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文檔簡介

1、梁、板、柱鋼筋混凝土結構事故 |分析如下: 屋面局部倒塌后曾對設計進行審查,未發(fā)現(xiàn)任何問題。在對施工方面進行審查中發(fā)現(xiàn)以下問題: (1)、 進深梁設計時為C20混凝土,施工時未留試塊,事后鑒定其強度等級只是C7.5左右。在梁的斷口處可清楚地看出沙石未洗凈,骨料中混有鴿蛋大小的黏土塊、石灰顆粒和樹葉等雜質。 (2)、 混凝土采用的水泥是當?shù)厣a(chǎn)的400號普通硅酸鹽水泥,后經(jīng)檢驗只達到350號,施工時當作400號水泥配制混凝土,導致混凝土的強度受到一定影響。 (3)、在進深梁斷口處上發(fā)現(xiàn)偏在一側,梁的受拉1/3寬度內幾乎沒有鋼筋,這種主筋布置使梁在屋蓋荷載作用下處于彎、剪、扭受力狀態(tài),使梁的支承處

2、作用有扭力矩。 (4)、 對墻體進行檢查,未發(fā)現(xiàn)有質量問題。綜合以上施工問題,可以認為進深梁的斷裂主要由于該梁受有扭矩和剪力產(chǎn)生的較大剪應力,而梁的混凝土強度又過低,導致梁發(fā)生剪切破壞的餓緣故。其中混凝土骨料含過量的土塊等有害雜質,又是混凝土強度過低的主要原因。|某工程為三層磚混結構,現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋,縱墻承重、灰土基礎(圖2.13)。施工后于當年10月澆灌二層樓蓋混凝土。全部主體結構于第二年1月完工。在4月間進行裝修工程時,發(fā)現(xiàn)各層大梁均有斜裂縫。|其現(xiàn)象: 裂縫多為斜向,傾角5060,且多發(fā)生在300mm的鋼箍間距內。近梁中部為豎向裂縫 斜裂縫兩端密集,中部稀少(值得注意的是在縱筋截斷處

3、都有斜裂縫);其沿梁高度方向的位置較多地在中和軸以下,個別貫通梁高。 裂縫寬度在梁端附近約0.51.2mm,近跨中約0.10.5mm;裂縫深度一般小于1/3,個別的兩端穿通;裂縫數(shù)量每根梁少則4根,多則22根,一般為1015根。|施工原因:澆灌二層梁板時,未采用專門養(yǎng)護措施,澆灌后2h就在板面鋪腳手板、堆放磚塊進行砌墻。11月初澆灌三層現(xiàn)澆板時,室內溫度為01C,未采取保溫措施。根據(jù)試驗資料,混凝土在21d后的強度只達28d理論強度值的42.5%,一個月后才達到52%。因此混凝土早期受凍是這起質量事故的重要原因。另外,混凝土的水泥用量偏低(只有210kg/m3,略少于225kg/m3的最低值)

4、也是因素之一。|設計原因:其一是箍筋間距過大?;炷两Y構設計規(guī)范7.2.7條規(guī)定,“當梁高為500mm且V0.07fcbh0時,梁中箍筋的最大間距為200mm?!倍竟こ坦拷铋g距卻為300mm,這就是斜裂縫多發(fā)生在箍筋之間的原因。其二是是縱筋在梁跨中間截斷。混凝土結構設計規(guī)范6.1.5條規(guī)定,“縱向受拉鋼筋不宜在受拉區(qū)截斷”。而本工程梁中部分縱向受拉鋼筋在跨中截斷,截斷處都出現(xiàn)斜裂縫,這說明受拉鋼筋對梁截面的抗剪能力起到一定作用,也說明規(guī)范的規(guī)定是最適合的。比較施工和設計原因,顯然可見,施工中混凝土早期受凍是產(chǎn)生本工程質量事故的 主要原因。|由于梁上有大量斜裂縫,很容易發(fā)生脆性截面破壞,引起梁

5、的斷裂,故必須進行加固。加固方案是在原大梁外包一U形截面梁,該梁按承受原來梁的的全部彎矩和剪力進行設計,并在U形截面梁的端部沿墻設置鋼筋混凝土柱和基礎,作為加固梁的支承。|某辦公樓為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構。在達到預定混凝土強度拆除樓板模板時,發(fā)現(xiàn)板上有無數(shù)走向不規(guī)則的微細裂紋,如圖2.16所示。裂縫寬0.050.15mm,有時上下貫通,但其總體特征是板上裂紋多于板下裂紋 |查得施工時的氣象條件是:上午9時氣溫13C,風速7m/s,相對濕度40%;中午溫度15C,風速13m/s(最大瞬時風速達18m/s),相對濕度29%;下午5時溫度11C,風速11m/s,相對濕度39%。灌注混凝土就是在這種非

6、常干燥的條件下進行的。由于異常干燥加上強風影響,故使得混凝土在凝結后不久即出現(xiàn)裂紋。根據(jù)有關資料記載:當風速為16m/s時,混凝土的蒸發(fā)速度為無風時的4倍;當相對濕度10%時,混凝土的蒸發(fā)速度為相對濕度90%時的9倍以上。根據(jù)這些參數(shù)推算,本工程在上述氣象條件下的蒸發(fā)速度可達通常條件的810倍。|因此,可以認為與大氣接觸的樓板上面受干燥空氣和強風的影響成為產(chǎn)生較多失水收縮裂紋的主因,而曾受模板保護的樓板下面這種失水收縮裂紋會比較少一點。經(jīng)過對灌注樓板是預留的試塊和對樓板承載能力進行試驗,均能達到設計要求。|這說明具有失水收縮的混凝土初期裂紋對樓板的承載力并無影響。但是為了建筑物的耐久性,還應使

7、用樹脂注入法進行補強。|某劇場挑臺平面和柱截面配筋如圖2.19(a)、(b)所示。在14根鋼筋混凝土柱子中有13根有嚴重的蜂窩現(xiàn)象。具體情況是:柱全部側面面積142m2,蜂窩面積有7.41 m2,占5.2%;其中最嚴重的是K4,僅蜂窩中露筋面積就有0.56 m2。露筋位置在地面以上1m處,正是鋼筋的搭接部位(圖2.19c).|混凝土灌注高度太高。7m多高的柱子在模板上未留灌注混凝土的洞口,傾倒混凝土時未用串筒、留管等設施,違反施工驗收規(guī)范中關于“混凝土自由傾落高度不宜超過2m”及“柱子分段灌注高度不應大于3.0m”的規(guī)定,使混凝土在灌注過程中已有離析現(xiàn)象。|灌注混凝土厚度太厚,搗固要求不嚴。施

8、工時未用振搗棒,而采用6m長的木桿搗固,并且錯誤地規(guī)定每次灌注厚度以一車混凝土為準(約厚40cm),灌注后搗固30下即可。此規(guī)定違反了施工驗收規(guī)范中關于“柱子灌注厚度不得超過20cm”的界限。|柱子鋼筋搭接處的設計凈距太小,只有3137.5mm,小于設計規(guī)范規(guī)定柱縱筋凈距應50mm的要求。實際上有的露筋處凈距為0或10mm。|剔除全部蜂窩四周的松散混凝土;用濕麻袋塞在鑿剔面上,經(jīng)24h使混凝土濕透厚度至少4050mm;按照蜂窩尺寸支以有喇叭口的模板,如圖2.19(e);灌注加有早強劑的C30(舊混凝土為C20)豆石混凝土;養(yǎng)護14晝夜;拆模后將喇叭口上的混凝土鑿除。除以上補強措施外,還應對柱進

