上海一幢13層樓倒塌工程事故案例分析

1、工程事故案例分析 上海一幢13層樓倒塌案例分析 一一工程概況： 1.1項目概況 項目名稱：上海市梅隴鎮(zhèn)26號地塊商品住宅項目（蓮花河畔 景苑小區(qū)） 建設地點：梅隴西路東，淀浦河南，蓮花路西 總投資：18830萬元 建設規(guī)模（建筑面積）：總建筑面積85227，共由12棟樓及地 下車庫等16個單位工程組成 發(fā)生事故項目： 蓮花河畔景苑7號樓位于在建車庫北側，臨淀浦河。平面尺寸為 長46.4m,寬13.2m,建筑總面積為645価，建筑總高度為43.9m，上部 主體結構高度為38.2m，共計13層，層高2.9m，結構類型為樁基礎鋼筋 混凝土框架剪力墻結構?？拐鹪O防烈度為7度。 建設單位：上海梅都房地產(chǎn)

2、開發(fā)有限公司 （三級房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)資質(zhì)） 房地產(chǎn)三級資質(zhì)： 1注冊資本不低于800萬元； 2 從事房地產(chǎn)開發(fā)經(jīng)營2年以上； 3 房屋建筑面積累計竣工5萬平方米以上。 房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)資質(zhì)管理第十八條規(guī)定：二級資質(zhì)及二級資質(zhì)以下的房地產(chǎn)開 發(fā)企業(yè)可以承擔建筑面積25萬平方米以下的開發(fā)建設項目，承擔業(yè)務的具體范圍由 省、自治區(qū)、直轄市人民政府建設行政主管部門確定。 施工單位：上海眾欣建筑有限公司 （施工總承包房屋建筑工程三級 市政公用工程三級 施工專業(yè)承包建筑裝修裝飾工程三級） 施工總承包三級企業(yè)承包的范圍 （1）1層及以下、單跨跨度24米及以下的房屋建筑工程； （2）高度70米及以下的構筑物； （

3、3）建筑面積6萬平方米及以下的住宅小區(qū)或建筑群體。 監(jiān)理單位：上海光啟建設監(jiān)理有限公司 （房屋建筑工程乙級 市政公用工程丙級） 監(jiān)理范圍： （1可承擔一般房屋建筑工程：14-28層;24-36米跨度（輕鋼結構除外）; 單項工程建筑面積10000-30000平方米； （2）高度70-120米的高聳構筑工程； （3）建筑面積6-12萬平方米的住宅小區(qū)工程。 設計單位：浙江當代建筑設計研究院有限公司 （甲級資質(zhì)建筑設計院） 審圖單位：上海宏核建設工程咨詢有限公司 2001年獲得上海市建設和交通委員會頒發(fā)的上海市建設工程施工圖設 計文件審查（一類含超限高層）機構認定書 勘察單位：上海協(xié)力巖土工程勘察有

4、限公司 （工程勘察乙級資質(zhì)） 勘察范圍：20層以下的一般高層建筑，體型復雜的14層以下的高層建筑；單 柱承受荷載4000kN以下的建筑及高度低于100m的高聳建筑物 1.2事故發(fā)生前后情況 該樓于2008年底結構封頂，同時期開始進行12號樓的地下室開挖。 根據(jù)甲方的要求，土方單位將挖出的土堆在 5、6、7號樓與防汛墻之間， 距防汛墻約10m,距離7號樓約20m ,堆土高約34m。2009年6月1日，5、 6、7號樓前的0號車庫土方開挖，表層1.5m深度范圍內(nèi)的土方外運 6月20日開挖1.5m以下土方，根據(jù)甲方要求，繼續(xù)堆在5、6、7號樓 和防汛墻之間，主要堆在第一次土方和 6、7號樓之間20m

