某酒店工程混凝土結(jié)構(gòu)事故的分析與加固
關(guān)鍵詞：斜向井字梁；檢測(cè)與鑒定；加固處理；優(yōu)化設(shè)計(jì)
1工程概況及事故發(fā)生經(jīng)過
某酒店工程，地上七層框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積20730平米，該工程于2006年開工建設(shè)，2007年9月，在酒店主體二層多功能廳屋面斜向井字梁澆筑混凝土過程中，模板支撐體系突然發(fā)生整體坍塌，一層梁板被沖砸產(chǎn)生開裂、變形。
坍塌部位是酒店二層多功能廳屋面，空間大小為16.8m×25.7m，建筑面積431.76㎡，二層凈高8.12m，屋面采用斜向密肋梁樓蓋；對(duì)應(yīng)部位的一層最大柱網(wǎng)尺寸為8.4m×7.5m。
所示為局部處理后的事故現(xiàn)場(chǎng)，由圖可知：屋面結(jié)構(gòu)坍塌后，二層柱頂鋼筋均受到不同程度的彎折破壞，混凝土局部也被擠碎，部分柱段由于混凝土破壞嚴(yán)重，在清理過程中，對(duì)其進(jìn)行了鑿除，導(dǎo)致鋼筋受損嚴(yán)重。坍塌的混凝土結(jié)構(gòu)砸落后，導(dǎo)致一層兩根次梁破壞明顯，混凝土明顯斷裂，鋼筋變形嚴(yán)重，兩根框架梁裂縫較明顯；其余較多梁有不同程度的裂縫產(chǎn)生，樓板大部分變形開裂嚴(yán)重，局部樓板被砸開洞，一層柱無外觀損傷。
2事故原因分析
通過現(xiàn)場(chǎng)勘察以及對(duì)施工圖紙，施工方案仔細(xì)研究與分析，發(fā)現(xiàn)了本次坍塌事故發(fā)生的主要原因有以下幾點(diǎn)：
1、 模板支撐體系不合理。對(duì)于高度超過8m、施工總荷載大于10kn/㎡或集中線荷載大于15kn/m的模板支撐系統(tǒng)，超高、超重、大跨度的模板支撐系統(tǒng)專項(xiàng)方案必須組織專家進(jìn)行審查論證，合格后方可進(jìn)行作業(yè)［1］。該工程發(fā)生模板坍塌部位高度是8.12m，施工單位僅編制了簡(jiǎn)單的專項(xiàng)施工方案，卻未進(jìn)行剛度、穩(wěn)定性及扣件抗滑移的計(jì)算，且內(nèi)容不具體、不全面，未嚴(yán)格按施工規(guī)范進(jìn)行編制。
2、 雖然一層結(jié)構(gòu)混凝土澆筑已完成34天，但一層模板支撐仍然拆除過早，施工荷載完全由一層樓蓋承擔(dān)，而設(shè)計(jì)考慮的荷載遠(yuǎn)小于施工荷載。導(dǎo)致二層屋面模板支撐體系沒有一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，且坍塌后一層樓蓋受損嚴(yán)重，局部樓板被砸開洞。
3、 二層多功能廳空間尺寸16.8m×25.7m，長(zhǎng)寬比大于1.5，設(shè)計(jì)采用斜向井字梁屋蓋，肋梁截面250×1000，間距1100，樓蓋自重約19KN/m2。設(shè)計(jì)的合理性有待商榷，是否偏于保守，應(yīng)該可以考慮減小梁截面或增加梁間距。
3結(jié)構(gòu)檢測(cè)
由于一層梁板被沖砸產(chǎn)生開裂、變形；并且在對(duì)倒塌部分清理時(shí)，二層柱頭鋼筋受到不同程度損壞。為了對(duì)本次坍塌事故造成的結(jié)構(gòu)影響做全面了解，專業(yè)檢測(cè)公司對(duì)一層梁板、二層柱及鋼筋等進(jìn)行了鑒定，目的在于對(duì)未倒塌部分結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并為其后期的正常使用提供技術(shù)依據(jù)。本次鑒定結(jié)論如下：（主要鑒定結(jié)果標(biāo)示于圖2中）
