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(xiàng)目概況 項(xiàng)目名稱：上海市梅隴鎮(zhèn)26號地塊商品住宅項(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號樓位于在建車庫北側(cè)，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(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)。抗震設(shè)防烈度為7度。 建設(shè)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(jì)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(dān)建筑面積25萬平方米以下的開發(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 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(gòu)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(shè)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(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(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)期開始進(jìn)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(yùn) 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(shí)，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(xiǎn)情，水務(wù)部門對防汛墻位置進(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(gè)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(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(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

7、為主，降水量較大， 氣溫集中在20C 26C。風(fēng)向多為南到東南風(fēng)1-2級轉(zhuǎn)4-5級，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 3.17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(cè)，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(cè)83米長的防汛墻（高2米多）遭嚴(yán)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(gè)很大的缺口。中間較長的兩段墻體往外移 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(chǔ)采用樁+條形承臺，樁型為PHC-AB400-

9、33預(yù)應(yīng)力高 強(qiáng)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(shè)方在7號樓建好后，在它的南側(cè)離樓不到5米的 地方，開挖一個(gè)深達(dá)4.6米，長80米，寬45米的基坑，用做地下車庫。 建筑樁基礎(chǔ)建設(shè)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(yīng)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(hù)措施下， 堆土不應(yīng)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(cè)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)，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(jìn)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(jì)算及事故分析 4.1主動土壓力計(jì)算 經(jīng)調(diào)查，該小區(qū)軟土參數(shù)如下： 凝聚力 15 kPa 摩擦角& 28 度 填土重 度18 kN/m3 水平系數(shù) 0.5 1 南側(cè)開挖深度 4.6 m 北側(cè)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(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 邊坡工程主動土壓力應(yīng)按下式計(jì)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(jì)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(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,

13、抗裂彎矩52kNm,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77kcm,故導(dǎo) 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(chǔ)底面以上土重度rm =157KN /m 基礎(chǔ)以下土重度r =18KN /m3 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=18.75X13=243.8kpa n 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n b為0. n d-基礎(chǔ)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(dāng)基底寬度大于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) /ab X（L3） + T d /m （0.5） =160+0 X18X&5-3 ） +1X1.57X.6-O.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(cè)，在短時(shí)間內(nèi)堆土過高，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號樓南側(cè)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(dǎo)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(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，過大的水平力超過了樁基 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 隨意指定將開挖土方短時(shí)間內(nèi)集中堆放于 7號樓北側(cè)。 2、開挖基坑違反相關(guān)規(guī)定。土方開挖單位，在未經(jīng)監(jiān)理方同意、未進(jìn)行 有效監(jiān)測，不具備相應(yīng)資質(zhì)的情況下，也沒有按照相關(guān)技術(shù)要求開挖基 坑。

16、3、監(jiān)理不到位。監(jiān)理方對建設(shè)方、施工方的違法、違規(guī)行為未進(jìn)行有效 處置，對施工現(xiàn)場的事故隱患未及時(shí)報(bào)告 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。施工方對基坑開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(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

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(fù)責(zé)，對施工方的違規(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 通過調(diào)查和責(zé)任認(rèn)定，依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)，共對 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，對事故發(fā)生負(fù) 有主要責(zé)任。 土方開挖單位索途清運(yùn)公司，對事故發(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，對事故發(fā)生負(fù)有重要責(zé)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(zé)任制。按照中華人民共和 國安全生產(chǎn)法、建設(shè)工程安全管理?xiàng)l例等法律、法規(guī)，設(shè)置專門 的安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)，配備稱職的？三類人員？ （施工企業(yè)主要負(fù)責(zé)人、 項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人、專職安全管理人員）；施工企業(yè)主要負(fù)責(zé)人必須建立 健全各級領(lǐng)導(dǎo)、職能機(jī)構(gòu)、崗位人員的安全生產(chǎn)責(zé)任制并嚴(yán)格落實(shí)到位。 （二）監(jiān)理單位應(yīng)依法進(jìn)行安全監(jiān)理。按照建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范 （GB/T50319-2000 ）及建設(shè)工程安全管理?xiàng)l例，工程監(jiān)理單位應(yīng) 嚴(yán)格在施工準(zhǔn)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(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法（建質(zhì)200987 號）中第三條、第八條規(guī)定，嚴(yán)格對各專項(xiàng)施工方案的審查和簽