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    土木工程事故案例分析

    时间:2019-05-23 00:20:02  来源:本站  作者:

      土木工程事故案例分析_建筑/土木_工程科技_专业资料。土木工程事故案例 分析报告 学号: 姓名: 指导老师: 案例一 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 18 层,总高度 76.8m,总建筑面积 36482m

      土木工程事故案例 分析报告 学号: 姓名: 指导老师: 案例一 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 18 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 2012 年 6 月开工, 2012 年 9 月中旬施工地下室外墙, 2013 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 0.27 mm。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 0.1 8mm。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 1℃,当时的 最大风速 7m/s ,湿度仅有 30~ 40%,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 2013 年 1 月下旬,温度较施工时降低近 30℃,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 480kg/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. 4×10- 4 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、留槽 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,须加以认线.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,其线/ ℃,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。 6.湿度变形裂缝。普通混凝土在空气中硬结时,体积会发生收 缩,由此而在构件内产生拉应力,在早期混凝土强度较低时,混 凝土收缩值最大。因此,若构件早期养护不良,极易产生收缩裂 缝。这类裂缝,在现浇剪力墙、水池底、壁等工程结构中最为常 见。 7.徐变裂缝。 结构构件在内应力的作用下, 除瞬时弹性变形外, 其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。据文献记载 受弯构件由于徐变变形的作用,其长期变形值可增加 2 ~ 3 倍,因 变形量加大而使拉区混凝土承受拉应力,造成裂缝的出现。预应 力构件因徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。 此类裂缝常见于受弯构件的拉区,其特征与承受荷载出现裂缝相 同。 8.施工方面。由于施工原因造成裂缝出现的因素很多。如混凝 土结构养护不良或养护时间不够;水灰比过大、水泥或外加剂加 入量过大;搅拌时间不够、振捣不实;钢筋表面污染、保护层过 小或过大;任意留置施工缝且不按规定处理;后期施工扰动前期 混凝土;构件内外温差大,未采取有效措施;在不宜施工的气候 条件下,勉强施工;冬季施工未采取防冻措施等。 三、处理建议: 1. 在冬季混凝土施工中,一般都采取了防冻措施,而对于作 业面的防风措施大多未予以高度重视。在冬季施工中,温度的骤 降往往伴随着强烈寒流的出现,空气异常干燥,混凝土容易产生 干缩裂缝。特别是高层建筑的施工,作业面处于距地面几十米甚 至上百米的高空,风速更巨,对混凝土的影响更大,施工单位对 此应予以警惕。 2. 在高层建筑的施工中, 混凝土墙、 柱的设计强度较高, 梁、 板的设计强度相对较低,施工单位为了施工方便,大多把梁、板 的混凝土等级提高到与墙、柱相同,无形中提高了混凝土的收缩 应力,而楼板面又较薄,与空气的接触面较大,更容易产生收缩。 因此,在条件许可的情况下,施工单位尽量不要随意提高混凝土 等级。 3. 一般民用建筑的梁板不做抗裂设计,施工单位在做混凝土 配合比的试配过程中,也多对强度、和易性、是否泵送、早强等 方面提出要求 ( 除非大体积混凝土 ) ,对施工过程中的温度收缩考 虑较少,当外界数种不利因素同时发生时,配比方面的潜在影响 就暴露出来了,所以,对重要建筑物,无论是否做抗裂设计,混 凝土试配时应考虑这种因素。 四、混凝土结构裂缝的预防措施 : 1.材料方面。