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、工程概況： 1.1 項(xiàng)目概況 項(xiàng)目名稱： 上海市梅隴鎮(zhèn)26號(hào)地塊商品住宅項(xiàng)目（蓮花河畔景苑小區(qū)） 建設(shè)地點(diǎn)： 梅隴西路東,淀浦河南,蓮花路西 總投資： 18830 萬(wàn)元 建設(shè)規(guī)模(建筑面積)：總建筑面積85227，共由12棟樓及地下車庫(kù)等16個(gè)單位工程組成 發(fā)生事故項(xiàng)目： 蓮花河畔景苑7號(hào)樓位于在建車庫(kù)北側(cè)，臨淀浦河。平面尺寸為長(zhǎng)46.4m，寬13.2m，建筑總面積為6451，建筑總高度為43.9m，上部主體結(jié)構(gòu)高度為38.2m，共計(jì)13層，層高2.9m，結(jié)構(gòu)類型為樁基礎(chǔ)鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)?？拐鹪O(shè)防烈度為 7 度。 建設(shè)單位： 上海梅都

2、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司 （三級(jí)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)資質(zhì)） 房地產(chǎn)三級(jí)資質(zhì)： 1注冊(cè)資本不低于800萬(wàn)元； 2從事房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)經(jīng)營(yíng)2年以上； 3房屋建筑面積累計(jì)竣工5萬(wàn)平方米以上。 房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)資質(zhì)管理第十八條規(guī)定:二級(jí)資質(zhì)及二級(jí)資質(zhì)以下的房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)可以承擔(dān)建筑面積25萬(wàn)平方米以下的開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目,承擔(dān)業(yè)務(wù)的具體范圍由省、自治區(qū)、直轄市人民政府建設(shè)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(jí) 市政公用工程 三級(jí) 施工專業(yè)承包 建筑裝修裝飾工程 三級(jí)）施工總承包三級(jí)企業(yè)承包的范圍 (1)14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(gòu)筑物

3、; (3)建筑面積6萬(wàn)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(shè)監(jiān)理有限公司 （房屋建筑工程 乙級(jí) 市政公用工程 丙級(jí)） 監(jiān)理范圍： (1)可承擔(dān)一般房屋建筑工程：14-28層;24-36米跨度(輕鋼結(jié)構(gòu)除外); 單項(xiàng)工程建筑面積10000-30000平方米; (2)高度70-120米的高聳構(gòu)筑工程; (3)建筑面積6-12萬(wàn)平方米的住宅小區(qū)工程。設(shè)計(jì)單位：浙江當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 （甲級(jí)資質(zhì)建筑設(shè)計(jì)院）審圖單位：上海宏核建設(shè)工程咨詢有限公司 2001年獲得上海市建設(shè)和交通委員會(huì)頒發(fā)的上海市建設(shè)工程施工圖設(shè)計(jì)文件審查（一類含超限高層）機(jī)構(gòu)認(rèn)定書 勘察單位：上海協(xié)力巖土工程勘

4、察有限公司 （工程勘察乙級(jí)資質(zhì)） 勘察范圍：20層以下的一般高層建筑，體型復(fù)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(jié)構(gòu)封頂，同時(shí)期開(kāi)始進(jìn)行12號(hào)樓的地下室開(kāi)挖。根據(jù)甲方的要求，土方單位將挖出的土堆在5、6、7號(hào)樓與防汛墻之間，距防汛墻約10m，距離7號(hào)樓約20m，堆土高約34m。2009年6月1日，5、6、7號(hào)樓前的0號(hào)車庫(kù)土方開(kāi)挖，表層1.5m深度范圍內(nèi)的土方外運(yùn) 6月20日開(kāi)挖1.5m以下土方，根據(jù)甲方要求，繼續(xù)堆在5、6、7號(hào)樓和防汛墻之間，主要堆在第一次土方和6、7號(hào)樓之間20m的空地上，堆

5、土高約89m。此時(shí)，尚有部分土方在此無(wú)法堆放，即堆在11號(hào)樓和防汛墻之間。 6月25日11號(hào)樓后防汛墻發(fā)生險(xiǎn)情，水務(wù)部門對(duì)防汛墻位置進(jìn)行搶險(xiǎn)，也卸掉部分防汛墻位置的堆土。 6月27日，清晨5時(shí)35分左右大樓開(kāi)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(jié)構(gòu)基本沒(méi)有遭到破壞，甚至其中玻璃都完好無(wú)損，大樓底部的樁基則基本完全斷裂。由于倒塌的高樓尚未竣工交付使用，所以，事故并沒(méi)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） 倒塌的樓房（從南往北看） 基本保存完好的玻璃 暴露的地梁與PHC管樁 二 資料收集 2.1 地質(zhì)資料 上海是一個(gè)沖積平原，土質(zhì)較軟，是