9、行超聲波探傷,查明是否還有隱患。 |某會議室門廳,屋面板為預制樓板,而大梁、圈梁、雨罩均為現(xiàn)澆C20鋼筋混凝土構件(圖2.27)。施工時,大梁混凝土先灌筑,圈梁、雨罩混凝土因故后澆灌,但卻不適當?shù)貙⑹┕たp留在大梁梁端與圈梁交接處(圖2.27甲),而且施工縫處的混凝土沒有妥善處理,又由于該處混凝土沒有側向限制而無法振搗,實際上形成松散的一堆 。|施工縫留在梁端剪力最大部位;|施工縫處混凝土強度等級顯然不滿足設計要求,甚至不足C10,嚴重影響梁端抗剪能力和粘著力強度;|新舊混凝土無法連接。|將梁端混凝土用工小心地鑿成如圖2.27乙所示形狀,并將部分預制樓板,以加強梁端的抗剪能力。|北京某旅館的某區(qū)

10、為一6層兩跨連續(xù)梁的現(xiàn)澆鋼筋混凝土內框架結構,上鋪預應力空心樓板,房屋四周的底層和二層為490mm厚承重磚墻,二層以上為370mm厚承重磚墻。全樓底層5.0m高,用作餐館,底層以上層高3.60m,用作客房。底層中間柱截面為圓形,直徑550mm,配置9根直徑為22的二級鋼筋縱向受力鋼筋,6200箍筋,如圖2.35所示。柱基礎的底面積為3.50m3.50m的單柱鋼筋混凝土階梯形基礎;四周承重墻為磚砌大放腳條形基礎,底部寬度1.60m,二者均以地基承載力fk=180Kn/m2(持力土層為粘性土),并考慮基礎寬、深度修正后的地基承載力設計值算得。|該房屋的一層鋼筋混凝土工程在冬季進行施工,為混凝土防凍

11、而在澆筑混凝土時摻入了水泥用量3%的氯鹽。|該工程建成使用兩年后,某日,突然在底層餐廳A柱柱頂附近處,掉下一塊約40mm直徑的混凝土碎塊。為防止房屋倒塌,餐廳和旅館不得不暫時停止營業(yè),檢查事故原因。| 在該建筑物的結構設計中,對兩跨連續(xù)梁施加于柱的荷載,均是按每跨50%的全部恒活荷載傳遞給柱估算的(另50%由承重墻承受),與理論上準確的兩跨連續(xù)梁傳遞給柱的荷載相比,少算25%的荷重。 柱基礎和承重墻基礎雖均按fk=180Kn/m2設計,但經(jīng)復核,兩側承重墻下條形基礎的計算沉降估計45mm左右,顯然大于鋼筋混凝土柱下基礎的計算沉降量(估計在34mm左右)。雖然,他們間的沉降差為11mm0.002

12、l=0.0027000=14mm,是允許的;但是,由于支承連續(xù)梁的承重墻相對“軟”(沉降量相對大)。而支承連續(xù)梁的柱相對“硬”(沉降量相對小),致使樓蓋荷載往柱的方向調整,使得中間柱實際承受的荷載比設計值大而兩側承重墻實際承受的荷載比設計值要小。(1)和(2)項累計,柱實際承受的荷載將比設計值要大得多。|柱雖按550圓形截面鋼筋混凝土受壓構件設計,配置9根直徑為22的二級鋼筋縱向鋼筋,AS=3421mm2,含鋼率1.44%,從截面承載力看是足夠的,但箍筋配置不合理,表現(xiàn)為箍筋截面過細、間距太大、未設置附加箍筋,也未按螺旋箍筋考慮,致使箍筋難以約束縱向受壓力后的側向壓屈。|底層混凝土工程是在冬季

13、施工的,混凝土在澆筑是摻加了氯鹽防凍劑,對混凝土有鹽污染作用,對混凝土中的鋼筋腐蝕起催化作用。實際上,從底層柱破壞處的鋼筋實況分析,縱向鋼筋和箍筋均已生銹,箍筋直徑原為6,銹后實為5.2左右,截面損失率約為25%。如此細又如此稀的箍筋難以承受柱端截面上9根直徑為22的二級鋼筋縱筋側向壓屈所產(chǎn)生的橫拉力,起結果必然是箍筋在其最薄弱處斷裂,此斷裂后的混凝土保護層剝落,混凝土碎塊下掉。|某百貨大樓一層櫥窗上設置有挑出1200mm通長現(xiàn)澆鋼筋混凝土雨篷,如圖2.36(a)。待到達混凝土設計強度拆模時,突然發(fā)生從雨篷根部折斷的質量事故,呈門簾狀如圖2.36(b)。|受力筋放錯了位置(離模板只有20mm,

14、如圖2.36c)所致。原來受力筋按設計布置,鋼筋工綁扎好后就離開了。打混凝土前,一些“好心人”看到雨篷鋼筋浮擱在過梁箍筋上,受力筋又放在雨篷頂部(傳統(tǒng)的概念總以為受力筋就放在構件底面),就把受力筋臨時改放到過梁的箍筋里面,并貼著模板。打混凝土時,現(xiàn)場人員沒有對受力筋位置進行檢查,于是發(fā)生上述事故。|某工程框架柱的原設計截面及配筋如上圖a,在綁扎柱基插筋時,錯誤地將兩排5 25變成3 25(圖b)。此失誤在柱基混凝土澆筑完畢后才發(fā)現(xiàn)。|在柱的短邊各補上2 25插筋。|為保證新加插筋的錨固,在兩個短邊上各用3 25橫筋與短邊3 25焊成一體,并將第二步臺階加高500mm。加高臺階時將原基礎面鑿毛、

15、清洗、支模、澆筑提高一級的混凝土,并在新臺階面層鋪設6200鋼筋網(wǎng)一層。|原設計在柱底500mm高度內加密箍筋,現(xiàn)增至1000mm。|山西某廠有9幢4層磚混結構住宅,均采用預制空心樓板。該工程1984年5月開工,同年底完成主體工程,翌年內部裝修。在1985年6月進行工程質量檢查時,發(fā)現(xiàn)其中一幢(12號樓)有多處預制樓板起鼓、酥裂情況。隨后,該樓樓板損壞愈來愈嚴重,其它四幢(11、13、16、17號樓)也有相繼不同程度地出現(xiàn)破壞跡象。|從預制板普遍破壞跡象看,主要是由于混凝土材料品質不良引起的,而且顯然是因為混凝土內含有害物使材料逐漸發(fā)生物理化學變化引起體積膨脹所造成的。于是,從破壞最嚴重的樓板

