优质建筑课件推选——建筑工程安全事故案例分析.ppt

上海 -楼脆脆,引言,2009年6月27日，清晨5时35分，上海闵行区梅陇镇“莲花河畔景苑”一栋在建的13层楼倒塌。倒塌的7号楼整体向南倾倒，倒塌后，其整体结构基本没有遭到破话，甚至其中玻璃都完好无损，大楼底部的桩基则基本完全断裂。网友戏称为“楼脆脆”,倒塌的楼房（从北往南看）,倒塌的楼房（从南往北看）,楼踏保存完好的玻璃,暴露的地梁与PHC管桩,破坏的PHC管桩,“楼脆脆”事件发生前一天，倒塌的7号楼附近定浦河防汛墙塌方事件，塌方量达一万多立方。,相关事件,事件原因分析,1.基坑开挖堆土产生的重压 2.基坑开挖在楼的南面形成临空面 3.上海地区软土地基承载力偏低，只有80Kpa 4.PHC管桩的抗剪强度太差 5.连日暴雨,坊间猜测,原因一：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。 原因二：防汛墙损毁导致？ 就在前天，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。 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。 原因三：房子有质量问题？ 很多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。相关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。,专家分析,2009年6月27日，已从事土木工程研究53年的工程院院士、东南大学吕志涛教授接受记者采访时对上海13层楼房倒塌事件感到震惊。他认为，出现这种情况的几率微乎其微。由于没有到实地调查，吕教授初步猜测楼房倒塌的原因可能是施工方偷工减料。,中国工程院院士 吕志涛,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。 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PHC桩产生很大的偏心弯矩，最终破坏桩基，引起楼房整体倒覆。 针对部分桩基是空心水泥管的疑问，江欢成表示，空心桩是很好的桩型，节省材料，垂直承载力很强。同时，从设计角度来说，建筑物通常不依靠桩基来抵抗水平推力。,中国工程院院士 江欢成,专家分析,政府态度,事故发生后，上海市委、市政府主要领导高度重视。市委副书记、市长韩正当即作出重要批示，要求立即组建由市建设交通委、市安监局、市公安局等部门和有关专家组成的联合调查组，迅速彻底查清事故原因，严肃追究事故责任。,事故处理,2010年2月1日，上海闵行区法院刑事审判庭将在该院的第二法庭公开开庭审理“倒楼事件”的7名直接责任人。去年6月27日，闵行区“莲花河畔景苑”在建的13层7号楼整体倒覆，致一名作业工人当场被压死亡。同年8月12日，闵行区检察院对上海梅都房地产开发有限公司董事长兼总经理张志琴等7名责任人以涉嫌重大责任事故罪批准逮捕。同时被批捕的另外6人为：上海梅都房地产开发有限公司工作人员秦永林，上海众欣建筑有限公司法人代表、董事长张耀杰及工作人员夏建刚、陆卫英，无业人员张耀雄和上海光启建设监理有限公司总工程师兼“莲花河畔景苑”总监理乔磊等,“楼脆脆”六被告过堂,事故善后,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，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。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，完全符合安全的标准，发生再次灾害的可能性比较小。,倒楼原址已改建成花园 “重生”后的莲花河畔景苑小区内，原先倒覆的7号楼处已被改造成一片大面积的绿化水景，还配有喷泉等各种景观设施。据万科相关负责人称，目前小区建筑面积有42000平方米，先前倒覆楼区域的面积为6000平方米，已全部用于绿化建设，因此小区绿化率从36%提升至37%。