工程质量缺陷事故分析与处理.docx

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工程质量缺陷事故分析与处理

河南工程学院

《工程质量缺陷事故分析与处理》考查课

专业论文

论工程事故案例分析处理及其重要性

学生姓名：

　　　杨学光　　

学　号：

　　　201310８１０208　　　　

学　　院：

土木工程　　　　

专业班级：

　　　土木工程1３４2班　　

专业课程：

工程质量缺陷事故分析与处理

任课教师：

　　赵克超　　　

2016年05月0１日

论工程事故案例分析处理及其重要性

摘要：

改革开放以来,我国经济发展迅速，建筑业也得到了蓬勃发展。

从总的情况来看，建筑工程质量是好的,但建筑工程事故也时有发生，有些事故还很严重。

严重的事故会使建筑物倒塌，造成人员伤亡和严重的经济损失。

从事故中吸取教训，分析原因，采取措施,以避免同类事故的重复发生,这便是工程事故分析与处理的目的。

其目的主要在于：

掌握事故处理的基本知识与方法;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。

关键词:

分析与处理　裂缝措施基本理论　预防

随着我国的建筑事业蓬勃发展,各种现代化的建筑如雨后春笋般快速出现；与此同时,各种工程质量事故也时有发生。

事故的分类方法很多。

工程质量事故具有复杂性、严重性、可变性和多发性的特点。

按照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。

按照结构类型分，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。

一、工程事故分析与处理的基本理论

1.工程事故分析与处理的一般步骤

（1）围绕工程事故分析工作这个主体按步骤分阶段开展分析与研究工作。

（２）　通过现场考察和检测弄清事故真相，包括结构裂损现状和可能发展趋势　的初步估计在内。

具体工作内容包括检测工具的选择,检测方法的商定，检测计划的安排,检测记录的整理与认定。

（3）通过对现状的分析找出工程损伤和事故原因。

主要工作是对结构损伤、裂缝进行机理分析。

（4）对现状和原因的确认后，再选择处理方案。

这是事故分析的具体目标,需要做的工作较多。

（5）　通过经验总结和进一步的理论研究（机理研究），加强事故防范意识。

包括部分科普教育工作和社会宣传工作在内。

2．工程质量事故原因进行分析的基本原理

分析的要领是逻辑推理法,其基本原理是:

ﻫ 

（1）确定质量事故的初始点，即所谓原点,它是一系列独立原因集合起来形成的爆发点。

因其反映出质量事故的直接原因,而在分析过程中具有关键性作用。

（2）围绕原点对现场各种现象和特征进行分析,区别导致同类质量事故的不同原因，逐步揭示质量事故萌生、发展和最终形成的过程。

（３）综合考虑原因复杂性，确定诱发质量事故的起源点即真正原因

3．工程质量事故处理方案确定的基本要求与一般原则

满足设计要求和用户的期望;保证结构安全可靠,不留任何质量隐患;符合经济合理的原则。

工程质量事故处理方案确定的一般处理原则是:

正确确定事故性质,是表面性还是实质性、是结构性还是一般性、是迫切性还是可缓性；正确确定处理范围,除直接发生部位，还应检查处理事故相邻影响作用范围的结构部位或构件

４．工程质量事故处理可能采取的处理方案

（1）修补处理

通常当工程的某个检验批、分项或分部的质量虽未达到规定的规范、标准或设计要求，存在一定缺陷,但通过修补或更换器具、设备后还可达到要求的标准，又不影响使用功能和外观要求，在此情况下，可以进行修补处理。

（2）返工处理

当工程质量未达到规定的标准和要求,存在的严重质量问题,对结构的使用和安全构成重大影响,且又无法通过修补处理的情况下,可对检验批、分项、分部甚至整个工程返工处理。

（3）不做处理

某些工程质量问题虽然不符合规定的要求和标准构成质量事故,但视其严重情况,经过分析、论证、法定检测单位鉴定和设计等有关单位认可，对工程或结构使用及安全影响不大，也可不做专门处理

