幾起重大工程質(zhì)量安全事故原因

幾起重大工程質(zhì)量安全事故原因分析及其反思

姚光恒

2004年5月13日第一頁，共九十三頁。第一起事故：

常山”97.7.12”塌房事故

一、事故的發(fā)生1997年7月12日上午9時(shí)許，位于常山縣城南小區(qū)的一五層半的住宅樓（常山縣棉紡廠宿舍，面積2714m2），瞬刻間倒塌。當(dāng)時(shí)在該住宅樓內(nèi)共有三十九人，除三人獲救外，其余三十六人全部遇難。（屬一級(jí)特大事故）

第二頁，共九十三頁。第三頁，共九十三頁。

二、工程概況該工程為常山縣棉紡織廠住宅樓，一梯兩戶，共三個(gè)單元，30套住房，常住人口105人，磚混結(jié)構(gòu)，五層半。半層為自行車庫，鋼筋砼條形基礎(chǔ)，基底土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，地耐力190Kpa。第四頁，共九十三頁。

雜填土（底標(biāo)高-1.5m）

粉質(zhì)粘土（地耐力190KP，透水性很差）厚度1.5m~3.4m含砂中礫第五頁，共九十三頁。開發(fā)商：常山縣金城房地產(chǎn)開發(fā)公司設(shè)計(jì)單位：常山縣建筑安裝總公司設(shè)計(jì)事務(wù)所施工單位：常山縣金城建筑工程有限公司質(zhì)監(jiān)單位：常山縣建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站

一九九六年一月十六日開工，一九九六年八月十日竣工。建筑剖面圖見下頁。

第六頁，共九十三頁。第七頁，共九十三頁。樓面為予應(yīng)力多孔板，設(shè)地圈梁一道，每層均設(shè)有圈梁。

第八頁，共九十三頁。三、調(diào)查到的實(shí)際情況

1、對(duì)當(dāng)時(shí)的氣象、地震及爆炸物情況進(jìn)行了解及周圍目擊者進(jìn)行詢問，了解事故發(fā)生前后的一些情況。

①、1997.7.7~7.12，常山縣降雨量399.8mm，其中8日24小時(shí)降水159.5mm，為歷史有記載以來最高值。

第九頁，共九十三頁。②、7月9日城南小區(qū)發(fā)生洪水，洪水高度略高于自行車庫地面。③、倒塌前無明顯預(yù)兆，底層自行車庫無破墻開店現(xiàn)象。④、倒塌為瞬間倒塌。⑤、獲救三人均從廚房部位救出（現(xiàn)澆板）。

第十頁，共九十三頁。2、現(xiàn)場狀態(tài)

①、倒塌形態(tài)為原位倒塌，現(xiàn)場的磚塊均呈粉碎狀。

第十一頁，共九十三頁。第十二頁，共九十三頁。②、地圈梁以下架空層無回填土且均浸滿水。第十三頁，共九十三頁。第十四頁，共九十三頁。③、基礎(chǔ)墻兩邊均未粉刷，未做散水。④、大方墻基礎(chǔ)及鋼筋砼條基基本在原位，未發(fā)生位移現(xiàn)象。

第十五頁，共九十三頁。第十六頁，共九十三頁。3、施工現(xiàn)場管理情況及技術(shù)資料情況

①、資料嚴(yán)重缺損。

質(zhì)保單很少，砂漿、砼配合比不清。

②、擅自變更設(shè)計(jì)，且無聯(lián)系單。

③、砂漿、砼試塊吃“小灶”，鋼材、磚試塊報(bào)告同樣弄虛作假。

第十七頁，共九十三頁。④、施工管理混亂，技術(shù)資料不齊全，弄虛作假。分項(xiàng)工程評(píng)定嚴(yán)重失實(shí)。無施工方案，不能真實(shí)反映該工程的實(shí)際狀況。第十八頁，共九十三頁。4、對(duì)原材料的調(diào)查及推測。

①、鋼材：劣質(zhì)鋼材。

斷口脆裂

鋼筋的力學(xué)性能抽檢：全部不合格，特別是延伸率均太小。第十九頁，共九十三頁。第二十頁，共九十三頁。②、磚：現(xiàn)場均為粉碎狀，找不到一塊完整的磚，酥化，原材料為砂質(zhì)粘土。（見照片）第二十一頁，共九十三頁。第二十二頁，共九十三頁。③、石灰膏均采用石灰鈣代替。④、砂：取自常山砂場，現(xiàn)場進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，均為特細(xì)砂，不能用于建筑工程。砂漿無強(qiáng)度，含泥量過高。（見照片）