16、以及尚未出廠的樓板上取樣2000余個,篩選10,再從中抽出部分樣品作材料的化學分析和巖相分析檢驗。檢驗時按粗骨料的不同顏色分類。 |由此可見,過量的游離SO3(大大超過規(guī)定的含量標準13.5,且SO31的占總分析樣的78.9)在混凝土凝結硬化后繼續(xù)與水化鋁酸鈣作用形成水化硫鋁酸鈣,未耗盡的石膏也可能在混凝土硬化后繼續(xù)生成水化硫鋁酸鈣,而水化硫鋁酸鈣生成時的體積約達原體積的2.5倍,這就是造成預制板混凝土膨脹、酥裂、破壞乃至倒塌的主要內在原因。|北京某廠受熱車間,建于1960年,建成后常年處于4050 C的 高溫環(huán)境中,后發(fā)現(xiàn)其混凝土墻面上有許多網(wǎng)狀裂紋。經(jīng)查當年混凝土所用原料為400號礦渣水泥

17、,混凝土水泥用量410Kg/m3配合比為水泥沙石水=11.0993.580.39,粗骨料為粒徑530mm的卵石,摻2CaCl2(氯鹽)和2CaSO42H2O(石膏)的外加劑。|為了確定此墻面的嚴重網(wǎng)狀裂紋是否為堿骨料反應所致,在裂紋處鉆一直徑70mm、長120mm的混凝土圓柱芯體。將此芯體橫向鋸成若干磨光薄片,在反光顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)內部有許多網(wǎng)狀裂縫(圖2.6)。將此磨光薄片進行巖相分析,發(fā)現(xiàn)每個薄片含有611枚粗骨料中有13枚粗骨料含微晶石英和玉髓。將磨光薄片在掃描電鏡下觀察并進行能譜分析,發(fā)現(xiàn)骨料邊緣的鉀含量明顯增加。表明堿在骨料邊緣富集。但是,對芯體中的細骨料鑒定表明沒有活性礦物存在,

18、為非活性礦物(它與粗骨料來自不同產(chǎn)地)|該長露天堆場鋼筋混凝土柱的混凝土保護層也嚴重剝落,鋼筋嚴重銹蝕,從剝落的混凝土中取得一些骨料進行巖相分析,其中也含有典型的活性礦物玉髓和微晶石英。因而,此柱的混凝土剝落和鋼筋銹蝕可視作是堿-骨料反應導致混凝土開裂,從而加劇鋼筋銹蝕,而鋼筋銹蝕又促使混凝土剝落這兩方面綜合作用的結果。|根據(jù)上述分析,可以證明上述墻面嚴重裂紋是由于堿-骨料反應所引起的。|一、什么是水泥混凝土的堿骨料反應 堿骨料反應是混凝土原材料中的水泥、外加劑、混合材和水中的堿(Na2O或K2O)與骨料中的活性成分反應,在混凝土澆筑成型后若干午(數(shù)年至二、三十年)逐漸反應,反應生成物吸水膨脹

19、使混凝土產(chǎn)生內部應力, 膨脹開裂、導致混凝土失去設計性能。由于活性骨料經(jīng)攪拌后大體上呈均勻分布。所以一旦 發(fā)生堿骨料反應、混凝土內各部分均產(chǎn)生膨脹應力,將混凝土自身脹裂、發(fā)展嚴重的只能拆除,無法補救,因而被稱為混凝土的癌癥。 二、堿骨料反應的分類和機理 1堿硅酸反應 1940年美國加利尼亞州公路局的斯坦敦,首先發(fā)現(xiàn)堿骨料反應問題,引起全世界混凝土工程界的重視,這種反應就是堿硅酸反應。堿硅酸反應是水泥中的堿與骨料中的活性氧化硅成分反應產(chǎn)生堿硅酸鹽凝膠或稱堿硅凝膠,堿硅凝膠固體體積大于反應前的體積,而且有強烈的吸水性,吸水后膨脹引起混凝土內部膨脹應力,而且堿硅凝膠吸水后進一步促進堿骨料反應的發(fā)展、

20、使混凝土內部膨脹應力增大,導致混凝土開裂。發(fā)展嚴重的會使混凝土結構崩潰。 能與堿發(fā)生反應的活性氧化硅礦物有蛋白石、玉髓、鱗石英、方英石、火山玻璃及結晶有缺欠的石英以及微晶、隱晶石英等,而這些活性礦物廣泛存在于多種巖石中。因而迄今為止世界各國發(fā)生的堿骨科反應絕大多數(shù)為堿硅酸反應 | 該工程某縣公路段的機修車間(底層)和宿舍,為2層磚混結構,建筑面積556m2,屋頂局部平面與剖面見圖3-62| 屋頂層的挑梁尺寸與配筋情況見圖3-63,混凝土C18,在拆模時發(fā)現(xiàn)7根挑梁根部斷裂。|1.混凝土實際強度無試驗資料,發(fā)現(xiàn)混凝土密實度很差,有很多空隙,當時的水灰比不是由試配決定的。| 2.挑梁的主要受力鋼筋

21、嚴重往下移位| 3.懸挑部分比設計要長| 4.屋面超厚,自重加大。| 5.拆模時間過早 |1.將墻上殘剩的挑梁根部打掉500mm,露出全部鋼筋| 2.在墻內100mm處將挑梁的主筋鋸斷,重新焊接新的主筋| 3.修改設計,將懸挑結構改為全現(xiàn)澆|山西某教學樓為現(xiàn)澆10層框剪結構,長59.4m,寬15.6m,標準層高3.6m,地面以上高度41.8m,地上建筑面積9510m2,在第4和第5層結構完成后,發(fā)現(xiàn)這兩層柱的鋼筋配錯,其中內跨柱少配鋼筋44.53cm2,外跨柱少配13.15cm2 | 該工程第4,5層柱的配筋相同,第6層起配筋減少,施工時,誤將6層的柱子斷面用于4,5層,造成配筋錯誤。 | 加

22、固構件:鑿去4,5層的保護層,露出柱四角的主筋和全部箍筋,用通長鋼筋加固,加固直徑,間距與原設計相同 | 南京某單位辦公大樓為5層現(xiàn)澆框架,其平面示意圖見圖3-90,2層框架柱澆注后,拆模時發(fā)現(xiàn)有6根柱存在空洞,爛根,露筋等嚴重缺陷,其缺陷情況見圖3-91,92,93 1.柱澆注時分層厚度太大 2.混凝土澆注后漏振或振搗不實| 由于空同,漏筋,爛根十分嚴重,根據(jù)現(xiàn)場實際情況分析混凝土內部質量也得不到保證,因此決定立即全部拆除,綁扎鋼筋后,重新澆注混凝土。 | 某工程為混合結構,屋蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板,梁跨度9m,為矩形截面,高800mm,寬400mm,混凝土為C18。配筋情況為:梁跨中受力

23、鋼筋4 25,支座受力鋼筋2 18,澆筑后14d拆模,發(fā)現(xiàn)梁上由0.1-0.35mm寬的裂縫 規(guī)定中大于8m的梁,拆模時的強度要達到100%才可以,而現(xiàn)實才達到80%,于是因強度不足導致開裂。 | 檢驗發(fā)現(xiàn)裂縫沒有明顯開裂,不會影響結構的安全使用,所以可以采用環(huán)氧膠泥涂抹表面,封閉裂縫| 某車間12m鋼筋混凝土屋面大梁,平臥生產(chǎn),起吊后發(fā)現(xiàn)50%吊環(huán)附近混凝土局部壓碎,吊環(huán)偏斜,混凝土裂縫,| 1.上翼緣裂縫 吊環(huán)安裝時箍筋被碰撞發(fā)生位移,未恢復原狀,因此,平臥起吊是僅有兩個鋼箍其作用。| 2.大梁腹板裂縫 腹板側向剛度本來很小,翼緣開裂后,上部梁的側向剛度大為減少,所以引起腹板開裂| 3.吊

