄色、灰色粉砂、;黄色、灰色粉砂、粉散、饱和,厚粉散、饱和,厚1.7m1.7m;灰色壤土,可塑软塑,夹粉砂,厚;灰色壤土,可塑软塑,夹粉砂,厚1.5m;1.5m;黑灰色黑灰色重壤土,粘土

322、,可塑,含小豆状结核,厚重壤土,粘土,可塑,含小豆状结核,厚1.2m1.2m,粉质粘土层,黄夹灰白,粉质粘土层,黄夹灰白色,可塑硬塑,上部钙质结核富集,含量色,可塑硬塑,上部钙质结核富集,含量90909595,结核直径一般,结核直径一般101050min50min,大者可达,大者可达150mm150mm,该段富水性好、基坑涌水量,该段富水性好、基坑涌水量120120200m /h,200m /h,下部含钙质结核较少、土体致密多呈棱块状、片状,具滑面、滑面多见下部含钙质结核较少、土体致密多呈棱块状、片状,具滑面、滑面多见于灰白与黄色边缘变,颗粒分析其粘粒含量于灰白与黄色边缘变,颗粒分析其粘粒含量

323、2828 31 31、粉粒含量、粉粒含量4545 51 51、极细砂含量、极细砂含量181823%,23%,各阶段的土性指标见表各阶段的土性指标见表2 26 6;该层厚;该层厚10.3m10.3m,下伏为震旦系薄中厚层状石灰岩。,下伏为震旦系薄中厚层状石灰岩。2 2 基基 坑坑 开开 挖挖 泵站基坑开挖深度泵站基坑开挖深度11.2m11.2m,边坡,边坡1313,由于场地条件允许基坑采用一,由于场地条件允许基坑采用一阶开挖。由于泵站出水槽基础设计采用振冲碎石桩,过大地开挖边坡不阶开挖。由于泵站出水槽基础设计采用振冲碎石桩,过大地开挖边坡不但使挖填土方量增加,而且站房后形成较大填土区将增加出水槽

324、地基处但使挖填土方量增加,而且站房后形成较大填土区将增加出水槽地基处理的难度。为了最大限度减少挖填工作量和缩小填土区,鉴于以往的成理的难度。为了最大限度减少挖填工作量和缩小填土区,鉴于以往的成功经验,南侧边坡开挖相对较陡;开挖方式采用机械与人工交替,明沟功经验,南侧边坡开挖相对较陡;开挖方式采用机械与人工交替,明沟排水,当开挖至第排水,当开挖至第层时,该层普遍向外涌水,同时局部钙质结核层涌层时,该层普遍向外涌水,同时局部钙质结核层涌塌;有塌;有3 34 4处集中出水点,点涌水量处集中出水点,点涌水量202030m /h30m /h。开挖深度接近。开挖深度接近10m10m时,时,边坡土体开始出现

325、裂缝,随后南侧边坡发生大规模塌方,并不断扩展;边坡土体开始出现裂缝,随后南侧边坡发生大规模塌方,并不断扩展;继而北边坡也发生塌坡。施工单位认为边坡过陡、明排水效果不好,采继而北边坡也发生塌坡。施工单位认为边坡过陡、明排水效果不好,采取削坡、清底,打草包坝,加木桩挡土、加深排水沟等措施,后来又投取削坡、清底,打草包坝,加木桩挡土、加深排水沟等措施,后来又投生石灰;但都无济于事,边坡土体开裂滑塌继续扩展,塌方土不断涌入生石灰;但都无济于事,边坡土体开裂滑塌继续扩展,塌方土不断涌入基坑,同时地基土体出现明显的隆胀和严重扰动,施工已无法继续进行。基坑,同时地基土体出现明显的隆胀和严重扰动,施工已无法继

326、续进行。【5-6】某泵站基坑工程事故分析】某泵站基坑工程事故分析3 3 事事 故故 分分 析析 3.1 3.1 岩土工程勘察报告存在失误。岩土工程勘察报告存在失误。 该场地第该场地第层为粉质粘土,具有不均匀的膨胀性,属弱中等膨胀层为粉质粘土,具有不均匀的膨胀性,属弱中等膨胀土,膨胀力较小但膨胀速度很快,但勘察报告没有放映出第土,膨胀力较小但膨胀速度很快,但勘察报告没有放映出第层土的胀层土的胀缩性。使基坑施工和基坑设计都没有对第缩性。使基坑施工和基坑设计都没有对第层土采取相应的措施,导致层土采取相应的措施,导致基坑开挖出现大规模塌方事故,以及基坑设计在参数取值、构造处理等基坑开挖出现大规模塌方事

327、故,以及基坑设计在参数取值、构造处理等方面的失误。方面的失误。 膨胀土是一种颗粒高分散,对含水量变化极为敏感的高塑性粘土,膨胀土是一种颗粒高分散,对含水量变化极为敏感的高塑性粘土,密度比较大,压缩性低,渗透性差,其地质年代多为上更新统以前地层,密度比较大,压缩性低,渗透性差,其地质年代多为上更新统以前地层,它的岩土工程特征包括三个方面。一是其地质特征,二是其矿物成份特它的岩土工程特征包括三个方面。一是其地质特征,二是其矿物成份特征,三是岩土工程环境或者是水和湿热的变化。征,三是岩土工程环境或者是水和湿热的变化。 粘土矿物成分是决定膨胀土工程性质的物质基础。差热分析曲线表粘土矿物成分是决定膨胀土

328、工程性质的物质基础。差热分析曲线表现为几种矿物热效应的综合反映,成分以伊利石为主,含高岭石、水针现为几种矿物热效应的综合反映,成分以伊利石为主,含高岭石、水针铁矿及少量蒙脱石。铁矿及少量蒙脱石。【5-6】某泵站基坑工程事故分析】某泵站基坑工程事故分析 土体中含钙质及铁锰质结核是膨胀土外观地质特征之一,二者可土体中含钙质及铁锰质结核是膨胀土外观地质特征之一,二者可单独富集也可共生,铁锰结核呈豆状、粒状,一般单独富集也可共生,铁锰结核呈豆状、粒状,一般5mm5mm左右,钙质结核主左右,钙质结核主要分为方解石并有粘土及砂粒胶结,体形较大者多为浑圆状,剖开后可见要分为方解石并有粘土及砂粒胶结,体形较大

329、者多为浑圆状,剖开后可见较大的溶隙并有方解石晶体的表面生成。较大的溶隙并有方解石晶体的表面生成。 从外观结构来看,土体结构多呈块状,片状,黄灰白色斑状相间,从外观结构来看,土体结构多呈块状,片状,黄灰白色斑状相间,土体中砂矿物含量土体中砂矿物含量3.243.2419.919.9,以褐铁矿、石英、长石为主。经测试,以褐铁矿、石英、长石为主。经测试证明黄色土块含砂质较多,灰白色土块含砂质较少,膨胀性与砂质含量成证明黄色土块含砂质较多,灰白色土块含砂质较少,膨胀性与砂质含量成反比。事故发生后,对第反比。事故发生后,对第层重新进行室内土工试验,其各项胀缩性指标层重新进行室内土工试验,其各项胀缩性指标如

330、下:如下: 其中,膨胀力的大小取决于土体结构、粘土矿物成分及相应的含水其中,膨胀力的大小取决于土体结构、粘土矿物成分及相应的含水量,试验结果实测膨胀力量,试验结果实测膨胀力4 429KPa29KPa,平均,平均16KPa16KPa;对工程设计膨胀力是一;对工程设计膨胀力是一项有实际工程意义的指标。从膨胀速度曲线可以看出土体浸水后膨胀较快,项有实际工程意义的指标。从膨胀速度曲线可以看出土体浸水后膨胀较快,303035min35min即可完成膨胀量的即可完成膨胀量的85%85%左右;左右;2 23h3h后完成膨胀全过程。膨胀速后完成膨胀全过程。膨胀速度快对基坑开挖边坡稳定极为不利,同时要求地基基础

331、处理要迅速,否则度快对基坑开挖边坡稳定极为不利,同时要求地基基础处理要迅速,否则对土体强度降低有很大影响。对土体强度降低有很大影响。【5-6】某泵站基坑工程事故分析】某泵站基坑工程事故分析3.2 3.2 降水、排水措施不力降水、排水措施不力 第第层黑灰色重壤土经曝晒干裂,产生许多东西向近于垂直的裂缝,把层黑灰色重壤土经曝晒干裂,产生许多东西向近于垂直的裂缝,把土体分裂成约土体分裂成约1.0m1.0m宽的楔形体,上部粉砂层潜水沿裂缝流入基坑,致使裂隙宽的楔形体,上部粉砂层潜水沿裂缝流入基坑,致使裂隙面土质软化,边坡土体已处于极限平衡状态。同时下部土体因遇水而膨胀崩面土质软化,边坡土体已处于极限平

332、衡状态。同时下部土体因遇水而膨胀崩解,促使极限平衡破坏,导致边坡滑塌。解,促使极限平衡破坏,导致边坡滑塌。 显化崩解性是膨胀土的一个显著特征。膨胀土体浸水后,水进入孔隙引起显化崩解性是膨胀土的一个显著特征。膨胀土体浸水后,水进入孔隙引起粒间公共水化膜增厚,导致土颗粒间连结减弱或消失,以至土体产生崩解。粒间公共水化膜增厚,导致土颗粒间连结减弱或消失,以至土体产生崩解。实质上崩解是土体膨胀的一种特殊形式或者是进一步的发展。试样浸水后表实质上崩解是土体膨胀的一种特殊形式或者是进一步的发展。试样浸水后表层立即产生裂缝迅速崩落,层立即产生裂缝迅速崩落,8min8min后土样呈块状裂开,裂面多沿灰白色与黄

333、色后土样呈块状裂开,裂面多沿灰白色与黄色边缘产生。边缘产生。48h48h后崩解稳定,土样崩解为后崩解稳定,土样崩解为2.5cm2.5cm左右或更小的土块及粉末。左右或更小的土块及粉末。 膨胀土遇水膨胀后结构改变,土样强度必然降低。从基坑开挖期间的土样膨胀土遇水膨胀后结构改变,土样强度必然降低。从基坑开挖期间的土样测试结果卡门,含量大者已达测试结果卡门,含量大者已达38.938.9,已接近液限,显然土体已经完全膨胀。,已接近液限,显然土体已经完全膨胀。土的压缩性增大,压缩系数由原来土的压缩性增大,压缩系数由原来0.26MPa0.26MPa增加到增加到0.360.360.48MPa0.48MPa,

