某酒店工程混凝土结构事故的分析与加固

　　摘要：在对某酒店工程混凝土斜向井字梁结构事故进行调查研究、检测与鉴定的基础上，对工程事故发生原因进行了分析，提出了加固处理方案，最后对该事故进行了总结，并提出优化设计的建议。
　　关键词：斜向井字梁；检测与鉴定；加固处理；优化设计
　　1工程概况及事故发生经过
　　
　　图1事故现场图片
　　某酒店工程，地上七层框架结构，总建筑面积20730平米，该工程于2006年开工建设，2007年9月，在酒店主体二层多功能厅屋面斜向井字梁浇筑混凝土过程中，模板支撑体系突然发生整体坍塌，一层梁板被冲砸产生开裂、变形。
　　坍塌部位是酒店二层多功能厅屋面，空间大小为16.8m×25.7m，建筑面积431.76㎡，二层净高8.12m，屋面采用斜向密肋梁楼盖；对应部位的一层最大柱网尺寸为8.4m×7.5m。
　　图1所示为局部处理后的事故现场，由图可知：屋面结构坍塌后，二层柱顶钢筋均受到不同程度的弯折破坏，混凝土局部也被挤碎，部分柱段由于混凝土破坏严重，在清理过程中，对其进行了凿除，导致钢筋受损严重。坍塌的混凝土结构砸落后，导致一层两根次梁破坏明显，混凝土明显断裂，钢筋变形严重，两根框架梁裂缝较明显；其余较多梁有不同程度的裂缝产生，楼板大部分变形开裂严重，局部楼板被砸开洞，一层柱无外观损伤。
　　2事故原因分析
　　通过现场勘察以及对施工图纸，施工方案仔细研究与分析，发现了本次坍塌事故发生的主要原因有以下几点：
　　1、 模板支撑体系不合理。对于高度超过8m、施工总荷载大于10kn/㎡或集中线荷载大于15kn/m的模板支撑系统，超高、超重、大跨度的模板支撑系统专项方案必须组织专家进行审查论证，合格后方可进行作业［1］。该工程发生模板坍塌部位高度是8.12m，施工单位仅编制了简单的专项施工方案，却未进行刚度、稳定性及扣件抗滑移的计算，且内容不具体、不全面，未严格按施工规范进行编制。
　　2、 虽然一层结构混凝土浇筑已完成34天，但一层模板支撑仍然拆除过早，施工荷载完全由一层楼盖承担，而设计考虑的荷载远小于施工荷载。导致二层屋面模板支撑体系没有一个稳定的基础，且坍塌后一层楼盖受损严重，局部楼板被砸开洞。
　　3、 二层多功能厅空间尺寸16.8m×25.7m，长宽比大于1.5，设计采用斜向井字梁屋盖，肋梁截面250×1000，间距1100，楼盖自重约19KN/m2。设计的合理性有待商榷，是否偏于保守，应该可以考虑减小梁截面或增加梁间距。
　　3结构检测
　　由于一层梁板被冲砸产生开裂、变形；并且在对倒塌部分清理时，二层柱头钢筋受到不同程度损坏。为了对本次坍塌事故造成的结构影响做全面了解，专业检测公司对一层梁板、二层柱及钢筋等进行了鉴定，目的在于对未倒塌部分结构的安全性进行评价，并为其后期的正常使用提供技术依据。本次鉴定结论如下：（主要鉴定结果标示于图2中）
　　1、 二层框架柱清理后保留部分外观完整，没有开裂现象，柱子最大侧向位移13mm，垂直度符合要求，可以继续使用；但在对倒塌部分清理时，柱钢筋受到不同程度损坏。建议对柱钢筋采用机械方法进行调直后，检查合格可以使用，如不满足要求，将钢筋切断，用机械连接将被切割的钢筋进行接长；
　　2、 由于受到局部倒塌荷载的冲砸，一层梁板变形、开裂比较严重，检测部分多数梁、板结构已处于危险状态，不适于继续承载，应进行凿除或加固；
　　3、 一层柱未见裂缝出现，且一层结构受损严重部位为楼板和次梁，框架梁受损程度不严重，且冲击荷载只对直接作用面的影响较大，因此可以判断一层柱在此次事故中未受到破坏，可以继续使用。
　　
　　
　　（a）一层梁板检测结果（b）二层柱检测结果
　　注：图（a）中尺寸单位均为mm,裂缝宽度均为最大值，尺寸前加＋号代表在梁左端有裂缝；尺寸前加-号代表在梁右端有裂缝，尺寸前不加符号代表梁两侧均有裂缝。
　　图2结构检测结果
　　4结构加固处理
　　
　　图3一层梁板加固处理示意图
　　根据检测结果，并且考虑到施工的难易程度及工程进度，提出以下处理方案：（一层梁板需加固处理的构件见图3所示）
　　1、板变形、开裂严重，应拆除重新布筋浇筑。具体加固方法如下：拆除破损的板，将不需要拆除的梁表面凿除，凿到可以铺设板底钢筋为止，按原设计布置板钢筋，重新浇筑板混凝土。应保证新旧混凝土结合牢固。
　　2、如图3所示楼板凿除范围内的多数框架边梁除外，所有框架梁及次梁均凿除，按原设计重新施工；
　　3、两根框架梁斜裂缝宽度最大为0.2mm，可以保留，但需要采用碳纤维加固处理。
　　4、二层柱头应向下凿至合适位置后将弯折钢筋切断，用机械连接将被切割的钢筋进行接长。
　　5结论
　　5.1该事故发生的直接原因是模板支撑体系不合理，而一层模板支撑过早拆除又导致一层的结构梁板破坏严重；
　　5.2一层梁板被冲砸后变形、裂缝较多，已处于危险状态，不适于继续承载，考虑到施工方便及工程进度，将大部分受损构件凿除，重新按原图施工，仅有两根梁采用碳纤维加固；
　　5.3现场清理后的二层柱，外观完整，没有开裂现象，柱子最大侧向位移13mm，垂直度符合要求，可以继续使用，但是钢筋受损严重，因此将柱头向下凿出未受损的钢筋后切断，按规范要求用机械连接将钢筋进行接长，按原图重新施工；
　　5.4二层斜向井字梁屋盖设计的合理性有待商榷，建议重新考虑，优化原设计，或修改设计方案，考虑采用轻质的屋面结构。
　　
　　参考文献：
　　[1]中华人民共和国建设部．危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法(建质[2004]213号)．2004.12．1～2