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砌筑砂浆的原材料中,用石灰钙代替石灰膏,规范要求用中、粗砂,实际使用特细砂,经抽样检测,含泥量高达31%,砼粗骨料采用超规格鹅卵石,断裂的砼地圈梁中大的鹅卵石直径达13cm;抽样检测的Φ6.5、8、10、12、14、22六种规格的钢筋有五种不合格。
④ 计划造价情况:县计委1994年5月16日批准,同意在城市开发区开发微利房二幢,建筑面积5000㎡,总投资140万元,每平方米造价为280元(包括投资方面调节税和城市建设配套费等税费,不含土地价),中标价219元/㎡,合同价255.2元/㎡(含水电),据调查,1994年当地住宅的合理造价为330-360元/㎡。www.tmgc8.com
⑤ 设计文件情况:经对原设计文件检查,复核和验算,承重砖砌体能满足规范规定的承载能力要求,但由于架空层部分轴线的承重砖砌体开有门洞、窗洞,使短墙肢成为薄弱部位,经验算该薄弱部位砖砌体由荷载产生的内力已超过规范规定的砌体抗压强度设计值。而砌体结构实际承载力个别部位经验算,只达到轴向力设计值的54%、40%。
⑥ 施工现场管理情况:建设单位质量管理混乱,擅自多处变更设计,特别是基础部分将夯实地面改为架空层预应力圆孔板。施工企业偷工减料,粗制滥造,严重违反施工规范规程,使用不合格材料,用石灰钙替代石灰膏拌制混合砂浆,混凝土、砂浆的配合比不清,搅拌时不计量,无级配报告;预应力圆孔板未按规定封头;基础断砖集中使用,外墙转角处留直槎;混凝土条形基础设计350mm高,实际只有250mm左右;室外散水一直未做。技术资料不全,部分质量保证资料弄虚作假,钢筋质保单、力学试验报告与实际使用钢筋不符,混凝土、砂浆试块试验报告试块组数不足,送检试块均不是施工现场现场取样做试块,而是另外吃“小灶”作假,单独制作的试块。
⑦ 质量监督管理情况:县建设工程质量监督站对该工程的质量监督前期不能到位,后期严重失职;该住宅楼1994年5月10日开工,同年8月1日才正式办理质量监督手续,但据调查证实,质监站于1994年6月中旬已介入该工程的质量监督,对基础工程、隐蔽工程没有进行严格监督的情况下,核定工程质量等级为合格。
⑧ 开发区建设工程管理情况:城南开发区相对独立,权利过于集中,政府有关主管部门的管理职能难以到位,开发区自身管理又十分混乱。倒塌的住宅楼无土地使用审批手续、无选址意见书、无规划用地许可证、无规划建设许可证,初步设计未经审查和审批,也没有进行施工图技术交底。经现场踏勘,该开发区基本没有规划,也不搞市政配套,没有防洪设施。
⑨ 事故现场情况:7月12日9时30分左右,有目击者发现该住宅楼中单元略偏东部位开始破坏,数秒钟之内倒塌,经向现场抢救人员调查和实地检测,该住宅楼倒塌的形态是原地瞬间呈粉碎性解体状。
3、事故原因分析
“7.12”住宅楼倒塌事故发生在数秒钟之内,整幢楼成为一堆废墟,经基础全面开挖,基础砖墙的砖和砌筑砂浆已成粉末状,表明其结构是从基础砖墙部位粉碎性破坏开始,上部随之塌落,解体破坏。
从调查情况和资料分析,这起事故发生的直接原因是:
(1)主要原因:
① 基础砖墙质量十分低劣。原因有三个,一是砖的质量十分低劣,设计要求使用MU10砖,购进的大部分是MU7.5砖,现场检测都明显低于MU7.5,现场开挖后,基础砖墙的砖匀质性差,质量低劣,受水浸泡的部分基础砖被破坏后呈粉末状;二是断砖集中使用,形成裂缝;三是砌筑砂浆强度较低,无粘结力,现场判定强度为M0.4以下。
② 擅自变更设计。设计图纸要求对基础内侧进行回填土夯实至±0.00标高,在建造过程中,把原设计的实地坪改为架空板,基础内侧未回填土,形成了基础部分积水层;由于地基土有隔水层,地表水难以渗透,基础砖墙既无回填土有无粉刷,长时间受积水直接浸泡,强度大幅度降低,另外由于没有回填土,对于基础砖砌体的稳定性和抗冲击能力也有明显影响。
