蔡曉東 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽 合肥 230001）

0 前言

工業(yè)構(gòu)筑物倒塌、破壞事故雖然較為少見，但事故一旦發(fā)生對工業(yè)廠區(qū)及周邊環(huán)境均有可能產(chǎn)生較大影響。因此，查明事故產(chǎn)生原因及為后期加固處理進(jìn)行事故鑒定非常必要。筆者從倒塌事故、施工質(zhì)量、破壞特征、結(jié)構(gòu)復(fù)核驗算等幾個方面，對某廠區(qū)污水處理SBR反應(yīng)池倒塌事故成因進(jìn)行鑒定。

1 工程概述

某紡織印染有限公司污水處理SBR池為單層鋼筋混凝土構(gòu)筑物，建筑面積約1000m2，工程于約2011年1月開工，2011年4月完工并投入使用。2013年5月17日該SBR污水處理池內(nèi)部混凝土隔墻發(fā)生倒塌事故，為了解事故成因，某紡織印染有限公司委托我站對混凝土隔墻倒塌成因進(jìn)行檢測。

2 檢測結(jié)果

2.1 工程相關(guān)資料調(diào)查

2.1.1 設(shè)計情況

根據(jù)該圖紙反映：該污水處理工程為單層敞口式水池，構(gòu)筑物平面尺寸為55.7m×27.2m，水池墻身高度（水池墻頂距底板）為6.0m。水池內(nèi)部設(shè)置3道鋼筋混凝土隔墻，墻身設(shè)計厚度為300mm，混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C30。水平向分布筋為雙側(cè)C12@150、豎向分布筋為雙側(cè)C16@150，在隔墻兩端距離底板板面2.5m處各設(shè)置1個A100mm的排水孔。

2.1.2 施工情況

根據(jù)施工單位提供的資料反映：本工程所用混凝土抗壓強(qiáng)度檢測報告、鋼筋復(fù)試報告等質(zhì)保資料基本齊全，隱蔽工程驗收均由監(jiān)理單位確認(rèn)。

2.1.3 污水處理系統(tǒng)情況

根據(jù)本污水處理系統(tǒng)環(huán)保運營公司出具的資料反映，污水運營系統(tǒng)自2012年3月開始投入使用，使用狀態(tài)正常，直至2013年9月17日凌晨3：00突然發(fā)生隔墻倒塌事故后停止使用至今。

2.2 倒塌特征及裂縫情況

根據(jù)委托單位介紹及現(xiàn)場查勘：整體倒塌的混凝土墻體為2#池與3#池之間隔墻，倒塌方向自3#池朝向2#池。隔墻中部區(qū)段墻身自根部折斷，鋼筋全部拉斷（頸縮）、無拉脫現(xiàn)象，隔墻兩端與混凝土側(cè)墻連接部位均出現(xiàn)不同程度的鋼筋拉脫（或拉斷），并造成相鄰墻體混凝土呈倒錐體破壞現(xiàn)象。上述破壞現(xiàn)象見圖1～ 圖4。

圖1

圖2

另外在檢測中發(fā)現(xiàn)與倒塌隔墻平行的二道隔墻底部也出現(xiàn)不同程度的水平狀裂縫，該裂縫延伸至墻體兩端后向上發(fā)展，與相鄰側(cè)墻約呈30?！?5。夾角。裂縫具體情況詳見附圖3。

2.3 施工質(zhì)量抽樣檢測

2.3.1 構(gòu)件混凝土強(qiáng)度

采用鉆芯法對在倒塌的混凝土墻身上隨機(jī)鉆取6個混凝土芯樣，經(jīng)切割、封平、晾干后在試驗機(jī)上進(jìn)行試壓，試驗結(jié)果：被測構(gòu)件混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度值在 34.6MPa～41.6MPa間，符合設(shè)計圖紙（C30）要求。

2.3.2 混凝土隔墻鋼筋配置

采用混凝土鋼筋檢測儀、鋼卷尺對倒塌的混凝土墻板鋼筋配置情況進(jìn)行檢測，具體結(jié)果：被測墻身水平分布筋實測平均間距在194～216mm間，不符合設(shè)計圖紙要求；墻身垂直向分布筋鋼筋實測平均間距在166～180mm間，不符合設(shè)計圖紙要求。鋼筋保護(hù)層厚度實測值在14～40mm間，部分測點鋼筋保護(hù)層厚度實測值超出規(guī)范允許偏差限值。

2.3.3 墻身厚度

采用鋼尺對鉆取的混凝土芯樣長度（即墻身厚度）及隔墻底部厚度（折斷處）進(jìn)行測量，具體測量結(jié)果：被測墻身厚度值在257～265mm間，8個板厚測點實測值均不符合設(shè)計圖紙300mm要求。

2.3.4 隔墻兩端排水孔情況

根據(jù)現(xiàn)場查勘：倒塌及相鄰的混凝土隔墻2.5m標(biāo)高（相對板底面高度）處兩端均未設(shè)置排水孔。

2.3.5 水平鋼筋錨固長度情況

現(xiàn)場從倒塌的隔墻兩端鋼筋拉脫處量取水平鋼筋伸入相鄰側(cè)墻的錨固長度值在200～220mm，不符合設(shè)計圖紙（36d）要求。

2.4 結(jié)構(gòu)復(fù)核驗算

2.4.1 復(fù)核參數(shù)

本次結(jié)構(gòu)復(fù)核，依據(jù)現(xiàn)行系列國家規(guī)范，相關(guān)復(fù)核參數(shù)取值如下：

①結(jié)構(gòu)體系為單層敞口式水池結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主材為鋼筋混凝土，重要性系數(shù)為1.0；

②隔墻兩端2.5m標(biāo)高處有排水孔及無排水孔情況；

③如無排水孔情況下，隔墻兩側(cè)水位高差為2.5m工況；

④混凝土強(qiáng)度按C30考慮，鋼筋配置及截面尺寸按實際檢測數(shù)據(jù)考慮。

2.4.2 復(fù)核結(jié)論

①按原設(shè)計圖紙（有排水孔情況下）進(jìn)行復(fù)核，結(jié)構(gòu)滿足正常使用條件承載力要求；

②按實測施工質(zhì)量及無排水孔情況下，隔墻墻身不滿足受彎承載力要求；在部分工況下隔墻根部縱向鋼筋實際應(yīng)力超過極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（540MPa）。

3 隔墻倒塌成因分析

根據(jù)破壞特征現(xiàn)場實測情況及結(jié)構(gòu)結(jié)果情況進(jìn)行綜合分析，被測隔墻倒塌主要由以下原因引起：①隔墻兩側(cè)排水孔未設(shè)置，作用于隔墻上水平荷載值過大；②受力鋼筋間距、墻身厚度、鋼筋錨固長度等不滿足設(shè)計圖紙要求。另外部分抽檢的工程施工質(zhì)量不滿足設(shè)計圖紙要求對本次事故的發(fā)生起不利作用。

4 修復(fù)建議

鑒于本工程混凝土隔墻已完全破壞，建議后期應(yīng)將該隔墻殘余部分采用人工鑿除混凝土、機(jī)械切割受損鋼筋后進(jìn)行加固施工。

圖3 結(jié)構(gòu)平面示意圖

圖4