此外，楼盘的外立面和内部装饰都比过去有所提升，比如门厅外立面加铺了大理石，门厅增加了吊顶和镜面墙等等。,专题一 建筑工程事故分析与处理,新西兰地震,2010年2月27日在智利塔尔卡省拍摄的一座遭受地震损坏的桥梁,智利第二大城市康塞普西翁8.8级地震后房屋倒塌,一排公寓楼在地震后发生倾斜,闵行一工地施工电梯坠落三名工人一死两伤,四川宜宾旧楼爆破打孔时发生坍塌8人遇难,杭州一建筑工地发生工棚坍塌事故,哈尔滨建筑工地塔吊倒塌2人死亡1人受伤,西安发生升降机违规载人坠落事故 致6死17伤 23人违规使用运输建筑材料的升降机 钢绳突然断裂，升降机严重倾斜 升降机平板垮落，造成6人死17人伤,郑州一在建大楼脚手架垮塌 竹脚手架倒塌事故,哈尔滨市黄河公园地下红博世纪广场在建工程模板支架发生坍塌,南京暴雪压垮菜场,厂房垮了,四川地震房屋倒塌,杭州地铁事故,基坑倒塌事故,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。（正面 反面） 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，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，这与设计和建造新建筑有较大的不同，而拿握这方面的知识和技术是非常必要的。,学习目的,1、筑结构事故的类别及原因综述,建筑结构的功能要求： 能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种作用； 在正常使用时具有良好的工作性能； 在正常维护条件下具有足够的耐久性； 在偶然作用(如地震作用、爆炸作用)下保持必要的整体稳定性。,建筑事故分类 按事故的严重程度分：可分为重大事故或倒塌事故(如引起人员伤亡)、严重危及安全的事故(如墙体严重开裂、构件断裂等)、影响使用的事故(如房屋漏晰、变形过大，隔热隔声不好等)以及仅影响建筑外观的事故等。 按事故发生的阶段分：有施工过程中发生的事故、使用过程中发生的事故和改建时或改建后引起的事故。 按事故发生的部位来分：有地基基础事故、主体结构事故、装修工程事故等。 按结构类型分：有砌体结构事故、混凝土结构事故、钢结构事故和组合结构事故等。,2 建筑结构事故的类别及原因综述,按事故发生后果的严重程度： 一级： 死亡30人以上，直接经济损失300万元人民币以上。 二级： 死亡人数10一29人，直接经济损失100一300万元人民币。 三级： 死亡人数39人，重伤20人以上，直接经济损失30l00万元人民币。 四级： 死亡人数2人以上，重伤319人，直接经济损失10一30万元人民币。,事故原因综述 管理不善 勘测失误 设计失误 施工质量差、不达标 使用、改建不当,杭州地铁事故,11月15日下午3点20分，杭州市地铁1号线湘湖站工段施工工地突发地面塌陷，一个长达100米、宽约50米的深坑被瞬间撕开，现场路基下陷6米。来自施工现场东侧河沟以及断裂的地下自来水管、排污管的污水淤泥倾泻而下，就此淹没失踪人员的生还希望。,基坑的开挖必须分层、分段，且开挖时间不宜过长，每次分层开挖控制在3米，分段开挖保证在1520米； 基坑必须先支撑后开挖，并把握好支撑的细节，基坑的变形要求在受控的状态； 注意在雨天环境下基坑的及时排水，在完工后，要立即加固混凝土，确保基坑不变形。,韩国汉城三丰百货大楼,1995年6月29日下午突然倒塌，事故造成502人死亡，930人受伤，113人失踪，堪称房屋倒塌史上的最大惨剧。 事故的直接原因是房屋的加层、扩建、更改结构和盲目增加荷载。大楼的第五层改建、屋面板超厚及楼顶安装冷却塔等累计增加了近1000kgm2的荷载，使四、五层部分没有支撑的立柱不堪重负而产生失稳破坏，最终导致大楼倒塌。,使用、改建不当,1994年5月18日，浙江温州市某厂将一幢沿街四层住宅楼的底层拆改装修成营业用房，房屋承重结构遭受严重破坏而倒塌，致使4人死亡，7人受伤，直接经济损失200余万元。 