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1、 工程事故案例分析 上海一幢13层楼倒塌案例分析一、工程概况： 1.1 项目概况 项目名称： 上海市梅陇镇26号地块商品住宅项目（莲花河畔景苑小区） 建设地点： 梅陇西路东,淀浦河南,莲花路西 总投资： 18830 万元 建设规模(建筑面积)：总建筑面积85227，共由12栋楼及地下车库等16个单位工程组成 发生事故项目： 莲花河畔景苑7号楼位于在建车库北侧，临淀浦河。平面尺寸为长46.4m，宽13.2m，建筑总面积为6451，建筑总高度为43.9m，上部主体结构高度为38.2m，共计13层，层高2.9m，结构类型为桩基础钢筋混凝土框架剪力墙结构。抗震设防烈度为 7 度。 建设单位： 上海梅都
2、房地产开发有限公司 （三级房地产开发企业资质） 房地产三级资质： 1注册资本不低于800万元； 2从事房地产开发经营2年以上； 3房屋建筑面积累计竣工5万平方米以上。 房地产开发企业资质管理第十八条规定:二级资质及二级资质以下的房地产开发企业可以承担建筑面积25万平方米以下的开发建设项目,承担业务的具体范围由省、自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门确定。 施工单位：上海众欣建筑有限公司 （施工总承包 房屋建筑工程 三级 市政公用工程 三级 施工专业承包 建筑装修装饰工程 三级）施工总承包三级企业承包的范围 (1)14层及以下、单跨跨度24米及以下的房屋建筑工程;(2)高度70米及以下的构筑物
3、; (3)建筑面积6万平方米及以下的住宅小区或建筑群体。监理单位：上海光启建设监理有限公司 （房屋建筑工程 乙级 市政公用工程 丙级） 监理范围： (1)可承担一般房屋建筑工程：14-28层;24-36米跨度(轻钢结构除外); 单项工程建筑面积10000-30000平方米; (2)高度70-120米的高耸构筑工程; (3)建筑面积6-12万平方米的住宅小区工程。设计单位：浙江当代建筑设计研究院有限公司 （甲级资质建筑设计院）审图单位：上海宏核建设工程咨询有限公司 2001年获得上海市建设和交通委员会颁发的上海市建设工程施工图设计文件审查（一类含超限高层）机构认定书 勘察单位：上海协力岩土工程勘
4、察有限公司 （工程勘察乙级资质） 勘察范围：20层以下的一般高层建筑，体型复杂的14层以下的高层建筑；单柱承受荷载4000kN以下的建筑及高度低于100m的高耸建筑物1.2 事故发生前后情况 该楼于2008年底结构封顶，同时期开始进行12号楼的地下室开挖。根据甲方的要求，土方单位将挖出的土堆在5、6、7号楼与防汛墙之间，距防汛墙约10m，距离7号楼约20m，堆土高约34m。2009年6月1日，5、6、7号楼前的0号车库土方开挖，表层1.5m深度范围内的土方外运 6月20日开挖1.5m以下土方，根据甲方要求，继续堆在5、6、7号楼和防汛墙之间，主要堆在第一次土方和6、7号楼之间20m的空地上，堆
5、土高约89m。此时，尚有部分土方在此无法堆放，即堆在11号楼和防汛墙之间。 6月25日11号楼后防汛墙发生险情，水务部门对防汛墙位置进行抢险，也卸掉部分防汛墙位置的堆土。 6月27日，清晨5时35分左右大楼开始整体由北向南倾倒，在半分钟内，就整体倒下，倒塌后，其整体结构基本没有遭到破坏，甚至其中玻璃都完好无损，大楼底部的桩基则基本完全断裂。由于倒塌的高楼尚未竣工交付使用，所以，事故并没有酿成特大居民伤亡事故。但是造成一名施工人员死亡。 倒塌的楼房（从北往南看） 倒塌的楼房（从南往北看） 基本保存完好的玻璃 暴露的地梁与PHC管桩 二 资料收集 2.1 地质资料 上海是一个冲积平原，土质较软，是
6、典型的软土，从地质条件说上海有三种类型土。 平均每平方米最大承载力12吨，如苏州河一带 平均每平方米最大承载力8吨，如浦东区一带 平均每平方米最大承载力5吨，就是事故发生的闵行区一带土层分层图 地表211.2m是上海的典型软土，软土有流动性，建楼时必须考虑它的特殊性，尤其不宜快速堆土 莲花河畔景苑在建7号楼位于古河道之中，在深度为3.511m的第层和第层淤泥质土中，土体呈灰色、饱和、流塑状，最大天然含水量67.9、孔隙比1.90，地基土承载力特征值仅为50kPa，具有高压缩性、高灵敏性、低强度和低渗透性的特点。2.2 气候资料 2009年6月2027日上海闵行地区天气多以雨天为主，降水量较大，
