1、. . 工程案例分析专业： 建筑与土木工程学号：姓名：. . 一、工程概况新建的乌审旗第二实验小学总建筑面积为286686 平方米，其中报告厅共计一层，层面结构为井字梁楼盖，结构高度9 米，最大跨度为 304 米，建筑面积 67840 平方米。该工程位于鄂尔多斯市乌审旗嘎鲁图镇。该工程由鄂尔多斯市勇泰热电集团有限责任公司出资兴建、中国建筑西北设计研究院有限公司设计、 陕西榆林市荣岩地质勘探有限公司勘察、湖南星沙建筑有限责任公司承建、 内蒙古合众监理有限责任公司监理，建成后拟捐赠当地政府使用。二、事故发生情况2011年月日时分左右，内蒙古自治区乌审旗在建的第二实验小学建筑工地的报告厅支撑模板发生
2、坍塌。该报告厅模板支架半个月前已搭好，5 月 1 日 8 时许开始水泥混凝土浇灌作业，大约浇注了三分之一面积时顶部突然倾塌，当时顶部有9 人、地面有 8 人。本次事故共造成人死亡，人受伤。三、事故资料收集1. 天气情况事故发生前十天，内蒙古自治区乌审旗地区主要是晴转多云天气，平均15摄氏度，没有出现雨雪天气。天气因素不影响，工程施工质量。2. 水文地质资料经普查查明，内蒙古自治区乌审旗地区具有普遍供水意义的含水层有两个。第一个含水层是第四系潜水含水层，分布于东部、 南部冲湖积平原， 含水层由粉细砂组成，厚 40-60 米，水位埋深 1-5 米，是最具供水价值的含水层。第二个含水层是白垩系承压水
3、含水岩组， 分布广泛，含水层由细至粗砂岩组成， 厚 160-170. . 米，水位埋深 6-30 米，单位涌水量 1 升/ 秒米，是西部、北部的主要供水含水层。3. 勘查资料土层分布情况 细砂层：松散，稍湿 饱和。厚度不均匀，层厚1.13.9m，地基承载力特征值 90kPa。 细砂层：稍密，湿饱和。场地内均有分布，层厚0.33.8m，层底深度1.66.0m，地基承载力特征值120kPa。 细砂层：中密状态，饱和。场区内均有分布， 厚度不均匀， 层厚 4.39.4m。层底深度 6.014.0m，地基承载力特征值180200kPa 。 砂岩层：全风化 中风化层，地基承载力特征值230500kPa
4、。4. 公司资质鄂尔多斯市勇泰热电集团有限责任公司资质及荣誉：注册资本： 5 亿元成立时间： 2009年 5 月份资质：乌审旗勇泰房地产开发有限责任公司肆级开发资质( 四级资质房地产开发企业可承担 10万平方米以下（含）的开发项目) 湖南星沙建筑有限公司资质注册资本：人民币伍仟叁佰肆拾陆万元整成立时间： 2000-8-21 主项资质：房屋建筑工程施工总承包壹级. . ( 一级企业：可承担单项建安合同额不超过企业注册资本金5 倍的下列房屋建筑工程的施工：（1）40层及以下、各类跨度的房屋建筑工; （2）高度 240 米及以下的构筑物；（3）建筑面积 20 万平方米及以下的住宅小区或建筑群体。)
5、增项资质：市政公用工程施工总承包壹级、机场场道工程专业承包壹级、建筑装修装饰工程专业承包壹级、 土石方工程专业承包贰级、 地基与基础工程专业承包叁级、机电设备安装工程专业承包叁级内蒙古合众监理有限责任公司注册资本： 200 万元成立时间： 2009年 3 月主项资质：乙级房屋建筑工程全部( 可承担相应专业工程类别二级以下（含二级）建设工程项目的工程监理业务，1428层；2436 米跨度（轻钢结构除外）；单项工程建筑面积1 万3万平方米高度 70120 米建筑面积 6 万12 万平方米；单项工程1428 层。 ）增项资质：乙级市政公用工程全部5. 施工供应材料模板支撑体系架管壁不足3 毫米， 建
6、筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）3.1.2 中规定，每根脚手架钢管的最大质量不应大于25kg，宜采用 48*3.5 。6. 和项目有关的资料本工程结构高度 9 米，最大跨度为 30.4 米。其模板支撑体系属于高大模板支. . 撑系统。（高大模板支撑系统是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过 8m ，或搭设跨度超过18m ，或施工总荷载大于15kN/，或集中线荷载大于20kN/m的模板支撑系统。四、调查取证1. 经现场勘测发现，该工程模板支撑体系立杆垫板下铺宽度300 毫米左右的竹胶板，没有设置扫地杆。同时，该工程存在梁底增加的承重立杆为假支撑，没有伸至地面；
7、梁底承重扣件有部分为单扣件；。2. 该工程模板支撑系统属于高大模板支撑系统。根据住房和城乡建设部有关模板工程及支撑体系中混凝土模板支撑工程的标准（建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则），该工程属于超过一定规模危险性较大工程，应编制专项施工方案， 并组织专家论证。 调查发现，该工程无模板支撑体系专项方案，且未组织专家论证。3. 监理单位未要求施工单位编制专项施工方案，未阻止施工单位的违规行为。五、验证计算：垫板尺寸 300*300mm2, 地基承载力 120KPa, 支撑钢管 48*2.5 ，支撑体系如图所示. . 荷载及计算参数：（实际监测值与标准值相近）1. 模板自重标准值 0.35