1994年9月28日，上海某厂一生产车间由某超市改建为商场，装修中未做鉴定、分析，将砖柱误作钢筋混凝上柱，盲目加大荷载而倒塌，酿成人员8死3伤的恶性事故。 1997年3月25日，福建莆田新光电子公司的一幢四层宿舍楼整体倒塌，造成31人死亡，近百人受伤，原因是盲目加层，在原一层框架结构食堂上加盖了三层砖混结构宿舍，基础产生冲切破坏而导致房屋倒塌。 1998年4月21日，湖南长沙市中山路边的培罗蒙服装公司六层大楼的上部三层突然倒塌，导致8名实习女生遇难，调查结果表明，大楼也有盲目加层、违章装修、擅自改变房屋结构的行为。,3 事故处理的一般程序,基本情况调查 初步分析事故最可能发生的原因，并决定进一步调查及必要的检测项目。 复核分析计算 专家会商 调查报告,基本情况调查,结构及材料检测 补充勘测； 材料强度复查； 建筑物表面缺陷的观测； 结构内部缺陷的检查； 必要时作模型试验或现场加载试验 复核分析计算 专家会商,调查报告 工程慨况； 事故情况； 事故调查记录； 现场检测报告 ； 复核分析，事故原因推断，明确事故责任； 对工程事故的处理建议； 必要的附录。,4 、建筑结构现场检测方法,概述 建筑结构现场检测内容： 常规的外观检测 强度检测 内部缺陷的检测 材料成分的化学分析 建筑结构现场检测特点： 现场条件差，环境干扰因素多； 工程管理不善，没有完整的技术档案、技术资料，检测工作要周到计划、慎重对待。 一般不允许破坏原构件，对有些强度检测常常要采用非破损或少破损的方法进行。 检测数据要公正、可靠，经得起推敲。,砌体结构的检测 材料（砖材、石材或其他块材及砂浆）强度 砌筑质量(如砌筑方法，砌体中砂浆饱满度、截面尺寸及垂直度等；横平竖直、砂浆饱满、灰缝均匀、上下错缝、内外搭砌、接槎牢固。 ) 砌体裂缝的检测 砌体承载力（砌块与灰缝砂浆）,砌体裂缝的检测 裂缝的长度、宽度、裂缝走向及其数量，形态等。 裂缝的长度可用钢尺或一般米尺进行测量。宽度可用塞尺、卡尺或专用裂缝宽度测量仪进行测量。对于裂缝的走向、数量及形态应详细地标在墙体的立面图或砖柱展开图上，进而分析产生裂缝的原因并评价其对强度的影响程度。,砌体中砌块强度的检测 抗压强度试验（五块） 将砖样锯成二个半砖(每个半砖长度不小于100mm)，放入室温净水中浸10一30min，取出以断口方向相反叠放，中间用净水泥砂浆粘牢，上下面用水泥砂浆抹平，养护三天后进行压力试验。加荷前测量试件两半砖叠合部分的面积A(mm)，加荷至破坏，若破坏荷载为 P(N)，则抗压强度,原位扁顶法,砌体中砌块强度的检测 抗折强度试验（五块） 在抗折活动架上进行。滚轴支座置于条砖长边向内20mm，加荷压滚轴应平行于支座，且位于支座之中间工2处，加载前测得砖之宽b，厚h，支承距L。加荷破坏荷载为P，则抗折强度为,根据试验结果，可按表115确定砖的强度等级。,砌体中灰缝砂浆强度的检测 对于砌体中的砂浆，则已不可能作成标准的立方体(70.7mm70.7mm70.7mm)的试件，无法按常规试验方法测得其强度。 冲击法 点苘法 剪切法 拉拔法 粘结法 回弹仪法,冲击法 在砌体上凿取一定数量的砂浆加工成颗粒状，由冲击锤将其粉碎。冲击将消耗一定的能量。砂浆粉碎后颗粒变小变细，表面积增加。试验研究表明，在一定冲击作用下，砂浆颗粒增加的表面积与破碎功的增量呈线性关系而砂浆的抗压强度与单位功的表面积增量有定量关系。从而可据此测得砂浆的强度。 设备： 冲击仪、圆孔筛（12mm和10mm）、一套砂标准筛及感量为0.01g的天平。(落镖冲击仪、摆锤冲击仪),试件制作： 取硬化砂浆600g、加工成10mm 12mm的颗粒、在5060摄氏度下烘烤46h,在常温下搁置812h ,再将其分成三分，每分50g。 试验方法及步骤： 第一阶段：冲击2次，进行筛分和称重； 第二阶段：将试样重新放回，摊平，冲击4次，再进行筛分和称重； 第三阶段：将试样重新放回，摊平，冲击4次，筛分和称重； 测定冲击后试料的表面积，同时计算破碎试料所消耗的功，计算单位功的单位面积增量； 计算砂浆的抗压强度值,点荷法 是通过对砂浆层施加集中“点荷”，测定试件所能承受的“点荷值”，结合试件的尺寸等因素，推算出砂浆的立方体强度。