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【事故案例】工程事故案例及原因分析

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案列一


加拿大特朗斯康谷仓——地基强度破坏发生整体滑动、建筑物丧失稳定性的典型案例。

加拿大Transcona谷仓平面呈矩形,长59.44 m,宽23.47 m。高31.0m。容积36368m³。谷仓为圆筒仓,每排13个圆筒仓,共5排65个圆筒仓组成。谷仓的基础为钢筋混凝土筏基,厚61cm,基础埋深3.66m。

谷仓于1911年开始施工,
1913年秋完工。谷仓自重20000t,相当于装满谷物后满载总重量的42 5% 。1913年9月起往谷仓装谷物,仔细地装载,使谷物均匀分布、10月当谷仓装了31822m³谷物时,发现1小时内垂直沉降达30.5cm。结构物向西倾斜,并在24小时间谷仓倾倒,倾斜度离垂线达26°53ˊ。谷仓西端下沉7.32m,东端上抬端下沉7 32m,东端上抬1.52m。


1913年10月18日谷仓倾倒后,上部钢筋混凝土筒仓艰如盘石,仅有极少的表面裂缝。

事故原因                      
1913年春事故发生的预兆:当冬季大雪融化,附近由石碴组成高为9.14m的铁路路堤面的粘土下沉1m左右迫使路堤两边的地面成波浪形。处理这事故,通过打几百根长为18.3m的木桩,穿过石碴,形成一个台面,用以铺设铁轨。谷仓的地基土事先未进行调查研究。根据邻近结构物基槽开挖试验结果,计算承载力为352kPa,应用到这个仓库。谷仓的场地位于冰川湖的盆地中,地基中存在冰河沉积的粘土层,厚12.2m.粘土层上面是更近代沉积层,厚3.0m。粘土层下面为固结良好的冰川下冰碛层,厚3.0 m.。这层土支承了这地区很多更重的结构物。

1952年从不扰动的粘土试样测得:粘土层的平均含水量随深度而增加从40%到约60%;无侧限抗压强度qu从118.4kPa减少至70.0kPa 平均为100.0kPa;平均液限wl=105%,塑限wp=35%,塑性指数Ip=70。试验表明这层粘土是高胶体高塑性的。

按大沙基公式计算承载力,如采用粘土层无侧限抗压强度试验平均值100kPa,则为276 6kPa,已小于破坏发生时的压力3294 kPa值。如用qumin=70 kPa计算,则为 193.8kPa,远小于谷仓地基破坏时的实际压力。

地基上加荷的速率对发生事故起一定作用,因为当荷载突然施加的地基承载力要比加荷固结逐渐进行的地基承载力为小。这个因素对粘性士尤为重要,因为粘性土需要很年时间才能完全固结。根据资料计算,抗剪强度发展所需时间约为1年,而谷物荷载施加仅45天,几乎相当于突然加荷。

综上听述,加拿大特朗斯康谷仓发生地基滑动强度破坏的主要原因:对谷仓地基土层事先未作勘察、试验与研究,采用的设计荷载超过地基土的抗剪强度,导致这一严重事故。由于谷仓整体刚度较高,地基破坏后,筒仓仍保持完整,无明显裂缝,因而地基发生强度破坏而整体失稳

处理方法
为修复筒仓,在基础下设置了70多个支承于深16m基岩上的混凝土墩,使用了388只 的千斤顶,逐渐将倾斜的筒仓纠正。补救工作是在倾斜谷仓底部水平巷道中进行,新的基础在地表下深10.36m。经过纠倾处理后,谷仓于1916年起恢复使用。修复后位置比原来降低了4m。



案列二

香港宝城大厦滑坡——挡土墙的滑动致使惨剧发生

工程概况
中国广东及以南以丘陵为主,并且气候类型为亚热带气候,年降雨量大。滑坡事件在雨季发生的概率很高,重大的滑坡事件时有发生。香港地区楼房大多紧靠山坡而建,因而要修很多高而陡的挡土墙以抵抗山坡的外力。挡土墙上表土严重风化破碎,在暴雨期突发性的沿着陡峭的山坡迅速倾泻而下,并在下坡过程中不断冲刷破面,毁了道路、冲毁建筑等严重事故。
陡峭的山坡、独特的地址条件、依山而建的高密度城市再加上频繁强烈的暴雨,使得滑坡灾害一直以来成为HK的主要自然灾害。1972年7月某日早上,香港宝城路附近,两万多立方米的残积土从山坡上倾泻而下,巨大的滑动体正好冲了一幢高层住宅——宝城大厦,顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁了相邻一幢大楼一角五层住宅。死亡67人。
原因分析:
当年香港5、6月份降雨量达1658.6mm。山坡上残积土本身强度较低,加之雨水入渗使其强度大大降低,土体滑动力超过土的强度,于是山坡土体发生滑动。



案列三


阪神大地震中的地基液化
液化:松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态的一种现象。

地震引起大面积砂土地基液化后产生很大的侧向变形和沉降,大量建筑物倒塌或者遭到严重破坏。


以上三个案例可归纳为与土有关的强度问题。
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最后看个小视频
原标题:【世界上最快的工人】惊人的建筑工人技巧
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