24、環(huán)偏斜 兩臺吊車的吊環(huán)受力不均勻,受力較大的吊環(huán),殘余變形也大,因此吊環(huán)發(fā)生偏斜。| 對翼緣處的傾斜裂縫,鑿去斜縫范圍內的混凝土并鑿成直槎,然后用C40細石混凝土重新澆筑養(yǎng)護| 某煅工車間跨度10m,屋蓋梁采用雙坡T形截面薄腹梁,共4榀,其形狀,尺寸與配筋見圖3-42,梁內無彎起鋼筋,混凝土設計強度C18,實際試塊強度為12-15N/mm2,在檢查時發(fā)現(xiàn)梁支座附近有斜裂縫出現(xiàn),并不斷增加和擴大。 | 原設計無彎起鋼筋,箍筋斷面及數(shù)量均不足實測混凝土強度未達到設計要求。 | 由于薄腹梁的承載能力不足,必須加固,加固方案在原有的薄腹梁上加鋼筋混凝土,加固后的斷面見圖3-43,增設箍筋來承擔斜截面強

25、度,并配置縱向構造鋼筋 | 江蘇某冷作車間為裝配式鋼筋混凝土結構,柱距6m,跨度18m,主要構件為矩形柱,鋼筋混凝土屋架,大型屋面板,吊屋面板時發(fā)現(xiàn)1根柱向內傾斜,柱頂向內位移50mm。| 柱吊裝后沒有認真校正,當屋蓋吊裝時,發(fā)現(xiàn)了屋蓋與柱連接處有錯位,但未及時查明原因,直到吊裝完后才發(fā)現(xiàn)有內傾現(xiàn)象| 由于柱的偏差太大,必須進行糾正,糾偏方案有兩個:一是大型屋面板與屋架焊接處割開后,再對柱糾偏;二是把屋架連同屋面板等整體頂起,然后對柱糾偏 | 某學校為3層混合結構,縱墻承重,外墻厚37cm,內墻厚24cm,灰土基礎,樓蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋,在裝飾工程時發(fā)現(xiàn)大梁兩側的混凝土樓板上部普遍開裂

26、,裂縫方向與大梁平行,鑿開后發(fā)現(xiàn)負鋼筋被踩下。|1.施工方面| 1)澆筑混凝土時,把板中的負彎矩鋼筋踩下,造成板與梁連接處附近出現(xiàn)通長裂縫| 2)混凝土每立方用量少于250kg| 3)在第二層樓蓋澆筑后沒達到規(guī)定強度,就在其上堆放施工工具,導致荷載超載。| 4)混凝土在冬季施工而沒采取任何施工措施。| 2.設計方面| 1)對樓板的荷載計算錯誤| 2)梁箍筋間距太大|某鄰街建筑的底層為商店,2層以上為宿舍,是7層現(xiàn)澆框架結構,縱向二跨,其第7層平面圖如圖3-11所示。| 室內粉飾時發(fā)現(xiàn)頂層縱向框架梁KJ-7,KJ-8上有15處裂縫,其位置如3-11,裂縫情況見圖3-12| 1.混凝土收縮| 2.

27、施工圖漏畫附加的橫向鋼筋。|事故概況|某輕工廠為二層現(xiàn)澆框架結構,預制鋼筋混凝土樓板.施工單位在澆筑完首層鋼筋混凝土框架及吊裝完一層樓板后,繼續(xù)施工第二層.在開始吊裝第二層預制板時,為加快施工進度,將第一層的大梁下的 立柱拆除,以便在底層同時進行裝修,結果在吊裝二層預制板將近完成時,發(fā)生倒塌,當場壓死多人,造成重大事故.|原因分析|事故發(fā)生后,經(jīng)調查分析,倒塌的主要原因是底層大梁立柱及模板拆除過早.在吊裝二層預制板時,梁的 養(yǎng)護只有3天,強度還很低,不能形成整體框架傳力,因而二層框架及預制板的重量及施工荷載由二層大梁的立柱直接傳給首層大梁,而這時首層大梁的強度尚未完全達到設計的強度C20,經(jīng)測

28、定只有C12.首層大梁承受不了二層結構自重及結構輜重而引起倒塌.|某一市鎮(zhèn)的鄉(xiāng)辦企業(yè)車間,面積4600平方米,為3層鋼筋混凝土框架結構,梁 、柱為現(xiàn)澆混凝土,樓板為本鎮(zhèn)預制產(chǎn)生產(chǎn)的多孔板.于1986年春開工,同年8月完成,交付使用后個月后即發(fā)現(xiàn)梁、柱等有多處爆裂,中在6-7個月以后,又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)在混凝土柱基,柱子大梁根部混凝土爆裂,其中嚴重的爆裂裂縫長達150厘米,有的已貫通大梁;導致大梁折端.|原因分析|事故發(fā)生后,取裂縫處碎片進行X光分析,結果指出主要的晶相為方鎂石MgO, 此外還有少量的生石灰石CaO,由此可以判定是方鎂石及石灰石水化膨脹.起源是鄉(xiāng)鎮(zhèn)施工企業(yè)為了節(jié)省資源,采用了本鄉(xiāng)耐火材料

29、廠生產(chǎn)鎂砂時所導致的廢砂代替混凝土中的部分集料,該廠以白云石CaMg(CO3)2為原料,煅燒生產(chǎn)耐火材料,而廢渣中含有MgO及CaO.結果引起事故,得不償失.|某省一綜合加工樓,五層樓,磚混結構,磚墻承重,現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋.在澆注混凝土時正值冬季.但施工隊缺乏冬季施工措施,在拆模后發(fā)現(xiàn)凍害嚴重.具體表現(xiàn)在1板面混凝土層剝落.板面疏松用鐵器或木板刮時,表層紛紛剝落,有的外露石子,用手可以挪動,結構疏松;2混凝土強度嚴重不足.原設計混凝土為C25,實測強度大都在C10C13之間,個別的僅為C6,3表面裂縫遍布,參看圖 |原因分析|顯然是混凝土在凝結硬化過程中受了凍害.這從取樣混凝土中,發(fā)現(xiàn)骨料表

30、面有明顯的結冰痕跡.混凝土的水化反應隨著溫度的 減低而減弱,水結冰則水化反應完全停止.水的冰凍溫度為0度,但在混凝土混合物中總有一些溶解物質,水的 結冰溫度要低于0度,約在-1-4度.在低溫環(huán)境中澆筑混凝土,由于混凝土在硬化前受凍,水化反應很弱,同時新形成的水泥水化物的強度弱,水結冰凍脹時,內部結構遭到破壞.因而強度嚴重不足.| |某煅工廠車間屋面梁為12米跨度的 T型薄腹梁,在車間建成后使用不久.梁端頭突然斷裂,造成廠房部分倒塌,倒塌構件包括屋面大梁及大型面板.|事故分析|事故發(fā)生后到現(xiàn)場進行調查分析,混凝土強度能滿足設計要求.從梁端斷裂處看,問題出在端部鋼筋深入支座的錨固長度至少150毫米

