印度德里五层楼几秒垮塌致6死6伤,地下室翻修成调查重点:三维激光扫描在既有建筑地下开挖扰动监测与相邻建筑风险排查中的应用
当地时间9月6日13时30分左右,印度德里南部萨蒂亚尼凯坦社区一栋多层建筑倒塌。这栋楼靠近德里大学南校区,已有近50年历史,地上5层加地下室,主要供学生租住,事发时楼内约有40到50人。
监控画面记录了坍塌瞬间:整栋楼在几秒内突然垮塌,大面积结构直接坠下,混凝土和残骸散落四周,停在附近的多辆汽车被砸坏。截至9月7日,事故造成6死6伤,救援人员从废墟中救出12人,仍有多人被困。
初步调查显示,地下室翻修和挖掘施工可能影响了建筑结构安全。德里市长瓦希表态不会放过肇事者,宣布市内所有超过四层的违章建筑立即查封,相关责任官员面临严厉处分。市政公司随后发现与事故建筑相邻的建筑物存在严重结构缺陷,已疏散住户并计划拆除。
救援推进慢是有原因的。担心大型机械作业导致废墟移位、进一步危及被困人员,救援人员难以直接使用重型设备,只能人工清理部分残骸谨慎推进。
地下室开挖动的是地基
在既有建筑底下或者紧贴基础的位置开挖,风险来自几个方面。
一是卸荷。挖掉基础内侧或外侧的土,地基的约束条件改变,原本的受力平衡被打破。二是降水。开挖要降水,地下水位下降会引起周边土体固结沉降,这个沉降范围远大于基坑本身。三是暴露。基础底面暴露在空气中,遇上降雨浸泡,持力层强度下降得很快。
这栋楼近50年历史,当年的设计和施工标准与现在差别不小,基础形式、埋深、持力层情况很可能没有完整资料。在这种条件下动地下室,等于在不知道底细的结构上做手术。
开挖之前先留一份底
我们接过几个类似的项目,甲方要的都是同一件事:开挖前把现状完整记下来。
具体记什么?建筑外立面四个方向的完整点云,每层窗台和楼板线的高程,外墙倾斜率,首层地平标高,周边地面和道路的高程。地下室内部的柱、梁、墙、底板,如果条件允许也要扫。这些是基线,没有基线就谈不上对比。
| 建档内容 | 采集方式 | 判定指标 | 复测频次 |
|---|---|---|---|
| 外立面整体点云 | 地面站多站拼接 | 整体倾斜率 | 开挖前一次,开挖期每周 |
| 每层楼板线高程 | 地面站 + 水准复核 | 层间差异沉降 | 每周 |
| 首层地平标高 | 地面站 | 累计沉降量 | 每周,异常时加密 |
| 周边地面与道路 | 地面站 + 无人机 | 沉降槽范围 | 每周 |
| 既有裂缝 | 近距扫描 + 贴标靶 | 宽度与走向变化 | 每三日 |
复测频次不是固定的。开挖进入基础底面以下、遇到降雨、周边有重型车辆经过,这几种情况我们都会加密到每天一次。沉降是累积量,等到肉眼能看出裂缝时,往往已经错过了处置窗口。
相邻建筑要一起扫
这次德里市政公司在事后发现相邻建筑存在严重结构缺陷,住户已疏散。这个发现本应更早。
做地下开挖项目,我们的排查范围从来不只划在基坑边界内。按经验,开挖深度的1.5到2倍范围内的建筑都要纳入。老城区的房子基础浅、刚度差,有些还是共用山墙,一栋动了另一栋跟着变形的情况很常见。
相邻建筑建档的内容和主体建筑一样,只是精度要求可以放宽一点。关键是要有,事后再补就补不出来了。
废墟不能扰动,怎么取证
救援阶段废墟不能动,这跟我们的工作原则其实是一致的。三维扫描本身就是非接触测量,不需要碰任何东西。
把扫描仪架在废墟外围几个位置,把废墟表面完整采下来。这份数据有两个用途:一个是给救援提供结构信息,梁板柱的塌落方向、可能形成的生存空间位置、二次坍塌风险区域;另一个是给后续调查留存原始状态记录,等救援结束后废墟必然被清理,那时候再想还原就晚了。
我们在事故现场做记录,一般会同时出一份正射影像和一份点云。影像给非专业人员看,点云给结构工程师算。
五十年前的楼,缺的是原始资料
说回这起事故本身。初步调查指向地下室施工,具体结论还要等。可以确认的是,一栋近50年的建筑在地下室翻修过程中几秒内整体垮塌,说明结构的冗余度已经很低。
国内也有很多这个年代的房子。这些建筑普遍存在图纸不全、经历过改造、材料性能退化的问题。我们的建议一向是:改造之前先做一次完整建档。花的钱不多,做一次外立面加内部的完整扫描,几天就能完成。真出了事,这份档案就是责任认定和加固设计的唯一依据。
云绘科技在深圳做激光三维扫描服务,精度做到2毫米以内,累计完成500多平方公里采集,服务过80多家机构。老旧建筑建档、改造前现状留存、事故现场取证这些项目我们做得比较多。技术流程见技术方案,历史项目见案例页。