土木工程事故案例分析.doc

1、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

2、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

3、、 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 0.27mm。 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 0.18m

4、m。 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

5、 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

6、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

7、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

8、 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 0.410 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

9、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

10、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 、

11、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

12、.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

13、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

14、以 认 真 分 析 ， 慎 重 处 理 。5.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 膨 胀 系 数 约 为 110-5/ ， 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

15、 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

16、 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

17、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、

18、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

19、 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

20、 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 :

21、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

22、， 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

23、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

24、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

25、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

26、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

27、 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

28、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