Аварії на будівництві будівель
Світовою статистикою щороку фіксується десятки великих аварій при будівництві будівель та споруд різного призначення.
Найчастіше аварії супроводжуються не лише руйнуваннями споруд, а й людськими жертвами.
Обвалення будівель та споруд у процесі будівництва та експлуатації можуть статися внаслідок таких обставин: через стихійні лиха (ураган, землетрус, повінь); неправильної експлуатації; через помилки у прийнятті проектних рішень; через низьку якість будівельних матеріалів та деталей; через порушення технології будівництва.
Основною умовою, що визначає конструктивну раціональність рішень будівель та споруд, є рівноміцність всіх елементів та вузлів при повному використанні несучої здатності матеріалів конструкцій, що є завданням проектувальників, що забезпечують не тільки надійність та довговічність споруди, але й економічну ефективність проектних рішень.
Таким чином, будь-яка помилка при проектуванні, виготовленні або будівництві, включаючи застосування матеріалів та виробів зниженої міцності в будь-якому елементі або вузлі сполучення, може спричинити загрозу обвалення.
Аналіз аварій будівель і споруд показує, що в переважній більшості випадків причиною обвалення є порушення технологій будівництва, кожне з яких окремо може і не загрожувати будові (неякісний зварний шов, не вчасно поставлені зв'язки, що забезпечують просторову жорсткість тощо).
Поєднання ж кількох технологічних порушень створює загрозу довговічності і надійності об'єкта, що зводиться або призводить до його руйнування.
Сучасні збірні будівлі з підвищенням поверховості, збільшення типорозмірів збірних конструкцій та як наслідок різкозбільшеним числом стиків і з'єднань елементів конструкцій перетворюються на складні технічні системи, в розрахунках яких застосовують теорію надійності.
Теорія надійності враховує випадкові відхилення – фактичних конструктивних параметрів будівлі або її окремих частин від заданих (проектних).
Проте, основа довговічності будівель та споруд - висока культура технологічного процесу.
Нижче наведено деякі приклади обвалення будівель через грубі порушення технології будівництва.
У сімдесяті роки в Санкт-Петербурзі сталася аварія великопанельного чотириповерхового будинку завдовжки 32 м і шириною 12 м.
Несучими конструкціями чотириповерхового корпусу були поперечні стіни товщиною 15 см із залізобетону та ригелі. На несучі стіни через ригелі спиралися багатопустотні панелі перекриттів.
Послідовність обвалення конструкцій і розташування останніх у завалі дають підставу припускати, що початок аварії було викликане місцевим роздавлюванням опорної ділянки панелей першого поверху внутрішньої стіни, який у цей період мав знижену міцність, викликану відтаванням розчину в горизонтальних швах стиків. Подальше зміщення низу панелей викликало перерозподіл зусиль в елементах стін, що залишилися, і призвело до обвалення всієї внутрішньої стіни разом з перекриттями. Падаючі внутрішні стіни та перекриття захопили за собою зовнішні стіни верхніх поверхів.
Загалом монтажні роботи відрізнялися дуже низькою якістю: товсті шви, численні закладки цеглою, дерев'яні підкладки, металеві "каблучки", неякісне замонолічування монтажних вузлів або взагалі відсутність його тощо. Низька якість монтажу була викликана тим, що вироби мали велике відхилення від проектних розмірів. Перевірка геометричнихрозмірів виробів дома довела, що вони виготовлені з порушенням встановлених допусків.
Обвалення частини чотириповерхового корпусу було викликано кількома причинами, найголовнішими з яких були:
монтаж в умовах стійких зимових морозів, що призвели до подальшого зниження несучої здатності стін у період їх розморожування;
використання пустотілих плит перекриття з частково не заробленими - бетоном порожнечами в їхніх кінцях та зниженою проти проектної міцності бетону цих плит;
низька якість будівельно-монтажних робіт та невиконання своєчасного замонолічування стиків.
Подібний випадок завалення залізобетонних конструкцій стався на будівництві каркасно-панельного будинку школи. Встановлено, що на ригелі було укладено плити покриття, що не відповідали проекту, що призвело до перевантаження майже вдвічі. Навантаження на ригель при проектованій розкладці плит становило 8 т, а фактично 16,5 т. Експертна комісія встановила, що руйнування ригеля, викликане різким навантаженням, спричинило обвалення покриття.
На розвиток процесу обвалення покриття значною мірою вплинули порушення технології монтажу залізобетонних конструкцій. Всупереч вимогам проекту фактично ригель був приварений тільки з одного боку швом незадовільної якості. Крім того, комісія встановила ряд неприпустимих відхилень у виробництві монтажних робіт: допущено значну невідповідність (до 60 мм) стрижнів, що стикуються, колон і ригелів; по першому та другому поверху були незамонолічені стики;
плити покриття укладалися на ригелі, не приварені до монтажних столиків колон;
не випробовувалися зразки-свідки (3%) у процесі виконання зварювальних робіт (ванна зварювання);
Залізобетонні вироби, що постачаютьсязаводом також мали недоліки: зміщення випусків арматури на 25-30 мм, непрямолинійність бічних граней в панелях перекриттів до 20 мм, зміщення заставних деталей.
