案例分析评价

西北地区某高层综合办公楼，主楼为钢筋混凝土框-筒结构，地下 1层，地上1 8层，总高度76.8m,总建筑面积 36482m2。该建筑基础为灌注群桩，地下室外 墙采用300mm厚C30自防水混凝土。标高 13.6m以上混凝土标号均为 C40,楼 板厚度120mm。该工程于1998年6月开工，1998年9月中旬施工地下室外墙， 1999年1月19日施工到结构6层梁板。该层梁板在施工的同时即发现板面出现 少量不规则细微裂缝，到 2月24日该层梁板底摸拆除时，发现板底出现裂缝。 从渗漏水线和现场钻芯取样分析，裂缝均为贯通性裂缝。之后又对全楼己施工 完毕的混凝土工程进行了详察，在地下室外墙外侧上部发现数条长度不等的竖 向裂缝（其中有两条为贯通性裂缝 ）。在5、6两层核心筒的电梯井洞口上部连梁 上的同一部位亦发现两条裂缝。而在其他的柱、墙、梁、板上则未发现裂缝。经现场实测，第 6层现浇板上的裂缝均为贯通性裂缝，最大裂缝长度约4.5m（直线距离），最大裂缝宽度 0.27mm。地下室外墙竖向裂缝的最大长度约1.9m,最大裂缝宽度0.2mm,核心筒连梁上的裂缝最大长度0.3m,裂缝最大宽度约 0.18mm。经过近一个月的现场连续监控，未发现以上裂缝的进一步发展和新的裂缝 出现。一、原因分析：第一，在施工的各种条件未变的情况下，从裂缝仅在六层现浇板上出现， 而未在其它层现浇板上出现的事实来分析，唯一不同的是施工作业时的气候变 化。如前所述，该层现浇板施工时是该地区冬季最寒冷、干燥的一个时期，最 高气温仅1C,当时的最大风速 7m/s,湿度仅有3040%,特别是每天于 21时 施工完毕后，混凝土正处于初凝期，强度尚未有大的发展，作业面又没有防风 措施，导致混凝土失去水分过快，引起表面混凝土干缩，产生裂缝。根据有关 资料记载，当风速为 7m/s时，水分的蒸发速度为无风时的2倍；当相对湿度为30%时，蒸发速度为相对湿度90%时的3倍以上。假如将施工时的风速和湿度影响叠加，则可推算出此时的混凝土干燥速度为通常条件下的6倍以上。另外，从裂缝绝大多数集中在构件较薄及与外界接触面积最大的楼板上这一现象也可 证实，开裂与其使用的材料关系不大，而受气象条件的影响大些。与楼板厚度 接近的墙肢之所以未裂，是因为墙肢两面都有模板，不直接受大气的影响。由 此可以基本断定，天气因素是导致混凝土现浇板出现干缩裂缝的主要因素。地 下室外墙由于本身体积较大，又长期暴露在温湿度变化较大的环境中，特别到 了 1999年1月下旬，温度较施工时降低近 30 C,导致混凝土温度收缩而产生裂 缝。第二，梁板所用混凝土均为C40混凝土，而根据设计院进行的技术交底要求，梁板混凝土只要达到 C30强度即可，施工单位为了施工中更容易控制墙柱 的质量，统一按照 C40混凝土标准进行施工，而 C40混凝土的水泥用量为 480k g/m3,相对于C30混凝土，单位水泥用量增加约70kg,这样，混凝土的收缩将增加0.4X104左右，无形中又增加了裂缝出现的可能。第三，进入冬季施工以后，混凝土中又添加了Q型防冻膏和 wp_x减水剂，施工用水相对减少，混凝土强度增长较快，加剧了混凝土水分的蒸发和裂缝的发展。同时，由于天气寒冷，担心养护用水结冰而仅采用覆盖双层*帘保温的措施也对混凝土抗裂强度的发展不利。