工程資訊丨工程20秒塌為平地,現場慘不忍睹!真相究竟如何?



寫在前面:為講清事故發生的前因後果,文章較長,對事故有了解的看官,可直接向下滑動,看總結部分。

僅僅20秒,近1500人被壓在42000噸瓦礫之下。這是1995年發生的三豐百貨店倒塌災難,也是韓國和平時期里傷亡最大的事故。這次倒塌共造成502人死亡,937人受傷,經濟損失667億韓元。



由韓國三豐集團興建的三豐百貨店位於首爾的黃金地段,擁有員工1000多人,主要消費人群為首都的上班族。這座豪華百貨店共有地上五層和地下四層,日均接待顧客4萬人次,每周營業額可達到400萬美元。災難就發生在百貨店開業將滿5周年時。那麼這樣一起慘烈的事故究竟是怎麼發生的呢?



事先已察覺

1995年6月29日早上8點,百貨店的設施經理李永洲注意到桌上有夜班警衛留下的紙條,內容提及了昨晚樓頂傳來的奇怪響聲。

因三豐百貨才剛通過定期的安全檢查,所以他也沒放在心上。



天花板上的裂縫

兩小時後,位於商場五樓的春元餐廳聯繫了李永洲。

他們發現餐廳內的一根柱子周圍出現了巨大的裂縫,寬度竟然可以塞進一個拳頭。

李永洲決定臨時關閉餐館,並囑咐員工保持沉默,以免引起大家的恐慌。



坍塌前一天,傾斜的餐廳地板

在百貨店內消費的顧客同樣感受到了不尋常的震動。

收到顧客的反饋後,李永洲認為這可能是冷氣機造成的。

於是在中午12點半,他關閉了大樓的冷氣。

同時,三豐百貨向顧客和員工廣播了冷氣機故障的消息。



評估風險後,拒絕停業修繕

到了下午2點,三豐集團會長李鐏召集了各主管商討大樓裂縫以及震動的對策。

他們請來了負責興建大樓的結構工程師李鶴洙檢查裂縫的情況。

李鶴洙發現裂縫已經擴展到整棟建築的樓頂,部分區域還出現了小型的崩塌。



認真評估了風險後,李鶴洙認為大樓應該立即停業並進行緊急修繕。

但他的提議很快就被否決了,因為管理層不願損失當天可觀的營業額。

他們不知道的是,這個決定將引發更加可怕的後果。



時間到了傍晚,下班的人潮湧進了三豐百貨店,這是一天中的營業高峰。

熙熙攘攘的顧客擠滿了百貨店的櫃檯。

5點40分,大樓樓頂傳來了隆隆的響聲。

三豐百貨店中的1500多人還沒有意識到大樓已經處在崩潰的邊緣。



7分鐘後,樓頂傳來了更大的爆裂聲。

位於五樓春元餐廳的樓板被柱子貫穿,已無力承擔更多的重量。

多出來的荷載被其他柱子所分攤,但顯然維持不了多久。



5點52分,大樓內警鈴大作,三豐百貨終於出現了坍塌。

人們慌張地在警報與轟鳴中奔向出口,可是一切發生得太快了。

不到20秒鐘,各樓層連續塌落並重重地砸在了地面上,揚起了大量的煙塵。



一共五層殘骸壓在了地下四層樓的上方,被埋人數無法估量。



由於擔心重型推土機會傷及被埋的人,救援人員只能徒手搬開碎石。

一些大型起重機也到達了現場,並開始謹慎地吊起建築殘骸。



到了第二天清晨,共有200多名倖存者被救出,但死亡人數也在不斷攀升。

在災難現場忙碌的除了救援人員,還有事故的調查人員。

他們急切地想知道,是什麼導致了建成才6年的三豐百貨店出現如此嚴重的坍塌。

這也許關係到首爾甚至全國範圍內高層建築物的安危。



在排除地震與恐怖襲擊的可能性後,調查人員懷疑是建築物的地基強度出了問題。

三豐百貨店的原址是一個垃圾填埋場,其軟弱的土層很可能導致了坍塌。

但調查顯示大樓的基礎位置很準確,強度也沒有問題。