7、气温集中在20 26 。风向多为南到东南风1-2级转4-5级，整点最大偏南风9m/s。由于降水量较大，在雨水浸泡下土体由可塑状态转为流塑状态，为后续事故埋下隐患。三 事故调查取证 3.1 7号楼（倒塌楼房）周围环境 莲花河畔景苑商品房小区工地共有11幢在建13层楼房，在淀浦河（宽约40m）的南面， 11幢在建楼房长度方向与淀浦河河岸基本平行， 这些楼房北面边界距淀浦河河岸距离在2050m之间，其中倒塌楼房距防汛墙最近，据人目测仅有二三十米。 土方紧贴建筑物，堆积在7号楼（倒塌楼房）楼房北侧，北面的空地上堆放7号楼南面基坑开挖的泥土有足球场那么大，堆土在6天内即堆高 10m左右。 边挖边堆，堆土
8、速度很快。3.2 淀浦河的防汛墙被堆土损坏 2009年6月26日，淀浦河河道南侧83米长的防汛墙(高2米多)遭严重损坏,发生了滑动破坏，使在建的莲花河畔景苑工地内的防汛墙裂成了好几段，墙体上现出了3个很大的缺口。中间较长的两段墙体往外移位了4米多，外侧河道中堆积的泥土已经露出河面，形成一片类似滩涂的小块陆地。这导致河道的航行安全受到影响。 而在防汛墙南面，一座由泥土堆成的小山丘矗立在建筑工地上，离防汛墙不过数米。防汛墙内的地面也出现了开裂，最长的裂缝宽度在70厘米左右。 3.3 7号楼桩位图 13层楼房基础采用桩+条形承台，桩型为PHC-AB400-33预应力高强混凝土管桩，桩径400mm，桩
9、长33m，管桩共118根，桩端持力层为1-2之层，双向条形承台的截面为600mm700mm。 3.4 开挖地下车库 莲花河畔景苑的建设方在7号楼建好后，在它的南侧离楼不到5米的地方，开挖一个深达4.6米，长80米，宽45米的基坑，用做地下车库。 建筑桩基础建设规范中明确规定，软土场地已成桩条件下，开 挖基坑高度不应超过1米。3.5 堆土过高 莲花河畔景苑附近土的最大承载力为5吨，在没有任何防护措施下，堆土不应超过3米。而在既没有打围桩又没有打基桩的情况下，7号楼的北侧堆放了10米高、80米长、10米宽，大概7000方土。推算下来每平方米土承受压力约为11吨，远远大于这类土的最大承载力，从而引起
10、地面下312米土的形变，形变的土挤向四周，从而对桩产生非常大的推力。 3.6 天气原因 事故发生在雨季，上海的降水量大，北面土堆的重量大大增加，土层所受压力增加，土对桩的推力就大大增加。同时，土的含水量增加，使颗粒与颗粒的摩擦力减小，土的流动性增加，进一步加大了土对桩的推动力，使桩南面的支撑力也减小。四 计算及事故分析4.1 主动土压力计算 经调查，该小区软土参数如下：凝聚力15kPa摩擦角28度填土重度 18kN/m3 水平系数 0.5 1 南侧开挖深度4.6 m北侧堆土高度810 m 东西方向桩间距5m南北方向每排桩数 5-6 根 从土力学的角度分析, GB 5007- 2002 建筑地基
11、基础设计规范规定边坡工程主动土压力应按下式计算 边坡推土主动土压力作用基坑垂直高度： X=h /3=8/32.67m 简化为水平力和弯矩 C80混凝土管桩综合模量（钢筋和混凝土） 查资料得水平地基系数随深度线性增长的比例系数为 惯性矩I 根据规范要求, 考虑桩周土空间受力的影响, 计算宽度为 根据无量钢系数 已知该项目采用PHC-AB400-33预应力高强混凝土管桩，混凝土强度为C80, 桩身竖向承载力设计值2000kN,抗裂弯矩52kNm, 极限弯矩77kNm。 所算的弯矩大于预应力混凝土钢管桩本身的极限弯矩77km, 故导致该桩断裂4.2 从基坑开挖对邻近建筑物影响的角度分析 基础底面以上土重度 基础以下土重度 基础底面宽 b=45m 基础埋深 d=4.6m 在淤泥质粘土地质条件下，地基承载力特征值fak=160kpa 按框架剪力墙结构，每层均布荷载18.75kpa/层 总荷载强度 p=18.7513=243.8kpa b-基础宽度的地基承载力修正系数 根据建筑地基基础设计规范（GB500072002） 在淤泥和淤泥质土层中b为0.d-基础埋深的地基承载力修正系数 在淤泥和淤泥质土层中d为1.当基底宽度大于3m或埋深大于0.5m时，承载力标准值应按下式进行计算 =160+018（45-3）+11.57（4.6-0.5