31、,實際上不足50毫米,梁端部至柱端外邊緣的 距離為400毫米,實際上去只有140150毫米.如圖 因此,梁端支于柱頂上的部分接近于素混凝土梁,這是 非常不可靠的.加之本車間為鍛工車間,投產(chǎn)后鍛錘的動力作用對廠房振動力的影響大,這在一定程度上增加了大梁的負荷.在這種情況下.才引起了大梁的斷裂|某農(nóng)村企業(yè)生產(chǎn)車間,磚柱上擱置大梁,施工完成后不久,大梁就倒塌|原因分析|主要是梁端支撐設計不當.原設計現(xiàn)澆梁墊加一錨筋.實際施工時,錨筋很難插入砌體中,因而改為局部擴大混凝土墊,使之與圈梁相連并一起澆注.因磚柱頂局部擴大,施工時順便先砌磚柱的擴大部分作為澆混凝土的側模.因磚逐皮外伸,澆注混凝土時沒有充分搞

32、固,因而很疏松.磚無咬槎,與混凝土結合力極差,實際上起不到承載作用.在大梁壓力下,磚先掉落,疏松的混凝土也無足夠承載力,于是引起大梁倒塌|某廠房橫梁與柱鉸接,處理如圖 符合通常做法,但投入使用后,在鉸接點附近發(fā)生裂縫也局部破壞|原因分析|鋼筋X形原意是只能受水平力而不能承受彎矩,從而實現(xiàn)鉸的功能,但實際上,這種做法有相當程度的嵌固作用.當兩邊柱子有不均勻沉降時,節(jié)點處梁端生產(chǎn)一角度變位,使錨筋受拉,梁端面與柱混凝土接觸面受壓而形成抵抗力矩.若這種彎矩過大,則會使節(jié)點處開裂,甚至局部破壞.在要求鉸接的條件較高時,可改進節(jié)點做法,如圖 .這兩種節(jié)點做法更接近理想鉸接的形式,構造也較簡單,施工也很方

33、便.梁柱間的 間隙可視具體情況及梁、柱尺寸的大小而定|某庫房為單層結構,跨度10米,長24.5米,采用磚墻承重,屋面采用人字形折梁折梁間距3.5米,在折梁上擱置預應力鋼筋混凝土檁條,每米放3根,工30根,檁條上鋪85cm*60cm*5cm的預制平板.人字屋架結構及配筋如圖 當鋪完屋面,拆除折梁的 模板及支撐時.屋蓋倒塌|事故分析|該工程愿意采用人字屋架,形式上似拱,因而在梁集中均勻配置8%18鋼筋,該工程實際上無拉桿,兩端又沒有抗拉推力結構,實際上是 一個折線形鋼筋混凝土斜梁.則使強度嚴重不足,承載力嚴重不足,加上折梁曲折處受拉鋼筋受拉邊順放,在彎折處對受拉力極為不利,為規(guī)范所禁止.折梁承載力

34、不足,構造又極不合理,必然引起屋蓋的破壞.|事故過程:此車間于1983年10月開工,當年12月79日澆筑完大梁混凝土,12月2629日安裝完屋蓋預制板,接著進行屋面防水層施工;1984年1月3日拆完大梁底模板和支撐,1月4日下午房屋全部倒塌并發(fā)現(xiàn)大梁壓區(qū)混凝土被壓碎。分析倒塌原因如下:l 鋼筋混凝土大梁原設計為C20混凝土。施工時,使用的是進場已3個多月并存放在潮濕地方已有部分硬塊的325號水泥。這種受潮水泥應通過試驗按實際強度用于不重要的構件或砌筑砂漿,但施工單位卻仍用于澆筑大梁,且采用人工攪拌和振搗,無嚴格配合比。致使大梁在混凝土澆筑28d后(倒塌后)用回彈儀測定的平均抗壓強度只有5MPa

35、左右;有些地方竟測不到回彈值。|在倒塌的大梁中,發(fā)現(xiàn)有斷磚塊和拳頭大小的石塊。|大梁縱筋和箍筋的實際配置量少于設計需要(縱筋原設計為1022,實配720,322;箍筋原設計為8250,實配6300),分別僅及設計需要量的88和47。經(jīng)按施工時實際荷載復核,本倒塌事故是因施工中大梁混凝土強度過低,在大梁拆除底模后,其壓區(qū)混凝土被壓碎所引發(fā),繼而導致整個房屋倒塌。使用過期受潮水泥是主因,混凝土配比不嚴、振搗不實、配筋不足也是重要原因。| 某學校的教學樓,二層磚混結構,工程已接近完工,在室內進行抹灰粉刷突然倒塌,造成多人死亡| 工程概況| 該建筑的平面 、立面、剖面、及主要尺寸如圖 .教學樓為二層磚

36、混結構,基礎為水泥沙漿砌筑的毛石基礎,墻厚180MM.頂頭大教室中間深梁為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁.三個月后拆除大梁底部支撐及模板,開始裝修發(fā)現(xiàn)墻體有較大變形,工人用錘子將凸出墻體打了回去,繼續(xù)施工.第三天發(fā)現(xiàn)大教室的窗墻在 市內窗臺下約100MM處有一條很寬的水平裂縫,寬約20MM.整個房屋就全部倒塌,兩層樓板疊壓在一起.未及時撤離的工人全部死亡| |事例分析| 本工程并無正式設計圖紙,只是由使用單位直接委托某施工單位建造.根據(jù)現(xiàn)場情況參照一般磚混結構草草畫了幾張草圖就進行施工的.施工隊伍由鄉(xiāng)村瓦木匠組成,沒有技術管理體制.事故發(fā)生后測定,磚的等級為MU0.5,沙漿強度只有M0.4.在拆模的第二天發(fā)

37、現(xiàn)險情后,還不采取應急措施.才導致重大事故的發(fā)生|某化工廠備品庫施工中,倒運混凝土行車梁時,需要從構件堆中抽出一根。因吊鉤不垂直,行車梁相互碰撞,刮倒一根行車梁斷裂報廢。|原因分析:z違反操作規(guī)程,即沒有按順序將其他構件倒開,然后再起吊裝車,這是這次事故發(fā)生的前提。z指揮人員與司機判斷有誤和思想上的麻痹大意是造成這次事故的直接原因。|某單層廠房柱吊裝開裂事故某單層廠房柱吊裝開裂事故|某廠機修車間的預制混凝土柱尺寸形狀如圖某廠機修車間的預制混凝土柱尺寸形狀如圖5-2所示。原設計吊裝位置在牛腿下面。施工時所示。原設計吊裝位置在牛腿下面。施工時隨便將吊點移至牛腿上邊的隨便將吊點移至牛腿上邊的A點。起

