砌体结构工程事故分析与处理

2020/10/16土木建筑学院岳建伟河南大学22020/10/16第五章砌体结构工程事故分析与处理砌体结构工程质量控制要点1材料不合格造成的工程事故2设计原因造成的工程事故3施工违规造成的而工程事故4环境因素造成的工程事故532020/10/16一、砌体结构工程质量控制要点1.砌体结构材料的质量控制1.1组成混凝土材料的质量控制l）块材的质量控制强度、外观检查、泛霜试验、抗冻试验干缩率：承重墙和外墙砌块要求干缩率小于0.5mm/m，非承重墙和内墙砌块要求干缩率小于0.6mm/m。2）砂浆的质量控制强度要求砂浆（分M15、M10、M7.5、M5、M2.5、Ml、M0.4七个等级）用标准养护的试块的抗压强度确定。每一层楼或每250m3砌体中的各种强度的砂浆，每台搅拌机至少制作一组（每组6个试块，每个分项工程不少于两组）。砂浆分层度分层度不应大于20mm（混合砂浆）、30mm（水泥砂浆）。过大分层度的砂浆易离析，分层度0时，砂浆易干缩。42020/10/16一、砌体结构工程质量控制要点1.砌体结构材料的质量控制1.1组成混凝土材料的质量控制3）砖墙墙体砌筑时的构造控制52020/10/16一、砌体结构工程质量控制要点1.砌体结构材料的质量控制1.2砌体结构的一般构造要求1）墙、柱的允许高厚比2）墙体的防潮2.砌体结构的一般构造要求62020/10/16一、砌体结构工程质量控制要点1.砌体结构材料的质量控制1.2砌体结构的一般构造要求3）砌块砌体的搭砌2.砌体结构的一般构造要求72020/10/16一、砌体结构工程质量控制要点1.砌体结构材料的质量控制1.2砌体结构的一般构造要求2.砌体结构的一般构造要求82020/10/16一、砌体结构工程质量控制要点1.砌体结构材料的质量控制1.2砌体结构的一般构造要求2.砌体结构的一般构造要求跨度大于6m的屋架以及跨度大于下列数值的梁，其支承面下的砌体应设置素混凝土或钢筋混凝土垫块，当墙中设有圈梁时，垫块宜与圈梁浇成整体。当砖砌体时，梁跨4.8m；当砌块和料石砌体时，梁跨4.2m。92020/10/16一、砌体结构工程质量控制要点1.砌体结构材料的质量控制1.2砌体结构的一般构造要求2.砌体结构的一般构造要求102020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故1.砌体结构材料的质量控制材料选配不当引起砌体结构工程缺陷1）砖常见缺陷有外观质量差、强度不足和耐久性不满足要求等，因而必须对现场砖抽取试样进行严格的外观检查、强度检测和各项耐久性试验。2）砂浆常见缺陷有强度不足、和易性差等现象。112020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.1案例1事故概况：2019年7月12日浙江省常山县某职工住宅楼突然整体倒塌，造成36人死亡，3人受伤，是一起重大事故。该工程为五层半的砖混结构，建筑面积2476m2，工程造价219元／m2（不含水电）。结构情况是砖砌承重墙、基础墙，混凝土条形基础。预应力圆孔板楼面、屋面，底层为2.15m高的自行车库，上部五层为职工宿舍，檐口标高16.95m。122020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.1案例1详细调查分析，具体情况如下：1）.砖样测试（1）现场砖实测抗压强度平均值为5.85MPa，只达设计要求MU10砖应有强度的60％；实测砖的抗折强度平均值为1.12MPa，只达MU10砖应有强度的50％。（2）厂家砖样检测结果为尺寸偏差不合格，抗压强度十分离散，高的达21.5MPa，低的仅5.1MPa，标准差5.2MPa。（3）原位砌体抗压强度平均值0.59MPa，只达到设计要求抗压强度（MU10、M7.5)的15.7％。132020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.1案例1详细调查分析，具体情况如下：2）.基础墙砌体中的砂，应该用中砂或粗砂，实际使用的是特细砂，经抽样检测含泥量高达31%（允许值为5%）。施工中竟用石灰钙代替石灰膏拌和混合砂浆，导致砂浆无粘结力，现场判定所用砂浆强度等级在M0.4以下.3）.