6、典型的軟土，從地質(zhì)條件說(shuō)上海有三種類型土。 平均每平方米最大承載力12噸，如蘇州河一帶 平均每平方米最大承載力8噸，如浦東區(qū)一帶 平均每平方米最大承載力5噸，就是事故發(fā)生的閔行區(qū)一帶土層分層圖 地表211.2m是上海的典型軟土，軟土有流動(dòng)性，建樓時(shí)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(hào)樓位于古河道之中，在深度為3.511m的第層和第層淤泥質(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(qiáng)度和低滲透性的特點(diǎn)。2.2 氣候資料 2009年6月2027日上海閔行地區(qū)天氣多以雨天為主，降水量較大，

7、氣溫集中在20 26 。風(fēng)向多為南到東南風(fēng)1-2級(jí)轉(zhuǎn)4-5級(jí)，整點(diǎn)最大偏南風(fēng)9m/s。由于降水量較大，在雨水浸泡下土體由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)為流塑狀態(tài)，為后續(xù)事故埋下隱患。三 事故調(diào)查取證 3.1 7號(hào)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11幢在建13層樓房，在淀浦河（寬約40m）的南面， 11幢在建樓房長(zhǎng)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(cè)僅有二三十米。 土方緊貼建筑物，堆積在7號(hào)樓（倒塌樓房）樓房北側(cè)，北面的空地上堆放7號(hào)樓南面基坑開(kāi)挖的泥土有足球場(chǎng)那么大，堆土在6天內(nèi)即堆高 10m左右。 邊挖邊堆，堆土

8、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(cè)83米長(zhǎng)的防汛墻(高2米多)遭嚴(yán)重?fù)p壞,發(fā)生了滑動(dòng)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(gè)很大的缺口。中間較長(zhǎng)的兩段墻體往外移位了4米多，外側(cè)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(dǎo)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(guò)數(shù)米。防汛墻內(nèi)的地面也出現(xiàn)了開(kāi)裂，最長(zhǎng)的裂縫寬度在70厘米左右。 3.3 7號(hào)樓樁位圖 13層樓房基礎(chǔ)采用樁+條形承臺(tái)，樁型為PHC-AB400-33預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，樁徑400mm，樁

9、長(zhǎng)33m，管樁共118根，樁端持力層為1-2之層，雙向條形承臺(tái)的截面為600mm×700mm。 3.4 開(kāi)挖地下車庫(kù) 蓮花河畔景苑的建設(shè)方在7號(hào)樓建好后，在它的南側(cè)離樓不到5米的地方，開(kāi)挖一個(gè)深達(dá)4.6米，長(zhǎng)80米，寬45米的基坑，用做地下車庫(kù)。 建筑樁基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)范中明確規(guī)定，軟土場(chǎng)地已成樁條件下，開(kāi) 挖基坑高度不應(yīng)超過(guò)1米。3.5 堆土過(guò)高 蓮花河畔景苑附近土的最大承載力為5噸，在沒(méi)有任何防護(hù)措施下，堆土不應(yīng)超過(guò)3米。而在既沒(méi)有打圍樁又沒(méi)有打基樁的情況下，7號(hào)樓的北側(cè)堆放了10米高、80米長(zhǎng)、10米寬，大概7000方土。推算下來(lái)每平方米土承受壓力約為11噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這類土的最大承載

10、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(duì)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(duì)樁的推力就大大增加。同時(shí)，土的含水量增加，使顆粒與顆粒的摩擦力減小，土的流動(dòng)性增加，進(jìn)一步加大了土對(duì)樁的推動(dòng)力，使樁南面的支撐力也減小。四 計(jì)算及事故分析4.1 主動(dòng)土壓力計(jì)算 經(jīng)調(diào)查，該小區(qū)軟土參數(shù)如下：凝聚力                15 &

11、#160;      kPa 摩擦角              28         度 填土重度           18     

12、60;  kN/m3   水平系數(shù)             0.5 1          南側(cè)開(kāi)挖深度           4.6         m 北側(cè)堆土高度

13、60;         810         m  東西方向樁間距          5          m 南北方向每排樁數(shù)      

14、0;  5-6       根 從土力學(xué)的角度分析, GB 5007- 2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定邊坡工程主動(dòng)土壓力應(yīng)按下式計(jì)算 邊坡推土主動(dòng)土壓力作用基坑垂直高度： X=h /3=8/32.67m 簡(jiǎn)化為水平力和彎矩 C80混凝土管樁綜合模量（鋼筋和混凝土） 查資料得水平地基系數(shù)隨深度線性增長(zhǎng)的比例系數(shù)為 慣性矩I 根據(jù)規(guī)范要求, 考慮樁周土空間受力的影響, 計(jì)算寬度為 根據(jù)無(wú)量鋼系數(shù) 已知該項(xiàng)目采用PHC-AB400-33預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，混凝土強(qiáng)度為C80, 樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值2000kN,抗裂彎矩52k

