第二章-砌體結(jié)構(gòu)工程事故2014.5

1、,設(shè)計(jì)馬虎,整體方案欠佳,忽視墻體高厚比和局部承壓的計(jì)算,墻體高、橫墻間距大，未封頂前為懸臂結(jié)構(gòu),墻體任意開(kāi)洞,砌筑質(zhì)量差,第2章 砌體結(jié)構(gòu),未注意構(gòu)造要求,材料質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán),改變房屋結(jié)構(gòu),改變使用用途,【例2-1】某包裝車(chē)間擴(kuò)建廠房倒塌事故 簡(jiǎn)況 某車(chē)間12m跨，為擴(kuò)大車(chē)間，由東端向北接出一段廠房，使車(chē)間成L形（見(jiàn)圖2-1 ），擴(kuò)建廠房在施工過(guò)程中突然倒塌，造成4值班施工人員死亡。, 2.2 砌體強(qiáng)度不足引起的事故,工程概況,廠房車(chē)間及擴(kuò)建部分均為單跨單層，有輕型吊車(chē)（起重量為10kN）。擴(kuò)建部分跨度為12m，采用鋼筋混凝土雙絞拱屋架（標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件），屋架間距4.5m，承重墻為370mm,帶24

2、0mm*370mm磚垛。屋面采用4.5m*1.5m槽型板，屋面為普通做法，即有平均厚100mm水泥焦渣保溫層，20mm水泥砂漿找平層，二氈三油防水層，上撒小豆石，吊車(chē)梁支于帶磚垛的墻體上，吊車(chē)梁頂標(biāo)高為4.25m，屋架下弦標(biāo)高5.8m，屋架支于托墻上，托墻梁240mm*450mm，支于墻垛上。擴(kuò)建部分由縣設(shè)計(jì)試室設(shè)計(jì)，縣施工隊(duì)施工。施工質(zhì)量一般，要求材料為MU7.5磚、M5砂漿均合格。,事故分析,托墻梁與吊車(chē)梁基本在同一高度，如設(shè)計(jì)成整體，則屋面荷載、屋架及上段墻體重可通過(guò)托墻梁傳給帶壁柱的墻體。但設(shè)計(jì)者將托墻梁與吊車(chē)梁分開(kāi)，中間空有70mm間隙，這樣屋面?zhèn)鱽?lái)的荷載與上段墻體只壓在240mm3

3、00mm的磚垛上，形成局部承壓。設(shè)計(jì)人員疏忽了，并未進(jìn)行局部承壓驗(yàn)算。經(jīng)復(fù)核，這部分局部承壓強(qiáng)度嚴(yán)重不足。這是造成事故的直接原因。,事故結(jié)論,1、墻體托梁下局部承載力嚴(yán)重不足是引起倒塌的主要原因。 2、擴(kuò)大車(chē)間端部無(wú)山墻，應(yīng)屬?gòu)椥苑桨?，而設(shè)計(jì)按剛性方案計(jì)算。 3、在風(fēng)荷載作用下（倒塌當(dāng)天刮七級(jí)東北風(fēng)，并下雨），使本來(lái)不安全的墻體又產(chǎn)生了較大的附加彎矩，促使墻體倒塌。,【例2-2】1997年7月12日浙江省常山縣某職工住宅樓突然整體倒塌，造成36人死亡，3人受傷，是建設(shè)部1997年向全國(guó)通報(bào)的另一起一級(jí)重大事故。 該工程為五層半的磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積2476m2,工程造價(jià)219元/m2（不含水電）

4、。結(jié)構(gòu)情況是磚砌承重墻、基礎(chǔ)墻，混凝土條形基礎(chǔ)，預(yù)應(yīng)力圓孔板樓面、屋面，底層為2.15m高的自行車(chē)庫(kù)，上面五層單元住宅，檐口標(biāo)高為16.95m。,該樓是在瞬間倒塌的。倒塌后已成一片廢墟經(jīng)將基礎(chǔ)全面開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)，不少基礎(chǔ)墻的磚和砂漿已呈粉末狀，說(shuō)明結(jié)構(gòu)整體倒塌是從基礎(chǔ)磚墻粉碎性壓垮開(kāi)始的?；A(chǔ)磚墻為軸心受壓，故此事故是典型的因磚砌體軸心受壓承受力不足造成的。,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)周密調(diào)查，正是如下情況與房屋倒塌直接相關(guān)：（1）現(xiàn)場(chǎng)全面開(kāi)挖條基200m（占全長(zhǎng)70%）取磚塊試件4組，原位磚砌體試件3個(gè)；再?gòu)拇u的生產(chǎn)廠家抽取30塊樣磚。得到以下數(shù)據(jù)和情況： 現(xiàn)場(chǎng)磚實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度平均值為5.85MPa,只達(dá)設(shè)計(jì)要求MU

