多年前长沙某山顶发生了一个蓄池塘坍塌事件。
蓄池塘,它常见于建筑构造设计中,地上地下都非常常见。
地下池塘多了去了,地上池塘,屋顶小池塘也数不胜数。
但是平常建筑工程的构造师,打仗到的池塘都是规模比较小的。
出事件这个池塘是山顶的一个大池塘,它容量有4000 m³多(由于年代有点远,已经没有准确的资料了,数据均为大概的)。
高度有5m,蓄水4m多深,成一向稍长的矩形。
蓄池塘彷佛也没有特殊的设计资质,水工构造工程可能也不是指这个东西,建筑构造工程师来设计它彷佛并不违法。
构造平面如下图。

蓄池塘平面图

中岚园林建筑设计 工艺流程

蓄池塘剖面图

程验收后,第一次蓄水,就发生垮塌。
由于在山顶,水冲下来还淹去世了人。
成为当时的重大工程事件。
末了追查任务,设计职员为一老构造工程师(可惜一世英名落得个监外实行),基本上便是手算的,手算池壁,手算根本。
但池壁配筋按我们平常地下室外墙布局,竖向支配受力主筋,水平为分布筋,这个分布筋比较小,只配了φ8@200。
底板为双向双层配筋,顶板用的分离式普通楼板配筋加温度钢筋。
问题就出在打算忽略了池壁拉力。
我们建筑构造工程师,平时打仗到的池塘,一样平常规模都比较小,每每还在地下室。
受力状态如下,

地下池塘受力简图

任意剖面1-1,水压力和池壁、底板、顶板传来的土压力相抵消(水压力往外顶的时候,土压力位被动土压力)。
水压力不会引起池壁或顶板底板拉力。

纵然普通地下室内的池塘,池壁没有直接承受土压力,但是池顶和池底与地下室顶板或底板相连,水平平面内承载能力非常大,水压力紧张通过顶板和底板通报。
池壁受力更靠近于普通地下室外墙受力(水压力同土压力)。

但是,本工程为地上蓄池塘,池塘容量较大,水压力总力较大。
蓄水后,池壁为受弯和受拉状态。
池底板为受拉状态,池顶板也是受弯和受拉状态。

受力简图如下

地上池塘受力简图

个中,水压力总值,即是池顶板拉力+池壁拉力+池底拉力(池底还有摩擦力影响),水压力和池塘外围构件之间是一个受力平衡状态。
池壁除受沿墙方向的拉力外,还受垂直于墙面方向的水压力产生平面外弯矩。
顶板除受拉力外,还受到顶板自重和活载产生的弯矩。
设计职员忽略了池壁、池顶板和底板的拉力,仅按布局配置了分布钢筋或温度钢筋。
一蓄水,侧壁就被拉断坍塌(池壁钢筋呈受力拉断状),导致严重的工程事件,实属遗憾!

记得很多年前,一个公园的一条河流,要建一个重力水坝,园林工程师找到我,说要我帮忙配一个构造。
当时我谢绝了,他还跟我商量,说不便是一个挡土墙嘛!
由于我以为重力挡土墙和重力水坝,受力该当差别会很大,布局差别该当也很大。
坝虽然也不是很高,但毕竟不是我们建筑构造工程师的菜。
经由这么多年跟“水”打交道的履历,地面以下,只要涉及到“水”,问题就五花八门急速变得繁芜起来。
持力层遇水软化、浮力、地下水低落引起地面下沉、浸水改变土体物理性子等等等等,工程中对水稍有不恭它就会反过来害人。
当年这个决定,该当是对的。
否则,万一有一点什么事,我可就和杭州中岚园林建筑设计有限公司设计桥一样,造孽业务。