調查人員開始將焦點轉向建築物本身。

他們在瓦礫堆中採集了約150組混凝土樣本,並在實驗室中測試它們的強度。

出乎意料的是,大樓的混凝土強度也達到了標準。

事故調查一度陷入了僵局。



混凝土抗壓強度試驗

失去頭緒的調查人員決定重新梳理一遍手頭的資料。

在核算大樓的建築圖紙與承載力時,他們發現了一些端倪。

按照計算,大樓需要直徑80cm的柱子,其中還要配上16根鋼筋。

可現場的測量顯示柱子直徑被縮減至60cm,鋼筋也只有8根。

這導致大樓的整體強度降低了近一半。



但這並不是三豐百貨店倒塌的主因。

建築物在設計時是留有安全儲備的,即設計要求的承載力大於實際需要的承載力。

即使強度大大降低,在不遭遇特殊情況下,大樓仍能保持完整。

這也是為什麼大樓建成6年以來都沒有出現大問題的原因。



隨着調查深入,調查人員在現場發現了另一個建築缺陷。

這次是混凝土樓板中的鋼筋放錯了位置,由原本距離表面5cm變成了距離表面10cm。

這五厘米的改動非同小可,相當於直接削弱了樓板的厚度。



而三豐百貨店採用的是無樑樓蓋式結構*,僅由樓板和柱子承擔荷載。

這一錯誤使樓板的強度下降了20%。

*註:樓板下不設置梁,直接由柱子支撐。一個柱子的失穩容易導致建築連鎖破壞,對設計施工的要求相當高。



種種跡象表明,三豐集團的管理層存在着重大的疏忽,而他們在災難發生時也都全部幸免於難。

於是調查人員將目光轉移到他們身上。



三豐集團會長 李鐏(右一)

通過詢問,調查人員發現最初設計中大樓只有四層,且打算作為辦公樓使用。

原先的承建商做好基礎後,三豐集團卻提出了大幅改動設計的要求。

他們不僅要將辦公樓改為商場,還在上面額外增加了一層。

這一改動導致很多承重柱被取消,以騰出空間安裝扶手電梯。

承建商不同意修改,會長李鐏乾脆解僱了他們,並讓自己的建築公司接手施工。



李永洲還透露,商場五樓原本打算做成一個溜冰場,但後來又改成了8家傳統餐廳。

韓國人有席地而坐的就餐習慣,因此所有餐廳地板下都要加裝暖氣設備。

額外的設備增加了五樓地板的重量,對原本只有四層的大樓結構施加了非常大的壓力。



大樓嚴重超載的另一個元兇是樓頂上的空調設備。

三台大型水冷式冷氣機總重29噸,注滿水後更可達到87噸,這大大超出了設計標準。

經調查,事故最關鍵的因素也出自這三台冷氣機。



災難發生兩年前,由於附近居民投訴空調的噪音,三台冷氣機曾被移動過位置。

這種大型設備本來應該用起重機吊到新的位置,三豐集團卻偷懶地將冷氣機擺在輪子上,直接在樓頂上拖拽它們。

事實證明這是一個非常糟糕的決策。



數十噸重的冷氣機被拖到屋頂的另一邊,對大樓結構造成了不可逆的損傷。

冷氣機經過的地方都出現了不同程度的裂縫,其中春元餐廳的柱子受損尤為嚴重。



在這兩年中,每次開啟冷氣機帶來的震動都會讓裂縫開展蔓延。

當柱子周圍的裂縫足夠多時,春元餐廳的樓板就再也承受不住了。

第一塊樓板掉落後,崩塌就迅速擴散到了整個樓面。

上層的樓板墜落到下層樓面,並引發下層的坍塌,三豐百貨店就這樣被夷為平地。



502條生命被這場災難奪去,人們無法理解,如此隨意的工程項目是如何通過審核的。




後續調查顯示,有多名政府官員涉嫌在三豐百貨店建造過程中收受賄賂,三豐集團內部也存在着廣泛的貪污與欺詐行為。

從工程角度總結一下為什麼這樣一座漂亮的大樓說倒就倒了呢?