334、有的已达,有的已达到完全膨胀后的压缩系数值;室内完全膨胀后的压缩系数为到完全膨胀后的压缩系数值;室内完全膨胀后的压缩系数为0.530.530.56MPa 0.56MPa ,比原状土增加,比原状土增加1.51.52.22.2倍。原内凝聚力倍。原内凝聚力555578KPa78KPa,试验室浸水膨胀后凝聚,试验室浸水膨胀后凝聚力仅力仅7.07.026.0KPa26.0KPa(约为原来的(约为原来的1/31/31/41/4);内摩擦角也由原来的);内摩擦角也由原来的20202121降低到降低到1414(降低(降低5577),比贯入阻力降低),比贯入阻力降低2/32/3。【5-6】某泵站基坑工程事故分析

335、】某泵站基坑工程事故分析4 4 事事 故故 处处 理理4.1 4.1 设置降水系统设置降水系统 由于基坑基础开挖到底,工程水文地质情况十分清除,降水系统采由于基坑基础开挖到底,工程水文地质情况十分清除,降水系统采用两阶分层封闭降水。一阶采用轻型用两阶分层封闭降水。一阶采用轻型 塑料管井系统,一阶为真空射流轻型井点系统。轻型塑料管井为塑料管井系统,一阶为真空射流轻型井点系统。轻型塑料管井为25mm25mm硬质塑料花管、包塑料纱及纱布;采用硬质塑料花管、包塑料纱及纱布;采用150150型钻机成孔下管,管型钻机成孔下管,管外滤料为粗砂,抽水泵采用外滤料为粗砂,抽水泵采用1.01.01.51.5英寸微

336、型潜水电泵,井距英寸微型潜水电泵,井距8.0m8.0m、井、井深深11.5m11.5m,主要抽降上部粉砂层水。由于地下水流场已经形成,加之是,主要抽降上部粉砂层水。由于地下水流场已经形成,加之是雨季施工,降水效果不十分理想,砾石层仍有水流出但水量很小,采用雨季施工,降水效果不十分理想,砾石层仍有水流出但水量很小,采用盲沟和局部小井点处理;而上部真空射流井点系统抽降粉砂层水比较成盲沟和局部小井点处理;而上部真空射流井点系统抽降粉砂层水比较成功。功。4.2 4.2 固坡、清基固坡、清基 降水对边坡土体稳定起到很大作用,同时又采取放缓边坡、做好坡降水对边坡土体稳定起到很大作用,同时又采取放缓边坡、做

337、好坡面截水等措施。边坡下部结核层及膨胀土部分采用块石挡墙,墙前设反面截水等措施。边坡下部结核层及膨胀土部分采用块石挡墙,墙前设反滤层导水入井。清基采用边清边换砂的办法,换砂可以起到压重和滤层滤层导水入井。清基采用边清边换砂的办法,换砂可以起到压重和滤层作用,有可以减少膨胀对基础的影响。换砂的厚度视清除厚度而定,一作用,有可以减少膨胀对基础的影响。换砂的厚度视清除厚度而定,一般要求不小于般要求不小于20cm20cm,以完全消除扰动部分和控制基底高程为准。,以完全消除扰动部分和控制基底高程为准。【5-6】某泵站基坑工程事故分析】某泵站基坑工程事故分析5 5 地地 基基 处处 理理 根据地基土膨胀力

338、不大和膨胀速度快的特点,采取了隔水、随清随封的方根据地基土膨胀力不大和膨胀速度快的特点,采取了隔水、随清随封的方法对地基进行处理。首先将原扰动后的土全部清除并超挖法对地基进行处理。首先将原扰动后的土全部清除并超挖20cm20cm,随即用水泥,随即用水泥砂浆封闭,水泥砂浆厚砂浆封闭,水泥砂浆厚20cm20cm;站房基础部位因无防渗要求采用回填黄砂的方;站房基础部位因无防渗要求采用回填黄砂的方法,换砂厚度法,换砂厚度0.80.82m2m不等,以控制基底高程为准,封填或振实完毕后随即进不等,以控制基底高程为准,封填或振实完毕后随即进行基础浇筑,实践证明效果很好行基础浇筑,实践证明效果很好【5-6】某

339、泵站基坑工程事故分析】某泵站基坑工程事故分析【5-14】某大厦基坑漏水涌砂事故】某大厦基坑漏水涌砂事故1 工 程 概 况广州某大厦位于珠江大桥口,南靠交通干线黄沙大道,东邻荔湾公园广州某大厦位于珠江大桥口,南靠交通干线黄沙大道,东邻荔湾公园的荔湾湖。该大厦地上的荔湾湖。该大厦地上2222层,地下室层,地下室2 2层,开挖面积层,开挖面积12601260,基坑深,基坑深8.0M8.0M采用直径为采用直径为1000MM1000MM的钻孔灌注桩支护,桩长的钻孔灌注桩支护,桩长14M14M,嵌入粘土层,嵌入粘土层1.0M1.0M,桩距,桩距1.3M1.3M,桩间用直径为,桩间用直径为700MM700M

340、M的高压旋喷桩连接,形成挡土防水帷的高压旋喷桩连接,形成挡土防水帷幕,基坑平面见图幕,基坑平面见图2 29797。 该场地地质条件较复杂,有砂层、该场地地质条件较复杂,有砂层、淤泥质粘土层和粘土层等,地下水淤泥质粘土层和粘土层等,地下水为高,补给水源很近。该工程施工为高,补给水源很近。该工程施工场地狭窄,相邻道路交通繁忙。场地狭窄,相邻道路交通繁忙。 基坑开挖后,止水帷幕漏水涌基坑开挖后,止水帷幕漏水涌砂,接着,相邻东邻荔湾湖水倒灌,砂,接着,相邻东邻荔湾湖水倒灌,基坑北边的支护桩向坑内倾斜达基坑北边的支护桩向坑内倾斜达27CM27CM,外围地面严重塌陷,附近的,外围地面严重塌陷,附近的游泳池

341、建筑物损坏。游泳池建筑物损坏。2 2 事事 故故 分分 析析该基坑工程事故的主要原因是基坑止水方案的制定不切合实际情况。一般地该基坑工程事故的主要原因是基坑止水方案的制定不切合实际情况。一般地说,高压旋喷桩和灌注桩组合使用,能解决一般场地中挡土防水问题,但是,当说,高压旋喷桩和灌注桩组合使用,能解决一般场地中挡土防水问题,但是,当存在不均匀砂层时,必须认真对待。相同压力下的旋喷桩在不同的砂层中桩成行存在不均匀砂层时,必须认真对待。相同压力下的旋喷桩在不同的砂层中桩成行情况相差悬殊,在砾砂层中高压旋喷桩形成的桩径很大,其高压水泥浆液甚至可情况相差悬殊,在砾砂层中高压旋喷桩形成的桩径很大,其高压水

342、泥浆液甚至可沿孔隙流出很远(有流至沿孔隙流出很远(有流至4M4M远处井内的记录),如果钻机拔杆速度较快,则形成远处井内的记录),如果钻机拔杆速度较快,则形成的桩体密实度不足,存在裂缝、空洞等缺陷;在密实的、级配较好的中细砂层,的桩体密实度不足,存在裂缝、空洞等缺陷;在密实的、级配较好的中细砂层,由于空隙小,阻力大,浆液难扩散,混凝土水下难胶结,往往造成桩深局部缩下,由于空隙小,阻力大,浆液难扩散,混凝土水下难胶结,往往造成桩深局部缩下,与其两侧的灌注桩不能很好地结合。总之,在不均匀砂层地基中采用高压旋喷桩与其两侧的灌注桩不能很好地结合。总之,在不均匀砂层地基中采用高压旋喷桩补空形成防水帷幕,容

343、易存在裂缝和漏洞,基坑开挖后,由于坑内存在较大的水补空形成防水帷幕,容易存在裂缝和漏洞,基坑开挖后,由于坑内存在较大的水压,按照缝隙的不同高度,会导致漏水漏砂、管涌等基坑事故。压,按照缝隙的不同高度,会导致漏水漏砂、管涌等基坑事故。3 3 事事 故故 处处 理理 根据造成基坑工程事故的原因,在水土流失地段采用化学灌浆,不灌固砂总根据造成基坑工程事故的原因,在水土流失地段采用化学灌浆,不灌固砂总长长40M40M,见图,见图2 29797。每次抢险灌浆孔视漏水空洞位置而定,一般离出水口。每次抢险灌浆孔视漏水空洞位置而定,一般离出水口1 12M2M,灌浆段在出水口上下,灌浆段在出水口上下1 12M2

344、M,浆液凝固时间,浆液凝固时间5 515S15S。通过实施化学灌浆,该基。通过实施化学灌浆,该基坑漏水得到控制,支护桩得以稳定。坑漏水得到控制,支护桩得以稳定。【5-14】某大厦基坑漏水涌砂事故】某大厦基坑漏水涌砂事故【5-11】某大厦基坑工程事故】某大厦基坑工程事故1 1 工工 程程 概概 况况 鞍山某大厦地上鞍山某大厦地上3131层,高层,高100m100m,基坑深,基坑深14m14m,基础为箱形基础。,基础为箱形基础。2 2 基基 坑坑 设设 计计 与与 开开 挖挖 该基坑三面临街,一面与一建筑物相该基坑三面临街,一面与一建筑物相邻。基坑先放坡邻。基坑先放坡5.3m5.3m深,然后采用钢

345、筋深,然后采用钢筋混凝土灌注桩加两层锚杆支护,桩径混凝土灌注桩加两层锚杆支护,桩径1.0m1.0m,桩长,桩长13.25m13.25m,间距,间距1.6m,1.6m,嵌固深嵌固深度为度为4.55m4.55m,锚杆长,锚杆长16m16m,倾角,倾角1515,层,层距为距为3.5m3.5m,用槽钢作横梁,参考图,用槽钢作横梁,参考图2 2102102。基坑开挖时采用深井降水。基坑开挖时采用深井降水。 当基坑开挖到设计标高后不久,基坑局部便发生破坏。首先是锚杆端部当基坑开挖到设计标高后不久,基坑局部便发生破坏。首先是锚杆端部脱落,横梁掉下,桩间土开裂。但随着时间的推移,桩土之间裂缝增大脱落,横梁掉下