第二十三頁，共九十三頁。第二十四頁，共九十三頁。⑤、砼：從廢墟上的砼殘塊取樣，目前強(qiáng)度很低。從隔壁同時(shí)建造的13#樓取樣檢測，C20的強(qiáng)度等級(jí)均未達(dá)到，大多在C10左右。粗骨料采用超規(guī)格鵝卵石，最大粒徑達(dá)13cm。

（見照片）第二十五頁，共九十三頁。第二十六頁，共九十三頁。5、對(duì)圖紙的審查。

業(yè)余設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)事務(wù)所出賣圖簽。幾個(gè)涉及該房屋倒塌的實(shí)質(zhì)性問題：

①、地下基礎(chǔ)墻砌筑砂漿問題。

②、地下基礎(chǔ)墻墻身粉刷問題。（見照片）

第二十七頁，共九十三頁。第二十八頁，共九十三頁。

③、基礎(chǔ)隱檢、設(shè)計(jì)簽字問題。④、墻體驗(yàn)算、承重墻存在薄弱部位。第二十九頁，共九十三頁。6、圖紙與現(xiàn)場不一的地方

基礎(chǔ)：尺寸改變回填土：未按要求進(jìn)行夯實(shí)散水：未做（見照片）地圈梁位置：改變第三十頁，共九十三頁。第三十一頁，共九十三頁。7、計(jì)劃造價(jià)情況縣計(jì)委批準(zhǔn)5000m2兩幢住宅，總投資140萬元（含稅），每平方為280元，中標(biāo)價(jià)219元/m2。8、質(zhì)量監(jiān)督管理情況前期不到位，后期嚴(yán)重失職。合格評(píng)定。

第三十二頁，共九十三頁。9、開發(fā)區(qū)建設(shè)工程管理情況相對(duì)獨(dú)立，權(quán)力過于集中，政府有關(guān)主管部門管理職能難以到位。無“一書二證”，無規(guī)劃，無市政配套及防洪設(shè)施。

第三十三頁，共九十三頁。四、事故原因分析

“7.12”常山塌房事故發(fā)生的原因是：“7.12”住宅樓倒塌事故發(fā)生在數(shù)秒之內(nèi)，整幢樓成為一堆廢墟。經(jīng)基礎(chǔ)全面開挖，不少基礎(chǔ)磚墻的磚和砌筑砂漿已成為粉末狀，表明其結(jié)構(gòu)是從基礎(chǔ)磚墻部位粉碎性破壞開始，上部隨之塌落，解體破壞。

第三十四頁，共九十三頁。（一）直接原因1、主要原因①基礎(chǔ)磚墻質(zhì)量十分低劣；②擅自改變?cè)O(shè)計(jì)。原設(shè)計(jì)的實(shí)地坪改為架空層，無回填。2、重要原因洪水侵入，基礎(chǔ)經(jīng)水浸泡。

第三十五頁，共九十三頁。第三十六頁，共九十三頁。3、次要原因①架空層承重墻砌體有薄弱部位。

②施工企業(yè)管理失控③建設(shè)單位質(zhì)量管理混亂④質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)工作失職

第三十七頁，共九十三頁。（二）間接原因設(shè)計(jì)造價(jià)太低，違背客觀規(guī)律。

第三十八頁，共九十三頁。結(jié)論：該起事故非地質(zhì)、地震、臺(tái)風(fēng)和人力破壞因素所致。造成這起事故的原因是多方面的，既有天災(zāi)又有人禍，但人禍因素是主要的，是一起嚴(yán)重的責(zé)任事故，事故的主要原因是工程質(zhì)量低劣，特別是基礎(chǔ)磚墻質(zhì)量低劣和擅自改變?cè)O(shè)計(jì)。重要原因是基礎(chǔ)磚墻長時(shí)間積水浸泡。

第三十九頁，共九十三頁。五、處理責(zé)任單位與責(zé)任人情況

六、善后工作

發(fā)現(xiàn)相類似的危房50多幢，爆破一幢，拆除三幢，加固近50多幢。

第四十頁，共九十三頁。第四十一頁，共九十三頁。事故過去很多年了，但事故給我們留下了很多教訓(xùn)和思考。

第四十二頁，共九十三頁。第二起事故浙江大學(xué)新校區(qū)（紫金港）支模架坍塌事故

1、時(shí)間：2002年7月25日上午5時(shí)10分

正在施工的“學(xué)生活動(dòng)中心”穹形舞臺(tái)整體坍塌，上面24個(gè)施工人員4人死亡，20人受傷。（三級(jí)重大事故）

第四十三頁，共九十三頁。2、工程概況學(xué)生活動(dòng)中心為一劇院建筑，框架結(jié)構(gòu)，平面是橢圓形，面積14084m2。屋面是雙曲橢圓形鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。剖面圖如下：