1

改變用途 解僱承包商

 三豐百貨店是由三豐集團興建,位於今日首爾副都心的黃金地段、今日的韓國會計學院大廈旁。1987年,集團開始在這片位於瑞草區,原本用作垃圾掩埋場的開闊地上建設百貨大樓。按照最初的設計,大樓將被建設成一棟4層的辦公樓,但是三豐集團會長李鐏卻在建設工程中,將其重新設計成一棟百貨大樓。這一改動,導致了很多承重柱被取消,以騰出空間來安裝自動扶梯。原先的建築承包商,拒絕按照新的設計繼續施工。李鐏因此解僱了他們,並讓自己的建築公司進行施工。這種隨意改動建築承重柱便為大樓倒塌埋下了種子。

 

2

設計圖紙尺寸標註錯誤導致立柱尺寸縮減

據調查發現,根據建築物的安全標準計算結果,三豐百貨大樓所採用相同截面的柱子徑應該是80cm,而施工圖中所標註的柱子截面尺寸是60cm,對現場實際測量的結果也是60cm。這種看似不大的錯誤,卻是最大的隱患。

 

3

偷工減料立柱鋼筋減半使得柱子承載能力減小近一半

調查人員還發現發現,立柱中間的鋼筋也從施工圖標註的16根減少到8根。立柱截面尺寸的減小和鋼筋數量減半使承擔整個大樓荷載的柱子的承重能力減少將近一半。看到這裡小編心裡冒冷汗,真怕頭頂的房子下一秒便倒塌,這種偷工減料的做法,簡直就是變相謀害他人生命啊!

 

4

樓板受力鋼筋位置偏差使得樓板承載能力減小

 經實際測量,在混凝土樓板中的受力鋼筋按照要求應與地面相差5cm,而實際與地面相差了10cm之多,這相當於把樓板厚度變薄了,也導致了樓板在與柱子連接處的強度減少了20%。這兩個變化,雖不能直接導致大樓倒塌,但為倒塌鋪下了一條捷徑。

 

5

增加第五層樓,並改變其用途

 在施工過程中,三豐集團的決策者們又提出將原設計四層的建築增加第5層其荷載又被添加到該建築物上。原計劃將第五層作為滑冰場,但管理層中途又改變了用途,取而代之的是八家韓朝美食店。由於韓國人有吃飯時席地而坐的習慣,這些餐館的混凝土地面下添加了一層加熱設備,這又增加了承重結構的荷載負擔。這種高負擔給本就風雨飄搖的大樓帶來了承重的一擊。

 

6

移動冷氣機

 整幢大樓的空調設備(水冷式冷氣機)現在都被安裝在了樓頂之上。3台大型冷氣機共重29公噸,加上冷氣機注滿水時,總重量更高達87公噸,達設計標準的承重負荷4倍之多。

讓情況變得更糟的是,在1993年,由於周圍居民對冷氣機噪音的抱怨,大樓後部所有的冷氣機都被移到了前部。這一移動本應使用起重機,但結果是所有的設備都是直接在樓頂上利用滑輪被推拽到位的,使整個樓頂結構大受損傷,冷氣機所及之處充斥着裂痕,再加上冷氣機運作時產生的震動使冷氣機附近的5E號柱子和樓頂的連接點出現裂痕,支柱不能發揮其作用。

結語

商業集團追求收益一意孤行,政府官員則對工程亂象視而不見。甚至到了危機邊緣,昏了頭的資本家還要貪圖半天的利潤,不惜以上千人的安全為賭注。事故的結果讓人痛心,但對事故的反思更讓人警醒。安全無小事,工程人時刻要牢記:對利益的盲目追求,是災難最好的溫床!


聲明:文章來源於SME科技故事,中創建設,由施工技術綜合編輯整理。內容版權屬於原作者,如有侵權請聯繫刪除。