5、的空地上，堆 土高約89m。此時，尚有部分土方在此無法堆放，即堆在 1號樓和防 汛墻之間。 6月25 日 1號樓后防汛墻發(fā)生險情，水務部門對防汛墻位置進行搶險, 也卸掉部分防汛墻位置的堆土。 6月27日，清晨5時35分左右大樓開始整體由北向南傾倒，在半分鐘 內(nèi)，就整體倒下，倒塌后，其整體結構基本沒有遭到破壞，甚至其中玻 璃都完好無損，大樓底部的樁基則基本完全斷裂。由于倒塌的咼樓尚未 竣工交付使用，所以，事故并沒有釀成特大居民傷亡事故。但是造成一 名施工人員死亡。 倒塌的樓房（從北往南看） 基本保存完好的玻璃 暴露的地梁與PHC管樁 資料收集 2.1地質(zhì)資料 12噸,如蘇州河一帶 8噸，如浦東區(qū)

6、一帶 5噸，就是事故發(fā)生的閔行區(qū)一帶 上海是一個沖積平原，土質(zhì)較軟，是典型的軟土，從地質(zhì)條件 說上海有三種類型土。 平均每平方米最大承載力 平均每平方米最大承載力 平均每平方米最大承載力 土層分層圖 地表211.2m是上海的典型軟土，軟土有流動性，建樓時必須考慮 它的特殊性，尤其不宜快速堆土 蓮花河畔景苑在建7號樓位于古河道之中，在深度為3.511仃的勺第 層和第層淤泥質(zhì)土中，土體呈灰色、飽和、流塑狀，最大天然含水量 67.9%、孔隙比1.90,地基土承載力特征值僅為50kPa，具有高壓縮性、 高靈敏性、低強度和低滲透性的特點。 2.2氣候資料 2009年6月2027日上海閔行地區(qū)天氣多以雨天

7、為主，降水量較大， 氣溫集中在20C 26C。風向多為南到東南風1-2級轉4-5級，整點最 大偏南風9m/s。由于降水量較大，在雨水浸泡下土體由可塑狀態(tài)轉為 流塑狀態(tài)，為后續(xù)事故埋下隱患。 三事故調(diào)查取證 3.17號樓（倒塌樓房）周圍環(huán)境 蓮花河畔景苑商品房小區(qū)工地共有1幢在建13層樓房，在淀浦河 （寬約40m）的南面，1幢在建樓房長度方向與淀浦河河岸基本平行， 這些樓房北面邊界距淀浦河河岸距離在 2050m之間，其中倒塌樓房 距防汛墻最近，據(jù)人目測僅有二三十米。 土方緊貼建筑物，堆積在7號樓（倒塌樓房）樓房北側，北面的空 地上堆放7號樓南面基坑開挖的泥土有足球場那么大，堆土在 6天內(nèi)即 堆高

8、10m左右。邊挖邊堆，堆土速度很快。 3.2淀浦河的防汛墻被堆土損壞 2009年6月26日，淀浦河河道南側83米長的防汛墻（高2米多）遭嚴重 損壞，發(fā)生了滑動破壞，使在建的蓮花河畔景苑工地內(nèi)的防汛墻裂成了 好幾段，墻體上現(xiàn)出了 3個很大的缺口。中間較長的兩段墻體往外移 位了 4米多，外側河道中堆積的泥土已經(jīng)露出河面，形成一片類似灘 涂的小塊陸地。這導致河道的航行安全受到影響。 而在防汛墻南面，一座由泥土堆成的小山丘矗立在建筑工地上， 離防汛墻不過數(shù)米。防汛墻內(nèi)的地面也出現(xiàn)了開裂，最長的裂縫寬度 在70厘米左右。 3.37號樓樁位圖 北 13層樓房基礎采用樁+條形承臺，樁型為PHC-AB400-

9、33預應力高 強混凝土管樁，樁徑400mm，樁長33m，管樁共118艮，樁端持力層為 1-2之層，雙向條形承臺的截面為600mm X700mm。 3.4開挖地下車庫 蓮花河畔景苑的建設方在7號樓建好后，在它的南側離樓不到5米的 地方，開挖一個深達4.6米，長80米，寬45米的基坑，用做地下車庫。 建筑樁基礎建設規(guī)范中明確規(guī)定，軟土場地已成樁條件下，開 挖基坑高度不應超過1米。 3.5堆土過高 蓮花河畔景苑附近土的最大承載力為5噸，在沒有任何防護措施下， 堆土不應超過3米。而在既沒有打圍樁又沒有打基樁的情況下，7號樓的 北側堆放了 1（米高、80米長、1（米寬，大概7000方土。推算下來每平方