第四，从本工程的结构平面图中我们可以看出，梁板结构在9、12和C、K轴线处平面发生突变，截面削弱达50%以上，而且核心筒和墙肢集中处刚度非常大，对现浇板的约束较强，核心筒四角和墙肢两端内部应力非常集中。从现 浇板最初出现裂缝的位置来看，干缩裂缝首先在核心筒的四角，之后出现在板 的中部，这是现浇板内部应力最集中、最复杂和最薄弱的部位。由于墙肢和核心筒刚度的强烈约束作用，当混凝土的收缩应力大于其抗拉强度时，裂缝便沿 此位置出现、发展。本次发现核心筒连梁上出现的两条裂缝，亦是相同因素引 起的。二、混凝土结构裂缝成因：1 .材料方面。有些构件裂缝是由材料质量引发的，如水泥安定性差，两种水泥 混用，砂、石含泥量大，骨料粒径过小，外加剂质量差或加入量过大等。2 .地基变形。当地基发生不均匀下沉时，在结构内部必然产生极大的应力。 当应力超过构件抗力时，将不可避免地出现裂缝，裂缝的形状、方向、宽度决 定于地基变形的情况。3 .设计方面。构造处理不当，主次梁交合处主梁未设加强箍筋或附加吊筋； 大截面梁未设腰筋；构件断面突变或因开洞、留梢引起应力集中等因素，均可 导致构件裂缝的出现。4 .结构荷载方面。结构因承受荷载而产生裂缝的原因很多，施工中或使用中 都可能出现。例如构件早期受到震伤，拆除承重模板过早，施工荷载过大，构 件堆放、运输、吊装时，垫木或吊点位置不当，预应力张拉值过大或放张不规 范等，均可能产生裂缝。较为常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用 荷载作用下，出现不同程度的裂缝。早期微裂一般不易发现，规范规定有些构 件允许出现宽度不大于 0.3毫米的裂缝。但对裂缝宽度超过规范规定的，以及不 允许出现裂缝的构件出现裂缝，则应属于有害裂缝，须加以认真分析，慎重处 理。5 .温度应力裂缝。混凝土与一般物质一样，具有热胀冷缩的物理性质，具线 膨胀系数约为1X10-5/C,当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，在构件 受到约束不能自由变形时，构件内就会产生附加应力，当温度应力超过混凝土 的抗拉强度时，必将出现裂缝。常见的如现浇屋面板垂直于肋梁方向的裂缝， 大体积混凝土表面裂缝、烟囱外壁的竖向裂缝等。摘要上海“楼脆脆”事件，即上海楼盘倒塌事件已经过去一年多了，对倒塌原因的争论也随着“专家调查组”得出权威结论、政府权威公布画下一个圆满的句号，不像“周老虎”事件，政府部 门死不认错，到头来留下一个贻笑大方的“正龙拍虎”典故。沸沸扬扬的事件往往经过一段时间的 沉淀更能反映出问题的本质来，探究其中的真实原因，避免类似问题的发生是非常必要的， 下面就 对这一事故的真实原因进行思考和分析。关键词：工程事故分析案例2009年6月27日清晨5时30分左右，上海闵行区莲花南路、罗阳路口西侧“莲花河畔景苑”小区，一栋在建的13层住宅楼整体倒塌，由于倒塌的高楼尚未竣工交付使用，所以，事 故并没有酿成特大居民伤亡事故。 不幸的是，造成一名施工人员死亡。记者当日在现场看到，该栋楼整体朝南侧倒下，13层的楼房在倒塌中并未完全粉碎，但是，楼房底部原本应深入地下的数十 根混凝土管桩被“整齐”地折断后裸露在外，非常触目惊心。该小区临河原本有六七栋在建的13层小高层，远远望去，沿河的这排楼房之间出现了一处“空当”。事故发生后，引起上海市委、市 政府主要领导的高度重视。