346、,桩间土开裂。但随着时间的推移,桩土之间裂缝增大桩后桩后4m4m远的基坑周围地面开始裂缝,裂宽逐渐增大,最后倒塌。基坑的远的基坑周围地面开始裂缝,裂宽逐渐增大,最后倒塌。基坑的破坏使邻近的自来水管道断裂,基坑浸泡,接着再次塌方,支护桩在坑破坏使邻近的自来水管道断裂,基坑浸泡,接着再次塌方,支护桩在坑底附近被折断,见图底附近被折断,见图2-1022-102。【5-11】某大厦基坑工程事故】某大厦基坑工程事故3 3 事事 故故 分分 析析 3.1 3.1 支护结构设计的安全储备不足。通过验算发现,如果不改动锚杆,支护结构设计的安全储备不足。通过验算发现,如果不改动锚杆,而将支护桩的嵌固深度由而将支

347、护桩的嵌固深度由4.55m4.55m增加到增加到6.5m6.5m,支护结构稳定性和抗倾覆均,支护结构稳定性和抗倾覆均能较好地满足要求。能较好地满足要求。 3.2 3.2 基坑附近地下水管的渗漏,使得基坑上部的粘土含水量增大,支护基坑附近地下水管的渗漏,使得基坑上部的粘土含水量增大,支护结构所承受的压力增大。同时,地基土含水量增大使得锚杆的锚固力减结构所承受的压力增大。同时,地基土含水量增大使得锚杆的锚固力减小,导致支护结构受力趋于临界状态。小,导致支护结构受力趋于临界状态。 3.3 3.3 施工质量不过关。从事故现场可以发现,支护桩的混凝土强度,以施工质量不过关。从事故现场可以发现,支护桩的混

348、凝土强度,以及锚杆固段混凝土强度均达不到设计要求。及锚杆固段混凝土强度均达不到设计要求。 3.4 3.4 施工单位的一部分工人没有完全掌握工艺要求,所以在锚杆灌浆、施工单位的一部分工人没有完全掌握工艺要求,所以在锚杆灌浆、横梁安装以及其它方面均存在一些较大的偏差。横梁安装以及其它方面均存在一些较大的偏差。【5-11】某大厦基坑工程事故】某大厦基坑工程事故【5-13】某消防水池基坑工程事故】某消防水池基坑工程事故1 1 工程概况工程概况 哈尔滨北方酒店经港方投资改哈尔滨北方酒店经港方投资改造将建成集娱乐、餐饮、住宅、商造将建成集娱乐、餐饮、住宅、商务为一体的大型酒店,为了满足消务为一体的大型酒店

349、,为了满足消防要求,新建一室外地下消防水池。防要求,新建一室外地下消防水池。该消防水池平面为该消防水池平面为“L”“L”型,边长型,边长分别为分别为34.68m,9.5m34.68m,9.5m和和7.3m7.3m,总蓄,总蓄水量为水量为1000t1000t。该消防水池基坑深。该消防水池基坑深6.0m6.0m,其平面见图,其平面见图2-192-19,基坑南侧,基坑南侧与一水泵房外墙相距与一水泵房外墙相距0.8m0.8m;基坑北;基坑北侧与某二层办公楼外墙相距侧与某二层办公楼外墙相距1.2m1.2m,该办公楼二层通长外走廊挑出该办公楼二层通长外走廊挑出1.5m1.5m,其投影已进入基坑边缘;消防水

350、,其投影已进入基坑边缘;消防水池基坑短边一侧与国际旅行社主楼池基坑短边一侧与国际旅行社主楼相距相距5m5m。 该场地地质情况为:第一层为杂填该场地地质情况为:第一层为杂填土,厚土,厚0.5m0.5m;第二层为粉质粘土,;第二层为粉质粘土,厚厚2.7m2.7m;第三层为粘土,厚;第三层为粘土,厚8.8m8.8m,土质稍湿硬塑。土质稍湿硬塑。2 基坑支护与开挖施工单位在未经设计的情况下,凭经验在基坑两侧打入一排施工单位在未经设计的情况下,凭经验在基坑两侧打入一排DN1084,H=8mDN1084,H=8m,间距为间距为200mm200mm的钢管桩作为基坑支护,而后采用大型挖掘机从西侧开始程坡道的钢

351、管桩作为基坑支护,而后采用大型挖掘机从西侧开始程坡道型一次挖到设计标高。当开挖约型一次挖到设计标高。当开挖约1/31/3长度时,发现支护桩向基坑内倾斜,相邻长度时,发现支护桩向基坑内倾斜,相邻两侧建筑物墙体出现裂缝,并且发展较快,同时建筑物开始倾斜。鉴此,施两侧建筑物墙体出现裂缝,并且发展较快,同时建筑物开始倾斜。鉴此,施工单位立即停止开挖,连夜抢运大量粘土进行回填。经过工单位立即停止开挖,连夜抢运大量粘土进行回填。经过4h4h的抢险,变形逐的抢险,变形逐渐停止。渐停止。3 事故分析该基坑事故的主要原因是,支护方案不切合实际。尽管该场地土质较好,但该基坑事故的主要原因是,支护方案不切合实际。尽

352、管该场地土质较好,但是,基坑距两侧建筑物很近,而两侧建筑物的基础埋深仅是,基坑距两侧建筑物很近,而两侧建筑物的基础埋深仅1.8m,1.8m,办公楼下办公楼下- -2.0m2.0m处理有一个处理有一个100t100t的蓄水池。这样消防水池基坑支护桩所承受的主动土压的蓄水池。这样消防水池基坑支护桩所承受的主动土压力将特别大,而支护桩的嵌固深度却只有力将特别大,而支护桩的嵌固深度却只有2m,2m,所形成的被动土压力很小,所以,所形成的被动土压力很小,所以,悬臂支护桩在很大的主动土压力和较小的被动土压力作用下,必然产生倾斜。悬臂支护桩在很大的主动土压力和较小的被动土压力作用下,必然产生倾斜。【5-13

353、】某消防水池基坑工程事故】某消防水池基坑工程事故4 事故处理为了确保周围建筑物的安全,基坑的重新开挖必须进行支护设计。新设为了确保周围建筑物的安全,基坑的重新开挖必须进行支护设计。新设计采用了钢筋混凝土灌注桩加钢管水平支撑的基坑支护方案。该支护桩计采用了钢筋混凝土灌注桩加钢管水平支撑的基坑支护方案。该支护桩直径为直径为400mm400mm,长,长8m8m,并在桩顶一道封闭的钢筋混凝土圈梁,每隔,并在桩顶一道封闭的钢筋混凝土圈梁,每隔4.2m4.2m,设一根设一根DN220DN220的钢管水平支撑。为了防止大型机械在成孔过程中产生较大的钢管水平支撑。为了防止大型机械在成孔过程中产生较大的振动,对

354、周围建筑物再次造成危害,基坑施工采用人工间隔成孔,成的振动,对周围建筑物再次造成危害,基坑施工采用人工间隔成孔,成孔后立即灌注混凝土。另外,对原塌方区采用高压灌注水玻璃水泥浆液孔后立即灌注混凝土。另外,对原塌方区采用高压灌注水玻璃水泥浆液的方法对松散土体进行加固处理。的方法对松散土体进行加固处理。【5-13】某消防水池基坑工程事故】某消防水池基坑工程事故【5-12】康南花园大厦基坑工程事故】康南花园大厦基坑工程事故1 1 工程概况工程概况 上海康南花园大厦是一组二座姐妹楼,建筑面积上海康南花园大厦是一组二座姐妹楼,建筑面积4500045000平方米,平方米,框架剪力墙结构,地下框架剪力墙结构,

355、地下2 2层,地上分别为层,地上分别为2424曾和曾和3232曾,基坑开挖深曾,基坑开挖深度为度为8M8M,地下水位,地下水位-0.5M-0.5M。该工程位于二主干道交叉处,北面距相。该工程位于二主干道交叉处,北面距相邻建筑邻建筑25M25M,系锦南苑住宅的,系锦南苑住宅的3 3栋栋6 6层住宅。层住宅。2 2 工程地质工程地质 基坑开挖深度范围内的地基土,可分为以下基坑开挖深度范围内的地基土,可分为以下5 5层:层: 1 1耕填土:该土层厚耕填土:该土层厚1.001.001.20M1.20M,主要由褐黄色粘性土组成,并含,主要由褐黄色粘性土组成,并含有碎石、碎砖及植物根茎等。有碎石、碎砖及植

356、物根茎等。 2 2褐黄色的粉质黏土:该土层厚达褐黄色的粉质黏土:该土层厚达1.20M1.20M1.60M1.60M,土性表现为湿、,土性表现为湿、可塑,含铁锰质浸污斑点,为中压缩性土,天然含水量为可塑,含铁锰质浸污斑点,为中压缩性土,天然含水量为29.1%29.1%。 3 3灰色粉质黏土与砂质粉土互层:该土层厚达灰色粉质黏土与砂质粉土互层:该土层厚达4.60M4.60M5.10M5.10M,粉质,粉质黏土为饱和、流塑,砂质粉土为饱和,稍密,属中偏搞高压缩性土,黏土为饱和、流塑,砂质粉土为饱和,稍密,属中偏搞高压缩性土,天然含水量为天然含水量为33.7%33.7%。 4 4灰色淤泥质黏土:该土层

357、厚达灰色淤泥质黏土:该土层厚达9.60M9.60M10.20M10.20M,土性为饱和,流塑,土性为饱和,流塑,夹少量薄层粉砂,含贝壳碎屑,属高压缩性土,天然含水量为夹少量薄层粉砂,含贝壳碎屑,属高压缩性土,天然含水量为50.1%50.1%。 5 5灰色黏土:该土层厚灰色黏土:该土层厚6.806.808.00M8.00M,很湿,软塑,含泥质结核和半,很湿,软塑,含泥质结核和半腐芦苇根茎,属中偏高高压缩性土,天然含水量为腐芦苇根茎,属中偏高高压缩性土,天然含水量为35.2%35.2%。【5-12】康南花园大厦基坑工程事故】康南花园大厦基坑工程事故3 3 基础桩施工:基础桩施工: 基础桩设计为预制