第四十四頁，共九十三頁。第四十五頁，共九十三頁。設(shè)計(jì)單位：同濟(jì)大學(xué)施工單位：長城建設(shè)集團(tuán)建設(shè)單位：浙江大學(xué)監(jiān)理單位：泛華監(jiān)理公司

第四十六頁，共九十三頁。3、事故的發(fā)生

7.24上午8時(shí)開始連續(xù)澆搗舞臺(tái)屋面混凝土。7.25凌晨5時(shí)，施工作業(yè)即將結(jié)束（最后一車泵送砼），在無任何預(yù)兆的情況下，舞臺(tái)屋面忽然坍塌，24人隨屋面砼、鋼筋、模板墜落，其中4人經(jīng)搶救無效死亡，20人受傷。

第四十七頁，共九十三頁。第三起事故UT—斯達(dá)康杭州研發(fā)生產(chǎn)中心工地2.18支模架坍塌事故1、事故的發(fā)生2003年2月18日晚19時(shí)45分，正在澆筑南區(qū)III段六層屋面頂板26~28軸混凝土施工過程中。發(fā)生支模架和正在澆筑的屋面板坍塌事故。造成13人死亡，16人受傷的重大質(zhì)量安全事故。

第四十八頁，共九十三頁。第四十九頁，共九十三頁。第五十頁，共九十三頁。2、工程概況該工程為一工業(yè)廠房，建筑面積24萬平方米，工程分南、北兩個(gè)獨(dú)立功能區(qū)塊，中間用二層人工河分隔。予應(yīng)力框架及鋼框架結(jié)構(gòu)，地下一層，平面呈橢圓形（386X264）。26~28軸為一近正方形屋面。屋面予應(yīng)力密肋大梁共11根，梁截面為600X1400，屋面板厚120。

第五十一頁，共九十三頁。第五十二頁，共九十三頁。設(shè)計(jì)單位：浙江華東建設(shè)發(fā)展設(shè)計(jì)有限公司、北京市建筑設(shè)計(jì)研究院施工單位：浙江一建建設(shè)集團(tuán)三分公司監(jiān)理單位：浙江省工程監(jiān)理公司建設(shè)單位：UT—斯達(dá)康第五十三頁，共九十三頁。幾個(gè)問題：①屋面施工為何采用逆做法

②為什么屋面系統(tǒng)不采用鋼結(jié)構(gòu)

第五十四頁，共九十三頁。3、事故的發(fā)生2003年2月18日11時(shí)30分開始由南向北泵送澆筑南區(qū)25~29軸屋面。晚飯后開始澆筑26~28軸。26~28軸由于是采取先施工鋼砼結(jié)構(gòu)，后施工2~6層樓面鋼結(jié)構(gòu)，故該屋面砼工程的模板支架是一個(gè)大面積、大空間，高度高且承受荷載很重的施工承重結(jié)構(gòu)。

第五十五頁，共九十三頁。

當(dāng)砼澆搗至過26軸約8m，在無任何預(yù)兆的情況下（現(xiàn)場目擊者反映，曾聽到扣件的連續(xù)幾次爆裂聲），26~28軸屋面突然朝東南坍塌。第五十六頁，共九十三頁。進(jìn)行技術(shù)分析及相關(guān)調(diào)查

分三方面進(jìn)行：一、施工組織設(shè)計(jì)（專項(xiàng)施工方案）

施工企業(yè)二天后拿出專項(xiàng)施工方案（編制、審核、審批），對(duì)施工方案進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，發(fā)現(xiàn)一致命錯(cuò)誤。附單元計(jì)算簡圖。

第五十七頁，共九十三頁。第五十八頁，共九十三頁。第五十九頁，共九十三頁。第六十頁，共九十三頁。分三種計(jì)算方法進(jìn)行復(fù)核A、

按連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算B、

按框架進(jìn)行計(jì)算C、

按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算第六十一頁，共九十三頁。第六十二頁，共九十三頁。第六十三頁，共九十三頁。第六十四頁，共九十三頁。二、

現(xiàn)場搭設(shè)情況木工班長負(fù)責(zé)搭設(shè)，稱沒有看到專項(xiàng)施工方案，而是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行搭設(shè)。又稱，其搭設(shè)情況與地下室相同。

第六十五頁，共九十三頁。1、立桿橫距

方案0.7m，

實(shí)際1.38m縱距

方案0.7m，

實(shí)際1.2m~1.4m均為單立桿，個(gè)別梁下無立桿或立桿不著地。

第六十六頁，共九十三頁。2、橫向水平桿大量缺失3、模板支架立桿與周邊結(jié)構(gòu)無連接柱桿拉接。4、無掃地桿，無墊板，無剪刀撐。5、舊鋼管、舊扣件，質(zhì)量觀感差。第六十七頁，共九十三頁。第六十八頁，共九十三頁。三、材料檢測情況