事故可能原因分析(1)建地下车库导致据了解，楼房倒下的南侧地面下方， 原本是一个在建地下车库，土建已基本完成，防汛墙边的大 量渣土就是从这里挖出的。有人分析猜测认为，很有可能是地下车库挖得过头了， 一旁的楼房地基 松垮后，房子就倒了。(2)防汛墙损毁导致距离倒塌楼房百米远的该小区范围内一堵长 70多米的淀浦河防汛墙发生损毁。据现场勘查，损 毁原因很可能与渣土重量过大，造成地面沉降后挤压防汛墙体有关。记者2009年6月27日在现场看到，临河的这排小高层与淀浦河防汛墙之间仍然堆积着大量渣土。 不过，倒塌事故发生地和防汛墙损毁地中间有百余米的距离。对于防汛墙导致楼房倒塌的说法， 有网友在搜房网发帖称，自己是学结构设计的，防汛墙的问题 是借口，房屋设计时要考虑沉降的，包括不均匀沉降，如果与防汛墙有关， 那么倒塌的方向应该是 向着防汛墙方向，但是实际却是相反的。(3)房子质量问题有网友怀疑该房的基础施工有问题。 还有建筑业内人士在看了现场图片后分析认为，最有可能是地基出现问题，因为莲花河畔景苑所在的区域属于上海流沙比较严重的区域，如果没有牢固地基， 很容易引起房屋倾斜。该人士认为有可能是对土芯取样出现问题，导致设计存在偏差；或者是打桩不深、水泥标号等存在问题，因为地桩的水泥有高标要求，如果没有达到会发生断裂。经正式结论得出事故调查专家组组长、中国工程院院士、上海现代建筑设计集团总工程师江欢成说， 事发楼房附 近有过两次堆土施工：第一次堆土施工发生在半年前，堆土距离楼房约20米，离防汛墙10米，高3到4米。第二次堆土施工发生在 6月下旬。6月20日，施工方在事发楼盘前方开挖基坑，土方 紧贴建筑物堆积在楼房北侧，堆土在6天内即高达10米。专家组成员、上海岩土工程勘察设计研 究院技术总监顾国荣说，第二次堆土是造成楼房倒覆的主要原因。土方在短时间内快速堆积，产生了 3000吨左右的侧向力，加之楼房前方由于开挖基坑出现凌空面，导致楼房产生10厘米左右的位移，对PHCtt(预应力高强混凝土)产生很大的偏心弯矩，最终破坏桩基，引起楼房整体倒覆。从结论来看，楼房的质量确实不是原因所在，在随后的房产开发商的表态中，各个地产开发商也 都非常自豪的讲这一点。这一点就像是在一棵大树的一边挖一个深坑， 把挖出来的土堆到另外一边， 大树由于承受不了这么大的侧向压力，最终导致侧倒。如果是大树倒下了，没有人取笑之为“树脆脆”，更没有人怀疑树的“质量”有问题，包括树根、树干、树枝等等。事后处理同济大学相关专业的教授表示，在建楼房整体倒塌的事情一直较为罕见， 尤其是在上海。他表示， 这种高层建筑的桩基都会深达 20-30米，并且都是钢筋混凝土建成，一般情况下不可能倒塌。该教 授认为，从技术上讲，这栋楼必须全部拆除掉，并且查明倒塌原因。如果要在此地重建楼房，必须 重新做设计，并考虑地质方面的情况。莲花河畔景苑除了倒覆的七号楼以外，其他在建的还有10栋楼。截止到2009年06月27日晚上6点钟，上海莲花河畔景苑倒覆的7号楼以外其他在建的10栋楼均没有发现倾斜以及沉降的问 题。目前，以上海建筑科学院、上海市地质勘察研究院为主体的权威部门也已经进行了一个前期的 检测，对周边发生事故的周边小区，道路还有地下的煤气管道，电缆水管检查，确认是否出现渗透， 断裂，移位的问题。据了解，目前完全符合安全的标准，发生再次灾害的可能性比较小。目前，抢险施工队正在集中精力清理现场的土方，回填基坑，消除隐患，还将对其余的10栋楼以及沿线的防汛墙，周边居民的房屋、管线等进行不间断的监测。