358、两接抗震桩,桩断面为基础桩设计为预制两接抗震桩,桩断面为500MM500MM,500MM500MM,长度位长度位5.5M5.5M。 1993 1993年年_月月_日在开打第一根壮时发现最后三阵惯入度平均达日在开打第一根壮时发现最后三阵惯入度平均达30CM30CM以上,因此上海地区是以标高控制的,对惯入度无要求,故设计单以上,因此上海地区是以标高控制的,对惯入度无要求,故设计单位认为没问体,继续施工。但是为了抢施工进度,加快打桩速度,一个位认为没问体,继续施工。但是为了抢施工进度,加快打桩速度,一个台班有打台班有打2222根之多的记录,焊接时间过短,不按施工流程打桩,竟有先根之多的记录,焊接时间

359、过短,不按施工流程打桩,竟有先打打3 3根一节桩后,焊接根一节桩后,焊接3 3根第而节桩,即根第而节桩,即3 3根一起焊,一起打。根一起焊,一起打。【5-12】康南花园大厦基坑工程事故】康南花园大厦基坑工程事故4 4基坑支护与开挖基坑支护与开挖基坑支护桩采用三层水泥土搅拌桩,桩径基坑支护桩采用三层水泥土搅拌桩,桩径650MM650MM,桩长,桩长16M16M,部分增加搅拌桩,部分增加搅拌桩墩。搅拌桩顶设钢筋混凝土圈梁,基坑被侧支护因故改为部分放坡。在基础墩。搅拌桩顶设钢筋混凝土圈梁,基坑被侧支护因故改为部分放坡。在基础打桩完毕后,立即施工支护桩,在这过程中,仅有被面设置井降点。在支护打桩完毕后

360、,立即施工支护桩,在这过程中,仅有被面设置井降点。在支护桩到达龄期后,桩到达龄期后,19931993年年1212阅日开挖阅日开挖A A楼(楼(2424层)基坑,与此同时,在离开开层)基坑,与此同时,在离开开挖边线挖边线20M20M处,施工单位盖起处,施工单位盖起3 3层临时用房,这时基坑周围发生大面积塌方,层临时用房,这时基坑周围发生大面积塌方,大部支护结构后面土体出现大部支护结构后面土体出现5CM5CM以上的裂缝,部分支护桩内移以上的裂缝,部分支护桩内移1M1M,临时用房,临时用房出现裂缝。为防止再发生更大塌方位移,当日拆除临时用房,为保护支护桩,出现裂缝。为防止再发生更大塌方位移,当日拆除

361、临时用房,为保护支护桩,采取桩外挖土卸荷减少土压力,制止基坑再变形。采取桩外挖土卸荷减少土压力,制止基坑再变形。A A楼桩基测试表明,基坑楼桩基测试表明,基坑塌方没有对桩基造成不利影响,所以,塌方没有对桩基造成不利影响,所以,A A楼于楼于19931993年底之前浇桩基承台和地年底之前浇桩基承台和地下室墙底板。下室墙底板。19941994年年_月月_日开挖日开挖B B楼基坑,采用楼基坑,采用2 2台挖机,台阶式挖土一台挖机,台阶式挖土一步到位,挖土顺利,没有明显的支护位移及塌方,步到位,挖土顺利,没有明显的支护位移及塌方,19941994年年_月月_日基坑开日基坑开挖结束,但在验桩时发现桩顶大

362、部向西偏移,大于规范的规定值。挖结束,但在验桩时发现桩顶大部向西偏移,大于规范的规定值。为了确保为了确保3232层大楼的安全,对层大楼的安全,对B B楼桩基进行小应变测试,结果将桩分为三类。楼桩基进行小应变测试,结果将桩分为三类。类为好桩,类为好桩,PP单单1700KN1700KN,占,占20.2%20.2%;类桩为有类桩为有20MM20MM以下接头空隙者,以下接头空隙者,PP单单1350KN1350KN,占,占32.5%32.5%;类为有类为有20MM20MM以上接头空隙者,以上接头空隙者,PP单单800KN800KN,占占47.3%47.3%。【5-12】康南花园大厦基坑工程事故】康南花园

363、大厦基坑工程事故5 5 事故分析事故分析 5.1 5.1支护桩的被动土压力不足和施工单位安全意识淡漠是造成基坑大支护桩的被动土压力不足和施工单位安全意识淡漠是造成基坑大变形的主要原因。该工程止水桩桩端正处于淤泥层与砂层的交接处,被变形的主要原因。该工程止水桩桩端正处于淤泥层与砂层的交接处,被动土压力不足,容易产生较大的变形,这是产生事故的内因。场地中水动土压力不足,容易产生较大的变形,这是产生事故的内因。场地中水管的长期渗漏使地基土含水量增大,支护结构承受的主动土压力增大。管的长期渗漏使地基土含水量增大,支护结构承受的主动土压力增大。更严重的是,施工单位在基坑边缘建起了更严重的是,施工单位在基

364、坑边缘建起了3 3层临时用房,使得已经处于临层临时用房,使得已经处于临界状态的止水桩再也承受不了如此大的超荷,产生大变形。界状态的止水桩再也承受不了如此大的超荷,产生大变形。 5.2 5.2部分基础桩报废的原因是多方面的。首先,由于设计单位认为砂部分基础桩报废的原因是多方面的。首先,由于设计单位认为砂层入桩不能在深,取桩长层入桩不能在深,取桩长25.5M25.5M(后来不桩实践证明可以打到(后来不桩实践证明可以打到30M30M),使),使得桩间距较小,特别是得桩间距较小,特别是B B楼,由于荷载远大于楼,由于荷载远大于A A楼,其间距更小,使打桩楼,其间距更小,使打桩过程中产生相互影响成为必然

365、。其次,打桩速度快,在饱和状态的高压过程中产生相互影响成为必然。其次,打桩速度快,在饱和状态的高压缩性土体中形成很大的超静孔隙水压力,特别是缩性土体中形成很大的超静孔隙水压力,特别是B B楼,由于桩间距过小,楼,由于桩间距过小,而且基础桩平面接近方形,越来越大的朝静孔隙水压力形成很大的水平而且基础桩平面接近方形,越来越大的朝静孔隙水压力形成很大的水平推力,将基础桩推向一侧。再次是接桩时的焊接质量不过关,将近一半推力,将基础桩推向一侧。再次是接桩时的焊接质量不过关,将近一半桩的接头空隙大于桩的接头空隙大于20MM20MM,好桩只占,好桩只占1/51/5。 【5-12】康南花园大厦基坑工程事故】康

366、南花园大厦基坑工程事故6 6 事故处理事故处理 为了进一步查明事故情况,选择一根为了进一步查明事故情况,选择一根类桩拔出后,发现接头有焊接类桩拔出后,发现接头有焊接质量问题,打桩单位认为可以代表接桩质量的全面情况。在综合和分析桩质量问题,打桩单位认为可以代表接桩质量的全面情况。在综合和分析桩基现状以后,提出钢桩管加固处理方案,用基现状以后,提出钢桩管加固处理方案,用609MM15M609MM15M钢管双接进行加固钢管双接进行加固处理,加固按处理,加固按30M30M长桩,单桩承载力按长桩,单桩承载力按2000KN2000KN设计。为了确保所有桩共同设计。为了确保所有桩共同作用,则采用外围封闭式补

367、桩方式。加固钢管桩施工从作用,则采用外围封闭式补桩方式。加固钢管桩施工从19941994年年_月月_日日开始到开始到_月月_日结束,历时日结束,历时1 1个月共打入钢管桩个月共打入钢管桩9898根,经动测,满足单根,经动测,满足单桩承载力桩承载力2000KN2000KN要求。要求。 全面监测表明,打钢管桩对原水泥桩影响比较小,上浮值为全面监测表明,打钢管桩对原水泥桩影响比较小,上浮值为0 03CM3CM左左右,未发现对周围建筑物造成不良影响,补桩是成功的。右,未发现对周围建筑物造成不良影响,补桩是成功的。【5-12】康南花园大厦基坑工程事故】康南花园大厦基坑工程事故【5-4】河道疏浚引起岸坡滑

368、动】河道疏浚引起岸坡滑动某市在运河边建一新客运站,并在客运站河边建码头和疏浚河道。客运站某市在运河边建一新客运站,并在客运站河边建码头和疏浚河道。客运站大楼坐落在软土地基上,采用天然地基,建成后半年内未产生不均匀沉降。为大楼坐落在软土地基上,采用天然地基,建成后半年内未产生不均匀沉降。为建码头疏浚河道,后发现客运大楼产生不均匀沉降,靠近河边一侧沉降大,另建码头疏浚河道,后发现客运大楼产生不均匀沉降,靠近河边一侧沉降大,另一侧沉降小,不均匀沉降使墙体产生裂缝。其示意图如图所示。一侧沉降小,不均匀沉降使墙体产生裂缝。其示意图如图所示。经专家组分析:岸坡产生微小滑动经专家组分析:岸坡产生微小滑动可能

369、是客运大楼产生不均匀沉降的原可能是客运大楼产生不均匀沉降的原因,造成岸坡产生微小滑动可能与疏因,造成岸坡产生微小滑动可能与疏浚河道在坡脚取土有关。采取下述措浚河道在坡脚取土有关。采取下述措施治理:清除岸坡上不必要堆积物;施治理:清除岸坡上不必要堆积物;在岸坡上打设抗滑桩;设立观测点,在岸坡上打设抗滑桩;设立观测点,监测岸坡滑动趋势。监测岸坡滑动趋势。设置钢筋混凝土抗滑桩后,岸坡滑设置钢筋混凝土抗滑桩后,岸坡滑动趋势得到阻止,几年来岸坡稳定,动趋势得到阻止,几年来岸坡稳定,客运大楼不均匀沉降不再发展。客运客运大楼不均匀沉降不再发展。客运大楼和码头正常使用。大楼和码头正常使用。【5-7】某水池上浮

