建筑施工技术-Construction Technology of Civil Engineering 西安秦王府城墙倒塌原因分76课件讲解

建筑施工技术ConstructionTechnologyofCivilEngineering西安秦王府城墙倒塌原因分析目录CONTENTS一、府邸之墙二、倾覆型破坏三、破损的海墁四、城墙的排水

五、倒塌原因分析01府邸之墙在持续5天的降雨后，西安在周末终于迎来短暂的晴天。晴朗的周末适宜外出尽情游玩。因为到了周一工作日，令人困扰的降雨将再次来临。然而，在8月8日，晴朗的周六早晨，位于新城广场的古城墙却发生了意料之外的倒塌。高逾10m的城墙甚至没有撑到周一的雨天。伴随着墙体的破坏，城墙内堆填的土体大量剥落，在短时间内全部变成了砖石与泥土混合的废墟。城墙一失以往的坚固与沉稳，自发性地整体倾倒。倒塌的城墙是明代秦王府遗址的一部分。明秦王朱樉为朱元璋的第二个儿子，明秦王府是其府邸。倒塌的部分位于府邸的南侧。明秦王府城墙遗址范围经过了600余年风雨的洗礼，原来的城墙早已是残砖败瓦。特别是1921年冯玉祥在西安为了修建督军府，把城墙的包砖全部都拆了，真正遗留下来的仅为裸露的夯土。真正的城墙只剩下夯土裸露的夯土没有任何防护，长期被雨水冲刷可能会出现崩塌。为了保护好历史性的文物，西安市在2003年后陆续对这些城墙进行了加固与防护，主要的方式是在这些夯土的外部加砌砖头与填土，力图恢复以往城墙刚建成时的风貌。陆续开展的城墙加固防护工作本次事件中倒塌的城墙也进行了类似的处理。在残存下来的夯土墙外部，是新建的包砖砌体和填土，原来的土墙则被包裹在新建的城墙内部。新旧城墙之间的关系02倾覆型破坏从现场照片来看，本体夯土墙似乎并没有遭受破坏，出现倒塌的仅是城墙新建部分。倒塌部分的滑裂面可以十分清晰地看到，城墙的包砖发生了绕底部支点的整体转动，并最终倒下。包砖发生整体转动，最终倒下挡土墙工程发生整体破坏时，大致可以分为三种主要的破坏类型。一是滑动（Sliding），挡土墙整体向外挤出，没有明显的旋转或转动；二是倾覆Overturning），挡墙绕基础底部发生整体向外的转动；三是失稳（Instability），这是由于地基土过于松软导致的，与前者相反，此时挡墙将绕墙顶产生反方向的转动。在本次事件中，城墙的包砖正是扮演了挡土墙的角色，发生了典型的倾覆型破坏。典型的倾覆型破坏对于倾覆型破坏，一般是由墙背后的填土压力过大引起的。当填土作用于墙背的压力超过临界点，压力将开始令墙体产生转动。但值得注意的是，新建的城墙已完工多年。如果说包砖的强度一开始就不足以抵抗背后土压力，似乎难以解释为什么在多年之后才发生了破坏。03破损的海墁如果我们在网上深入搜索，可以发现事件中倒塌的城墙在去年已经出现了损害。2019年9月，也是因为连日阴雨，城墙的顶部（海墁）部分区域出现下陷开裂。除此之外，墙体在端部与侧面也开始渗水。海墁出现下陷渗水的墙面从城墙倒塌的现场照片来看，19年城墙的损害还没完全修复。照片中，城墙顶部似乎设置有简易的挡雨蓬，应该是为了防止雨水流入破损的海墁。城墙顶部简易的挡雨蓬墙面渗水与海墁下陷值得进一步研究，因为这不是城墙在正常情况下应该出现的。这些征兆，暗示着城墙内进入了大量的水，而且不能充分顺畅排出。当城墙内没有良好的排水条件时，水会积聚在墙的内部，形成三角形分布的静水压力。城墙内部水积聚形成静水压力在静水压力的水平作用下，包砖砌体会发生侧向变形，墙背后的土体发生侧向挤出，从而带动了城墙顶部伴随发生下陷。相比起风沙，水更为城墙的克星。在静水压力下，城墙发生侧向变形04城墙的排水在正常情况下，城墙会设置多项措施，以防止雨水进入城墙内部或在内部积聚，即使是在古代。城墙墙顶的海墁通常会设置坡度，当降雨时，雨水会顺着坡度集中到以一定间隔布置在墙顶的集水口。城墙顶部的集水口集水口与城墙的流水槽相连，汇聚的雨水最终通过流水槽垂直排到地面的水沟。城墙侧面的流水槽通过这项措施，可以保证大部分的雨水系统性地排到地面。然而，有小部分雨水仍可能通过包砖之间不密实的缝隙进入到城墙内部。这时，在城墙内部也要设置排水通道。南京的龙吐水回头看本次倒塌的城墙，虽然在侧面找到了用于表面排水的流水槽，但从19年墙面渗水的情况来看，内部可能并没有设置充足的排水通道。城墙侧面的流水槽如南京的古城墙，同样为明朝所建，在城墙的顶部与底部均设置有内部排水口，当下雨时，渗入城墙内部的雨水也可以通过这些排水口泄出，形成了独特的“龙吐水”现象。05倒塌原因分析综合以上分析，西安明秦王府城墙倒塌的主要原因可能是城墙内部缺乏排水，雨水积累在城墙内部，最终诱发了倒塌。在城墙建好之后，包砖仅承受内部填土的水平压力。在土体干旱时，这个压力很小，包砖的强度完全可以承受。降雨后，部分雨水通过包砖的缝隙进入了城墙内部。由于内部缺乏排水通道，雨水只能通过墙体侧面缓慢渗出。在连续下雨时，因雨水排放能力不足，城墙内部的水位不断升高，导致了越来越高的静水压力。城墙在额外的压力下发生挤出变形，并导致了墙顶海墁的下陷。墙顶在19年下陷破损后，一直未得到完全修复，降雨天气时雨水比以前更容易通过破损部位进入城墙内部。内部填土在雨水的长期浸泡下，力学性质被削弱