8、KN/m22. 支架自重标准值 0.75KN/m23. 砼自重标准值 24 KN/m24. 钢筋自重标准值梁 1.5 KN/m2板 1.1KN/m25. 振捣砼对水平模板产生的荷载标准值2.0 KN/m26. 施工人员及设备荷载标准值均布活荷载1.0 KN/m27. 方木参数：弹性模量E=9500 N/mm2，抗弯强度设计值 f=13 N/mm2，抗剪强度设计值 T=1.4N/mm2，截面尺寸 50*100 mm28. 支撑钢管参数：弹性模量E=206000 N/mm2，抗弯强度设计值 f=205 N/mm2，截面尺寸 48*2.5 ，. . （一）梁底模板验算1. 模板承受荷载计算钢筋混凝土
9、梁自重线荷载：q1=25*0.85*1=21.25KN/m 模板自重线荷载： q2=0.35*0.85*（2*1+0.3 ）/0.3=2.28 KN/m 活荷载标准值（集中荷载）：P1=（1+2）*0.3*0.85=0.765KN 则均布恒荷载： q=1.2* （21.25+2.28 ）=28.236 KN/m 集中活荷载： P=1.4*0.765=1.071KN 2. 模板截面参数截面惯性矩： I=bh3/12=85*1.8*1.8*1.8/12=41.31cm4截面抵抗矩： W= bh2/6=85*1.8*1.8/6=45.9 cm3. . 3. 内力计算及简图支座反力： N1= N2=(
10、ql+p)/2=(28.236*0.3+1.071)/2=4.771KN 跨中最大弯矩： M=ql2/8+Pl/4=28.236*0.3*0.3/8+1.071*0.3/4=0.398KN.m 最大挠度值： =2(0.667*0.398*106*150*0.625*75)/EI=0.951mm 4. 抗弯强度验算：模板抗弯强度计算值： f=M/W=0.398*106/(45.9*103)=8.7N/mm2模板抗弯强度设计值： f=15 N/mm2可知 ff,故模板抗弯强度满足要求。5. 抗剪强度验算：模板截面抗剪强度计算值：T=VS/(Ib)=3V/(2bh)=3*4771/（2*850*18
11、）=0.468N/mm2其中 s 为剪切面以上的截面面积对中性轴的面积矩模板截面抗剪强度设计值：T=1.4 N/mm2可知 TT, 故模板抗剪强度满足要求。6. 挠度验算：模板最大挠度计算值： =0.951mm 小于挠度限值 300/250mm 故，模板挠度满足要求。（二）梁底支撑方木验算1. 方木的截面参数：截面惯性矩： I=bh3/12=5*10*10*10/12=416.67 cm4截面抵抗矩： W= bh2/6=5*10*10/6=83.33 cm3. . 2. 内力计算按照三跨连续梁计算， 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值按最不利分配的弯矩和，计算公式如下：均布荷载： q=4.7
12、71/0.85=5.613KN/m 最大弯矩： M=0.1ql2=0.1*5.613.0.85*0.85=0.406KN.m 最大剪力： Q=0.6ql=0.6*5.613*0.85=2.863KN 最大支座反力： N=1.1ql=1.1*5.613*0.85=5.248KN 3. 抗弯强度验算：方木抗弯强度计算值： f=M/W=406000/83330=4.87 N/mm2方木抗弯强度设计值： f=13 N/mm2，可知 ff,故方木抗弯强度满足要求。4. 抗剪强度验算：方木截面抗剪强度计算值：T=VS/(Ib)=3V/(2bh)=3*2.863*1000/(2*50*100)=0.859
13、N/mm2方木截面抗剪强度设计值：T=1.3 N/mm2可知 Tf,故钢管抗弯强度不满足要求。4. 挠度验算：钢管最大挠度计算值：=2* （0.5*200*100*0.667*1050000+1050000*150*0.5* （100+175） ） /(EI)=3.0mm 小于挠度限值 700/150mm与 10mm 故，钢管挠度满足要求。（四）梁两侧支撑钢管扣件抗滑移验算纵向或横向水平杆与立杆相连接时，扣件的抗滑承载力公式：RRC 其中， RC：扣件抗滑承载力设计值，取8.0KN R:纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值. . R=5.248KN RC=8KN 故，单扣件抗滑承载力计算
14、满足要求。（五）支撑立杆验算1. 支撑立杆承受荷载计算1点处立杆模板自重：（ 0.425+0.2 ）2*0.35=0.137KN；支架自重：（ 0.425+0.35 ）2*0.75=0.45KN；混凝土自重：（ 0.425+0.2 ）2*0.1*25=0.98KN ；振捣荷载： (0.425+0.2)2*2=0.781KN . . 施工人员及设备荷载： (0.425+0.2)2*1=0.39KN 梁底横杆的最大支座反力：5.248KN 则，立杆所承受的竖向荷载：N=1.2*（0.137+0.45+0.98 ）+1.4* （0.781+0.39 ）+2*5.248=14.016KN 2点处立杆模