(2)重要原因:7月8日至10日县城遭受洪灾,该住宅楼所处开发区,基础设施不配套,无截洪、排水设施,造成该住宅楼±0.00以下基础砖墙长时间积水浸泡,强度大幅度降低,稳定性严重削弱。
(3)次要原因:
① 该住宅楼设计架空层部分轴线的承重砖砌体有薄弱部位。
② 施工企业质量管理失控,没有施工组织设计,现场管理人员和操作工人质量意识差,技术水平低下,施工中严重违反工艺、工序标准。
③ 建设单位质量管理混乱,不按建设程序办事,现场管理人员的素质达不到管理工程建设的要求。
④ 质量机构工作失职,质监人员素质低,责任心差,监督工作不到位,没能发现质量隐患。
⑤ 开发区不按建设程序管理工程建设。
那么造成这起倒塌事故的间接原因就是工程造价太低,违背客观规律。
4、关于这起事故的结论与反思
(1)结论:该起事故非地质、地震、台风和人为破坏因素所致,造成这起事故的原因是多方面的,既有天灾又有人祸,但人祸因素是主要的,是一起严重的责任事故。事故的主要原因是工程质量低劣,特别是基础砖墙质量低劣和擅自变更设计。重要原因是基础砖墙长时间积水浸泡。www.tmgc8.com
(2)反思:目前各地区经济发展提速,一味强调发展,忽视对工程的建设程序管理,有的地区甚至对工程质量监督工作的正常开展起到了干扰作用,我们要很好地吸取这起事故的教训,积极向地方领导宣传工程质量的重要意义和忽视工程质量的严重后果,取得他们对工程质量管理工作的支持,其次在质量监督工作中,要严把工程质量关,特别是重要部位和工序的施工质量及建材质量,消除影响结构安全的质量隐患。
案例(二)某市桥苑新村B栋大楼工程桩基整体失稳,对六~十八层进行定向爆破拆除的事故
一、工程及事故概况
武汉市桥苑新村B 栋大楼是一栋在建的18层钢筋混凝土剪力墙结构住宅楼,建筑面积1.46万㎡,总高度56.6m,1995年1月开始桩基施工,4月初基坑挖土,9月中旬主体工程封顶。11月底完成室外装修和室内部分装饰及地面工程,12月3日发现该工程向东北方向倾斜,顶端水平位移470mm,为控制不均匀沉降导致的倾斜,采取了在倾斜一侧减载与在对应一侧加载,以注浆、高压粉喷、增加锚杆静压桩等抢救措施,曾一度使倾斜得到控制。但从12月21日起,该楼又突然转向西北方向倾斜,虽采取了纠偏措施,但无济于事,倾斜速度加快,12月25日顶端水平位移2884mm,整座楼重心偏移了1442mm,为确保该楼及相邻建筑及住户的生命财产安全,建设单位主动要求并报市政府同意,采取上层结构6-18层定向爆破拆除的措施,从根本上消除了该楼的质量隐患,但造成直接经济损失711万元,属一级重大事故。
二、事故原因分析
1、桩型选用不当
该楼地质勘察报告中揭示最上面的一层是人工回填杂土(厚1.5-6m),往下依次是高压缩性淤泥(厚8.8-15m)、淤泥质粘土(厚1.2-3.4m)、稍中密细砂(厚5-9.6m)、中密粉细砂(厚12.4-18m)、砂卵石(厚1.3-3.2m)、基岩。并按土质情况提出以下建议:对拟建建筑物多层(7层)部分,建议采用复合沉管灌注桩或夯扩桩,可选择埋深13.4-19m的稍中密细砂作为桩尖持力层,该层层面在局部地段起伏较大,设计与施工应予注意。对高层(18层)部分,因建筑物荷载较大,若上述桩型不能满足设计要求时,建议选用大口径钻孔灌注桩,桩尖持力层可选用层面埋深40.1-42.6m强度较好的砂卵石层作为桩尖持力层。在选择桩型时,设计单位原决定采用钻孔灌注桩基础,后来建设单位为了节约投资,竭力推荐夯扩桩,以致在专题研究工程桩基的选型会议上,设计单位迁就了建设单位的要求,决定选用夯扩桩,但同时设计了394根砂桩,以改良地基条件,并在施工图说明上明确交代,但建设单位为节约投资,以砂桩打不下去为由,多次要求取消砂桩,并在桩基施工完毕后,认为既成事实,再打砂桩已不可能,签字同意取消砂桩。