10、米土承受壓力約為11噸，遠遠大于這類土的最大承載力，從而引起地面 下312米土的形變，形變的土擠向四周，從而對樁產(chǎn)生非常大的推力。 3.6天氣原因 事故發(fā)生在雨季，上海的降水量大，北面土堆的重量大大 增加，土層所受壓力增加，土對樁的推力就大大增加。同時，土的含 水量增加，使顆粒與顆粒的摩擦力減小，土的流動性增加，進一步加 大了土對樁的推動力，使樁南面的支撐力也減小。 四計算及事故分析 4.1主動土壓力計算 經(jīng)調(diào)查，該小區(qū)軟土參數(shù)如下： 凝聚力 15 kPa 摩擦角& 28 度 填土重 度18 kN/m3 水平系數(shù) 0.5 1 南側開挖深度 4.6 m 北側堆土高度 810 m 5 5-6 東西

11、方向樁間距 南北方向每排樁數(shù) 從土力學的角度分析，GB 5007- 2002建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定 邊坡工程主動土壓力應按下式計算 Ea =0.5 r H2 tan2(45-&) 2 2 Ea=0.5 18 82 0.3610 = 576 0.3610 &208KN/ 邊坡推土主動土壓力作用基坑垂直高度： X=h /3=8/3 2.67m 簡化為水平力和彎矩 C80混凝土管樁綜合模量(鋼筋和混凝土) E=3.84010N/ni2. 查資料得水平地基系數(shù)隨深度線性增長的比例系數(shù)為 ui=10l oWmiir, 慣性矩I 1=( d 外 d 內(nèi) /64=( 0.44- 0.214)/643.8

12、X 0 根據(jù)規(guī)范要求，考慮樁周土空間受力的影響，計算寬度為 %=0.9入1.5 d 外+0.5) =0.9 X L5 X).4+0.5)=0.99hl H。二Eab=208 0.99 206KN M o =EabX =206 2.67 =550KN m 樁的相對剛度系數(shù)T= VEl/(inb0) =l,08mo 根據(jù)無量鋼系數(shù) C 二 Mo/HoT 二 EaboX/EabT = 2.67/1.08 = 2.47 M max = M C 二 550 2.47 1358.5KN m 已知該項目采用PHC-AB400-33預應力高強混凝土管樁，混凝土強 度為C80,樁身豎向承載力設計值2000kN,

13、抗裂彎矩52kNm,極限彎矩 77kNm。 所算的彎矩大于預應力混凝土鋼管樁本身的極限彎矩77kcm,故導 致該樁斷裂 4.2從基坑開挖對鄰近建筑物影響的角度分析 3 基礎底面以上土重度rm =157KN /m 基礎以下土重度r =18KN /m3 基礎底面寬b=45m 基礎埋深d=4.6m 在淤泥質(zhì)粘土地質(zhì)條件下，地基承載力特征值 fak=160kpa 按框架剪力墻結構，每層均布荷載18.75kpa/層 總荷載強度 p=18.75X13=243.8kpa n b-基礎寬度的地基承載力修正系數(shù) 根據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范(GB500072002)在淤泥和淤 泥質(zhì)土層中n b為0. n d-基礎埋

14、深的地基承載力修正系數(shù) 在淤泥和淤泥質(zhì)土層中n d為1. 當基底寬度大于3m或埋深大于0.5m時，承載力標準值應按下式進行計 /ab X（L3） + T d /m （0.5） =160+0 X18X&5-3 ） +1X1.57X.6-O.5 ） = 160+64.37 =224.37kpa 因為總荷載強度 p=243.8kpa fa=224.37kpa 所以承載力不滿足要求 五、事故原因 直接原因：1、基坑開挖堆土產(chǎn)生的重壓 2、基坑開挖在樓的南面形成臨空面 緊貼7號樓北側，在短時間內(nèi)堆土過高，最高處達 10米左右，產(chǎn)生 側向推力；與此同時，緊鄰7號樓南側的地下車庫基坑正在開挖，開挖 深度4.