370、事故】某水池上浮事故事故概况事故概况四川省某一引进项目,系国外设计。其中有一圆形钢筋混凝土搅拌池,四川省某一引进项目,系国外设计。其中有一圆形钢筋混凝土搅拌池,内径内径15M15M,池深,池深4.4M4.4M。混凝土浇筑后,未及拆模及回填土,结果遇上一场暴雨,。混凝土浇筑后,未及拆模及回填土,结果遇上一场暴雨,搅拌池上浮了搅拌池上浮了1.8M1.8M,偏离了原设计位置。,偏离了原设计位置。事故原因分析事故原因分析事故原因很清楚,在水池未完成,空载而上又无覆土压重的情况下,地事故原因很清楚,在水池未完成,空载而上又无覆土压重的情况下,地下水上涨的浮力超过水池自重而引起上浮。水退后,水池往往会倾斜

371、并偏离设下水上涨的浮力超过水池自重而引起上浮。水退后,水池往往会倾斜并偏离设计位置,必须处理。计位置,必须处理。事故处理包括复位、固定、找平几个步骤。事故处理包括复位、固定、找平几个步骤。首先使水池复位首先使水池复位。在池壁外绕。在池壁外绕4 4根钢丝绳,在四个方向拴在锚桩上,然后根钢丝绳,在四个方向拴在锚桩上,然后用手动葫芦稳定搅拌池,开动水泵注水,使水池缓缓下沉。同时根据水池偏位用手动葫芦稳定搅拌池,开动水泵注水,使水池缓缓下沉。同时根据水池偏位情况,用收紧或放松栓在池壁上的钢丝绳,使水池回复到设计位置。下沉复位情况,用收紧或放松栓在池壁上的钢丝绳,使水池回复到设计位置。下沉复位时,要保持

372、徐徐均匀下沉。复位后(当然,不可能完全达设计位置,在前后左时,要保持徐徐均匀下沉。复位后(当然,不可能完全达设计位置,在前后左右两个方向仍有右两个方向仍有242242和和272MMd 272MMd 偏移值,已不影响使用),池底四周用碎石填实,偏移值,已不影响使用),池底四周用碎石填实,然后将水抽干。为防止暴雨再来时池子上浮,在池底四周,距边为然后将水抽干。为防止暴雨再来时池子上浮,在池底四周,距边为400MM400MM处凿处凿四个四个250250的洞,以便泄水。的洞,以便泄水。【5-7】某水池上浮事故】某水池上浮事故复位后固定复位后固定。定位后,池底板下为稀泥,必须清。定位后,池底板下为稀泥,

373、必须清除,并将空隙填实。为此,在池底距周壁除,并将空隙填实。为此,在池底距周壁400MM400MM处大处大致等距开致等距开1010个孔,在离中心个孔,在离中心2M2M处凿四个孔,孔径约处凿四个孔,孔径约250MM250MM。先用水管向一孔内注水,其它孔进压缩空气,。先用水管向一孔内注水,其它孔进压缩空气,将池底稀泥搅成泥浆;然后用污水泵将泥浆从另一洞将池底稀泥搅成泥浆;然后用污水泵将泥浆从另一洞吸出。然后变换进水、抽污的孔位,直到抽出的基本吸出。然后变换进水、抽污的孔位,直到抽出的基本上是清水为止。抽污结束后,在洞内灌注上是清水为止。抽污结束后,在洞内灌注C15C15混凝土;混凝土;并预埋压浆

374、管,对可能不密实的部分进行压力灌浆。并预埋压浆管,对可能不密实的部分进行压力灌浆。灌浆从中心开始,向外逐步进行。池外也留有一定量灌浆从中心开始,向外逐步进行。池外也留有一定量的压浆管,先排气,后用压浆密封。地基加固后,为的压浆管,先排气,后用压浆密封。地基加固后,为防止水池再次浮起,在池壁外周打上防止水池再次浮起,在池壁外周打上1M1M宽、高度比池宽、高度比池壁低壁低200MM200MM的钢筋混凝土压重,如图所示。的钢筋混凝土压重,如图所示。【5-7】某水池上浮事故】某水池上浮事故找平堵裂。找平堵裂。水池复位后,池顶还有偏斜,高差达水池复位后,池顶还有偏斜,高差达117MM117MM。对此,将

375、壁顶凿毛,以高点为准,用高强度。对此,将壁顶凿毛,以高点为准,用高强度混凝土找平。在复位调整过程中,池壁多处产生了混凝土找平。在复位调整过程中,池壁多处产生了裂缝,在灌浆口处也有渗水现象。这样,池底的防裂缝,在灌浆口处也有渗水现象。这样,池底的防腐层无法施工。对此,经协商后,决定在内增打钢腐层无法施工。对此,经协商后,决定在内增打钢筋混凝土内套(容积减小筋混凝土内套(容积减小90M390M3)。施工做法为:先)。施工做法为:先将池底、池壁清洗干净,再裂缝处刷酮亚胺环氧涂将池底、池壁清洗干净,再裂缝处刷酮亚胺环氧涂料,再贴一布两涂的环氧璃璃钢;在地板上铺设二料,再贴一布两涂的环氧璃璃钢;在地板上

376、铺设二毡三油防水层;浇注钢筋混凝土内套,地板厚毡三油防水层;浇注钢筋混凝土内套,地板厚400MM400MM,壁厚,壁厚150MM150MM,高,高2.45M2.45M;在钢筋混凝土内层刷酮亚;在钢筋混凝土内层刷酮亚胺环氧涂料一道。然后再按设计要求作胺环氧涂料一道。然后再按设计要求作 特殊土地基工程事故特殊土地基工程事故湿陷性黄土湿陷性黄土 在天然状态时具有较高强度和较低的压缩性,但受水浸在天然状态时具有较高强度和较低的压缩性,但受水浸湿后结构迅速破坏,强度降低,产生显著附加下沉。在湿陷性黄土地湿后结构迅速破坏,强度降低,产生显著附加下沉。在湿陷性黄土地基上建造建筑物前,如果没有采取措施消除地基

377、的湿陷性,则地基受基上建造建筑物前,如果没有采取措施消除地基的湿陷性,则地基受水浸湿后往往发生事故,影响其正常使用和安全,严重时甚至导致建水浸湿后往往发生事故,影响其正常使用和安全,严重时甚至导致建筑物破坏。筑物破坏。 膨胀土膨胀土 冻土冻土盐渍土盐渍土边坡滑动边坡滑动边坡失稳产生滑动破坏不仅危及边坡上的建(构)筑物,而且危及边边坡失稳产生滑动破坏不仅危及边坡上的建(构)筑物,而且危及边坡上和坡下方附近的建(构)筑物的安全。土坡滑动对建筑物的破坏坡上和坡下方附近的建(构)筑物的安全。土坡滑动对建筑物的破坏是严重的,在山坡地基上和江边湖边地基上进行土木工程建设一定要是严重的,在山坡地基上和江边湖

378、边地基上进行土木工程建设一定要重视土坡稳定问题。重视土坡稳定问题。在边坡上或土坡上方建造建筑物或堆放重物时,往往要增加坡上作用在边坡上或土坡上方建造建筑物或堆放重物时,往往要增加坡上作用荷载;土坡排水不畅或久雨地下水位上升,往往会减小土坡土体抗剪荷载;土坡排水不畅或久雨地下水位上升,往往会减小土坡土体抗剪强度,并增加渗流力的作用;疏浚河道,在坡脚挖土等,会减小土坡强度,并增加渗流力的作用;疏浚河道,在坡脚挖土等,会减小土坡稳定性以及土体蠕变造成土体强度降低。在土木工程建设中遇到上述稳定性以及土体蠕变造成土体强度降低。在土木工程建设中遇到上述情况,需要进行土坡稳定性分析,安全度不够时应进行土坡治

379、理。土情况,需要进行土坡稳定性分析,安全度不够时应进行土坡治理。土坡治理可采用减小荷载、放缓坡度、支挡、护坡、排水、土质改良、坡治理可采用减小荷载、放缓坡度、支挡、护坡、排水、土质改良、加固等措施综合治理。加固等措施综合治理。【5-8】加拿大特朗斯康谷仓倾倒】加拿大特朗斯康谷仓倾倒加拿大特朗斯康谷仓,由于地基强度破坏发生整体滑动,是建筑物失稳加拿大特朗斯康谷仓,由于地基强度破坏发生整体滑动,是建筑物失稳的典型例子。的典型例子。加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形,长加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形,长59.44m,宽宽23.47m。高。高31.0m。容积容积36368m3。谷仓为圆筒仓,每排。谷仓为圆筒仓

380、,每排13个圆筒仓,个圆筒仓,5排共排共65个圆筒仓组成。个圆筒仓组成。谷仓的基础为钢筋混凝土筏板基础,厚谷仓的基础为钢筋混凝土筏板基础,厚61cm,基础埋深,基础埋深3.66m。谷仓于谷仓于19111911年开始施工,年开始施工,19131913年秋完工。年秋完工。谷仓自重谷仓自重20000t20000t,相当于装满谷物后满载总重,相当于装满谷物后满载总重量的量的42.5% 42.5% 。19131913年年_月起往谷仓装谷物,月起往谷仓装谷物,仔细装载,均匀分布。仔细装载,均匀分布。_月当谷仓装了月当谷仓装了31822m331822m3谷物时,发现谷物时,发现1 1小时内垂直沉降达小时内垂

381、直沉降达30.5cm30.5cm。结构物向西倾斜,并在。结构物向西倾斜,并在2424小时间内,小时间内,整座谷仓倾倒,倾斜度离垂线达整座谷仓倾倒,倾斜度离垂线达26o5326o53。谷。谷仓西端下沉仓西端下沉7.32m7.32m,东端上抬,东端上抬1.52m1.52m。_月月_日谷仓倾倒后,上部钢筋混凝土日谷仓倾倒后,上部钢筋混凝土筒仓艰如盘石,仅有极少的表面裂缝。筒仓艰如盘石,仅有极少的表面裂缝。【5-8】加拿大特朗斯康谷仓倾倒】加拿大特朗斯康谷仓倾倒事故原因事故原因谷仓的地基土事先未做勘察。根据邻近结构物基槽开挖试验结果,计谷仓的地基土事先未做勘察。根据邻近结构物基槽开挖试验结果,计算承载