二、工程事故案例分析三则

案例1：

灰砂砖墙体严重开裂事故

1.事故概况

  由中国塔里木石油开发指挥部投资，在新疆库尔勒市石油物资基地修建四幢危险品仓库。

库房施工刚刚结束，准备办理交工手续时,发现墙体出现裂缝，并不断增多、增宽，最大裂缝宽度达2.1　mm,一般为1mm左右,不得不停办交工事宜，请专家检查墙体开裂原因。

  2.工程概况

  该工程由新疆石油管理局克拉玛依设计院设计，由新疆兵团农二师工程团承建,手续完备,程序合格,设计和施工管理均符合要求。

库房为砖混结构，每幢面积937．7m²，库房长60.5m，宽5.５m,墙体高4．32m。

中问无任何内隔墙,前后墙上每隔6ｍ有一外凸壁柱（3７墙,３7×37垛子）。

两壁柱间墙上离地面３.12　ｍ处设两个高窗（1.５ｍ×1．２m）,窗上设一道圈梁（２40ｍm×１80mｍ）。

前墙上开有两个2．1ｍ×2.4ｍ的大门。

屋盖为钢筋混凝土Ｖ型折板，上铺珍珠岩保温层，采用二毡三油防水层,上铺小豆石。

地基为戈壁土，地质勘测报告建议承载力为180kN／m²。

基础采用Ｃ１0毛石混凝土。

  裂缝大多从窗下口开始，大致垂直向下发展,370ｍm厚墙由外向里裂透，裂缝发展了３个月,基本上稳定，最终在两壁柱间均有一道大裂缝,山墙上有1~2道裂缝。

3．事故分析

  本工程原设计采用红砖MU7.５,因红砖供应短缺，经协商改用MU1０灰砂砖，但对灰砂砖的性能缺乏深入了解,只是按等强度替换。

其实,灰砂砖的性能有一定的特点,主要有:

（１）其抗压性能与普通粘土砖相当,但抗剪强度的平均值只有普通粘土砖的80%，并且与含水率有很大的关系，其含水率对抗剪强度的影响见表1-1。

表1－1　含水率对抗剪强度的影响

可见,灰砂砖的含水率过高或过低均使其抗剪强度降低。

（２）新出厂的灰砂砖,其含水量随时间而减小,收缩变形大,约于25d后趋于稳定。

（3）灰砂砖的饱和吸水率为１9.8％,与红砖相当,但其吸水速度比红砖慢。

如对以上性能掌握不好,处置不当，则易造成开裂事故。

  该工程使用灰砂砖,由于灰砂砖供应也很紧张,所有使用的砖都是在砖场堆放不到４ｄ就运到工地砌筑，有的一出窑便装车运往工地。

施工时工人不懂灰砂砖的特点,考虑到新疆库尔勒属于干燥地区,施工时又猛浇了水，使砖的干燥时间大为延长。

施工时值7、8月间,天气炎热,地表温度有时可达60℃，这些因素加剧了砖的干缩变形,从而造成大面积开裂。

  4.注意事项

  鉴于上述事故,对使用灰砂砖的墙体工程在设计和施工时应注意：

（1）对空旷库房,车间纵墙很长时，最好不采用灰砂砖。

（２）灰砂砖一定在出窑后停放１个月后再使用。

堆放时要防水、防潮,以免含水率过高。

（３）-般情况下,灰砂砖含水率为5%~7.5%,可以不要浇水湿润。

在干燥高温时可适当浇些水，但应提前一些,因为灰砂砖吸水速度慢，临时浇水形成水膜而未吸收,反而降低砌体强度。

（４）采用灰砂砖的砌体宜适当增加圈梁。

在窗下、墙顶两皮砖位置可施置Φ４钢筋网片，两端各伸人墙内50cm。

采取以上措施后一般可避免裂缝事故。

案例2：

重庆市綦江县彩虹桥整体垮塌事故

1.工程情况  

虹桥位于重庆市綦江县古南镇的一条河上，是一座连结新旧城区的跨河人行桥，该桥结构为中承式钢管混凝土提蓝拱桥,桥长140米，主拱净跨１２0米,桥面总宽６米，净宽5．5米，桥面设计人群荷载3.5ｋN/m2。