基础墙在砌筑时用了很多半砖，形成大量通缝，而且外墙转角处均留直槎。室外散水一直未做，未能对基础墙起保护作用。混凝土条形基础的设计高度为350mm，实际只有250mm。(4)2019年7月8-10日常山县遭洪灾，城区2/3被淹。本楼所在地区汇水面积较大，楼房底层车库进水，基础墙长时间积水浸泡。因为地基土层中有隔水层，地面水难以下渗。而本楼基础墙外侧无散水，内侧设计要求回填土，但施工单位却擅自取消回填土改为架空地面，并且无抹灰粉刷层。致使基础砌体直接受浸泡，导致强度大幅度降低。(5）经对原设计文件检查、复核，承重砖砌体均能满足规范规定的承载力要求，但由于架空层部分的承重砖砌体开有洞口，使一些短墙肢成为薄弱部位。经验算实际承载力只达到轴向力设计值的40％~54％。142020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.1案例1详细调查分析，具体情况如下：4)2019年7月8-10日常山县遭洪灾，城区2/3被淹。本楼所在地区汇水面积较大，楼房底层车库进水，基础墙长时间积水浸泡。因为地基土层中有隔水层，地面水难以下渗。致使基础砌体直接受浸泡，导致强度大幅度降低。5）经对原设计文件检查、复核，承重砖砌体均能满足规范规定的承载力要求，但由于架空层部分的承重砖砌体开有洞口，使一些短墙肢成为薄弱部位。经验算实际承载力只达到轴向力设计值的40％~54％。152020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.2案例2事故概况：山东某车间12m跨，为扩大车间，由东端向北接出一段新厂房，建成后车间成L形。扩建部分跨度为12m，采用钢筋混凝土双铰拱屋架（标准构件），屋架间距4.5m，承重墙为370mm，带240mmX300mm砖垛。屋面采用4.5mX1.5m槽形板，屋面为普通做法，，吊车梁支于带砖垛的墙体上，吊车梁顶标高为4.25m，屋架下弦标高5.5m，屋架支于托墙上，托墙梁为240mmx450mm，支于墙垛上。托墙梁与吊车垫梁之间留有70mm间隙，材料为MU7.5砖、M5砂浆均合格。162020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.2案例2该车间在施工过程中，设计负责人已发现结构设计中的问题，并出了加固图纸，但未向建设单位提出停工加固，也未向施工单位交代保证加固工作的安全措施和施工方法。施工单位发现难以按加固图纸进行施工，就搁置了下来。约20天后，正值雨天，并刮有6-7级东北风，当时正在做屋面炉渣保温层，室内正进行回填土，车间新建部分突然倒塌，造成4名施工人员死亡的重大事故。172020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.2案例2182020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.2案例2事故分析：砖吊车墙厂房设计，一般做法是将托墙梁与吊车垫梁连在一起，以增加托墙梁下砖砌体的局部受压面积和局部受压强度。但本工程的设计人却将二者分开。中间填以水泥沥青砂浆，又未对托墙梁下砌休局部承压强度进行复核，设计方面出现了错误。192020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.2案例223024720cAcm托墙梁下砌体局部受压面积为局部抗压强度的计算面积2024(30)2410082Acm10.351008/72011.221.221.5720100131lfAkN托墙梁底面承受的纵向力N：分别为18.23t（使用阶段设计荷载）和15.65t（施工阶段实际荷载）。202020/10/16二、砌体材料不合格造成的工程事故2.工程案例2.2案例2事故结论及教训：托墙梁下局部承载力严重不足是引起倒塌的主要原因。车间北端敞口，在风载作用下，使本已不安全的纵向墙体（包括壁柱）内又产生附加弯曲应力，这就促使墙体倒塌。212020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故1.设计失误原因设计失误原因1）设计马虎，不够细心2）整体方案欠佳，尤其是未注意空旷房屋承载力的降低因素会议室、礼堂、食堂或农村企业车间，层高大，横墙少，大梁下局部压力大。