1、 二層框架柱清理后保留部分外觀完整，沒有開裂現(xiàn)象，柱子最大側(cè)向位移13mm，垂直度符合要求，可以繼續(xù)使用；但在對(duì)倒塌部分清理時(shí)，柱鋼筋受到不同程度損壞。建議對(duì)柱鋼筋采用機(jī)械方法進(jìn)行調(diào)直后，檢查合格可以使用，如不滿足要求，將鋼筋切斷，用機(jī)械連接將被切割的鋼筋進(jìn)行接長(zhǎng)；
2、 由于受到局部倒塌荷載的沖砸，一層梁板變形、開裂比較嚴(yán)重，檢測(cè)部分多數(shù)梁、板結(jié)構(gòu)已處于危險(xiǎn)狀態(tài)，不適于繼續(xù)承載，應(yīng)進(jìn)行鑿除或加固；
3、 一層柱未見裂縫出現(xiàn)，且一層結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重部位為樓板和次梁，框架梁受損程度不嚴(yán)重，且沖擊荷載只對(duì)直接作用面的影響較大，因此可以判斷一層柱在此次事故中未受到破壞，可以繼續(xù)使用。
4結(jié)構(gòu)加固處理
根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，并且考慮到施工的難易程度及工程進(jìn)度，提出以下處理方案：（一層梁板需加固處理的構(gòu)件見圖3所示）
1、板變形、開裂嚴(yán)重，應(yīng)拆除重新布筋澆筑。具體加固方法如下：拆除破損的板，將不需要拆除的梁表面鑿除，鑿到可以鋪設(shè)板底鋼筋為止，按原設(shè)計(jì)布置板鋼筋，重新澆筑板混凝土。應(yīng)保證新舊混凝土結(jié)合牢固。
2、如圖3所示樓板鑿除范圍內(nèi)的多數(shù)框架邊梁除外，所有框架梁及次梁均鑿除，按原設(shè)計(jì)重新施工；
3、兩根框架梁斜裂縫寬度最大為0.2mm，可以保留，但需要采用碳纖維加固處理。
4、二層柱頭應(yīng)向下鑿至合適位置后將彎折鋼筋切斷，用機(jī)械連接將被切割的鋼筋進(jìn)行接長(zhǎng)。
5結(jié)論
5.1該事故發(fā)生的直接原因是模板支撐體系不合理，而一層模板支撐過早拆除又導(dǎo)致一層的結(jié)構(gòu)梁板破壞嚴(yán)重；
5.2一層梁板被沖砸后變形、裂縫較多，已處于危險(xiǎn)狀態(tài)，不適于繼續(xù)承載，考慮到施工方便及工程進(jìn)度，將大部分受損構(gòu)件鑿除，重新按原圖施工，僅有兩根梁采用碳纖維加固；
5.3現(xiàn)場(chǎng)清理后的二層柱，外觀完整，沒有開裂現(xiàn)象，柱子最大側(cè)向位移13mm，垂直度符合要求，可以繼續(xù)使用，但是鋼筋受損嚴(yán)重，因此將柱頭向下鑿出未受損的鋼筋后切斷，按規(guī)范要求用機(jī)械連接將鋼筋進(jìn)行接長(zhǎng)，按原圖重新施工；
5.4二層斜向井字梁屋蓋設(shè)計(jì)的合理性有待商榷，建議重新考慮，優(yōu)化原設(shè)計(jì)，或修改設(shè)計(jì)方案，考慮采用輕質(zhì)的屋面結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)：
[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部．危險(xiǎn)性較大工程安全專項(xiàng)施工方案編制及專家論證審查辦法(建質(zhì)[2004]213號(hào))．2004.12．1～2