15、6米，開挖基坑出現(xiàn)凌空面，導致樓房產(chǎn)生位移，對PHC樁產(chǎn)生很 大的偏心彎矩，破壞樁基；深坑，堆土，河道，構成了由北向南的三點一 線，直接改變了地基的受壓結構，發(fā)生土體水平滑移，這三點一線的合 力，終于扯斷了大樓賴以穩(wěn)定的樁基，最終導致房屋傾倒。 大樓兩側的壓力差使土體產(chǎn)生水平位移，過大的水平力超過了樁基 的抗側能力，導致房屋傾倒。 間接原因： 1、土方堆放不當。在未對天然地基進行承載力計算的情況下，建設單位 隨意指定將開挖土方短時間內(nèi)集中堆放于 7號樓北側。 2、開挖基坑違反相關規(guī)定。土方開挖單位，在未經(jīng)監(jiān)理方同意、未進行 有效監(jiān)測，不具備相應資質(zhì)的情況下，也沒有按照相關技術要求開挖基 坑。

16、3、監(jiān)理不到位。監(jiān)理方對建設方、施工方的違法、違規(guī)行為未進行有效 處置，對施工現(xiàn)場的事故隱患未及時報告 4、管理不到位。建設單位管理混亂，違章指揮，壓縮施工工期；施工單 位未予以及時制止。 5、安全措施不到位。施工方對基坑開挖及土方處置未采取專項防護措施。 6、圍護樁施工不規(guī)范。施工方未嚴格按照相關要求組織施工，施工速 度快于規(guī)定的技術標準要求。 總結：此次事故不是由單一因素造成的，而是在多因素共同作用下 造成樓的傾覆，具體來說： 由于基坑開挖堆土在樓的北面產(chǎn)生的重壓， 基坑開挖在樓的南面形 成臨空面，從而產(chǎn)生過大壓力差；事故發(fā)生時期該地區(qū)處于梅雨季節(jié)， 雨水浸入土體使土體由可塑狀態(tài)轉為流塑狀

17、態(tài)，顆粒與顆粒的摩擦力減 小，土的流動性增加，造成土體失穩(wěn)。綜合作用下破壞了PHC樁。 此外，監(jiān)理公司極度不負責，對施工方的違規(guī)行為未進行糾正，也 是造成本次事故的重要原因之一。 六事故責任分析 通過調(diào)查和責任認定，依據(jù)有關法律法規(guī)，共對 5家單位進行處罰。 建設單位梅都房地產(chǎn)公司、施工單位眾欣建筑公司，對事故發(fā)生負 有主要責任。 土方開挖單位索途清運公司，對事故發(fā)生負有直接責任。 基坑圍護及樁基工程施工單位勝騰基礎公司，對事故發(fā)生負有一 定責任。 監(jiān)理單位光啟監(jiān)理公司，對事故發(fā)生負有重要責任。 七防范措施及建議 （一）施工單位必須建立健全安全生產(chǎn)責任制。按照中華人民共和 國安全生產(chǎn)法、建設工程安全管理條例等法律、法規(guī)，設置專門 的安全生產(chǎn)管理機構，配備稱職的？三類人員？ （施工企業(yè)主要負責人、 項目主要負責人、專職安全管理人員）；施工企業(yè)主要負責人必須建立 健全各級領導、職能機構、崗位人員的安全生產(chǎn)責任制并嚴格落實到位。 （二）監(jiān)理單位應依法進行安全監(jiān)理。按照建設工程監(jiān)理規(guī)范 （GB/T50319-2000 ）及建設工程安全管理條例，工程監(jiān)理單位應 嚴格在施工準備階段對工程總包單位、各分包單位的資質(zhì)審查并提出審 查建議，根據(jù)危險性較大的分部分項工程安全管理辦法（建質(zhì)200987 號）中第三條、第八條規(guī)定，嚴格對各專項施工方案的審查和簽