1 )水泥:根据工程条件不同,尽量选用水化热 较低、强度较高的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥:2)骨料 应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符 合规定的砂、石材料;3)外掺料宜掺入适量粉煤灰和减水剂等外 加剂,超长建筑物或构筑物可加入微膨胀剂,以改善混凝土工作 性能,降低水泥用量和用水量,减少收缩。 2.混凝土配料、搅拌及浇筑。 1)配合比设计应尽量采有低水 灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确,搅拌时间应保 证;2)浇筑分层应合理,振捣应均匀、适度,不得随意留置施工 缝。 3.设计方面。 1 )建筑平面造型在满足使用要求的前提下,力 求简单;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降 的能力; 2)正确设置沉降缝、变形缝,位置和宽度选择要适当, 构造要合理;3)砖混结构底层窗台下应采用加筋砌体,洞口较宽 的窗台下宜设置钢筋混凝土梁,以防止窗台因地基沉降产生竖向 裂缝;4 )构件配筋要合理,间距要适当。断面较大的梁应设置腰 筋。大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。主 梁在集中应力处,宜加设抗剪钢筋。 4.施工方面。1)加强地基的检查与验收,复杂地基,应做补 充勘探。异常地基处理必须谨慎,尽可能使其处理后的承载力与 本工程正常地基承载力相同或相近;2)合理设置后浇带,较长的 墙、板、基础等结构和主楼与裙房之间等高低层错落处,均应设 置后浇带。具体要求可由设计单位确定;3)加强混凝土的早期养 护,并适当延长养护时间,当柱、墙等构件浇水养护有困难或不 能保证其表面湿润时,应采用覆盖保温材料等做法,以减少混凝 土的收缩变形;4)大体积混凝土施工,应做好温度测控工作,采 取有效的保温措施,保证构件内外温差不超过规定( 25 ℃); 5) 钢筋绑扎位置要正确,保护层厚度准确,钢筋表面应洁净,钢筋 代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。 五、总结 : 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象, 它的出现不仅会降 低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋 的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载 能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理 的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂 缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。 案例二 湖南某大桥工程, 建设单位通过公开招标 选择顺通路桥公司和诚 信监理公司分别作为承包人和监理人, 并与其签订了施工合同和监理 合同。该桥梁工程是政府投资修建的重点工程,合同工期三年。 由于建设单位征地拆迁补偿工作未按计划完成, 导致该桥梁工程 开工期拖延了 3 个月。在不具备开工条件的情况下,建设单位要求监 理单位下达开工通知书。同时,建设单位通知施工单位该工程提前一 年完工通车。施工单位在各种施工管理文件尚未编制完成、各种规章 制度尚未建立、各类施工人员尚未培训、各种防护用品和设施尚未配 备等情况下仓促开工。 在该桥梁主体工程基本完成以后, 承包人项目经理部便开始安排部分 施工人员去进行南引桥下部板梁支架的拆除工作。施工人员杨某(木 工) 被安排上支架拆除万能杆件, 其在用割枪割断连接弦杆的钢筋后, 就用左手往下推拉被割断的一根弦杆(弦杆长 1.7m,重 80kg),弦 杆在下落的过程种, 其上端的焊刺将杨某的左手套挂住 (帆布手套) , 杨某被下坠的弦杆拉扯着从 18m 的高处坠落,头部着地,当即死亡。 一、关于事故产生原因的分析 直接原因:1、工人违章施工,依照工程安全施工的相关管理规 定, 高空施工作业应当配备安全绳等基本安全设备, 但本案显然没有; 2、工人违章施工的直接原因是因为施工单位未配备安全设备也未严 格进行安全施工管理两大因素导致。 间接原因:1、工人缺乏必要的安全施工培训,违反了工程施工 前必须进行安全施工培训的相关规定;2、施工单位安全管理制度未 建立,管理也不严,导致施工现场管理松散;3、建设单位在不具备 开工条件的前提下要求监理单位下达开工令;4、监理单位在施工单 位安全设备、安全教育、安全制度均不到位的情况下未拒绝建设单位 要求而同意批准开工,施工中未能发现或未按其职权责令改正,安全 监督落实不力。以上因素埋下了安全事故的发生隐患。 二、事故责任分析 施工单位:1、鉴于施工单位综上缺陷和违规行为,应当承担事 故的首要责任并承担相关赔偿责任;2、鉴于项目施工和安全管理责 任,项目经理、现场安全员应为直接责任人;3、施工单位因安全事 故造成的后果不能获得免责。 监理单位:1、鉴于监理单位对工程施工负有监理职责,监理单 位未能发现并有效消除安全隐患,也未能行使其监督职责,且在施工 条件不具备的情况下擅自同意开工, 因此监理单位也对安全事故负有 责任,应当承担次要责任;2、工程项目总监和安全专监为次要责任 的直接责任人。 