382、力为算承载力为352kPa,应用到这个仓库。谷仓的场地位于冰川湖的盆地中,应用到这个仓库。谷仓的场地位于冰川湖的盆地中,地基中存在冰河沉积的粘土层,厚地基中存在冰河沉积的粘土层,厚12.2m。粘土层上面是更近代沉积层。粘土层上面是更近代沉积层,厚厚3.0m。粘土层下面为固结良好的冰川下冰碛层。粘土层下面为固结良好的冰川下冰碛层,厚厚3.0m。这层土支承。这层土支承了这地区很多更重的结构物。了这地区很多更重的结构物。19521952年从不扰动的粘土试样测得:年从不扰动的粘土试样测得:粘土层的平均含水量随深度而增加从粘土层的平均含水量随深度而增加从4040到约到约6060;无侧限抗压强度;无侧限抗

383、压强度q qu u从从减少减少至至平均为平均为;平均液限;平均液限wl=105%wl=105%,塑限,塑限wp=35wp=35,塑性指数,塑性指数Ip=70Ip=70。试验表明这。试验表明这层粘土是高胶体、高塑性的。层粘土是高胶体、高塑性的。【5-8】加拿大特朗斯康谷仓倾倒】加拿大特朗斯康谷仓倾倒事故原因事故原因按太沙基公式计算承载力,如采用粘土层按太沙基公式计算承载力,如采用粘土层无侧限抗压强度试验平均值无侧限抗压强度试验平均值100kPa100kPa,则为,则为f=276.6kPaf=276.6kPa,已小于破坏发生时的压力,已小于破坏发生时的压力329.4 329.4 kPakPa值。如

384、用值。如用qumin=70kPaqumin=70kPa计算,则计算,则f=193.8kPaf=193.8kPa,远小于谷仓地基破坏时的实际压力。,远小于谷仓地基破坏时的实际压力。地基上加荷的速率对发生事故起一定作用,地基上加荷的速率对发生事故起一定作用,因为当荷载突然施加的地基承载力要比加荷固因为当荷载突然施加的地基承载力要比加荷固结逐渐进行的地基承载力为小。这个因素对粘结逐渐进行的地基承载力为小。这个因素对粘性土尤为重要,因为粘性土需要很年时间才能性土尤为重要,因为粘性土需要很年时间才能完全固结。根据资料计算,抗剪强度发展所需完全固结。根据资料计算,抗剪强度发展所需时间约为时间约为1 1年,

385、而谷物荷载施加仅年,而谷物荷载施加仅4545天,几乎相天,几乎相当于突然加荷。当于突然加荷。【5-8】加拿大特朗斯康谷仓倾倒】加拿大特朗斯康谷仓倾倒综上听述,加拿大特朗斯康谷仓发生综上听述,加拿大特朗斯康谷仓发生地基滑动强度破坏的主要原因:对谷仓地地基滑动强度破坏的主要原因:对谷仓地基土层事先未作勘察、试验与研究,采用基土层事先未作勘察、试验与研究,采用的设计荷载超过地基土的抗剪强度,导致的设计荷载超过地基土的抗剪强度,导致这一严重事故。由于谷仓整体刚度较高,这一严重事故。由于谷仓整体刚度较高,地基破坏后,筒仓仍保持完整,无明显裂地基破坏后,筒仓仍保持完整,无明显裂缝,因而地基发生强度破坏而整

386、体失稳。缝,因而地基发生强度破坏而整体失稳。【5-8】加拿大特朗斯康谷仓倾倒】加拿大特朗斯康谷仓倾倒处理方法处理方法为修复筒仓,在基础下设置了为修复筒仓,在基础下设置了70多个支承于深多个支承于深16m基岩上的混凝土基岩上的混凝土墩,使用了墩,使用了50t级的千斤顶级的千斤顶388只,逐渐将倾斜的筒仓纠正。补救工作是只,逐渐将倾斜的筒仓纠正。补救工作是在倾斜谷仓底部水平巷道中进行,新的基础在地表下深在倾斜谷仓底部水平巷道中进行,新的基础在地表下深10.36m。经过纠。经过纠倾处理后倾处理后,谷仓于谷仓于1916年起恢复使用。修复后位置比原来降低了年起恢复使用。修复后位置比原来降低了4m。地基失

387、稳地基失稳地基失稳破坏往往造成建(构)筑物的倒塌、破坏,后果十分严重,地基失稳破坏往往造成建(构)筑物的倒塌、破坏,后果十分严重,土木工程师应予以充分重视。土木工程师应予以充分重视。在荷载作用下,当地基承载力不能满足要求时,地基可能产生整体剪在荷载作用下,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。切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏等破坏形式。地基失稳造成工程事故补救比较困难,建筑物物地基失稳破坏导致建地基失稳造成工程事故补救比较困难,建筑物物地基失稳破坏导致建筑物倒塌破坏,并容易造成人员伤亡,对周围环境产生不良影响。筑物倒塌破坏,并容易造成人员

388、伤亡,对周围环境产生不良影响。对地基失稳造成工程事故重在预防。除在工程勘察、设计、施工、监对地基失稳造成工程事故重在预防。除在工程勘察、设计、施工、监理个方面做好工作外,进行必要的监测很重要。若发现沉降速率或不理个方面做好工作外,进行必要的监测很重要。若发现沉降速率或不均匀沉降速率较大时,应及时采取措施,进行地基基础加固或卸载,均匀沉降速率较大时,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。能产生附加沉降的不良影响。 地基失稳地基失稳地基失稳破坏往往造成

389、建(构)筑物的倒塌、破坏,后果十分严重,地基失稳破坏往往造成建(构)筑物的倒塌、破坏,后果十分严重,土木工程师应予以充分重视。土木工程师应予以充分重视。在荷载作用下,当地基承载力不能满足要求时,地基可能产生整体剪在荷载作用下,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。切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏等破坏形式。地基失稳造成工程事故补救比较困难,建筑物物地基失稳破坏导致建地基失稳造成工程事故补救比较困难,建筑物物地基失稳破坏导致建筑物倒塌破坏,并容易造成人员伤亡,对周围环境产生不良影响。筑物倒塌破坏,并容易造成人员伤亡,对周围环境产生不良影响。

390、对地基失稳造成工程事故重在预防。除在工程勘察、设计、施工、监对地基失稳造成工程事故重在预防。除在工程勘察、设计、施工、监理个方面做好工作外,进行必要的监测很重要。若发现沉降速率或不理个方面做好工作外,进行必要的监测很重要。若发现沉降速率或不均匀沉降速率较大时,应及时采取措施,进行地基基础加固或卸载,均匀沉降速率较大时,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。能产生附加沉降的不良影响。 地基沉降地基沉降建筑物沉降过大,特别是不均匀沉降超过允许值,影响建

391、筑物正常使建筑物沉降过大,特别是不均匀沉降超过允许值,影响建筑物正常使用造成工程事故在地基与基础工程事故中占多数。用造成工程事故在地基与基础工程事故中占多数。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,引起雨水倒灌管道断裂以及污水不易排出等问题。地坪低于室外地坪,引起雨水倒灌管道断裂以及污水不易排出等问题。沉降量偏大,还往往伴随产生不均匀沉降。沉降量偏大,还往往伴随产生不均匀沉降。 不均匀沉降过大是造成建筑物倾斜和产生裂缝的主要原因。造成不均匀沉降过大是造成建筑物倾斜和产生裂缝的主要原因。造成建筑物不

392、均匀沉降的原因很多,如地基土质不均匀、建筑物体型复杂、建筑物不均匀沉降的原因很多,如地基土质不均匀、建筑物体型复杂、上部结构荷载不均匀、相邻建筑物的影响、相邻地下建筑工程施工影上部结构荷载不均匀、相邻建筑物的影响、相邻地下建筑工程施工影响等。响等。 建筑物不均匀沉降过大对上部结构的影响主要反映在以下几方面:建筑物不均匀沉降过大对上部结构的影响主要反映在以下几方面:1 1墙体产生裂缝,墙体产生裂缝,2 2柱体断裂或压碎,柱体断裂或压碎,3 3建筑物产生倾斜。建筑物产生倾斜。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜1995年年_月,武汉市三眼桥月,武汉市三眼桥的一栋十八层住宅楼

393、由于发生倾斜,的一栋十八层住宅楼由于发生倾斜,建设部命令定向爆破炸毁。建设部命令定向爆破炸毁。总投资三千万元,最大倾斜量达到总投资三千万元,最大倾斜量达到4.8米。米。歪楼经现场纠偏无效,据专家歪楼经现场纠偏无效,据专家预计,如不采取措施,大楼在未来预计,如不采取措施,大楼在未来三至五日内将达到临界倾覆状态。三至五日内将达到临界倾覆状态。险情万分危急,周边居民被紧急疏险情万分危急,周边居民被紧急疏散。散。随即,武汉市迅速成立爆破指随即,武汉市迅速成立爆破指挥部,放弃纠偏抢险,决定由武汉挥部,放弃纠偏抢险,决定由武汉爆破公司、铁四院等单位牵头,对爆破公司、铁四院等单位牵头,对该危楼实施控爆拆除。

394、该危楼实施控爆拆除。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜该建筑为新建该建筑为新建18层钢筋混凝土剪力层钢筋混凝土剪力墙结构住宅楼,建筑面积为墙结构住宅楼,建筑面积为1.46万万m2,总高总高56.6万万m。1995年年_月(夯扩桩)月(夯扩桩)施工,施工,_月初基坑挖土,月初基坑挖土,_月中旬月中旬主体工程封顶,主体工程封顶,_月底完工。月底完工。_月月_日发现该楼向东北倾斜,顶端水平日发现该楼向东北倾斜,顶端水平位移位移470mm。曾采取一侧加载、注浆、。曾采取一侧加载、注浆、高压粉喷、增加锚杆静压桩等措施。高压粉喷、增加锚杆静压桩等措施。但从但从_月月_日起又突然向

395、西北倾日起又突然向西北倾斜,斜,_月月_日顶端的水平位移达日顶端的水平位移达2884mm,倾斜速率加快,不得不采,倾斜速率加快,不得不采取将上部取将上部618层定向爆破拆除措施。层定向爆破拆除措施。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜事故原因分析事故原因分析桩型选用不当桩型选用不当该楼地基经勘察自上而下为人工回填杂土(该楼地基经勘察自上而下为人工回填杂土(1.56m)、高压缩性淤泥)、高压缩性淤泥(8.815m,含水率最高达,含水率最高达78.1%)、淤泥质粘土()、淤泥质粘土(1.23.4m)、稍中密细)、稍中密细砂(砂(59.6m)、中密粉细砂()、中密粉细砂(12