1、扣件：直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件、對(duì)接扣件每種抽查24只（3組）共72只

第六十九頁，共九十三頁。檢查內(nèi)容：關(guān)鍵項(xiàng)目（裂紋、氣孔、蓋板開啟）抗滑性能抗滑性能（P=7KN，Δ1≤7mm;P=10KN,Δ1≤0.5mm）

抗破壞性能（P=25KN）不得斷裂檢測結(jié)果：全部不合格第七十頁，共九十三頁。2、鋼管抽檢29根鋼管（Φ48×3.5mm）抽檢內(nèi)容：鋼管壁厚、抗拉、冷彎、壓扁試驗(yàn)壁厚標(biāo)準(zhǔn)±12.5%（3.06~3.94mm）檢測結(jié)果：50%不合格第七十一頁，共九十三頁。結(jié)論：

（一）主要原因1、模板支架的搭設(shè)

2、劣質(zhì)舊鋼管和舊扣件

3、未按施工組織設(shè)計(jì)的要求編制施工方案

4、沒有認(rèn)真檢查，未經(jīng)驗(yàn)收合格就進(jìn)行砼澆搗。

第七十二頁，共九十三頁。（二）間接原因

1、建設(shè)單位片面抓進(jìn)度，邊設(shè)計(jì)邊施工；

2、施工單位支模架搭設(shè)人員均無特種工種作業(yè)人員上崗證；

3、施工單位對(duì)原材料把關(guān)不嚴(yán)；

4、監(jiān)理單位監(jiān)理不力；

5、未吸取同類事故的教訓(xùn)。

第七十三頁，共九十三頁。事故性質(zhì)：重大責(zé)任事故處理情況：責(zé)任單位責(zé)任人處理法律責(zé)任，取消執(zhí)業(yè)資格、行政處分、經(jīng)濟(jì)處罰

第七十四頁，共九十三頁。缺掃地桿對(duì)支模架產(chǎn)生的

不利影響分析

第七十五頁，共九十三頁。第七十六頁，共九十三頁。1、壓桿穩(wěn)定基本理論

由材料力學(xué)的歐拉理論可推導(dǎo)出壓桿穩(wěn)定公式：

第七十七頁，共九十三頁。其中壓桿有效長度L0=μL，其中μ值取決于壓桿的端部條件。令A(yù)=，在壓桿的長度與材料截面確定的情況下，A為常數(shù)，則公式（1）式可寫成：

（公式2）第七十八頁，共九十三頁。

由公式（2）可知，對(duì)于施工中應(yīng)用腳手架的鋼管來說，在立桿長度一定的情況下，其承載能力將取決于其端部條件，μ值的大小及其與壓桿端部條件的關(guān)系見下表。

第七十九頁，共九十三頁。第八十頁，共九十三頁。2、腳手架構(gòu)造及其與設(shè)計(jì)的關(guān)系第八十一頁，共九十三頁。第八十二頁，共九十三頁。第八十三頁，共九十三頁。3、針對(duì)腳手架實(shí)際工況的設(shè)計(jì)與討論

3.1腳手架的計(jì)算

從嚴(yán)格意義上講，扣件式腳手架節(jié)點(diǎn)的實(shí)際工況是一種半剛半鉸接節(jié)點(diǎn)，為了計(jì)算方便和便于對(duì)比分析，假定：除掃地桿連接節(jié)點(diǎn)以外的節(jié)點(diǎn)具有良好的剛性均為剛節(jié)點(diǎn)；掃地桿的連接節(jié)點(diǎn)為鉸接點(diǎn)。

第八十四頁，共九十三頁。則：有掃地桿腳手架的力學(xué)計(jì)算模型與表1（2）類型最為接近，針對(duì)其實(shí)際工況的計(jì)算簡圖如圖2（c）所示；無掃地桿腳手架的底層立桿接地處只有垂直方向的一個(gè)自由度受到約束，而在水平平面內(nèi)只有鋼管與地面的摩擦約束，故針對(duì)其實(shí)際工況的力學(xué)模型計(jì)算簡圖見圖1（c）,

第八十五頁，共九十三頁。第八十六頁，共九十三頁。故μ值的大小是表1（2）和表1（5）類型的之間的一個(gè)數(shù)值，當(dāng)?shù)孛媾c鋼管的摩擦力足夠大使鋼管在地面不能移動(dòng)時(shí)，μ=0.7；而當(dāng)?shù)孛孀銐蚬饣瑫r(shí)，μ=2.0。實(shí)際工程中的μ值應(yīng)在0.7和2.0之間。

第八十七頁，共九十三頁。假設(shè)某工程中腳手架的μ值取0.7與2.0的中間值，即u=1.35，令Pe（1）為無掃地桿的底層立桿有效極限