38、吊時,柱點。起吊時,柱子剛剛離地,吊點綁扎繩突然由子剛剛離地,吊點綁扎繩突然由A點滑到靠近點滑到靠近上柱頂?shù)纳现數(shù)腂點,這時吊車司機立即剎車。經(jīng)檢點,這時吊車司機立即剎車。經(jīng)檢查,發(fā)現(xiàn)上柱根部已經(jīng)開裂,拉區(qū)裂縫貫通查,發(fā)現(xiàn)上柱根部已經(jīng)開裂,拉區(qū)裂縫貫通柱的全部厚度,裂縫寬度達柱的全部厚度,裂縫寬度達5mm,高度達,高度達360mm,壓區(qū)混凝土被壓碎,上柱柱頂向一側壓區(qū)混凝土被壓碎,上柱柱頂向一側偏斜偏斜80mm,吊裝無法進行。只好重新澆灌柱子,吊裝無法進行。只好重新澆灌柱子,整個工程為此拖延近三周,造成巨大經(jīng)濟損整個工程為此拖延近三周,造成巨大經(jīng)濟損失。失。|事故概況事故概況|1982年秋季

39、的一天夜里刮起了年秋季的一天夜里刮起了6-7級的大風,級的大風,第二天某單位的吊裝施工人員一上班,就發(fā)第二天某單位的吊裝施工人員一上班,就發(fā)現(xiàn)了前幾天吊起來的現(xiàn)了前幾天吊起來的20根柱子有根柱子有4根根“推排刮推排刮倒倒”。4根柱子全部折斷報廢,造成了重大的根柱子全部折斷報廢,造成了重大的質量安全事故。質量安全事故。|原因分析原因分析|施工準備時,技術人員所作的措施不妥善。施工準備時,技術人員所作的措施不妥善。對于對于350350mm的柱身、的柱身、3501500mm的牛的牛腿的這種大柱頭,不是常規(guī)施工,應有保證腿的這種大柱頭,不是常規(guī)施工,應有保證在結構安裝過程中的特殊措施。措施中也提在結構

40、安裝過程中的特殊措施。措施中也提出了除用楔子作為臨時固定工具外,還要在出了除用楔子作為臨時固定工具外,還要在每個柱子的四面拉上纜風繩。然而纜風繩的每個柱子的四面拉上纜風繩。然而纜風繩的規(guī)格選為規(guī)格選為8鉛絲拉錨,其強度不夠,事故后鉛絲拉錨,其強度不夠,事故后被拉斷的纜風繩足以證明這一點。被拉斷的纜風繩足以證明這一點。|施工現(xiàn)場管理太差,事故后調查中得知,事施工現(xiàn)場管理太差,事故后調查中得知,事故發(fā)生當天白日,有人已發(fā)現(xiàn)前幾天安裝的故發(fā)生當天白日,有人已發(fā)現(xiàn)前幾天安裝的柱子有兩根柱上的纜風繩,不知何時已被碰柱子有兩根柱上的纜風繩,不知何時已被碰拔出來了,不再起作用,然而都視而不見,拔出來了,不再

41、起作用,然而都視而不見,無人過問和處理。事故現(xiàn)場證明最先被刮倒無人過問和處理。事故現(xiàn)場證明最先被刮倒的柱子,就是這兩根柱中的一根。的柱子,就是這兩根柱中的一根。|沒嚴格按照施工操作規(guī)范要求施工,即吊裝沒嚴格按照施工操作規(guī)范要求施工,即吊裝后沒有及時校正并澆灌混凝土。后沒有及時校正并澆灌混凝土。|證券廳地面是用天然花崗巖證券廳地面是用天然花崗巖“將軍紅將軍紅”鋪鋪設的,于設的,于1994年年5月份交工。在交工驗收月份交工。在交工驗收時發(fā)現(xiàn)了較為嚴重的空鼓和鋪設不平、縫時發(fā)現(xiàn)了較為嚴重的空鼓和鋪設不平、縫子不勻等質量問題,現(xiàn)對上述問題做了如子不勻等質量問題,現(xiàn)對上述問題做了如下分析。下分析。|地面

42、空鼓地面空鼓|事故現(xiàn)象事故現(xiàn)象|驗收時敲擊多處明顯的空鼓聲音,個別板驗收時敲擊多處明顯的空鼓聲音,個別板塊松動,有的出現(xiàn)裂紋。塊松動,有的出現(xiàn)裂紋。|原因分析原因分析|基層清理不干凈,澆水濕潤不夠,有的板基層清理不干凈,澆水濕潤不夠,有的板塊下面的水泥素漿結合層涂刷的不均勻,塊下面的水泥素漿結合層涂刷的不均勻,有的是因為涂刷時間過長,致使風干硬結,有的是因為涂刷時間過長,致使風干硬結,造成面層和墊層同時出現(xiàn)空鼓。造成面層和墊層同時出現(xiàn)空鼓。|墊層砂漿加水過多或一次鋪得太厚,不易墊層砂漿加水過多或一次鋪得太厚,不易砸密實,造成面層空鼓。砸密實,造成面層空鼓。|板塊背面浮灰沒有清理,也沒有用水濕潤

43、,板塊背面浮灰沒有清理,也沒有用水濕潤,直接影響粘結效果、加之操作質量差,錘直接影響粘結效果、加之操作質量差,錘擊不當,故多處出現(xiàn)空鼓。擊不當,故多處出現(xiàn)空鼓。z事故概況|某四層內框結構,外墻一層窗上設有挑出80cm的現(xiàn)澆鋼筋混凝土遮陽板(圖4-5)。|該工程在澆筑遮陽板的過程中突然發(fā)生局部外墻倒塌事故。倒塌物有遮陽板及全部一層窗間墻,倒向室外,倒塌線基本上沿腳手眼發(fā)生。倒塌后的吊架斜桿大部分發(fā)生嚴重的壓曲變形。|倒塌事故與支撐不當有關。該遮陽板是用吊架支模:在每個窗間墻上設置一個吊架,吊架間用木墊板聯(lián)系起來,并用105 cm方木支撐遮陽板的底模圖(4-6 ),斜撐(105 cm)支承在窗臺墻

44、上(圖4-7)。z原因分析|通過對窗間墻施工中的受力分析和承載能力的驗算得知,造成倒塌事故的直接原因是新砌好的窗間墻承受不了施工過程中由吊架傳來的傾復力矩。|事故現(xiàn)象|某教學樓屋頂為井字梁樓蓋,平面尺寸為10.814.4m, 梁斷面2570cm,受力鋼筋為322。澆灌完混凝土拆模后,發(fā)現(xiàn)離支座2.5m的部位出現(xiàn)了大量的裂縫。見圖4-12。|原因分析|事故發(fā)生后,經(jīng)過調查分析得知,事故是因為鋼筋綁扎不當造成的。從設計圖上看,受力鋼筋為3根22的鋼筋。施工中,由于22鋼筋沒有長于10cm 的料,在離支座兩端2.5m處,將受力鋼筋在同一截面切斷,并搭接焊上119、222,致使該焊接截面同時有6根19

45、-22的鋼筋,鋼筋間基本沒有空隙。澆灌混凝土時無法保證鋼筋周圍的混凝土保護層,鋼筋與混凝土間失去粘著力,鋼筋的搭接失去作用。致使拆模后該梁在搭接部位嚴重開裂。地基與基礎事故|南京某樓長15.4m,寬13.3m,高17m,建筑面積1100m2,磚混結構,條形基礎,基底下有2-3m厚的大片石墊層,在建成后發(fā)現(xiàn)房屋向東傾斜。|1.建筑地區(qū)屬長江漫灘,有厚20m左右的軟粘土層,承載力低,壓縮性高|2.地基開挖后,基底有低洼水塘,用大片石回填處理,因施工質量問題,形成東側墊層厚而沉降大,西側墊層薄而沉降小,因而導致建筑物傾斜。|1.在沉降大的東側壓入20m左右長的樁共36根,以減少地基沉降| 2.在沉降

