Охрана труда в строительстве → Причины аварий жилых домовОхрана труда в строительстве → Причины аварий жилых домовОхрана труда в строительстве → Причины аварий жилых домов27 февраля 1979 г. в Ленинграде произошло полное обрушение 15-этажного крупнопанельного жилого дома серии ЛГ-600.
Конструктивная схема здания представляет собой поперечные несущие стены с "узким" шагом 3,2 м. Здание в плане имеет размер 18x18 м и по высоте 44 м. Внутренние несущие стены толщиной 14 см из тяжелого бетона класса В15. Наружные стены навесные газобетонные класса В5, опирающиеся на консоли перекрытий.
Перекрытия сплошные толщиной 14 см из тяжелого бетона класса В15, опирающиеся по трем сторонам. Первоначально были забиты железобетонные сваи для всего дома, однако при привязке на местности его потребовалось развернуть, поэтому между сваями была произведена засыпка гравийно-песчаной смесью и затем забетонирована железобетонная плита толщиной 800 мм.
Во внутренних несущих стенах при формировании закладывались металлические фиксирующие штыри, что позволяет вести принудительный монтаж плит перекрытий, которые укладывались по трем сторонам в фиксированном положении. Эти штыри применялись при монтаже первых домов серии ЛГ-600, однако затем их стали редко использовать.
Серия ЛГ-600 была разработана для 5- и 9-этажных крупнопанельных зданий, а для 16-этажных домов этой серии несущая способность внутренних несущих стен толщиной 14 см оказалась недостаточной, поэтому было решено строить дома высотой 15 этажей (рис. 25).
Рис. 25. Крупнопанельный 15-этажный дом серии ЛГ-600
Наружные газобетонные стены горизонтальной разрезки навешивались на консоли перекрытий. По оси А устанавливались трехметровые газобетонные вкладыши-простенки, которые опирались через раствор на газобетонную поясную панель, а вверху отделялись от нее мастикой УСМ-50, гернитовыми прокладками и антисептированной паклей й заделывались раствором только по краям. Но на строительстве вместо гернитовых прокладок был уложен раствор. Таким образом, газобетонные панели из навесных превратились в несущие, нагрузка от них передалась на консоль первого этажа.
До аварии было смонтировано 23 крупнопанельных дома серии ЛГ-600 (рис. 26). Монтаж 21-го дома был остановлен, когда возводился шестой этаж, в связи с плохим качеством монтажа. В 22-м доме были установлены подпорки, поскольку в нем была нарушена конструктивная схема дома — наружные стены из навесных стали несущими, т.е. произошло то же, что и в обрушившемся 23-м доме.
Рис. 26. Крупнопанельные жилые дома N 21 (смонтировано 6 этажей) и дом N 22, стоящий на подпорках
При осмотре 22-го дома, подпертого бревнами, начиная от фундамента, было обращено внимание на выход из плоскости сжатых газобетонных панелей, разрушение консоли перекрытия по короткой стороне и ряд других повреждений конструкций, что и явилось причиной деформации и обрушения 23-го крупнопанельного дома (рис. 27).
Рис. 27. Вид обрушения 15-этажного крупнопанельного дома в г. Ленинграде
В табл. 8 приведены время монтажа этажей дома и температура наружного воздуха. Монтаж дома начался 19 января 1979 г. и был закончен 24 февраля — почти за один месяц. В течение этого периода постоянно сохранялась отрицательная температура наружного воздуха, 26 февраля 1979 г. первый день была нулевая температура, начал оттаивать раствор в швах и стыках, трещать бетон.
На следующий день продолжалось оттаивание раствора в швах и стыках дома, треск усиливался: из-за перераспределения нагрузки трескался бетон, лопались консоли перекрытий. Вечером дом обрушился, почти вертикально.
На рис. 28 видно, что обломки обрушившегося здания располагались равномерно в плане. Некоторое смещение завала к оси А подтверждает мнение о том, что обрушение началось с этой оси в связи с изменением конструктивной схемы дома.
Рис. 28. Обрушение крупнопанельного здания
Таблица 8. Температурные условия при монтаже здания
На рис. 29 видны бетон и арматура конструкций после обрушения дома: арматура и разбитый бетон — отдельно.
Изделия для этого дома изготовлялись в декабре 1978 г. в период сильных морозов. Панели вывозились из теплого цеха сразу на монтаж. А, как известно, с падением температуры увлажненного бетона ниже —30°С аномально изменяются температурные деформации, а скорость разрушения по сравнению со стандартным замораживанием (до —20°С) увеличивается примерно в десять раз.
Рис. 29. Бетон и арматура конструкций после обрушения здания
Аномальность заключается в резком, скачкообразном расширении бетона, т.е. в уменьшении его температурного коэффициента линейного расширения. Следствием этого является возникновение концентраций напряжений: по толщине конструкции — между слоями бетона, параллельными фронту охлаждения; между бетоном и арматурой; между железобетонными перекрытиями и поперечными стенами в период строительства.
На рис. 30, 31 показано качество изготовления и монтажа крупнопанельных конструкций. На рис. 32 — обрушение крупнопанельного 15-этажного жилого дома. При обрушении дома жертв не было, поскольку в доме достаточно громко и продолжительное время раздавались трек и шумы, тем самым предупреждая о возможных обрушениях.
Рис. 30. Горизонтальный шов между панелями перекрытия и внутренней стеной
Рис. 31. Опирание панели внутренней стены на плиту перекрытия (видны металлические подкладки)
Рис. 32. Железобетонная фундаментная плита после расчистки завал
Вывод. Причинами обрушения здания явились: оттаивание толстых горизонтальных швов по всем этажам дома; превращение наружных панелей из навесных в несущие и как следствие передача нагрузки от всех наружных стен пятнадцати этажей на консоль плиты перекрытия, которая лопнула» а опирающаяся на нее внутренняя несущая стеновая панель повернулась, потянув за собой железобетонную панель, расположенную на короткой стороне перекрытия и продавила плиту перекрытия. Внутренняя стеновая панель первого этажа, продолжая поворачиваться вслед за разрушающимся перекрытием, способствовала деформированию конструкций, расположенных по оси А с последующей потерей устойчивости всего здания.
После обрушения 23-го 15-этажного крупнопанельного жилого дома в Ленинграде продолжал стоять 22-й 15-этажный крупнопанельный жилой дом, подпертый деревянными стойками от фундамента до 6-го этажа, которые в какой-то мере повысили устойчивость здания. Были различные предложения об усилении здания, в том числе об установке металлических колонн по всему его периметру. Однако было принято решение о разборке 22-го дома — рисковать никто не хотел.
Хотя с нашей точки зрения дом можно было бы сохранить, выполнив следующие работы: удалив раствор из горизонтальных швов наружных стеновых панелей, для чего необходимо было разрезать газобетонные блоки и усилить продавленные плиты перекрытий. Усиление плит было вызвано тем, что нагрузка на них от бетонных стеновых панелей передавалась параллельно рабочей арматуре, т.е. фактически перекрытие не работало. Предстояла очень большая работа в аварийном крупнопанельном здании. Решение о разборке дома потребовало монтажа второго башенного крана — один страховал монтажников, а второй кран демонтировал конструкции дома.
Таким образом, два 15-этажных крупнопанельных жилых дома не были построены в Ленинграде из-за допущенных нарушений качества изготовления изделий, качества и точности монтажа дома, качества проектных решений и нормативных документов.