该工程由綦江县重点建设办公室组织建设，重庆华庆设计工程公司（以设计为龙头的二级总承包公司）总承包,重庆市政工程质量监督站监督。

该桥在未向有关部门申请立项的情况下于19９4年11月5日开工建设，并于1９9６年2月15日竣工投入使用,耗资418万元。

ﻫ    图2-1. 垮塌前的虹桥

图2-２. 垮塌后的虹桥

2.事故情况  

时间：

1999年１月4日18时50分。

地点:

重庆市綦江县古南镇一条河上。

事件:

出事当时,30余名群众正行走于该桥上,另有2２名驻扎该地的武警战士进行傍晚训练，由西向东列队跑步至桥上约２/３处时，整座大桥突然垮塌，桥上群众和武警战士全部坠入綦河中。

伤亡：

事故造成４0人死亡（其中:

１８名武警战士、２2名群众）、１4人受伤。

直接经济损失：

约631万元（其中：

建桥工程费41８万元，伤亡人员善后处理费207．５万元，现场清障费5.5万元）。

3.事故原因分析  

经调查，该工程存在极其严重的质量问题。

具体有以下几点:

（1）吊杆锁锚问题:

吊杆锚固仅采用榔头敲打锚具夹片的方法,钢绞线锁锚方法严重错误，不能保证钢绞线有效锁定,不能保证吊杆中三根钢绞线均匀受力。

在事故现场勘察中,经对东岸上游半拱的七根吊杆检查表明，除一根锚固完好外，其余钢绞线均全部或部分滑出,致使吊杆钢绞线锚固失效。

同时,夹片端面参差不平,夹片与锚头锈蚀粘连严重,影响锚具对钢绞线的夹持能力，其它区域不少吊杆也有类似现象。

模拟试验也进一步证明该锁锚方法是错误的。

因此锁锚方法错误、吊杆锚固失效是桥面板垮塌的直接原因。

另处吊杆ＰVＣ管中灌浆不密实,局部漏灌,钢绞线锈蚀严重,危及结构的长期安全使用。

（2）主拱钢管焊接问题：

主拱钢管加工层层转包,既无经济合同又无书面技术质量要求，加工采用包干承包,加工前未进行合理的工艺试验和必要的质检工作,在钢管标准节段弯曲成型时就多次发生焊缝断裂。

经现场勘察取样,对焊缝进行Ｘ射线探伤、金相、强度等检验证明焊缝有裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣、陈旧性裂纹等严重缺陷,焊缝质量不能达到施工及验收规范规定的二级焊缝检验标准的要求。

故主拱钢管工厂对接焊接头焊缝质量低劣是导致主拱垮塌的直接原因。

（3）钢管混凝土问题:

主拱钢管内混凝土强度达不到设计要求。

经现场取样检验，混凝土强度最低值仅15．6MPａ，不能达到C3０的设计要求。

混凝土局部有漏灌现象，在主拱肋板处甚至出现1米多长的空洞。

吊杆的灌浆防护也存在严重质量问题。

工程质量低劣，进一步降低了结构的承载力。

（4）设计问题：

设计过程中，设计图纸粗糙,更改随意,吊杆由４0mｍ圆钢改为钢绞线群锚体系后,对采用无顶压张拉锚具未提出确保锁锚质量的相应措施;部分构造处理有不当之处；对主拱钢结构的材质、焊接工艺及质量、接头位置及锁锚质量等均无明确要求；门架配筋率低于设计规范要求；在成桥增设花坛等荷载后，主拱承载力不能满足相应规范的要求。