5、10磚應(yīng)有強(qiáng)度的60%；實(shí)測(cè)磚的抗折強(qiáng)度平均值為1.12MPa,只達(dá)MU10磚應(yīng)有強(qiáng)度的50%。 廠家磚樣檢測(cè)結(jié)果是尺寸偏差不合格，抗壓強(qiáng)度十分離散（高的達(dá)21.8MPa，低得僅5.1MPa，標(biāo)準(zhǔn)差5.2MPa，因而無(wú)法固定強(qiáng)度等級(jí)）。 原位砌體抗壓強(qiáng)度平均值0.59MPa，只達(dá)設(shè)計(jì)對(duì)砌體抗壓強(qiáng)度要求（MU10 、M7.5）的15.7%。,（2）基礎(chǔ)墻砌體中的砂，應(yīng)該用中砂或粗砂，實(shí)際使用的是特細(xì)砂；經(jīng)抽樣檢測(cè)含泥量高達(dá)31%（允許值為5%）。施工中竟用石灰鈣代替石灰膏攪拌混合砂漿，導(dǎo)致砂漿無(wú)粘結(jié)力，現(xiàn)場(chǎng)判定所有砂漿強(qiáng)度等級(jí)在M0.4以下。 （3）基礎(chǔ)墻在砌筑過(guò)程中使用了很多半磚，形成大量通縫

6、；且外墻轉(zhuǎn)角處均留直槎。室外散水一直未做，未能對(duì)基礎(chǔ)墻起保護(hù)作用?；炷翖l形基礎(chǔ)高度，設(shè)計(jì)規(guī)定350mm高，實(shí)際只有250mm高。,（4）1997年7月810日常山縣遭洪災(zāi)，城區(qū)2/3被淹，本樓所在地區(qū)匯水面積較大，樓房底層車(chē)庫(kù)進(jìn)水,基礎(chǔ)墻長(zhǎng)時(shí)間積水浸泡（因地基土層中有隔水層，地面水難以下滲）。而本樓基礎(chǔ)墻外側(cè)無(wú)散水，內(nèi)側(cè)既未回填土（設(shè)計(jì)要求回填土，但施工單位卻擅自取消回填土改為架空地面），又無(wú)抹灰粉刷層，致使基礎(chǔ)砌體直接受水浸泡，導(dǎo)致強(qiáng)度大幅度降低。 （5）經(jīng)對(duì)原設(shè)計(jì)文件檢查、復(fù)核，承重磚砌體均能滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的承受力要求，但由于架空層部分的承重磚砌體開(kāi)有洞口，使一些短墻肢成為薄弱部位。經(jīng)驗(yàn)算

7、實(shí)際承載力只達(dá)到軸向力設(shè)計(jì)值的40%54%。,事故原因分析 因此，可以判定本樓房整體倒塌的直接原因有兩個(gè)： 一是基礎(chǔ)墻質(zhì)量十分低劣，磚砌體的抗壓強(qiáng)度極低，基礎(chǔ)墻在軸心受壓狀態(tài)下失效； 二是基礎(chǔ)墻長(zhǎng)期受積水浸泡，強(qiáng)度大幅度下降；同時(shí)因一側(cè)無(wú)回填土支撐，對(duì)基礎(chǔ)墻的穩(wěn)定性和抗沖擊能力也有影響。 本事故的間接原因是造價(jià)壓得過(guò)低。當(dāng)?shù)禺?dāng)年該地區(qū)同類(lèi)建筑物的合理造價(jià)為330360元/m2,本工程只有219元/m2，含水電為255.2元/m2。造成施工單位采用劣質(zhì)材料。 顯然，施工單位、建設(shè)單位的管理混亂，不按基建程序辦事，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和技工素質(zhì)太差也是重要因素。,應(yīng)吸取的教訓(xùn) 這是兩起常見(jiàn)的砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量事