（劈裂试验，劈拉强度与抗压强度） 试件加工： 剥离砂浆层，剔除有明显缺陷、无代表性的试样，留下厚薄均匀的试样，加工成厚度为512mm，直径约3050mm的圆形试件（半径在1525mm），将加荷面处细心磨平。 试验步骤：点荷法的加载头及支座均为一圆锥体，加载时，上下压头要对中，试件要保持水平；然后慢慢加压到试件破坏。（破坏时的荷载、试件的厚度、加载点到试件边缘的距离）,剪切法 是利用砂浆的抗剪强度来换算其强度。 试件加工： 剥离砂浆层，大面、条面均平整，厚度715mm，宽1550mm。 试验步骤：测定试件的截面积，将一端固定，长度净跨不小于22mm，然后用上下刀片加剪切荷载，测量其破坏荷载，计算。,拉拔法/推出法 拉拔法测量砌体中砂浆的强度是在原墙体内将一丁砖两侧的竖缝砂浆剔除，为避免正应力的影响，将试验丁砖45度范围内、上三皮砖的水平缝内的砂浆也剔除掉。在丁砖上安装U形套管，然后加力将丁砖拉拔出。就可根据拔出极限力P，计算砂浆的抗压强度。,回弹法 根据表面硬度与强度之间有一定关系而建立的一种非破损试验法。 测点选择：消除抹灰或饰面，清除勾缝砂浆，磨平灰缝；选择的测点，砂浆与砖应粘结良好，缝厚适中(911mm）。 测定方法：将回弹仪对准平缝的砂浆缝，回弹仪应与被测面垂直，保持水平位置，然后连续弹击5次，头2次为预弹，不读数。以第3、4、5次的回弹值为准，取其平均数；同时将弹击点击出的小圆坑的坑深量出，精确到0.1mm。由回弹值及坑的深度，即可由有关图表查出砂浆的强度。 优点：操作简便、测试速度快，仪器便于携带，非破损、可以多测。 缺点：测试结果离散度大，常与冲击法等结合应用。,砌体强度的检测 按砌体结构设计规范求得砌体强度； 墙体直接试验测得其强度： 实物取样试验 自然分离，不要敲断条砖，留有马牙搓，不要让试件松动，在加压面用1：3砂浆座浆抹平，养护7天后加压。加压前要先估计其破坏荷载。加压时的第一级加破坏荷载的20，以后每级加破坏荷载的10，直至破坏。,顶出法测抗剪强度 原位测定法。选择门、窗洞口作为测区，将试验区取 L(370一490mm)长一段，两边凿通、齐平，加压面座浆找平。加压用千斤顶，受力支承面要加钢垫板，逐步施加推力，此推力对砌体试件的受力面来说是剪力。,用扁千斤顶测定 湖南大学土木系提出的一种半破损试验法。在墙体上沿灰缝开两条平行的条槽，放入扁千斤顶的两片液压头。试验时由油泵加压，扁式千斤顶因进油而膨胀，对砌体产生压力，压力可在油压表上读出。继续加压直到砌体破坏，从压力表的油压值可换算得到砌体强度。,混凝土质量的检测 混凝土表面裂缝及蜂窝面积的检测 混凝土强度的非破损检测 局部破损法检测混凝土的强度 混凝土内部缺陷的检测,混凝土表面裂缝及蜂窝面积的检测 混凝土表面裂缝的检测 检测的项目：裂缝的部位、数量和分布形态；裂缝的宽度长度和深度；裂缝的形状，如上宽下窄、下宽上窄、中间宽两端窄、八字形、网状形、集中宽缝形等；裂缝的走向，如斜向、纵向、沿钢筋向、是否还在发展等；裂缝是否贯通，是否有析出物、是否引起混凝土剥落等。 检测方法：裂缝长度可用钢尺或直尺量，宽度可用检验卡或20倍的刻度放大镜测定；裂缝深度可用细钢丝或塞尺探测，也可用注射器注入有色液体，待干燥后凿出混凝土观测。,HFFSY型裂缝深度测试仪,KON-FKA 数显式裂缝宽度测试仪,HFFKY-II型非接触式桥梁裂缝观测仪,HFFKY-II型裂缝观测仪是一种便于携带、易操作、并能快速准确测量裂纹宽度、长度及走向的精密CCD光电仪器，主要用于铁路混凝土桥梁、隧道等现场的远距离裂缝宽度尺寸测量，也可用于公路桥梁、坝体、建筑物的远距离裂缝尺寸测量。 HFFKY-II型裂缝观测仪采用远距光电测量原理及CCD图象处理技术进行窄长裂缝的量化测量。结合可视化处理软件快速实现对裂纹宽度和长度的自动化定量测量，裂纹图象可实时采集、分析和处理。,混凝土表面裂缝及蜂窝面积的检测 蜂窝面积的检测：蜂窝面积可用钢尺、直尺或百格网进行测量，以蜂窝面积占总面积的百分比计。,混凝土强度的非破损检测 回弹仪法 回弹法的原理：是根据混凝土表面的硬度与抗压强度之间有一定的关系，利用测量表面硬度来推算混凝土的强度；所用的仪器是回弹仪。