建筑施工技術(shù)-Construction Technology of Civil Engineering 西安秦王府城墻倒塌原因分76課件講解

建筑施工技術(shù)ConstructionTechnologyofCivilEngineering西安秦王府城墻倒塌原因分析目錄CONTENTS一、府邸之墻二、傾覆型破壞三、破損的海墁四、城墻的排水

五、倒塌原因分析01府邸之墻在持續(xù)5天的降雨后，西安在周末終于迎來短暫的晴天。晴朗的周末適宜外出盡情游玩。因為到了周一工作日，令人困擾的降雨將再次來臨。然而，在8月8日，晴朗的周六早晨，位于新城廣場的古城墻卻發(fā)生了意料之外的倒塌。高逾10m的城墻甚至沒有撐到周一的雨天。伴隨著墻體的破壞，城墻內(nèi)堆填的土體大量剝落，在短時間內(nèi)全部變成了磚石與泥土混合的廢墟。城墻一失以往的堅固與沉穩(wěn)，自發(fā)性地整體傾倒。倒塌的城墻是明代秦王府遺址的一部分。明秦王朱樉為朱元璋的第二個兒子，明秦王府是其府邸。倒塌的部分位于府邸的南側(cè)。明秦王府城墻遺址范圍經(jīng)過了600余年風雨的洗禮，原來的城墻早已是殘磚敗瓦。特別是1921年馮玉祥在西安為了修建督軍府，把城墻的包磚全部都拆了，真正遺留下來的僅為裸露的夯土。真正的城墻只剩下夯土裸露的夯土沒有任何防護，長期被雨水沖刷可能會出現(xiàn)崩塌。為了保護好歷史性的文物，西安市在2003年后陸續(xù)對這些城墻進行了加固與防護，主要的方式是在這些夯土的外部加砌磚頭與填土，力圖恢復(fù)以往城墻剛建成時的風貌。陸續(xù)開展的城墻加固防護工作本次事件中倒塌的城墻也進行了類似的處理。在殘存下來的夯土墻外部，是新建的包磚砌體和填土，原來的土墻則被包裹在新建的城墻內(nèi)部。新舊城墻之間的關(guān)系02傾覆型破壞從現(xiàn)場照片來看，本體夯土墻似乎并沒有遭受破壞，出現(xiàn)倒塌的僅是城墻新建部分。倒塌部分的滑裂面可以十分清晰地看到，城墻的包磚發(fā)生了繞底部支點的整體轉(zhuǎn)動，并最終倒下。包磚發(fā)生整體轉(zhuǎn)動，最終倒下?lián)跬翂こ贪l(fā)生整體破壞時，大致可以分為三種主要的破壞類型。一是滑動（Sliding），擋土墻整體向外擠出，沒有明顯的旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動；二是傾覆Overturning），擋墻繞基礎(chǔ)底部發(fā)生整體向外的轉(zhuǎn)動；三是失穩(wěn)（Instability），這是由于地基土過于松軟導致的，與前者相反，此時擋墻將繞墻頂產(chǎn)生反方向的轉(zhuǎn)動。在本次事件中，城墻的包磚正是扮演了擋土墻的角色，發(fā)生了典型的傾覆型破壞。典型的傾覆型破壞對于傾覆型破壞，一般是由墻背后的填土壓力過大引起的。當填土作用于墻背的壓力超過臨界點，壓力將開始令墻體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。但值得注意的是，新建的城墻已完工多年。如果說包磚的強度一開始就不足以抵抗背后土壓力，似乎難以解釋為什么在多年之后才發(fā)生了破壞。03破損的海墁如果我們在網(wǎng)上深入搜索，可以發(fā)現(xiàn)事件中倒塌的城墻在去年已經(jīng)出現(xiàn)了損害。2019年9月，也是因為連日陰雨，城墻的頂部（海墁）部分區(qū)域出現(xiàn)下陷開裂。除此之外，墻體在端部與側(cè)面也開始滲水。海墁出現(xiàn)下陷滲水的墻面從城墻倒塌的現(xiàn)場照片來看，19年城墻的損害還沒完全修復(fù)。照片中，城墻頂部似乎設(shè)置有簡易的擋雨蓬，應(yīng)該是為了防止雨水流入破損的海墁。城墻頂部簡易的擋雨蓬墻面滲水與海墁下陷值得進一步研究，因為這不是城墻在正常情況下應(yīng)該出現(xiàn)的。這些征兆，暗示著城墻內(nèi)進入了大量的水，而且不能充分順暢排出。當城墻內(nèi)沒有良好的排水條件時，水會積聚在墻的內(nèi)部，形成三角形分布的靜水壓力。城墻內(nèi)部水積聚形成靜水壓力在靜水壓力的水平作用下，包磚砌體會發(fā)生側(cè)向變形，墻背后的土體發(fā)生側(cè)向擠出，從而帶動了城墻頂部伴隨發(fā)生下陷。相比起風沙，水更為城墻的克星。在靜水壓力下，城墻發(fā)生側(cè)向變形04城墻的排水在正常情況下，城墻會設(shè)置多項措施，以防止雨水進入城墻內(nèi)部或在內(nèi)部積聚，即使是在古代。城墻墻頂?shù)暮＼ǔO(shè)置坡度，當降雨時，雨水會順著坡度集中到以一定間隔布置在墻頂?shù)募?。城墻頂部的集水口集水口與城墻的流水槽相連，匯聚的雨水最終通過流水槽垂直排到地面的水溝。城墻側(cè)面的流水槽通過這項措施，可以保證大部分的雨水系統(tǒng)性地排到地面。然而，有小部分雨水仍可能通過包磚之間不密實的縫隙進入到城墻內(nèi)部。這時，在城墻內(nèi)部也要設(shè)置排水通道。南京的龍吐水回頭看本次倒塌的城墻，雖然在側(cè)面找到了用于表面排水的流水槽，但從19年墻面滲水的情況來看，內(nèi)部可能并沒有設(shè)置充足的排水通道。城墻側(cè)面的流水槽如南京的古城墻，同樣為明朝所建，在城墻的頂部與底部均設(shè)置有內(nèi)部排水口，當下雨時，滲入城墻內(nèi)部的雨水也可以通過這些排水口泄出，形成了獨特的“龍吐水”現(xiàn)象。05倒塌原因分析綜合以上分析，西安明秦王府城墻倒塌的主要原因可能是城墻內(nèi)部缺乏排水，雨水積累在城墻內(nèi)部，最終誘發(fā)了倒塌。在城墻建好之后，包磚僅承受內(nèi)部填土的水平壓力。在土體干旱時，這個壓力很小，包磚的強度完全可以承受。降雨后，部分雨水通過包磚的縫隙進入了城墻內(nèi)部。由于內(nèi)部缺乏排水通道，雨水只能通過墻體側(cè)面緩慢滲出。在連續(xù)下雨時，因雨水排放能力不足，城墻內(nèi)部的水位不斷升高，導致了越來越高的靜水壓力。城墻在額外的壓力下發(fā)生擠出變形，并導致了墻頂海墁的下陷。墻頂在19年下陷破損后，一直未得到完全修復(fù)，降雨天氣時雨水比以前更容易通過破損部位進入城墻內(nèi)部。內(nèi)部填土在雨水的長期浸泡下，力學性質(zhì)被削弱