8、故。磚砌體構(gòu)件因承載力不足引起缺陷和倒塌的一般設(shè)計(jì)原因，依其嚴(yán)重程度為： 1、作用效應(yīng)遺忘乘荷載系數(shù)； 2、遺漏某些應(yīng)考慮的荷載項(xiàng)目； 3、取用錯(cuò)誤的計(jì)算簡(jiǎn)圖（支撐條件和計(jì)算跨度）； 4、選用的材料強(qiáng)度指標(biāo)與實(shí)際材料不符； 5、計(jì)算結(jié)果有較大誤差。,一般施工原因依其嚴(yán)重程度為： 1、采用低劣的建筑材料和預(yù)制半成品； 2、施工時(shí)自作主張變更設(shè)計(jì)，添增施加荷重，減小構(gòu)件截面尺寸； 3、砌筑質(zhì)量低劣； 4、砌筑后的構(gòu)件截面尺寸、軸線(xiàn)、垂直度、表面平整度、灰縫厚度等有較大偏差。 另外，使用期間的環(huán)境因素影響（如長(zhǎng)期受水浸泡），也值得注意。,一、挑檐、陽(yáng)臺(tái)塌落事故 1、因主筋放置不當(dāng)而引起陽(yáng)臺(tái)折斷 ；

9、2、因抗傾覆能力不足而引起翻倒 。,2.3 因施工失誤引起的事故,因主筋放置不當(dāng)而引起陽(yáng)臺(tái)折斷,在房屋結(jié)構(gòu)中通常的梁板結(jié)構(gòu)是兩端都有支撐的（支撐于大梁或墻上）。在垂直荷載作用下，梁內(nèi)產(chǎn)生正彎矩，梁或板的底面受拉，因而受拉主筋配置在下面。但是對(duì)于懸挑結(jié)構(gòu)不同，在垂直荷載作用下，挑梁產(chǎn)生負(fù)彎矩，上邊受拉，因而受拉主筋配置在上邊。,事故原因： （1）鋼筋放置位置不對(duì)（不懂原理）； （2）支墊不妥，施工時(shí)澆筑混凝土的工人踩在上邊把鋼筋踩下去，或被澆筑的混凝土壓到下面。,因抗傾覆能力不足而引起翻倒,懸挑構(gòu)件在抗傾覆力矩不夠的情況下會(huì)發(fā)生翻到現(xiàn)象。,構(gòu)件抗傾覆要求：,2.4砌體結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫分析及預(yù)防,原因

10、,預(yù)防措施：（1）合理設(shè)置沉降縫：寬度，縫內(nèi)清潔；（2）加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度和整體性；（3）加強(qiáng)地基驗(yàn)槽工作；（4）不宜將建筑物設(shè)置在不同剛度的地基上；（5）建筑物體形：長(zhǎng)/高要?。唬?）相臨建筑物要有一定的間距（臨近建筑物荷載大時(shí)）。,原因,預(yù)防措施：（1）一定要將基礎(chǔ)的埋置深度設(shè)置到冰凍線(xiàn)以下；（2）換土（非凍脹土）；（3）用單獨(dú)基礎(chǔ)，采用基礎(chǔ)梁承擔(dān)墻體重量，梁下留空隙，防止土的凍脹頂裂基礎(chǔ)和磚墻。,原因,預(yù)防措施,（1）設(shè)置伸縮縫； （2）在施工過(guò)程中要保證伸縮縫的合理做法，使之能起作用； （3）屋面現(xiàn)澆或裝配式有整澆屋面時(shí)要留施工縫，待一段時(shí)間后再澆筑中間的混凝土； （4）屋面施工最好避

11、開(kāi)高溫季節(jié)； （5）遇有長(zhǎng)的現(xiàn)澆混凝土懸挑梁、圈梁時(shí)可分段施工，預(yù)留伸縮縫。,原因,墻體交叉裂縫,縱墻或縱橫墻交接處豎向裂縫,（a）縱橫墻分別施工，留馬牙槎，豎縫為鋸齒形；（b）磚塊強(qiáng)度低或者砌筑中縱橫墻留直槎時(shí)，豎縫表現(xiàn)為直線(xiàn)型；（c）水平地震作用很大而砌筑質(zhì)量又不佳時(shí)，有些縱墻上的豎向裂縫會(huì)發(fā)展成使縱墻向外傾倒。,原因,因承載力不足產(chǎn)生的裂縫,【例2-3】 工程與事故概況： 某職工宿舍為三層磚混結(jié)構(gòu)，縱墻承重。樓面為預(yù)制鋼筋混凝土槽形板，支承在現(xiàn)澆鋼筋混凝土橫梁上。屋蓋為雙曲扁殼。承重墻厚為240mm，標(biāo)號(hào)為75號(hào)(MU7.5)。宿舍樓工程6月初開(kāi)工，7月中旬開(kāi)始砌墻，9月份第一層樓磚墻砌