事故调查组的专家分析指出:设计选用夯扩桩基础有以下缺陷,第一夯扩桩是一种挤土型桩,在超饱和水淤泥层中施工,打入如此巨量、密集的群桩,必然会产生后打入桩对先打入的已达初凝的邻桩的挤压,迫使其产生偏位;第二夯扩桩的桩端进入持力层粉细砂内的深度较浅,易成为铰接端,不利于抗水平推力,加上桩周淤泥水平抗力很小,不利于桩基稳定。因此,在该场地选择夯扩桩基础,使桩型设计存在先天不足,又取消了砂桩,未考虑淤泥场地条件下施工因素的影响,是导致这起事故的一个重要因素。
2、基坑支护方案不能满足开挖要求
该工程地质勘察报告中强调指出:“基坑开挖时应采取坑壁支护及封底补强措施。”并列出了坑壁支护设计所需的有关参数表。建设单位虽然曾委托有关设计单位设计过基坑开挖5m的支护方案,为9排粉喷桩重力式档土墙,设计单位经过稳定和变形计算难以通过,而未出任何正式施工图。但建设单位为了节省投资,自行决定在基坑南侧和东南段打5排粉喷桩,在基坑两端打2排粉喷桩,其余坑边采用放坡处理,基坑未形成完全封闭,这样基坑开挖后,边坡产生滑移,出现险情,专家分析认为:支护方案存在严重缺陷,造成工程桩大量歪斜,这是桩基整体失稳的重要原因。
3、基坑开挖未按方案实施,造成工程桩大量倾斜,并形成Ⅲ类桩。
在基土十分软弱,又无封闭支护措施的情况下,施工单位编制基坑开挖方案规定:先在基坑内满揭表层±5m,再在深坑区跳路开挖接桩。但施工单位违背开挖方案规定,仅在深坑区(D区)揭表层±3m,接着采用5m宽条状连续顺序开挖,一次到位,在Ⅰ区和Ⅱ区之间形成5m高的临空面,致使大量工程桩倾斜,而且工程桩还受到重型机械的碾压和铲斗的碰撞,形成断桩。建设单位曾向施工单位提出停用机械挖土,改用人工取土,但施工单位仍用机械挖土给桩基的稳定和质量带来严重冲击。且施工单位违背施工规范,在部分工程桩和粉喷桩龄期未到的情况下,就进行基坑开挖。据查,基坑内工程桩共336根,其中歪桩172根,占51.2%,歪桩最大偏位达1.7m。而对工程桩的动测试验检测抽查的63根工程桩中13根为Ⅲ类桩(有4根为深层缺陷,9根为浅层机械开挖引起的损伤),占被检测数的20.6%。专家分析,原来的基坑开挖方案在当时的具体条件下较为合理,但未得到实施,实际开挖不当是导致基桩大量定向偏斜的主要原因。www.tmgc8.com
另外,由建设单位供应的工程桩使用的钢材未按进场批量进行复试,部分桩身钢筋材质不合格,也是不利因素之一。
4、将地下室底板抬高2m,建筑物埋深达不到国家规范规定,削弱了建筑物的整体稳定性。
该工程原设计桩顶标高为-5.5m,当336根夯扩桩施工完190根时,设计人员竟然同意建设单位将地下室底板标高提高2m,从而带来以下问题:
(1)根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3)规定:建筑物最小埋深不应小于建筑物高度的1/15,埋深改为3m,仅为建筑物高的1/18.9,削弱了建筑物的整体稳定性。
(2)由于地下室底板标高提高2m,使已完成的190根桩均要接长2m,灌注桩接桩处是桩体的最薄弱处,通常个别桩体接桩是有的,但如此大量的桩要接具有较大的危险性,特别是已完成的190根桩中已发现有不少桩是倾斜的,如果垂直地面进行水平接桩,就使接桩后的桩体形成折线形。如此桩体不仅严重降低单桩承载力,而且在水平推力作用下,往往使接桩部位首先发生破坏。
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