46、小的西側采用鉆孔抽水和掏土,以加大沉降施工中嚴格控制沉降速率| 3.設置21根保護樁|青海某廠一座水塔50M3,水箱,塔架與基礎均為鋼筋混凝土結構,如圖719所示,在水塔建成后發(fā)現(xiàn)向南傾斜20.4cm,向東傾斜9.45cm|由于C柱附近的給水管漏水,地基浸水后引起濕陷性黃土地基不均勻下沉,導致水塔整體傾斜|根據(jù)濕陷性黃土因含水率不同可引起不均勻沉降的情況,采用浸水法矯正,然后在浸水的一邊用石灰樁加固地基,注水孔用混凝土搗實。|青海某廠一座水塔容積50m3,水箱,塔架與基礎為鋼筋混凝土結構,如圖7-19所示。水塔地基為2級濕陷性黃土,在建成后兩年發(fā)生水塔整體傾斜現(xiàn)象|根據(jù)濕陷性黃土因含水率不同可

47、引起不均勻沉降的情況,決定采用浸水的一邊用石灰樁加固地基,注水孔用混凝土搗實|1 1 工工 程程 概概 況況| 單集泵站,位于江蘇銅山縣單集鄉(xiāng),是南水北調東線控制工程之一。| 該場地內層分為5層,由第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)地層組成,各土層分布如下:黃褐色粉質壤土,局部為砂壤土,厚2.9m;黃色、灰色粉砂、粉散、飽和,厚1.7m;灰色壤土,可塑軟塑,夾粉砂,厚1.5m;黑灰色重壤土,粘土,可塑,含小豆狀Fe,Mn結核,厚1.2m,粉質粘土層,黃夾灰白色,可塑硬塑,上部鈣質結核富集,含量9095,結核直徑一般1050min,大者可達150mm,該段富水性好、基坑涌水量120200m /h,下部含鈣質

48、結核較少、土體致密多呈棱塊狀、片狀,具滑面、滑面多見于灰白與黃色邊緣變,顆粒分析其粘粒含量28 31、粉粒含量45 51、極細砂含量1823%,各階段的土性指標見表26;該層厚10.3m,下伏為震旦系薄中厚層狀石灰?guī)r。|2 2 基基 坑坑 開開 挖挖| 泵站基坑開挖深度11.2m,邊坡13,由于場地條件允許基坑采用一階開挖。由于泵站出水槽基礎設計采用振沖碎石樁,過大地開挖邊坡不但使挖填土方量增加,而且站房后形成較大填土區(qū)將增加出水槽地基處理的難度。為了最大限度減少挖填工作量和縮小填土區(qū),鑒于以往的成功經(jīng)驗,南側邊坡開挖相對較陡;開挖方式采用機械與人工交替,明溝排水,當開挖至第層時,該層普遍向外

49、涌水,同時局部鈣質結核層涌塌;有34處集中出水點,點涌水量2030m /h。開挖深度接近10m時,邊坡土體開始出現(xiàn)裂縫,隨后南側邊坡發(fā)生大規(guī)模塌方,并不斷擴展;繼而北邊坡也發(fā)生塌坡。施工單位認為邊坡過陡、明排水效果不好,采取削坡、清底,打草包壩,加木樁擋土、加深排水溝等措施,后來又投生石灰;但都無濟于事,邊坡土體開裂滑塌繼續(xù)擴展,塌方土不斷涌入基坑,同時地基土體出現(xiàn)明顯的隆脹和嚴重擾動,施工已無法繼續(xù)進行。|3 3 事事 故故 分分 析析| 3.1 巖土工程勘察報告存在失誤。| 該場地第層為粉質粘土,具有不均勻的膨脹性,屬弱中等膨脹土,膨脹力較小但膨脹速度很快,但勘察報告沒有放映出第層土的脹縮

50、性。使基坑施工和基坑設計都沒有對第層土采取相應的措施,導致基坑開挖出現(xiàn)大規(guī)模塌方事故,以及基坑設計在參數(shù)取值、構造處理等方面的失誤。|膨脹土是一種顆粒高分散,對含水量變化極為敏感的高塑性粘土,密度比較大,壓縮性低,滲透性差,其地質年代多為上更新統(tǒng)以前地層,它的巖土工程特征包括三個方面。一是其地質特征,二是其礦物成份特征,三是巖土工程環(huán)境或者是水和濕熱的變化。| 粘土礦物成分是決定膨脹土工程性質的物質基礎。差熱分析曲線表現(xiàn)為幾種礦物熱效應的綜合反映,成分以伊利石為主,含高嶺石、水針鐵礦及少量蒙脫石。| 土體中含鈣質及鐵錳質結核是膨脹土外觀地質特征之一,二者可單獨富集也可共生,鐵錳結核呈豆狀、粒狀

51、,一般5mm左右,鈣質結核主要分為方解石并有粘土及砂粒膠結,體形較大者多為渾圓狀,剖開后可見較大的溶隙并有方解石晶體的表面生成。| 從外觀結構來看,土體結構多呈塊狀,片狀,黃灰白色斑狀相間,土體中砂礦物含量3.2419.9,以褐鐵礦、石英、長石為主。經(jīng)測試證明黃色土塊含砂質較多,灰白色土塊含砂質較少,膨脹性與砂質含量成反比。事故發(fā)生后,對第層重新進行室內土工試驗,其各項脹縮性指標如下:| 其中,膨脹力的大小取決于土體結構、粘土礦物成分及相應的含水量,試驗結果實測膨脹力429KPa,平均16KPa;對工程設計膨脹力是一項有實際工程意義的指標。從膨脹速度曲線可以看出土體浸水后膨脹較快,3035mi

52、n即可完成膨脹量的85%左右;23h后完成膨脹全過程。膨脹速度快對基坑開挖邊坡穩(wěn)定極為不利,同時要求地基基礎處理要迅速,否則對土體強度降低有很大影響。|3.2 3.2 降水、排水措施不力降水、排水措施不力| 第層黑灰色重壤土經(jīng)曝曬干裂,產(chǎn)生許多東西向近于垂直的裂縫,把土體分裂成約1.0m寬的楔形體,上部粉砂層潛水沿裂縫流入基坑,致使裂隙面土質軟化,邊坡土體已處于極限平衡狀態(tài)。同時下部土體因遇水而膨脹崩解,促使極限平衡破壞,導致邊坡滑塌。| 顯化崩解性是膨脹土的一個顯著特征。膨脹土體浸水后,水進入孔隙引起粒間公共水化膜增厚,導致土顆粒間連結減弱或消失,以至土體產(chǎn)生崩解。實質上崩解是土體膨脹的一種