总结工程事故发生的可能性是不可避免的，于是乎，作为工程人员，我们就必须对施工工程中可能 发生的事故隐患尽量考虑进来。竭力减小事故发生的可能性。在技术上把关，遵循基本建设程序、 严格按规程施工。在材料质量上把关，避免因材料制品质量低劣而导致质量事故的发生。在施工管理上把关，重视质量检查及验收等工作。总之，在建过程中，我们因该建立健全的安全组织机构、 加强对施工人员的安全教育、加强现场安全监督。在这里，作者摘录了预防事故的具体技术措施：【弓I】为了达到预防事故和减少事故损失的效果，应采取以下安全技术措施。(1)规范脚手架搭设。纠正架体与建筑结构固定的作法，设置首步固定；纠正和补全横向扫 地杆；对架体进行内封闭和立面全封闭；规范立杆基础的设置；禁止违规劣质管材和劣质脚手板的 使用；杜绝卸料平台未独立设置；正确引导新门型脚手架按国家建筑安全规范搭设使用；严禁钢管、毛竹混播；淘汰毛竹脚手架。(2)规范模板支撑系统的搭设和拆除。高度重视支撑系统搭设的稳定性，严控立柱对接、严 控支撑选材和立柱垂直度、严控主柱违规垫砖，严控纵横向水平支撑的规范设置和材质，严惩钢木 混支，严惩违规拆除模板支撑系统，高度重视和严管高支模的规范搭设和拆除。(3)高度重视基坑支护。规范基坑的开挖和临边洞口的防护， 加强对基坑及基坑周边的监测， 并按规定建档；重视机械、气瓶、潜水泵用电等的安全规范操作。(4)规范临边洞口及出入口的防护。落实使用工具化、定型化防护产品，重点抓电梯井口按 规定使用工具化、定型化防护门；重视戴安全帽和高处作业系安全带； 督促按规定使用合格的安全 密目立网、水平网、安全帽和安全带。(5)规范现场施工用电。重视采用TN-S系统，确保专用保护零线被用电设备使用； 重视“三 级配电二级保护”和落实“一机一问一漏一箱；重视总配电房的规范设置；重视漏电保护装置参 数的匹配；规范使用合格的标准配电箱， 正确出入配线；抓现场配电线路的规范布设；高度重视外 电防护和懂行持证电工的配备。(6)规范现场施工机具的防护。如塔吊、井架、物科提升机、圆盘锯、电焊机、搅拌机、水 磨机、潜水泵等的安全防护。要保持设备的良好状态，提高它的使用期限和效率。(7)规范井字架的搭设。规范架体与建筑结构的刚性连结；重视限位保险装置的设置；重视 吊篮的防护；重视架体的稳定；抓卸料平台的独立搭设和稳固严密； 抓首层落实设一单向门，避免 兼作通道；严管架体违规一次到位超高搭设。(8)规范塔吊和外用电梯的搭、拆和使用。确保塔吊和外用电梯由具备搭拆资格证的专业队 伍进行搭拆；严管司机、指挥和司索的按规配备和持证上岗的落实， 严防违规搭拆和操作，重视设 备的防护，重视保险装置的有效动作，重视接规定要求资料建档。(9)设置安全警示装置：在醒目位置设置安全警示标牌等装置，重视现场防火和施工现场标 牌的设置。(10)加强和规范现场文明施工。重视文明施工意识宣传，抓现场场容场貌、硬地化、通道、 材料堆放、工完场清、排水系统、封闭治理，高度重视和规范生活设施。(11)合理使用劳动保护用品。 统一采购合格防护用品，妥善保管，正确使用防护用品也是 预防事故、减轻伤害程度的不可缺少的措施之一。(12)季节性安全技术措施，由于季节性施工造成事故的突发性较强，应从防护、技术、管 理等方面采取综合措施。参考文献邵英秀张青主编建筑工程质量事故分析 机械工业出版社