（５）其他直接问题：

该桥施工组织设计中没有对分项工程制订严格的工艺操作规程及技术要求,对一些关键部位没有相应的检查验收程序。

该桥建成时即是一座危桥。

使用过程中，由于使用不当,管理不善，导致吊杆锚固加速失效，西桥头下游端支座处的拱架钢管产生陈旧性破坏裂纹,主拱受力急剧恶化。

可以说,该桥的垮塌势在必然。

（6）关于武警列队跑过该桥是否引起共振该桥垮塌后，一些人提出垮桥是否与武警战士列队过桥发生共振有关。

专家组对此进行了技术分析。

经反复分析讨论,并委托交通部重庆公路科学研究所,运用美国SuｐerSＡP（９1）和MARC动力性能计算软件进行计算复核，其结果表明２２名武警战士列队在桥上跑步造成的动力作用,不会引起该桥共振,其产生的动力响应,远小于该桥的设计承载力。

造成此事故的原因，更重要的是“人祸”。

经调查取证、综合分析认定，事定和办法，违法建设、管理混乱。

主要有:

1）建设过程严重违反基本建设程序　２）设计、施工主体资格不合法。

3）管理混乱。

图2-3. 虹桥垮塌后的残骸

3.经验教训 

该工程是典型的“豆腐渣”工程，在当时震惊了全国。

事故发生后，得到了綦江县、重庆市各级领导的重视,中央领导也亲自过问此事。

多名事故责任人被撤职、判处各种徒刑直至死刑。

事故过后,我们应当充分吸取经验教训，坚决杜绝类似事故发生。

案例３：

玉溪邮电大楼桩基工程事故

1.工程概况

（1）该项工程是玉溪地区邮电局主建，由云南省设计院设计,玉溪市基础工程公司施工的桩基工程。

建筑平面尺寸为:

３３．2m×21．　2m　,总高68.4m　,设地下室1层,地上16层（图3-1）。

图　3-1　工程概况图

（２）地质状貌如图　3-2　及表3－1

图3-2地质状貌图

表３-１地质状貌表

（3）设计：

原设计为φ426满堂沉管灌注桩，采用桩筏基础,因当地无此管径,后改为φ37７复打沉管灌注桩，桩长L　＝１７.5m,同时要求进入⑦层1.5m。

根据原地面试桩资料,设计取单桩承载力值为800　ｋＮ。

该楼共布桩319　根，平面布桩系数为４5.3%。

上部荷载全部由摩擦桩承担。

（４）成桩与测试：

打桩过程中发现基坑底面明显呈抛物线隆起，最大隆起1.　7ｍ（包括由管壁上铲下的粘土及部份砼、浮浆）。

并且打桩过程中沉管速度随桩数的增加而加快。

成桩后采用反射波法（小应变）及锤击贯入法（大应变）测试桩身质量及单桩承载力,小应变报告对抽测的　3０　根工程桩进行判定:

C类桩７　根、Ｂ类桩22根、A类桩１根，部份工程桩在　④层淤泥土中反射波形异常,建议抽取一部份作单桩竖向承载力检测;大应变试桩结果单桩极限承载力平均值P=６N,其中有2根较低,考虑到大应变的误差，所以决定作2根静载试验。

两根试桩极限承载力　1０0号桩P=２5５kN,107号桩P=１70kN。

最后决定再作４　根静载试验（包括一根原地面试桩）,结果其极限承载力仅为原地面静载试验值的1/5～1／6,静压试验结果见表3-2。

表3-2静压试验结果

至此　,一致认为单桩竖向承载力不能满足设计要求，工程暂停，进行检查处理。

2.工程检查及事故原因分析

工程检查:

（1）根据静载试验时检测人员将试桩送到一定深度后,送桩压力会增大的实际情况,设计单位：

决定对全部桩采用快速静压方法对工程桩进行一次检测，以达到2个目的:

　①搞清楚工程桩现有的承载力②通过静压送桩使承载力较低的工程桩达到一定的承载力,以利于今后的处理，根据现场询问勘察，怀疑导致承载力下降的原因是:

由于土体隆起将桩身拉断。

针对检测中心提供的动测报告提出的“部份桩在④层淤泥土中桩身均测到明显桩间反射波,且部份C　类桩反射波形异常”的结论,决定开挖至⑤层粘土层。

经现场检查验证，2　根桩开挖至该土层未发现断桩（见图3-3）。

图３-3静载实验

事故原因分析　

（1）施工工艺改为φ37７复打桩后，设计桩距未作相应调整　，加之实际充盈系数过大（1.46～5），又未采取措施,引起地面隆起,造成整桩上浮在饱和淤泥质粘土、粘土和粉土中进行桩基施工，由于布桩偏密，造成打桩过程土体受扰而破坏，形成孔隙水压力升高,承载力急骤下降。

３.加固处理

（1）在处理地基的同时。

将楼层上面墙体改为轻质隔墙，以减轻荷载,使整栋房屋总重较原设计减轻了约20%,调整后的总重量标准值为2０3650

kＮ。

（2）在整个基础底面打入一定数量的袋装砂井，以排出高压孔隙水。

（3）将全部工程桩送入一定深度,利用静压桩机将桩送到一定深度，沉降量在５　mｉn内不大于４　mm　时送桩工作即完成，并记录最终送桩量及回弹值。

（４）在基坑周边及回弹量大的区域共补打１00根20０mm×2０0mｍ、长20　m的预制桩。

按照静压桩经验,单桩承载力标准值与总配重的关系为:

P配重　=１.5Ｐa根据现场试验实测，桩机配重为640　kN（实际桩时的总配重为９70kN），则单桩承载力标准值为Pa=６4０/1．5　＝４2６ｋN。

参照地质资料估算得静压桩单桩竖向承载力标准值为　:

Ｐa=４０５．4ｋN。

由此可得出,经验所得数值与公式计算数值相差不大。

根据上述计算,取静压预制的单桩承载力标准值为Pａ　=40０　ｋN时，100根静压桩可承担40００0kＮ　的重量，原场地319根桩所承受平均单桩承载力为：

Pa=（2０36５0-　4０００0）/　3１9=513ｋN。

（5）在垫层下　,设置40０mm厚碎石砂垫层作为防震及砂井通道。

至此，省设计院认为本工程桩基的处理已达到预期的设计要求。

４.沉降观测

观测点布置见图３-４.

图３-4观测点布置

沉降观测委托玉溪地质工程勘察施工公司进行。

竣工时,最大沉降量为　111mｍ，平均值　103.5mｍ;竣工２　年零4　个月后,最大沉降量为157mm,平均值14３　mm。

见沉降观测记录表（表3-３）。

表3－3沉降观测记录表

（1）动测—无论是“大应变”还是“小应变”,能检测桩身的成型质量,但不能反映软土扰动后承载力下降的特性。

（２）静压试验,能反映软土扰动后承载力随时间而逐渐恢复的特性。

（3）在饱和性软土地区，桩间距应至少满足《建筑桩基技术规范》要求;施工时应采取措施　,避免桩周土隆起。

四、结语  

我们必须从工程事故中吸取教训,在今后的工程设计和建设中尽全力杜绝类似事故的发生。

另外，除了结构工程师以外,政府部门也应当规范自己的行为,尽量避免官僚作风和“拍脑袋”作风,在工程建设中做到遵循科学规律。

工程相关的监理、业主、勘测等单位也要严格规范自身行为，把好自己的一关。

作为一个土木工程的大学生，在以后的工作中。

要做到尽职尽责,严格遵守要求,认真对待每一个工程。

尽量把风险降到最低。

还应做到在工作之余。

多补充反映土木工程学科及行业发展的最新知识和技术类容，与时俱进。

参考文献

【1】《建筑工程事故分析与处理》江见鲸等主编,中国建筑工业出版社，

２015年.

【2】《建筑工程事故分析与处理》（第2版）王枝胜等主编,北京理工大学出版社，2015年.

【３】《建筑工程质量事故分析与处理》冯辉主编，北京师范大学出版社，20１4年.

【４】中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》　（J　GJ94-９４）,中国建工出版社,1９９5年．