作(zuò)者:李海杰
近期接二连三的出现坍塌事故:3月7日福建泉州酒店(diàn)楼體(tǐ)坍塌致28人死亡;3月21日西安(ān)临潼一施工(gōng)点发生坍塌致3人死亡;陕西勉县架桥机坍塌事故致5死7伤……每一次事故就是一次教训,每一张图片都是一次震撼。就这类坍塌事故,我们确实该反思下安(ān)全对人类的重要性了。
图1.2020年3月11日拍摄的泉州酒店(diàn)搜救现场 新(xīn)华社记者 林善传 摄[5]
提起建筑,人们立刻就会关联遮风避雨、历史的变迁、建筑师的梦想等等这些我们能(néng)看到的,或者透过建筑本身能(néng)看到的令我们记忆深刻的有(yǒu)关美或者美學(xué)方面的认知,但是结构本身却常常是被我们忽略的,被忽略的结构却是安(ān)全的关键所在。虽然事故的成因面很(hěn)广,但最重要的无非是施工(gōng)过程中(zhōng)无视结构的重要性,随意改造。
改造也是有(yǒu)流程的,具(jù)體(tǐ)如下:
既有(yǒu)房屋安(ān)全鉴定——加固改造方案的选择——加固改造设计——加固改造施工(gōng)组织设计——加固改造施工(gōng)——工(gōng)程竣工(gōng)验收
1、既有(yǒu)房屋安(ān)全鉴定
既有(yǒu)房屋安(ān)全性鉴定主要包括材料强度、构造措施、裂缝、变形及使用(yòng)条件等,通过这些检测数据可(kě)以对房屋的安(ān)全性有(yǒu)充分(fēn)的的了解,并且也是加固设计的重要参考数据。
2、房屋加固改造方案的选择
房屋加固改造方案的选择不仅直接影响到改造后房屋的安(ān)全性,同时也影响到资金的投入。如对于承载力不足而实际配筋已达超筋的结构构件,继续在受拉區(qū)增配钢筋是起不到加固作(zuò)用(yòng)的。
合理(lǐ)的加固改造方案要同时满足加固效果好,对使用(yòng)功能(néng)影响小(xiǎo)、技(jì )术可(kě)靠、施工(gōng)简便、经济合理(lǐ)、外观整齐等特点。
3、房屋加固改造设计
房屋加固改造设计包括被加固构件的承载力验算、构造处理(lǐ)和绘制施工(gōng)图三部分(fēn)。房屋加固改造设计要做到新(xīn)增结构和原结构协同受力,不但要满足新(xīn)加构件自身的构造要求,还要考虑到新(xīn)增结构与原结构构件的连接。
4、房屋加固改造施工(gōng)组织设计
房屋加固改造施工(gōng)组织设计应具(jù)有(yǒu)针对性、准确性地结合实际施工(gōng)环境设计编制。如:(1)施工(gōng)现场狭窄、场地拥挤、场所的正常营业;(2)受生产(chǎn)设备、管道和原有(yǒu)结构、构件的制约;(3)尽量在不影响或尽可(kě)能(néng)少影响使用(yòng)条件下施工(gōng)。
通常加固改造施工(gōng)是在负荷或部分(fēn)负荷的情况下进行,因為(wèi)一定要做到安(ān)全施工(gōng),施工(gōng)前尽量卸除一部分(fēn)外载,并施加预应力顶撑,以减小(xiǎo)原构件中(zhōng)的应力。
5、房屋加固改造施工(gōng)
房屋加固改造施工(gōng)前拆除或清理(lǐ)原有(yǒu)构件时,应格外留意观察是否有(yǒu)与原检测鉴定情况下不符的地方。应安(ān)排专业技(jì )术人员定期到现场勘查施工(gōng)质(zhì)量,每道工(gōng)序完成之后应经检测部门合格之后方可(kě)进行下道施工(gōng)工(gōng)序。
6、房屋加固改造工(gōng)程验收
房屋加固改造施工(gōng)完成之后应经检测部分(fēn)检测合格之后方可(kě)投入使用(yòng),检测时应严格按照有(yǒu)关加固工(gōng)程施工(gōng)或验收规范(规程)进行验收。
房屋加固改造是有(yǒu)流程要走的,在流程中(zhōng)的每一个步骤都会起到相应的作(zuò)用(yòng),所以房屋加固改造的流程是不能(néng)忽视的。
从结构自身来讲,它如同建筑的骨骼,要承受各种力的作(zuò)用(yòng),形成支承體(tǐ)系,是建筑物(wù)有(yǒu)效传力的基础。
结构的极限状态分(fēn)為(wèi)承载能(néng)力极限状态[1],正常使用(yòng)极限状态和耐久性极限状态。且当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认定為(wèi)超出了承载能(néng)力极限状态:1、结构构件或连接因超过材料强度和破坏,或因过渡变形而不适于继续承载;2、整个结构或其一部分(fēn)作(zuò)為(wèi)刚體(tǐ)失去平衡;3、结构或结构构件丧失稳定;4、结构因局部破坏而发生连续倒塌……