15、板自重：（ 0.425+0.425 ）*（0.425+0.2 ）*0.35=0.186KN；支架自重：（ 0.425+0.425 ）*（0.425+0.35 ）*0.75=0.494KN；混凝土自重：（ 0.425+0.425 ）*（0.425+0.2 ）*0.1*25=1.328KN ；振捣荷载：（ 0.425+0.425 ）*（0.425+0.2 ）*2=1.063KN 施工人员及设备荷载：（0.425+0.425 ）*（0.425+0.2 ）*1=0.531KN 梁底横杆的最大支座反力：5.248KN 则，立杆所承受的竖向荷载：N=1.2*（0.186+0.494+1.328 ）+1.4
16、* （1.063+0.531 ）+2*5.248=9.89KN 由以上计算可知，1点处的支撑立杆受到的力最大。2. 支撑立杆强度验算钢管强度计算值： =N/An=14016/357.2=39.2N/ mm2钢管强度设计值： f=205 N/ mm2 可知f,故钢管强度满足要求3. 立杆稳定性验算=N/( A) f N：轴心压力设计值： N=14.016KN; : 轴心受压稳定系数. . L0: 立杆计算长度， L0=h, h 为纵横水平杆最大步距1.3m i: 立杆的截面回转半径； i = (I/A)1/2=16.11mm A：立杆截面面积 A=357.2mm2f ：钢管抗压强度设计值： f=
17、205N/mm2 立杆长细比计算： = L0/i=80.69 查钢结构设计规范附录c 得轴心受压立柱的稳定系数=0.717 则=N/( A)=54.7 N/ mm2 mffak=0.4*120=48KPa 支撑立杆底部地基承载力不满足要求。经上述计算分析，导致此次事故的原因是梁底横向支撑钢管抗弯强度不满足要求；支撑立杆底部地基承载力不满足要求；模板支撑体系立杆下垫板尺寸较小且未加垫方木；另外，该工程存在梁底增加的承重立杆为假支撑，没有伸至地面，最终导致模板支撑体系失稳倒塌。六、违反的相关标准. . 1.该工程没有设置扫地杆。建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程DB33/1035-2006规定，模
18、板支架必须设置纵横向扫地杆，规范规定扫地杆离地面不应大于30 厘米，并且此条为强制性规定。2.该工程建设中垮塌。建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008 第 5.1.2.1规定 模板及其支架的设计应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，应能可靠地承受新浇混凝土的自重、侧压力和施工过程中所产生的荷载及风荷载。3.该工程无模板支撑体系专项方案，且未组织专家论证。建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则2.2.1 高大模板支撑系统专项施工方案， 应先由施工单位技术部门组织本单位施工技术、安全、质量等部门的专业技术人员进行审核，经施工单位技术负责人签字后，再按照相关规定组织专家论证。4.监理单位
19、未要求施工单位编制专项施工方案，未阻止施工单位的违规行为。中华人民共和国建筑法第三十二条建筑工程监理应当依照法律、行政法规及有关的技术标准、 设计文件和建筑工程承包合同， 对承包单位在施工质量、建设工期和建设资金使用等方面，代表建设单位实施监督。 工程监理人员认为工程施工不符合工程设计要求、施工技术标准和合同约定的， 有权要求建筑施工企业改正。工程监理人员发现工程设计不符合建筑工程质量标准或者合同约定的质量要求的，应当报告建设单位要求设计单位改正。建设工程质量管理条例第三十六条工程监理单位应当依照法律、法规以及有关技术标准、设计文件和建设工程承包合同， 代表建设单位对施工质量实施监理，并对施工
20、质量承担监. . 理责任。第三十八条监理工程师应当按照工程监理规范的要求，采取旁站、巡视和平行检验等形式，对建设工程实施监理。第七十二条违反本条例规定，注册建筑师、注册结构工程师、监理工程师等注册执业人员因过错造成质量事故的， 责令停止执业年；造成重大质量事故的，吊销执业资格证书，年以内不予注册；情节特别恶劣的，终身不予注册。第一百三十七条建设单位、设计单位、施工单位、工程监理单位违反国家规定，降低工程质量标准， 造成重大安全事故的， 对直接责任人员处五年以下有期徒刑或者拘役，并处罚金；后果特别严重的，处五年以上十年以下有期徒刑，并处罚金。七、事故原因及事故责任人造成事故的直接原因是， 施工单位未编制专项施工方案，擅自盲目施工； 所采用的原材料、 模板支撑结构体系不满足规范要求，且模板支撑体系搭设在松软砂土上，不满足承载力要求，因此导致模板支撑体系失稳。间接原因是， 监理单位未要求施工单位编制专项施工方案，未阻止施工单位的违规行为；该项目安全生产管理混乱，责任制落实不到位。因此，本次事故是施工单位违规操作造成的，项目经理负主要责任， 施工监理负次要责任。
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