上海一幢层楼倒塌工程事故案例分析Word文档格式.docx
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3.房屋建筑面积累计竣工5万平方M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M以下的开发建设工程,承担业务的具体围由省、自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门确定。
施工单位:
众欣建筑(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围
(1)14层及以下、单跨跨度24M及以下的房屋建筑工程。
(2)高度70M及以下的构筑物。
(3)建筑面积6万平方M及以下的住宅小区或建筑群体。
监理单位:
光启建设监理(房屋建筑工程乙级
市政公用工程丙级)
监理围:
(1)可承担一般房屋建筑工程:
14-28层。
24-36M跨度(轻钢结构除外)。
单项工程建筑面积10000-30000平方M。
(2)高度70-120M的高耸构筑工程。
(3)建筑面积6-12万平方M的住宅小区工程。
设计单位:
当代建筑设计研究院
(甲级资质建筑)
审图单位:
宏核建设工程咨询
2001年获得市建设和交通委员会颁发的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:
协力岩土工程勘察
(工程勘察乙级资质)
勘察围:
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3~4m。
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深度围的土方外运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,堆土高约8~9m。
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,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
是一个冲积平原,土质较软,是典型的软土,从地质条件说有三种类型土。
①平均每平方M最大承载力12吨,如河一带
②平均每平方M最大承载力8吨,如浦东区一带
③平均每平方M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2~11.2m是的典型软土,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3.5~11m的第③层和第④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20~27日闵行地区天气多以雨天为主,降水量较大,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
3.17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20~50m之间,其中倒塌楼房距防汛墙最近,据人目测仅有二三十M。
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天即堆高10m左右。
边挖边堆,堆土速度很快。
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83M长的防汛墙(高2M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4M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M。
防汛墙的地面也出现了开裂,最长的裂缝宽度在70厘M左右。
3.37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,桩长33m,管桩共118根,桩端持力层为⑦1-2之层,双向条形承台的截面为600mm×
700mm。
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5M的地方,开挖一个深达4.6M,长80M,宽45M的基坑,用做地下车库。
《建筑桩基础建设规》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1M。
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3M。
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10M高、80M长、10M宽,大概7000方土。
推算下来每平方M土承受压力约为11吨,远远大于这类土的最大承载力,从而引起地面下3~12M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,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
15
kPa
摩擦角&
28
度
填土重度
18
kN/m3
水平系数
0.5~1
南侧开挖深度
4.6
m
北侧堆土高度
8~10
m
东西方向桩间距
5
m
南北方向每排桩数
5-6
根
从土力学的角度分析,GB5007-2002《建筑地基基础设计规》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=8/3≈2.67m
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
已知该工程采用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77k¤
m,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=18.75×
13=243.8kpa
ηb---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》(GB50007~2002)在淤泥和淤泥质土层中ηb为0.
ηd---基础埋深的地基承载力修正系数
在淤泥和淤泥质土层中ηd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+0×
18×
(45-3)+1×
1.57×
(4.6-0.5)
=160+64.37
=224.37kpa
因为总荷载强度p=243.8kpa>fa=224.37kpa
所以承载力不满足要求
五、事故原因
直接原因:
1、基坑开挖堆土产生的重压
2、基坑开挖在楼的南面形成临空面
紧贴7号楼北侧,在短时间堆土过高,最高处达10M左右,产生侧向推力;
与此同时,紧邻7号楼南侧的地下车库基坑正在开挖,开挖深度4.6M,开挖基坑出现凌空面,导致楼房产生位移,对PHC桩产生很大的偏心弯矩,破坏桩基。
深坑,堆土,河道,构成了由北向南的三点一线,直接改变了地基的受压结构,发生土体水平滑移,这三点一线的合力,终于扯断了大楼赖以稳定的桩基,最终导致房屋倾倒。
大楼两侧的压力差使土体产生水平位移,过大的水平力超过了桩基的抗侧能力,导致房屋倾倒。
间接原因:
1、土方堆放不当。
在未对天然地基进行承载力计算的情况下,建设单位随意指定将开挖土方短时间集中堆放于7号楼北侧。
2、开挖基坑违反相关规定。
土方开挖单位,在未经监理方同意、未进行有效监测,不具备相应资质的情况下,也没有按照相关技术要求开挖基坑。
3、监理不到位。
监理方对建设方、施工方的、违规行为未进行有效处置,对施工现场的事故隐患未及时报告
4、管理不到位。
建设单位管理混乱,违章指挥,压缩施工工期;
施工单位未予以及时制止。
5、安全措施不到位。
施工方对基坑开挖及土方处置未采取专项防护措施。
6、围护桩施工不规。
施工方未严格按照相关要求组织施工,施工速度快于规定的技术标准要求。
总结:
此次事故不是由单一因素造成的,而是在多因素共同作用下造成楼的倾覆,具体来说:
由于基坑开挖堆土在楼的北面产生的重压,基坑开挖在楼的南面形成临空面,从而产生过大压力差;
事故发生时期该地区处于梅雨季节,雨水浸入土体使土体由可塑状态转为流塑状态,颗粒与颗粒的摩擦力减小,土的流动性增加,造成土体失稳。
综合作用下破坏了PHC桩。
此外,监理公司极度不负责,对施工方的违规行为未进行纠正,也是造成本次事故的重要原因之一。
六事故责任分析
通过调查和责任认定,依据有关法律法规,共对5家单位进行处罚。
①建设单位梅都房地产公司、施工单位众欣建筑公司,对事故发生负有主要责任。
②土方开挖单位索途清运公司,对事故发生负有直接责任。
③基坑围护及桩基工程施工单位胜腾基础公司,对事故发生负有一定责任。
④监理单位光启监理公司,对事故发生负有重要责任。
七防措施及建议
(一)施工单位必须建立健全安全生产责任制。
按照《中华人民全生产法》、《建设工程安全管理条例》等法律、法规,设置专门的安全生产管理机构,配备称职的¡
°
三类人员¡
±
(施工企业主要负责人、工程主要负责人、专职安全管理人员);
施工企业主要负责人必须建立健全各级领导、职能机构、岗位人员的安全生产责任制并严格落实到位。
(二)监理单位应依法进行安全监理。
按照建设工程监理规(GB/T50319-2000)及《建设工程安全管理条例》,工程监理单位应严格在施工准备阶段对工程总包单位、各分包单位的资质审查并提出审查建议,根据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质[2009]87号)中第三条、第八条规定,严格对各专项施工方案的审查和签字验收;
同时严格在施工阶段的日常管理,对违反国家强制性标准的不安全行为,及时制止并下达整改通知,通知无效的,要立即上报建设单位,建设单位不采纳的,要勇敢地上报安全生产主管部门。
(三)政府监管部门加强对建设工程的安全管理。
政府监管部门要加强对建设工程的安全检查工作,不仅要对重点建设工程进行安全检查、监督,对于可能存在较大安全隐患的建设工程也要加强安全检查
比如对建于河边、地基很差的建设工程要给予一定的安全生产指导、监督。
同时,相关部门要加强对建设单位、施工单位、监理单位等单位的资质证书、营业执照、安全生产许可证等证照的审查。
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