,混凝土强度的非破损检测 回弹仪法 检测方法:回弹仪测区面积一般为：200mm*200mm左右,选十六个点。测定十六个点的回弹值，分别剔除三个偏大值与三个偏小值，取中间十个点的回弹值平均值作为测定值。（测区表面、钢筋密集区） 混凝土强度的推测：由平均回弹值、再由回弹值与混凝土强度的关系曲线（称为测强曲线），即可查得混凝土的强度。（统一测强曲线、地区测强曲线、专用测强曲线）,混凝土强度的非破损检测 超声脉冲法 超声脉冲法是根据超声脉冲在混凝土中的传播规律与混凝土强度有一定关系的原理，通过测定赵声脉冲的参数，如传播速度或脉冲衰减值，来推断混凝土的强度。目前国产的超声脉冲仪大多是测量传播速度的。超声脉冲仪产生的电脉冲通过发射探头（即电声换能器）使声脉冲进入混凝土，然后电接收探头（即声电换能器）接收，仪器测得讯号的时间可直接化为声速表示出来，从仪器上读出了声速即可由有关测强曲线求得混凝土的强度。 测试步骤：测试要选两个对面，一边放发射探头，一边放接收探头。测点布置视结构的大小和精度而定一般可取十个方格，一般方格边长1520cm左右，在一方框内测三个声速，取其平均值。测点应避开有缺陷及应力集中的部位，并应避开顶埋件及与声同路平行而又很近的钢筋。两对面一般选择两侧面。设探头处表面要平整、干净。有不平整处可用砂纸磨平，在置探头处可适当涂一薄层黄油等粘合剂，探头要压紧表面，以减少声能反射损失。 混凝土强度的推断：与回弹法相似，应当率定测强曲线。,58-E0049/B混凝土超声回弹综合测试仪,功能： 通过回弹值、脉冲速度对混凝土的强度和缺陷进行检测,包括裂缝,孔洞,蜂窝,夹渣,离析,均匀性检测。 原理： 超声回弹综合法相比单一的回弹法和超声法，能够减少一些因素的影响，较全面的反映整体混凝土的质量，对提高无损检测混凝土强度的精度具有明显的效果。 特点： 电子回弹仪直接采集数据，无须手动输入回弹数据。,局部破损法检测混凝土强度 钻芯法 钻芯法是使用专门的钻芯机在混凝上构件上钻取圆柱形芯样，经过适当加工后在压力试验机上直接测定其抗压强度的种局部破损检测方法。 试样制取: 取芯的部位应注意以下几点：1、取芯部位应选择结构受力面小对结构承载力影响小的部位；2、取芯部位应避开构件中的钢筋和预埋件，特别是受力主筋；3、作为强度试验用的芯样，不应在混凝土有缺陷的部位(如裂缝、蜂窝等）取；4、取样应注意代表性。 试件直径一般要大于骨料最大粒径的23倍：高度为直径的12倍。一般建筑结构梁、柱、剪力墙的混凝土骨料最大粒径在40mm以下，故一般可加工成100mm*100mm的圆柱体试件。,局部破损法检测混凝土强度 拔出法 拔出法：是在混凝土构件中埋一锚杆（预置，或后装）将锚忏拔出时连带拉脱部分混凝土，试验证明，这种拔出的力与混凝土的抗拉强度有密切相关关系，而混凝上抗拉力与抗压力是有一定关系的，从而可据此推得混凝上的抗压强度。 试验取样：单个构件取祥不少于一组，对整体结构不少于构件总数的30。所选测点表面应平整，要清除抹灰饰面层，应避开蜂窝孔洞裂缝及钢筋。检测点的厚度应大于两倍锚具置入深度，对于厚度小于150mm的构件，只可在一侧布置测点。 试验步骤： 在混凝土构件上钻孔，孔径30mm，深25mm左右； 在钻孔头部扩孔成形，下部环形槽深2.5mm； 将锚具放人孔内； 安装拔出机； 拔出锚杆，读下拔出机上的最大拔力值。,混凝土内部缺陷的检测 声脉冲法（超声波法、声发射法）和射线法 超声波法 缺陷部位存在及位置的检测：混凝土结构内部缺陷的探测要根据声时、声速、声频衰减量、声频变化等参数的测量结果进行评判的。,裂缝深度的测定,钢筋的检测 钢筋位置的检测 直接在构件上进行 钢筋检测仪进行检测,5SCANLOG钢筋扫描仪,准确确定钢筋的轴向位置，并在混凝土表面标记出来。量出钢筋间距，并输入仪器当中。然后仪器会自动计算出钢筋直径，并显示出来。,钢筋锈蚀程度的检测 直接观测法 自然电位测量法,钢筋实际应力的测定 测定步骤： 凿除保护层、粘贴应变片 削磨钢筋面积，量测钢筋应变 钢筋实际应力计算 重复测试，得到理想结果。,