结构应满足以下功能(néng)要求[1]:1、能(néng)承受在施工(gōng)和使用(yòng)期间可(kě)能(néng)出现的各种作(zuò)用(yòng);2、保持良好的使用(yòng)功能(néng);3、具(jù)有(yǒu)足够的耐久性能(néng);4、当发生火灾时,在规定的时间内可(kě)保持足够的承载力;5、当发生爆炸、撞击、人為(wèi)错误等偶然事件时,结构能(néng)保持必要的整體(tǐ)稳固性,不出现与起因不相称的破坏后果,防止出现结构的连续倒塌。根据上述规定,可(kě)将结构倒塌时间划分(fēn)為(wèi)施工(gōng)期倒塌、使用(yòng)期倒塌和维修(拆除)改建期倒塌。另外,根据结构倒塌的范围又(yòu)可(kě)划分(fēn)為(wèi)局部倒塌和整體(tǐ)性倒塌(或连续性倒塌)。
一般在施工(gōng)期发生倒塌的结构都有(yǒu)以下几个特点[2]:
(1)辅助支撑强度、稳定性不足。由于结构构件强度没有(yǒu)达到设计要求,而辅助支撑不能(néng)够提供所需的不足承载力导致结构发生倒塌。支撑系统出现倒塌的事故主要原因有(yǒu):A、支撑系统的钢管、扣件使用(yòng)前未进行检测,存在使用(yòng)不合格产(chǎn)品的情况;B、支撑系统设计不合理(lǐ);C、施工(gōng)现场搭设模板支撑系统时,未按有(yǒu)关规范进行搭设操作(zuò)随意性大;D、模板支撑系统验收过于形式化,检查验收不负责任。
(2)不按工(gōng)艺要求施工(gōng)。结构工(gōng)程施工(gōng)都应按照施工(gōng)工(gōng)艺和规范要求,编制施工(gōng)计划,在施工(gōng)过程中(zhōng)要严格按照施工(gōng)计划进行施工(gōng)。如果违反工(gōng)艺要求强行施工(gōng),或按照错误的工(gōng)序施工(gōng)就会带来严重的后果。
(3)施工(gōng)时所用(yòng)结构材料强度达不到结构设计要求。由于使用(yòng)的结构材料强度达不到设计要求,当按照正常的施工(gōng)工(gōng)艺进行施工(gōng)时,结构构件不能(néng)达到预期承载能(néng)力,极易在施工(gōng)阶段发生结构倒塌。即使在施工(gōng)阶段没有(yǒu)产(chǎn)生倒塌事故,在结构投入使用(yòng)后也存在着很(hěn)大的安(ān)全隐患。
(4)无正规设计院的图纸,无符合资质(zhì)的施工(gōng)单位,无开工(gōng)许可(kě)就进行施工(gōng)。在施工(gōng)期倒塌的案例中(zhōng),这种三无的案例占多(duō)数。
(二)维修(拆除)改造期倒塌
由于自然老化、受环境侵蚀及其他(tā)外部作(zuò)用(yòng)的影响或建筑结构功能(néng)和用(yòng)途的改变。原有(yǒu)的结构构件的承载力强度下降或不能(néng)满足新(xīn)的功能(néng)要求。对原有(yǒu)结构强度鉴定后,需要对原有(yǒu)结构进行改造加固、加建或拆除。
在结构的改造、加建或拆除过程中(zhōng),由于对结构剩余强度鉴定不准确,采用(yòng)的维修加固、加建或拆除方案不符合实际要求导致结构倒塌。
(三)使用(yòng)期倒塌
在使用(yòng)期诱发结构倒塌的原因可(kě)分(fēn)為(wèi)两类:第一类是由于撞击、爆炸、火灾、人為(wèi)破坏、使用(yòng)不当、结构构件腐蚀老化、结构设计不当,造成部分(fēn)承重构件失效,阻碍传力途径导致结构倒塌。第二类是由于地震作(zuò)用(yòng)下结构进入非弹性大变形,构件失稳,传力途径失效引起结构倒塌。
新(xīn)闻报告称,3月7日晚上7时许,房主曾接到现场施工(gōng)人员電(diàn)话,称正在进行装(zhuāng)修作(zuò)业的一楼房屋的一根柱子发生变形。但三四分(fēn)钟后,楼房整體(tǐ)坍塌[3]。明显这次倒塌事故属于施工(gōng)期倒塌。经查证,福建泉州欣佳酒店(diàn)坍塌事故是一起安(ān)全责任事故[4],酒店(diàn)的违法建设,多(duō)次违规改建。该建筑倒塌主要原因是改变既有(yǒu)建筑使用(yòng)功能(néng),引起建筑物(wù)恒荷载巨增,导致结构变形过大钢柱连续失稳,因而引起整栋建筑坍塌,这个事件也暴露出地方有(yǒu)关方面安(ān)全生产(chǎn)监管责任不落实,長(cháng)期造成安(ān)全风险隐患的漏洞和盲區(qū)。
建筑物(wù)的倒塌不是偶然的,所以在既有(yǒu)建筑拆改的过程中(zhōng),一方面要遵守改造的流程,严格按章办(bàn)事;另一方面,施工(gōng)中(zhōng)应编制安(ān)全预案,并贯彻执行也是需要注意的重点。
参考文(wén)献
[1]、《建筑结构可(kě)靠性设计统一标准》GB 50068-2018
[2]、《工(gōng)程结构倒塌案例分(fēn)析》工(gōng)程建设第41卷第2期
[3]、《泉州酒店(diàn)坍塌:事发5分(fēn)钟前和3年前均现玻璃碎裂》网易新(xīn)闻 2020.3.08 19:28:11
[4]、《泉州酒店(diàn)坍塌事故原因公(gōng)布!又(yòu)是安(ān)全生产(chǎn)责任时间,将推五大措施坚决防范》和讯新(xīn)闻
[5]、《泉州酒店(diàn)倒塌28人遇难 初步调查:改造审批存问题》正义网