15、Nm, 極限彎矩77kNm。 所算的彎矩大于預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管樁本身的極限彎矩77k¤m, 故導(dǎo)致該樁斷裂4.2 從基坑開(kāi)挖對(duì)鄰近建筑物影響的角度分析 基礎(chǔ)底面以上土重度 基礎(chǔ)以下土重度 基礎(chǔ)底面寬 b=45m 基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)，每層均布荷載18.75kpa/層 總荷載強(qiáng)度 p=18.75×13=243.8kpa b-基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù) 根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500072002） 在淤泥和淤泥質(zhì)土層中b為0.d-基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù) 在淤泥和淤泥質(zhì)土層中d為1.當(dāng)基

16、底寬度大于3m或埋深大于0.5m時(shí)，承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式進(jìn)行計(jì)算 =160+0×18×（45-3）+1×1.57×（4.6-0.5） =160+64.37 =224.37kpa因?yàn)榭偤奢d強(qiáng)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(kāi)挖堆土產(chǎn)生的重壓 2、基坑開(kāi)挖在樓的南面形成臨空面 緊貼7號(hào)樓北側(cè)，在短時(shí)間內(nèi)堆土過(guò)高，最高處達(dá)10米左右，產(chǎn)生側(cè)向推力；與此同時(shí)，緊鄰7號(hào)樓南側(cè)的地下車庫(kù)基坑正在開(kāi)挖，開(kāi)挖深度4.6米，開(kāi)挖基坑出現(xiàn)凌空面，導(dǎo)致樓房產(chǎn)生位移，對(duì)PHC樁產(chǎn)生很大的偏心彎矩，破壞樁基;

17、深坑，堆土，河道，構(gòu)成了由北向南的三點(diǎn)一線，直接改變了地基的受壓結(jié)構(gòu)，發(fā)生土體水平滑移，這三點(diǎn)一線的合力，終于扯斷了大樓賴以穩(wěn)定的樁基，最終導(dǎo)致房屋傾倒。 大樓兩側(cè)的壓力差使土體產(chǎn)生水平位移，過(guò)大的水平力超過(guò)了樁基的抗側(cè)能力，導(dǎo)致房屋傾倒。間接原因： 1、土方堆放不當(dāng)。在未對(duì)天然地基進(jìn)行承載力計(jì)算的情況下，建設(shè)單位隨意指定將開(kāi)挖土方短時(shí)間內(nèi)集中堆放于7號(hào)樓北側(cè)。 2、開(kāi)挖基坑違反相關(guān)規(guī)定。土方開(kāi)挖單位，在未經(jīng)監(jiān)理方同意、未進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，不具備相應(yīng)資質(zhì)的情況下，也沒(méi)有按照相關(guān)技術(shù)要求開(kāi)挖基坑。 3、監(jiān)理不到位。監(jiān)理方對(duì)建設(shè)方、施工方的違法、違規(guī)行為未進(jìn)行有效處置，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的事故隱患未及時(shí)報(bào)告

18、4、管理不到位。建設(shè)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(shí)制止。 5、安全措施不到位。施工方對(duì)基坑開(kāi)挖及土方處置未采取專項(xiàng)防護(hù)措施。6、圍護(hù)樁施工不規(guī)范。施工方未嚴(yán)格按照相關(guān)要求組織施工，施工速度快于規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。 總結(jié)：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(lái)說(shuō)： 由于基坑開(kāi)挖堆土在樓的北面產(chǎn)生的重壓，基坑開(kāi)挖在樓的南面形成臨空面，從而產(chǎn)生過(guò)大壓力差；事故發(fā)生時(shí)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(zhuǎn)為流塑狀態(tài)，顆粒與顆粒的摩擦力減小，土的流動(dòng)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(fù)責(zé)，對(duì)施工方的違規(guī)行為未進(jìn)行糾正，也是造成本次事故的重要原因之一。六 事故責(zé)任分析 通過(guò)調(diào)查和責(zé)任認(rèn)定，依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)，共對(duì)5家單位進(jìn)行處罰。 建設(shè)單位梅都房地產(chǎn)公司、施工單位眾欣建筑公司，對(duì)事故發(fā)生負(fù)有主要責(zé)任。 土方開(kāi)挖單位索途清運(yùn)公司，對(duì)事故發(fā)生負(fù)有直接責(zé)任。 基坑圍護(hù)及樁基工程施工單位勝騰基礎(chǔ)公司，對(duì)事故發(fā)生負(fù)有一定責(zé)任。 監(jiān)理單位光啟監(jiān)理公司，對(duì)事故發(fā)生負(fù)有重要責(zé)任。