396、.418m)、砂卵石()、砂卵石(1.33.2m)、岩基。对)、岩基。对此地质条件,勘察报告和设计都建议采用钻孔灌注桩。但建设单位为节约资此地质条件,勘察报告和设计都建议采用钻孔灌注桩。但建设单位为节约资金竭力推荐夯扩桩。后来设计单位虽然迁就建设单位要求同意采用夯扩桩,金竭力推荐夯扩桩。后来设计单位虽然迁就建设单位要求同意采用夯扩桩,但同时设计但同时设计394根砂桩,以改善地基条件,并在施工图说明中明确交代。建根砂桩,以改善地基条件,并在施工图说明中明确交代。建设单位却不适当地取消了砂桩。设单位却不适当地取消了砂桩。沉管夯扩灌注桩,简称夯扩桩。它是利用打桩锤将内外桩管同步沉入土沉管夯扩灌注桩,

397、简称夯扩桩。它是利用打桩锤将内外桩管同步沉入土层中,通过锤击内桩管夯扩端部混凝土,使桩端形成扩大头,再灌注桩身混层中,通过锤击内桩管夯扩端部混凝土,使桩端形成扩大头,再灌注桩身混凝土,拔外桩管时,用内桩管和桩锤压顶在管内混凝土面上,使桩身密实成凝土,拔外桩管时,用内桩管和桩锤压顶在管内混凝土面上,使桩身密实成行。夯扩桩桩身直径一般为行。夯扩桩桩身直径一般为400-600mm,扩大头直径在,扩大头直径在500-900mm,桩长,桩长不宜超过不宜超过20M。适用中低压缩性粘土、粉土、砂土、碎石土、强风化岩等。适用中低压缩性粘土、粉土、砂土、碎石土、强风化岩等。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武

398、汉三眼桥十八层大楼倾斜经分析本地基采用夯扩桩有以下缺点:经分析本地基采用夯扩桩有以下缺点:a.a.夯扩桩将在超厚饱和水和淤泥层中施工,必然会产生后打入桩对先打夯扩桩将在超厚饱和水和淤泥层中施工,必然会产生后打入桩对先打入已初凝邻桩的挤压,迫使桩偏位;入已初凝邻桩的挤压,迫使桩偏位;b.b.夯扩桩桩端进入粉细砂持力层的深度较浅,易成为铰接端,不利于抗夯扩桩桩端进入粉细砂持力层的深度较浅,易成为铰接端,不利于抗水平推力;加上桩周淤泥水平抗力小,不利于桩基稳定,故可认为桩水平推力;加上桩周淤泥水平抗力小,不利于桩基稳定,故可认为桩型选用存在先天不足。型选用存在先天不足。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼

399、倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜依照成孔方法不同,依照成孔方法不同,灌注桩又可分为沉管灌注灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义是按成桩方法分类而定义的一种桩型。的一种桩型。钻孔灌注桩钻孔灌注桩灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜事故原因分

400、析事故原因分析桩型选用不当桩型选用不当基坑支护方案不妥基坑支护方案不妥基坑开挖失效基坑开挖失效在基土十分软弱又无封闭支护措施情况下,施工单位曾规定在基土十分软弱又无封闭支护措施情况下,施工单位曾规定“先在基坑先在基坑内满揭表层土内满揭表层土3m,再在深坑区跳格开挖接桩,再在深坑区跳格开挖接桩”的开挖方案。但施工时却违的开挖方案。但施工时却违背此方案,仅在深坑区揭表层土背此方案,仅在深坑区揭表层土3m,接着采用,接着采用5m宽条状连续开挖,一次到宽条状连续开挖,一次到位,形成在一些区域有位,形成在一些区域有5m高的临空面,致使大量工程桩倾斜。而且工程桩高的临空面,致使大量工程桩倾斜。而且工程桩还

401、受到重型机械的碾压和铲斗碰撞,形成断桩;部分桩在龄期未到的情况下还受到重型机械的碾压和铲斗碰撞,形成断桩;部分桩在龄期未到的情况下就进行基坑开挖。查坑内工程桩共就进行基坑开挖。查坑内工程桩共336根,其中歪桩根,其中歪桩172根,占根,占51.2%,歪桩,歪桩最大偏位达最大偏位达1.7m。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜事故原因分析事故原因分析桩型选用不当桩型选用不当基坑支护方案不妥基坑支护方案不妥勘察报告要求:勘察报告要求:“基坑开挖时应采取坑壁支护及封底补强措施。基坑开挖时应采取坑壁支护及封底补强措施。”建设建设单位曾委托有关设计单位设计过单位曾委托有关设计单位

402、设计过9排粉喷桩重力式挡土墙作为基坑排粉喷桩重力式挡土墙作为基坑5m开挖的开挖的支护方案。但建设单位为节约,自行决定在基坑南段和东南段打了支护方案。但建设单位为节约,自行决定在基坑南段和东南段打了5排粉喷排粉喷桩,西段打了桩,西段打了2排粉喷桩,其余做放坡处理。致使基坑未形成完全封闭排粉喷桩,其余做放坡处理。致使基坑未形成完全封闭,开挖开挖后边坡滑移,出现险情,这也是造成工程桩大量歪斜的重要原因。后边坡滑移,出现险情,这也是造成工程桩大量歪斜的重要原因。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜事故原因分析事故原因分析桩型选用不当桩型选用不当基坑支护方案不妥基坑支护方案不妥基

403、坑开挖失效基坑开挖失效建设单位错误地在施工期间要求将地下室板抬高建设单位错误地在施工期间要求将地下室板抬高2m,这导致两点严重,这导致两点严重后果:后果:a.建筑物埋深有建筑物埋深有-5m变成变成-3m。仅是总高的。仅是总高的3/56.6=1/18.91/15(钢筋(钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)规定),消弱了建筑物)规定),消弱了建筑物的整体稳定性。的整体稳定性。b.使已施工完的使已施工完的190根工程桩需接桩,在有的已倾斜的桩上面接桩,使桩根工程桩需接桩,在有的已倾斜的桩上面接桩,使桩体形成折线,严重降低单桩承载力。体形成折线,严重

404、降低单桩承载力。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜事故原因分析事故原因分析桩型选用不当桩型选用不当基坑支护方案不妥基坑支护方案不妥基坑开挖失效基坑开挖失效建设单位错误地在施工期间要求将地下室板抬高建设单位错误地在施工期间要求将地下室板抬高2m发现质量问题不作处理,延误时机发现质量问题不作处理,延误时机施工单位已发现所施工的夯扩桩有严重质量问题,提出增加施工单位已发现所施工的夯扩桩有严重质量问题,提出增加160根锚杆静根锚杆静压桩的加固补强方案。但建设单位和设计人员却认为可以压桩的加固补强方案。但建设单位和设计人员却认为可以“预留预留40个洞口以个洞口以备一旦出现不均匀

405、沉降时加固补强备一旦出现不均匀沉降时加固补强”,以及,以及“减轻上部主体荷载减轻上部主体荷载”、“每层每层做沉降观测做沉降观测”的等待措施,忽视施工单位提出的加固方案,从而失去早期治的等待措施,忽视施工单位提出的加固方案,从而失去早期治理和补救的时机。理和补救的时机。【5-9】武汉三眼桥十八层大楼倾斜】武汉三眼桥十八层大楼倾斜事故原因分析事故原因分析桩型选用不当桩型选用不当基坑支护方案不妥基坑支护方案不妥基坑开挖失效基坑开挖失效建设单位错误地在施工期间要求将地下室板抬高建设单位错误地在施工期间要求将地下室板抬高2m发现质量问题不作处理,延误时机发现质量问题不作处理,延误时机结论结论这次重大事故

406、的原因是桩基整体失稳,失稳的原因是大量工程桩偏斜,这次重大事故的原因是桩基整体失稳,失稳的原因是大量工程桩偏斜,偏斜的原因是桩型选用不当,基坑支护方案不满足开挖要求,基坑开挖未按偏斜的原因是桩型选用不当,基坑支护方案不满足开挖要求,基坑开挖未按照原方案实施,建设单位错误地将地下室提高照原方案实施,建设单位错误地将地下室提高2m造成歪桩上接桩,发现质造成歪桩上接桩,发现质量问题不作处理延误时机等多种因素综合影响的结果。也是该工程建造过程量问题不作处理延误时机等多种因素综合影响的结果。也是该工程建造过程严重违反国家工程建设有关规范规定,有关工程技术人员严重失职的结果。严重违反国家工程建设有关规范规

407、定,有关工程技术人员严重失职的结果。基础原因造成的质量事故基础原因造成的质量事故基础工程事故指建(构)筑物基础部分强度不够,变形过大或基础错基础工程事故指建(构)筑物基础部分强度不够,变形过大或基础错位造成建筑工程事故。造成基础工程事故的原因可能来自地质勘察报位造成建筑工程事故。造成基础工程事故的原因可能来自地质勘察报告对地基评价不准,设计计算有误、未能按照施工图和施工质量欠佳告对地基评价不准,设计计算有误、未能按照施工图和施工质量欠佳等原因,过高地估计地基的承载力和压缩性能,设计计算有误造成基等原因,过高地估计地基的承载力和压缩性能,设计计算有误造成基础形式选择不合适、基础断面偏小以及所用材

408、料和强度偏低等均会导础形式选择不合适、基础断面偏小以及所用材料和强度偏低等均会导致基础工程事故,主要包括:基础错位事故、基础孔洞事故、桩基工致基础工程事故,主要包括:基础错位事故、基础孔洞事故、桩基工程事故以及大体积混凝土裂缝和地下室漏水事故。程事故以及大体积混凝土裂缝和地下室漏水事故。基坑工程事故基坑工程事故基坑工程事故基坑工程事故基坑工程是一个古老而有时代特点的岩土工程课题。随着大量高层、超高层基坑工程是一个古老而有时代特点的岩土工程课题。随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现,对基坑工程要求越来越高。基坑工程有下述建筑以及地下工程的不断涌现,对基坑工程要求越来越高。基坑工程有下述