建设单位:1、建设单位虽在工程不具备开工条件的情况要求监 理单位下令开工, 但其要求对监理不具有强制效力, 而属于建议性质; 2、因 1 点,建设单位对安全事故不承担事故责任;3、但鉴于建设 单位未能及时解决施工条件问题仓促要求开工, 对安全事故的发生也 有一定的影响,虽不构成责任事故,其上级部门也可以酌情给予行政 处分。 三、安全事故的预防对策 工程施工的安全事故屡见不鲜,国内外都一样,可见是常见的老 大难问题。想要阻止安全事故的发生几乎是不可能的,但预防还是可 以做得到的。 预防工作的重点其实我国相关的工程管理制度和法律法 规已经规定得非常清楚, 那就是建立一套行之有效并得到切实落实的 安全管理制度。本案中安全制度、安全设备、安全教育、安全管理就 存在很大的漏洞, 制度和法律得到不到切实的执行是发生事故的最根 本原因。因此,将安全制度置于较高的地位去执行,一旦不能落实, 不管有没有发生事故都要进行严厉的刑事、行政和经济惩罚,逼迫施 工、建设、监理等单位的相关责任人不得不把各自的工作责任落实下 去, 这才是有效的方法。 这也就是所谓的严防死守, 容不得半点松懈, 毕竟人命关天,从事工程行业的人总该有点最起码的做人良心吧。 换个角度理解,既然安全事故难以阻止,但至少建设、施工、监 理以及相关管理部门的经办人员应当在安全管理的程序和制度上做 到应尽的职责,以避免承担事故责任,恐怕也是一个很容易让人理解 的问题。 案例三 浙江省某市玻璃厂 2013 年 4 月为增加生产规模扩建厂房, 在原 来天然坡度约 22°的岩石地表平整场地, 即在原地表向下开挖近 5m, 并距水厂原蓄水池 3m 左右,该蓄水池长 12m、宽 9m、深 8.2m,容 水约 900m3.玻璃厂及水厂厂方为安全起见,通过熟人介绍,请了一 高级工程师对玻璃厂扩建开挖坡角是否会影响水厂蓄水池安全作一 技术鉴定。该高工在其出具的书面技术鉴定中认定: “该水池地基基 础稳定,不可能产生滑移形成滑坡影响安全;可以从距水池 3m 处按 5%开挖放坡,开挖时沿水池边先打槽隔开,用小药量浅孔爆破,只 要施工得当,不会影响水池安全;平整场地后,沿陡坡砌筑条石护 坡;??本人负该鉴定的技术法律责任” 。最后还盖了县勘察设计室 的“图纸专用章”予以认可。 工程于 7 月初按此方案平基结束后,就开始厂房工程施工,至 9 月 6 日建成完工。然而,就在 9 月 7 日下午 5 时许,边坡岩体突然崩 塌,岩体及水流砸毁新建厂房两榀屋架,其中的工人 3 死 5 伤,酿成 了一起重大伤亡事故。 该工程边坡岩体属于裂隙发育、遇水可以软化的软质岩石,虽然 属于中小型工程,但环境条件复杂,施工爆破、水池渗漏、坡体卸荷 变形等不确定的不利影响因素甚多, 在没有基本的勘察设计资料的前 提下采用直立边坡,破坏了原边坡的稳定坡角,而且未采用任何有效 的支挡结构措施, 该边坡失稳是必然会发生的。 若有正确的工程鉴定, 并严格按基建程序办事,采用经过勘察设计的岩石锚桩(或锚杆)挡 墙和做好水池防渗处理措施则是能够有效保证工程边坡安全的。 该高工的 “技术鉴定” 内容 过于简略, 分析 评价肤浅、 武断, 未明确指出及贯彻执行现行勘察设计技术规范规定的技术原则及技 术 方法 ,主要结论建议缺乏技术依据,尽管其中有关地基施工中关 于松动爆破和开槽减震的建议是正确的,也是有针对性的,但未经设 计 计算 的有关边坡稳定的结论是不恰当的。 有关用条石挡墙护坡的 建议也不是该工程边坡条件下能确保边坡安全的有效支挡结构技术 措施,而有关采用坡度为 1:0.05 的放坡建议,则更是没有贯彻现行 规范的基本规定,缺少相应的论证分析,它的误导为该工程事故埋下 了安全隐患。 该 “技术鉴定” 虽然盖有县勘察设计室的 “图纸专用章” , 但却无一般勘察、设计单位通常执行的“审核” 、 “批准” 等技术管 理和质量保证体系,从技术鉴定的内容到形式都缺乏严肃性;而且这 种技术鉴定缺乏委托方与承担方之间的有关目的、任务、质量要求等 基本的书面约定, 这就从根本上影响了技术鉴定工作的深度和技术质 量。 平基施工过程中及完工前后所发现的漏水等边坡岩体不稳定因 素的征兆,虽然有关各方曾予以一定程度的重视与 研究 ,但由于缺 乏岩土工程及支挡结构方面的专业技术知识与经验,对隐患认识不 足,未能采取相应措施,而继续盲目施工至全部工程(人工边坡及厂 房扩建)结束和水池继续运行,并在 7 月 3 日决定将水池蓄水至 7m 水深, 使整个工程的安危事实上依赖于个人狭隘的专业技术知识与经 验上。 综上所述,此次事故造成人员伤亡, 经济 损失巨大,以及负面 社会 影响,主要是由于违章进行工程鉴定、处理方案错误所至。从 事工程鉴定的技术人员以及管理者应从此次事故中汲取经验教训, 严 格按照国家的统一鉴定方法与标准进行工程鉴定, 即按照: 客户委托, 确定鉴定目的、范围和内容;初步调查;详细调查及检测验算;安全 性、使用性鉴定评级;可靠性评级;出具鉴定报告及处理意见的基本 鉴定程序规范、标准地进行工程鉴定。

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