12、完，10月份接著施工第二層，12月份屋面部分的磚薄殼砌完。,當(dāng)三樓磚墻未砌完，屋面磚薄殼尚未開(kāi)始砌筑，橫隔墻也未砌筑時(shí)，在底層內(nèi)縱墻(走道墻)上，發(fā)現(xiàn)裂縫若干條。裂縫位置見(jiàn)圖。裂縫的形式上大下小，始于橫梁支座處，并略呈垂直狀向下，一直延伸至離地坪面約1m處為止，長(zhǎng)達(dá)2m多。裂縫寬度最大為l1.5mm，有兩處裂縫略呈“八”字形向下延伸。外縱墻的梁支座下面，同樣亦發(fā)現(xiàn)一些形式相仿的裂縫，但不甚明顯，也沒(méi)有內(nèi)縱墻那樣普遍和嚴(yán)重。,原因分析： 本工程設(shè)計(jì)套用標(biāo)準(zhǔn)圖，但是砌筑砂漿原設(shè)計(jì)為25號(hào)(M2.5)混合砂漿，實(shí)際使用的是石灰砂漿。按照當(dāng)時(shí)的磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算，施工中磚砌體抗壓強(qiáng)度僅達(dá)到原設(shè)計(jì)

13、的50左右。此處還由于取消了原設(shè)計(jì)的梁墊，因而造成砌體局部承壓能力下降了60左右。 此外砌筑質(zhì)量低劣，如灰縫過(guò)厚，且不均勻，灰漿不飽滿(mǎn)，砌體組砌質(zhì)量差，橫平豎直不符合要求等當(dāng)砌體負(fù)荷后，灰縫產(chǎn)生過(guò)大的壓縮變形，也促使墻面裂縫。,2.5砌體的加固方法,砌體的加固方法,一、擴(kuò)大砌體截面加固法 這種方法適用于砌體承載力不足但裂縫尚屬輕微，要求擴(kuò)大的面積不是很大的情況。一般的墻體、柱均可采用此法。加大截面的磚砌體中磚的強(qiáng)度等級(jí)常與原砌體相同，而砂漿強(qiáng)度應(yīng)比原砌體中的等級(jí)提高一級(jí)，且最低不低于M2.5。,1、新舊砌體咬槎結(jié)合：在舊砌體上每隔 45皮磚，剔去舊磚成120深的槽，砌筑擴(kuò)大砌體時(shí)應(yīng)將新砌體與之

14、仔細(xì)連接，新舊砌體成鋸齒形咬槎，可保證共同工作。2、鋼筋連接：在原有砌體上每隔56皮磚在灰縫內(nèi)打入直徑6mm鋼筋，也可用沖擊鉆在磚上打洞，然后用M5砂漿裹著插入直徑6mm鋼筋，砌新砌體時(shí)，鋼筋嵌于灰縫之中。,二、外加鋼筋混凝土加固 當(dāng)承載力不足時(shí)，可采用外加鋼筋混凝土加固的方法，此法常適用磚墻和磚柱。 截面形式： （1）單面外加鋼筋混凝土單向偏心構(gòu)件受拉一側(cè); （2）雙面外加鋼筋混凝土雙向均可能偏心或接近中心受拉; （3）四面包圍雙向均可能偏心或接近中心受拉。,(a) (b) (c)墻體外貼混凝土加固示意圖（a）單面加混凝土（開(kāi)口箍）；（b）單面加混凝土（閉口 箍）；（c）雙面加混凝土,(a)

15、 (b) 用鋼筋混凝土加固磚壁柱示意圖（a）單面加固；b）雙面加固,(a) (b) (c) 外包混凝土加固磚柱示意圖 （a）單側(cè)加固；（b）雙側(cè)加固；（c）四周外包加固,三、外包鋼加固,外包鋼加固具有快捷、高強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。用外包鋼加固施工快，且不要養(yǎng)護(hù)期，可立即發(fā)揮作用。 1、做法：加固砌體四周粘貼角鋼，用卡具臨時(shí)夾緊固定角鋼，然后焊上綴板，最后去掉卡具外粉水泥砂漿。 2、材料規(guī)格：角鋼L505；綴板：355或6012,外包鋼加固磚柱示意圖,四、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層加固,加固整片墻體示意圖,鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層加固墻體是在墻體表面去掉粉刷層后，附設(shè)直徑48mm鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)片，然后噴射砂漿（或細(xì)石混凝土）或分層抹上密綴的砂漿層。這樣使墻體形成組合墻體，俗稱(chēng)夾板墻，夾板墻可大大提高砌體的承載力和延性。面層厚度3045水泥砂漿；45細(xì)石混凝土,五、增設(shè)圈梁、拉桿,1、增設(shè)圈梁 增設(shè)圈梁的目的主要是為了增加房屋的整體剛性。,加固砌