53、特殊形式或者是進一步的發(fā)展。試樣浸水后表層立即產(chǎn)生裂縫迅速崩落,8min后土樣呈塊狀裂開,裂面多沿灰白色與黃色邊緣產(chǎn)生。48h后崩解穩(wěn)定,土樣崩解為2.5cm左右或更小的土塊及粉末。| 膨脹土遇水膨脹后結構改變,土樣強度必然降低。從基坑開挖期間的土樣測試結果卡門,含量大者已達38.9,已接近液限,顯然土體已經(jīng)完全膨脹。土的壓縮性增大,壓縮系數(shù)由原來0.26MPa增加到0.360.48MPa,有的已達到完全膨脹后的壓縮系數(shù)值;室內完全膨脹后的壓縮系數(shù)為0.530.56MPa ,比原狀土增加1.52.2倍。原內凝聚力5578KPa,試驗室浸水膨脹后凝聚力僅7.026.0KPa(約為原來的1/31/

54、4);內摩擦角也由原來的2021降低到14(降低57),比貫入阻力降低2/3。|4 4 事事 故故 處處 理理|4.1 4.1 設置降水系統(tǒng)設置降水系統(tǒng)| 由于基坑基礎開挖到底,工程水文地質情況十分清除,降水系統(tǒng)采用兩階分層封閉降水。一階采用輕型| 塑料管井系統(tǒng),一階為真空射流輕型井點系統(tǒng)。輕型塑料管井為25mm硬質塑料花管、包塑料紗及紗布;采用150型鉆機成孔下管,管外濾料為粗砂,抽水泵采用1.01.5英寸微型潛水電泵,井距8.0m、井深11.5m,主要抽降上部粉砂層水。由于地下水流場已經(jīng)形成,加之是雨季施工,降水效果不十分理想,礫石層仍有水流出但水量很小,采用盲溝和局部小井點處理;而上部真

55、空射流井點系統(tǒng)抽降粉砂層水比較成功。|4.2 4.2 固坡、清基固坡、清基| 降水對邊坡土體穩(wěn)定起到很大作用,同時又采取放緩邊坡、做好坡面截水等措施。邊坡下部結核層及膨脹土部分采用塊石擋墻,墻前設反濾層導水入井。清基采用邊清邊換砂的辦法,換砂可以起到壓重和濾層作用,有可以減少膨脹對基礎的影響。換砂的厚度視清除厚度而定,一般要求不小于20cm,以完全消除擾動部分和控制基底高程為準。|5 5 地地 基基 處處 理理 與與 基基 礎礎 修修 改改|5.1 5.1 地基處理地基處理| 根據(jù)地基土膨脹力不大和膨脹速度快的特點,采取了隔水、隨清隨封的方法對地基進行處理。首先將原擾動后的土全部清除并超挖20

56、cm,隨即用水泥砂漿封閉,水泥砂漿厚20cm;站房基礎部位因無防滲要求采用回填黃砂的方法,換砂厚度0.82m不等,以控制基底高程為準,封填或振實完畢后隨即進行基礎澆筑,實踐證明效果很好|5.2 5.2 地基設計參數(shù)取值地基設計參數(shù)取值| 關于地基參數(shù)的取值,采用原狀土的參數(shù)不符合實際而且明顯偏高,采用完全膨脹后的參數(shù)同樣不符合實際而且明顯偏低。除膨脹性因素外深基坑開挖土體也有一定的回彈,所以基底下土體強度介于以上兩者之間。充分考慮以上因素地基土參數(shù)為:c=27KPa,=20。| 地基設計與計算原則是以荷載大于膨脹力為尺度,即:P(荷)Pe(脹);膨脹變形量Se0.泵站地基按砂墊層計算,同時加密

57、底層板鋼筋;站身改為現(xiàn)澆混凝土,并增加封頂鋼筋,下游翼墻原設計為扶壁式鋼筋混凝土擋土墻,后改為重力式漿砌塊石擋土墻,同時加寬地板尺寸以增加抗滑和抗傾穩(wěn)定性,減小地基反力增加地基強度儲備。| 泵站基礎完成后,在基礎前進行了靜力觸探試驗,曲線表明原狀土體的比貫入阻力為4.2MPa,而基礎下比貫入阻力僅1.11.5MPa,影響深度2.0m左右,尤以1.01.5m范圍內嚴重。泵站建成后進行了沉降觀測,最大沉降量32.1mm,最小25.3mm,沉降差6.8mm;沉降量和最大容許沉降差均符合規(guī)范要求.|1 1 工工 程程 概概 況況|京光廣場位于廣州市天河路。| 基坑深16m,雙排鋼筋混凝土密布樁支護,樁

58、徑1.0M,一道錨桿加固。| 1995年6月某日凌晨1時5分,基坑支護樁突然斷裂,斷裂部位在基坑底面以上,其高度不等,但兩端頭部位較高,中間接近基坑底面,造成長達40M的邊坡大塌房,基坑邊緣的兩層工棚滑入基坑,造成2人死亡,17人受傷。4時許,繼續(xù)倒塌的支護樁又導致兩個移動式辦公室倒塌。倒塌的工棚原為小賣部、倉庫、材料庫和工人宿舍,事故傷亡者多為外地民工。|2 2 事事 故故 分分 析析| 2.1 譏基坑工程事故的主要原因是各方面片面追求較低的工程造價,使得支護 系的安全儲備過小。| 2.2 基坑邊緣嚴重超載。基坑施工時,施工單位在倒塌地段的基坑邊緣建造一個兩棚作為倉庫、小 部、材料、工人宿舍

59、,基坐邊還有移動式辦公室,形成較大的地面鑄加荷載,使基坑支護結構所承受的作用力遠大于設覡抗力,從而產(chǎn)生較大的變形。| |2.3 工人們把生活用水隨意倒在基坑邊,造成支護樁后土體含水量不斷增大,支護結構所受的主動土壓力增大。| 2.4 施工單位監(jiān)測不力,安全意識差。事故發(fā)生的前一天,已發(fā)生基坑周圍地面開裂,支護樁墻有松動的跡象,這是基坑支護結構大變形征兆,但并未引起有關部門的高度重視,監(jiān)測部門也沒有及時報警,更沒有采取果斷的處理措施將險情消滅在萌芽狀態(tài)之中,從而造成災難。|3 3 事事 故故 處處 理理| 事故發(fā)生后,天河消防中隊的三輛消防車首先趕到現(xiàn)場,消防隊員立即與工地民工一起從瓦礫中搶救傷

60、員。廣州市急救中心 迅速調動附近醫(yī)院投入搶救。附近的派出所和公安分局的干警也趕到現(xiàn)場,協(xié)助救援。副市長及城建部門的領導也親臨現(xiàn)場指揮搶救工作。| 由于支護樁從基坑底面以上不同高度斷裂,事故發(fā)生時,基坑開挖也基本結束了,所以事故現(xiàn)場清理后,可以繼續(xù)進行基礎施工。|1 1 工工 程程 概概 況況|廣州某大廈位于珠江大橋口,南靠交通干線黃沙大道,東鄰荔灣公園的荔灣湖。該大廈地上22層,地下室2層,開挖面積1260,基坑深8.0M采用直徑為1000MM的鉆孔灌注樁支護,樁長14M,嵌入粘土層1.0M,樁距1.3M,樁間用直徑為700MM的高壓旋噴樁連接,形成擋土防水帷幕,基坑平面見圖297。| 該場地

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