3）设计时仅注意了墙体总的承载力的计算，却忽视了墙体高厚比和局部承压的计算4）未注意构造要求重计算、轻构造，在构造措施中，圈梁的布置、构造柱的设置可提高砌体结构的整体安全性.222020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例1事故概况：基础为水泥砂浆砌筑的毛石基础，墙体厚180mm。屋面平均厚100mm，。二楼大教室中间进深梁为现浇钢筋混凝土梁，墙体外墙面用水刷石，内墙面为普通抹灰。工程于1987年1月开工，三个月后主体结构完成，于5月10日拆除大梁底部支撑及模板，开始内部装修。第二天发现墙体有较大变形，工人用锤子将凸出墙体打了回去，继续施工。第三天发现大教室的窗间墙在室内窗台下约100mm处有一条很宽的水平裂缝，宽度约20mm，有些工人感到不妙，大喊危险并往外跑。其余工人尚未反应过来，整个房屋就全部倒塌，两层楼板叠压在一起，未及时撤离的工人全部死亡。232020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例1242020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例1事故发生后测定，砖的等级为MU0.5砂浆强度只有M0.4。在拆模第二天发现险情，还不采取应急措施，终于导致重大事故发生。设计验算结果如下：取大教室大梁下的砖柱计算，这是整个结构的薄弱环节。252020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例1262020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例1272020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例2事故概况：北京某大学教学楼分为甲、乙、丙、丁、戊5段，各段间用沉降缝分开。乙段与丁段在结构上是对称的，当主体结构已全部完工，在施工进入装修阶段时，大楼乙段部分突然倒塌，倒塌时正值清晨，只有11名工人上了房，其中6名被砸死，其余重伤，损失惨重。该工程由正规大设计院设计，施工单位是市属的大建筑公司。大楼乙段和丁段为地上五层，跨度14.2m，现浇混凝土主梁，截面尺寸300mmX1200mm，间距5.4m；次梁跨度5.4m，截面尺寸180mmx450mm，间距2.4-3.0m，现浇混凝土板厚80mm，大梁支承于490mmX2000mm的窗间墙上。282020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例2首层砌体设计采用砖的强度等级为MU10，砂浆为M10。施工中对砖的质量进行检验，发现不足MUl0，因而与设计洽商，将丁段与乙段的砖柱改为加芯混凝土组合柱，加芯混凝土断面为260mmx1000mm，配有少量钢筋，纵筋6Φ10，箍筋Φ6间距300mm，每隔10行砖左右，设Φ4拉筋一道。支承大梁的梁垫为整浇混凝土，与窗间墙等宽，与大梁同高，并与大梁同时浇筑。经初步检查，设计按规范要求，并无错误；混凝土浇筑符合质量要求，砌体部分砌筑质量稍差，尤其是加芯混凝土部分，不够致密，其他方面基本符合要求。292020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例2302020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例2从现场调查可知，无论从沉降资料看，还是从倒塌后挖开墙基检查，可以排除因地基破坏引起房屋倒塌的可能性。可以判断大梁下组合砖柱首先破坏而引起房屋倒塌的可能性较大。丁段与乙段完全对称，虽未倒塌，但已看到④轴靠近七层主楼的窗间墙存在着从底层到四层的斜裂缝。在大多数大梁的梁垫下出现垂直的微细的劈裂裂缝，内墙出现在梁垫下，外墙出现在梁头上。窗间墙包芯柱混凝土严重脱水，质地疏松，与砖之间粘结极差，难以共同工作。因而组合柱的承载力不足应为房屋倒塌的根源。312020/10/16三、砌体结构设计原因造成的工程事故2.工程案例案例2清华大学土木系进行了缩尺模型试验。(1）主要目的是要检