Істотним недоліком, поширеним при монтажі великопанельних будівель, є вільне встановлення великорозмірних елементів конструкцій, при якій точне фіксування на місці деталей, що монтуються, майже неможливо. Якість монтажних робіт багато в чому залежить від досвіду та кваліфікації будівельників. Неточність установки елементів конструкції при звичайних прийомах монтажу викликає:
розбіжність опорних площин та зменшення площі опірання, що знижує міцність та несучу здатність конструкції; зайві потовщення швів, що полегшує проникнення вологи та повітря, а також збільшує обсяг мокрих процесів та трудомісткість робіт при заповненні швів;
зміщення стінових панелей та перегородок по відношенню один до одного; перекіс стінових панелей у площині, що знижує їх несучу
здатність, оскільки панель спирається у разі не по всій площі основи, а окремих точках;
відхилення стінових панелей від вертикалі, що ускладнює здійснення сполучення з панелями поверхів, що лежать вище, і порушує схему передачі навантаження на панель;
усунення стиків швів у площині стіни, що не дозволяє забезпечити надійну герметизацію швів;
утворення щілин між стінами, перегородками та елементами перекриттів, що погіршує звукоізоляцію приміщень.
У зв'язку з цими недоліками необхідно активніше використання примусового способу монтажу конструкцій.
Аварія супроводжувалася численними людськими жертвами. Проектом передбачалося з'єднання колон по висоті, панелей з колонами - та плит перекриттів із ригелями на зварюванні з наступнимзамонолічуванням вузлів. Результати обстеження показали, що. причиною аварії стало невиконання робіт із замонолічування стиків у процесі монтажу. Зварювання заставних деталей у вузлах було виконано в повному обсязі. Роботи з монтажу верхніх поверхів набагато випередили роботи із замонолічування вузлів. В результаті через слабкість вузлових сполучення просторову жорсткість було порушено, каркас втратив стійкість і будівлю обрушилося.
У 1965р. на будівництві сталедротяно-канатного заводу в Москві сталося обвалення збірних залізобетонних ферм і колон. Цех був одноповерховий будинок, що складається з 7 прольотів по 24 м. Колони, підкранові балки, кроквяні ферми та плити перекриття були типовими збірними залізобетонними. Крок колон 6м, плити перекриття 3x6м.
Збірні залізобетонні попередньо напружені ферми, колони, підкранові балки та плити покриттів виготовлялися у цехах та на полігонах комбінату виробничих підприємств будівельного тресту.
В результаті аварії 14 ферм, що впали разом з металевими конструкціями ліхтарів і. плитами покриття виявилися зруйнованими і не
придатними для подальшого використання.
-При розгляді обставин аварії було встановлено, що при виготовленні кроквяних залізобетонних ферм мали місце відступи від - проекту, -недостатньо - здійснювався - контроль над - в'юнання окремих операцій, а опалубні форми були низької якості. Каркаси розтягнутих розкосів ферм виконувались за проектом, у зв'язку з чим анкерування в нижньому поясі було зменшено. Прийнята фіксація заставних деталей не забезпечувала їхнього проектного положення.
Арматурні каркаси не мали відповідних бирок і складувалися на землі внавал. При встановленні опорних заставних деталей в опалубкуанкерні стрижні в окремих випадках зрізалися, при цьому вони замінювалися іншими стрижнями або були відсутні взагалі.
Відбувся значний відступ від проектної величини бетонного захисного шару. Внутрішні щити опалубки, виконані з дерева, були низької якості, особливо в кутових сполученнях, що - ДФІВ0ДШЮ.
>МЗДіта*4МіуНаЯХ- до зменшення перерізу елементів ферм у місцях вутів.
У частині цеху, що обрушилася, підкранові балки, що є елементами, що забезпечують поздовжню стійкість каркаса будівлі, не були змонтовані. Колони були замонолічені не на повну висоту склянок фундаментів.
- * • Зведені між колонами на висоту 8,4 м цегляні стіни товщиною 380 мм не були заанкеровані до цих колон. Шви між залізобетонними плитами покриття не були замонолічені.
Крім того, було відзначено низку серйозних порушень будівельних норм та правил:
змонтовані конструкції не пред'являлися до здавання; були відсутні акти проміжного приймання готовності зведеної ділянки будівлі до виконання наступних будівельно-монтажних робіт; не перевірялися відповідності конструкцій проекту, якість монтажних робіт, правильність встановлення елементів конструкцій, якість зварювання та загортання швів.
У журналі виконання робіт не було виявлено жодного запису чи будь-яких зауважень, як замовника, так і проектної організації, що свідчить про відсутність з їхнього боку необхідного технічного нагляду.
У м. Тихвіні (Ленінградська область) на будівництві блоку цехів заводу "Центроліт" обрушилися покрівельні конструкції площею 2600 м2 у межах одного температурного відсіку довжиною 72 м: 7 металевих Ферм, протягнутим 36 м та збірними залізобетонними попередньо напруженими плитами покриття розмірами1.5x12 та 3x12 м, а також
підкранові балки, зв'язки та інші конструкції.
Внаслідок розслідування причин аварії було виявлено багато неприпустимих відхилень від чинних норм та правил.
Відповідно до СНиП монтаж конструкцій потрібно вести комплектно, просторово, жорсткими секціями або блоками, з установкою та повним закріпленням всіх елементів конструкцій, що дозволяють проводити на змонтованій секції або блоці наступні будівельні роботи; забезпечуючи на всіх стадіях монтажу стійкість та міцність конструкцій. У разі будівельники, не забезпечивши просторову жорсткість, приступили до влаштування покрівлі.
Причиною обвалення могли послужити і навантаження від людей, що займалися укладанням утеплювача на покрівлі та поривчастий вітер, швидкість якого досягала в день аварії 7-8 м/с, а також додаткові силові впливи від ексцентриситетів, що мають місце при укладанні важких залізобетонних плит.
Внаслідок обвалення всі конструкції кроквяних та ліхтарних ферм зі зв'язками повністю деформувалися та не підлягали відновленню; збірні залізобетонні плити повністю зруйнувалися.