409、特点:特点:(1 1)基坑工程包括维护体系设计与施工和土方开挖梁部分。土方开挖顺序、)基坑工程包括维护体系设计与施工和土方开挖梁部分。土方开挖顺序、速度直接影响维护体系安全,基坑工程是系统工程;速度直接影响维护体系安全,基坑工程是系统工程;(2 2)一般情况下,基坑维护体系是临时结构地下工程完成后即失去效用。)一般情况下,基坑维护体系是临时结构地下工程完成后即失去效用。基坑维护体系安全储备比较小,具有较大的风险性;基坑维护体系安全储备比较小,具有较大的风险性;(3 3)不同工程地质和水文地质条件下基坑工程差异很大,基坑工程具有很)不同工程地质和水文地质条件下基坑工程差异很大,基坑工程具有很强的

410、地域性;强的地域性;(4 4)基坑工程不仅与工程地质和水文地质条件有关,还与相邻建(构)筑)基坑工程不仅与工程地质和水文地质条件有关,还与相邻建(构)筑物、地下管线等环境条件有关,因此具有很强的个性;物、地下管线等环境条件有关,因此具有很强的个性;(5 5)基坑工程具有重要的环境效应。维护体系的变形、地下水位的下降可)基坑工程具有重要的环境效应。维护体系的变形、地下水位的下降可能影响周围建筑物和地下管线的安全。大量土方的运输将对交通产生影响。能影响周围建筑物和地下管线的安全。大量土方的运输将对交通产生影响。【5-10】上海楼倒事件】上海楼倒事件_年年_月月_日凌晨日凌晨5 5点点3535分分上

411、海市闵行区一处在建楼盘上海市闵行区一处在建楼盘“莲花河畔景苑莲花河畔景苑”靠近淀浦河一侧的靠近淀浦河一侧的7 7号楼号楼忽然向南侧整体倾倒,建筑物如此倒下实属罕见,连专家也称忽然向南侧整体倾倒,建筑物如此倒下实属罕见,连专家也称“见所未见,见所未见,闻所未闻闻所未闻”。【5-10】上海楼倒事件】上海楼倒事件从大楼的底部来看,这些原本应该深埋在地下的桩基,现在从三、四米从大楼的底部来看,这些原本应该深埋在地下的桩基,现在从三、四米处深的地方断掉了,然后这座处深的地方断掉了,然后这座3838米高,至少一万吨重的米高,至少一万吨重的1313层楼,就像是被一层楼,就像是被一种巨大的力量突然之间连根拔起

412、,然后又非常完整地搁在了地上,以至于很种巨大的力量突然之间连根拔起,然后又非常完整地搁在了地上,以至于很多的玻璃窗都没有破碎。多的玻璃窗都没有破碎。和它周围这和它周围这1010栋栋一模一样,看上去一模一样,看上去安然无恙的楼相比,安然无恙的楼相比,这个画面离奇得近这个画面离奇得近乎荒诞。乎荒诞。_月月2727号号凌晨,这里的居民凌晨,这里的居民被巨大的声音和震被巨大的声音和震动从梦中惊醒,有动从梦中惊醒,有人看到了大楼倒下人看到了大楼倒下的瞬间。的瞬间。【5-10】上海楼倒事件】上海楼倒事件事故发生后,上海市各有关部门立刻分别展开了抢险排险、事故责任和事故发生后,上海市各有关部门立刻分别展开了

413、抢险排险、事故责任和原因的调查工作。在专家组调查事故原因的同时,外界也作出了种种揣测,原因的调查工作。在专家组调查事故原因的同时,外界也作出了种种揣测,其中很多业内人士,引用专业知识和理论来进行分析。有人首先把质疑的眼其中很多业内人士,引用专业知识和理论来进行分析。有人首先把质疑的眼光投向了土地的地质问题,他们分析这个楼盘的地下有暗浜和古河道的存在,光投向了土地的地质问题,他们分析这个楼盘的地下有暗浜和古河道的存在,因此提出疑问:会不会是楼在勘测设计时没有考虑到地质的因素,而导致倒因此提出疑问:会不会是楼在勘测设计时没有考虑到地质的因素,而导致倒楼呢?楼呢?【5-10】上海楼倒事件】上海楼倒事

414、件我们向地方政府核实过,在这个楼盘的底下,的确有古河道的存在。河我们向地方政府核实过,在这个楼盘的底下,的确有古河道的存在。河道当中全部是淤泥,但是在淤泥之上是一层一层都被土填实了,所以有人推道当中全部是淤泥,但是在淤泥之上是一层一层都被土填实了,所以有人推测,如果这样的桩基直接打进了河道里面,就像筷子插进豆腐里面一样,会测,如果这样的桩基直接打进了河道里面,就像筷子插进豆腐里面一样,会站立不稳,有一种说法认为,这可能是楼倒掉的原因。站立不稳,有一种说法认为,这可能是楼倒掉的原因。还有一种猜测,认为楼的桩基、钢筋等建筑材料存在质量问题。有人质还有一种猜测,认为楼的桩基、钢筋等建筑材料存在质量问

415、题。有人质疑,从网上的照片中看来钢筋很细,桩基是空心的,会不会存在偷工减料的疑,从网上的照片中看来钢筋很细,桩基是空心的,会不会存在偷工减料的情况。就在事故发生前一周,情况。就在事故发生前一周,7 7号楼的南面开始开挖地下车库,楼倒会不会号楼的南面开始开挖地下车库,楼倒会不会和车库的施工有关呢?和车库的施工有关呢? 为了建地下车库挖的这个基坑现在已经被土填平了,它原来大概有两个为了建地下车库挖的这个基坑现在已经被土填平了,它原来大概有两个篮球场这么大,四米多深,按照现场的情况来看应该是楼建好之后才开挖的,篮球场这么大,四米多深,按照现场的情况来看应该是楼建好之后才开挖的,但是根据一些施工单位的

416、说法,正常的施工程序应该是先挖好基坑之后再来但是根据一些施工单位的说法,正常的施工程序应该是先挖好基坑之后再来建地上的建筑。如果这样的施工程序被颠倒的话,有人认为可能会出现地下建地上的建筑。如果这样的施工程序被颠倒的话,有人认为可能会出现地下的结构没有足够的力去支撑建筑本身的重量,最后导致楼的倒掉。的结构没有足够的力去支撑建筑本身的重量,最后导致楼的倒掉。【5-10】上海楼倒事件】上海楼倒事件大楼南侧修车库基坑挖出的大量土方,当时就堆在楼盘的北面,和基大楼南侧修车库基坑挖出的大量土方,当时就堆在楼盘的北面,和基坑隔楼相对。有人指出,在上海这样的软土地区,在建筑工地上大量堆土,坑隔楼相对。有人指

417、出,在上海这样的软土地区,在建筑工地上大量堆土,是非常忌讳的,安全隐患可能就是在堆土的时候埋下的。事故发生之后,调是非常忌讳的,安全隐患可能就是在堆土的时候埋下的。事故发生之后,调查组了解到,在查组了解到,在7 7号楼的北面半年前曾经第一次堆土,但当时堆土的规模不号楼的北面半年前曾经第一次堆土,但当时堆土的规模不大。而第二次堆土是从大。而第二次堆土是从_月月2020号车库开挖之后到号车库开挖之后到_月月2727号大楼倒下,一周号大楼倒下,一周的时间中堆到了相当大的规模。的时间中堆到了相当大的规模。现场工人:(土堆)几乎就这个位置差不多。现场工人:(土堆)几乎就这个位置差不多。柴静:宽大概是柴静

418、:宽大概是2020米,那长呢?米,那长呢?现场工人:将近现场工人:将近8080米。米。柴静:那大概堆得有多高?柴静:那大概堆得有多高?现场工人:高大概在现场工人:高大概在8 8米多,米多,9 9米可能不到一点。米可能不到一点。柴静:咱们拿那个楼打个比方,那就应该是大概。柴静:咱们拿那个楼打个比方,那就应该是大概。现场工人:大概三层楼左右。现场工人:大概三层楼左右。柴静:三层楼那么高。柴静:三层楼那么高。【5-10】上海楼倒事件】上海楼倒事件房屋倾倒的主要原因是:紧贴房屋倾倒的主要原因是:紧贴7 7号楼北侧,在短期内堆土过高,最高处号楼北侧,在短期内堆土过高,最高处达达1010米左右,与此同时,

419、紧邻大楼南侧的地下车库基坑正在开挖,开挖深米左右,与此同时,紧邻大楼南侧的地下车库基坑正在开挖,开挖深度度4.64.6米,大楼两侧的压力差使土体产生水平位移,过大的水平力超过了米,大楼两侧的压力差使土体产生水平位移,过大的水平力超过了桩基的抗侧能力,导致房屋倾倒。桩基的抗侧能力,导致房屋倾倒。江欢成(专家组组长江欢成(专家组组长 中国工程院院士):整体倒塌,就我从业中国工程院院士):整体倒塌,就我从业4646年来年来从来没有听说过,也没有见到过。堆土和挖坑太大胆了,无知导致无畏。从来没有听说过,也没有见到过。堆土和挖坑太大胆了,无知导致无畏。但是,堆土和基坑的压力差真的足以让一座大楼倒下吗?这

420、样的错误但是,堆土和基坑的压力差真的足以让一座大楼倒下吗?这样的错误真的是由无知无畏造成的吗?人们还有很多的疑问未解。发布会之后,我真的是由无知无畏造成的吗?人们还有很多的疑问未解。发布会之后,我们对专家组进行了采访,并邀请专家组成员的之一,上海建工集团的总工们对专家组进行了采访,并邀请专家组成员的之一,上海建工集团的总工程师范庆国先生前往现场。程师范庆国先生前往现场。范庆国(专家组副组长范庆国(专家组副组长 上海建工集团总工程师):它这个土堆得很高,上海建工集团总工程师):它这个土堆得很高,肯定对下面压了,压了以后下面的土向两边跑,对桩基进行横向推动。第肯定对下面压了,压了以后下面的土向两边跑,对桩基进行横向推动。第二个情况,在这个前面正好有一个基坑,它的高差本来是十米,加上基坑二个情况,在这个前面正好有一个基坑,它的高差本来是十米,加上基坑深深4 4米米6 6就是就是1414米米6 6了,侧压力更加大了。了,侧压力更加大了。随堂考试(随堂考试(2学时学时/24学时)学时)案例分析题九题(共案例分析题九题(共100分)分)

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