上海“倒楼”工程事故案例分析

上海“倒楼”工程事故案例分析摘要上海市闵行区莲花南路罗阳路口西侧，“莲花河畔景苑”小区在建7号住宅楼整体倒覆，造成1名工人死亡，无人受伤。7号楼为钢筋混凝土剪力墙结构，共13层，基础采用PHC高强钢筋混凝土管桩，倒塌时主体结构已经完工，正在进行装修施工。后经专家组鉴定，楼房倒覆的原因是施工方将7号楼南侧开挖地下室挖出的土方堆置在7号楼北侧，大楼两侧产生的压力差使7号楼下部土体产生水平位移，基础桩受到土体挤压，过大的水平力超过了基础桩的抗侧能力，基础桩折断楼房失去支撑而倒覆。关键词：基础事故分析一、事故背景“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。13层楼房采用桩-十字条形基础，十字条形基础埋深1.9m。管桩共118根，桩型号为AB4008033。管桩的入土深度是33m，桩尖持力层是71-2层。二、事故概况2009年6月27日5时30分左右，上海市闵行区莲花南路、罗阳路在建的“莲花河畔景苑”商品房小区工地内，发生一幢13层楼房（7号楼）向南整体倾倒事故一名工人逃生不及被压致死。一名施工人员说：5时30分许，他正在工地上距离倒覆大楼仅几十米处。短短半分钟内，大楼就整体倒了下来。昨晚就有人看到倒塌楼房向西南方向倾斜。13层得楼房在倒塌中未完全粉碎，但是楼房底部原本应深入地下的数十根混凝土管桩被”整齐“地折断后裸露在外，非常触目惊心。事故发生后，引起上海市委、市政府主要领导的高度重视。三、事故原因分析7号楼倒塌的间接原因主要有6个方面：一是土方堆放不当。二是开挖基坑违反相关规定。三是监理不到位。四是管理不到位。五是安全措施不到位。六是围护桩施工不规范。1）设计方面中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的强制性条文3.1.3.4指出：“对位于坡地、岸边的桩基应进行整体稳定性验算；”，“莲花河畔景苑”商品房的设计单位在设计时是否按3.1.3.4进行整体稳定性验算？它的抗滑安全系数为多少？“原结构设计经复核符合规范要求”的结论从何而来？3.4.5.2建筑桩基与边坡应保持一定的水平距离；建筑场地内的边坡必须是完全稳定的边坡。事实证明，在10m高的堆载下，河岸土体已经不是稳定土体。2）施工方面a.“莲花河畔景苑”的监理方——上海光启建设监理有限公司负责人说：“而对于工地堆土，国家并没有相关规定与强制性要求”。国标《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）3.0.23.2,4,5三条均是强制性规定，均要求作不均匀沉降验算和稳定性验算.堆载造成整体滑动破坏例子很多：例1.上海世纪公园人造湖泊堆山土体的整体滑动破坏；例2.沪杭高速公路嘉兴段堆土土体的纵向整体滑动破坏，把纵向的桥梁基础下的灌注桩剪断。堆土太高太快均会造成土体的整体滑动破坏。b.《上海市基坑工程设计规范》DBJ08-61-97的3.0.8.2条指出：一般地面超载,---通常按20kN/m2考虑。本工程施工大干快上，不按规范办事，6天内堆土高10米(相当于180kN/m2的荷载)，其堆土荷载远远超过第3第4层土的抗剪强度，使第3第4层土处于塑性流动状态，土体向其软弱处滑动。土体的滑动使桩基础在第4第5层交界处发生向河道方向的移动，致使高层建筑向南地下车库的基坑方向倒塌。这是典型的土体丧失稳定的破坏。3）监测方面这样的工程，必定要有对在建楼房的监测，基坑围护开挖的监测，堆土对河堤的滑动监测。在专家组的调查中，很少有监测数据的反映。只看到了：截至27日18时，除倒覆的“莲花河畔景苑”7号楼，其他在建的10幢楼均未发生倾斜、偏移、沉降等问题。周边小区和道路的地下煤气管道、---，完全符合安全标准，发生次生灾害的可能性极小。“其他在建的10幢楼均未发生倾斜、偏移、沉降等问题。”这种表达是违背土力学的科学规律的。哪有土体在受到13层楼房的荷载而未发生倾斜、偏移、沉降的？这只能使人们怀疑现场监测是否正常？据专家组长江欢成介绍，专家组当天发现，紧邻的6号楼与倒覆的7号楼可谓“双胞胎”、“姊妹楼”，也存在北面堆土、南面挖坑的问题，并已有所倾斜，因其山墙还有一点未挖，微小差别使6号楼幸免于难。因此，专家组立即对其展开了“抢救”。他表示，目前6号楼的抢险已经基本完成，通过填土等一系列措施，6号楼向北回了29毫米，倒塌的隐患已可排除。比较专家组长江欢成的讲话和有关单位对记者的介绍：紧邻的6号楼，微小差别使6号楼幸免于难。并不是“其他在建的10幢楼均未发生倾斜、偏移、沉降等问题。”。专家组长江欢成表示，目前6号楼的抢险已经基本完成，通过填土等一系列措施，6号楼向北回了29毫米，倒塌的隐患已可排除。不管破坏的机理是什么，楼房倒塌前应该是有预兆的（倾斜量及倾斜速率的变化）。1995年12月，武汉一幢刚建成的18层大楼，因沉降倾斜速度超过抢护纠偏速度，控爆前该大楼向西北倾斜，倾斜程度距垂直线达2.884m，不得不实施定向控爆拆除。究其原因主要是地基基础的问题。这幢18层大楼，倾斜程度距垂直线达2.884m，仍未倒塌，说明房屋倾倒是有先兆的。而本工程没有看到这方面的内容，7号楼倒塌前会没有先兆，可能吗？昨晚就有人看到倒塌楼房向西南方向倾斜。监测单位在做什么？4）监理方面监理要求承建单位所从事的工程建设活动及其效果，必须满足相应法规、技术标准和工程合同的要求。工地上快速堆土10m是明显违规，监理为什么没有令其停工？没有及时监测和分析，监理在做什么？5）建设单位方面现在基本建设最大的毛病，第一是抢工期，第二个是低造价。这是指令经济的基本特征.为了政绩和最大的利润，开发商说了算，根本不顾土体受力的客观规律，基坑开挖可以没围护，可以不按开挖的施工组织路线进行施工。明知工地上快速堆土10m是明显违规，开发商为什么会允许？灾难本有征兆，只要防微杜渐；按土体受力的规律施工，悲剧本可避免。专家事故原因分析上海市政府召开新闻发布会宣布：上海“莲花河畔景苑”在建楼房倒覆事故的主要原因是：紧贴7号楼北侧，在短期内堆土过高，最高处达10米左右；与此同时，紧邻大楼南侧的地下车库基坑正在开挖，开挖深度4.6米，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。图16空中有一个侧向力3000吨作用在楼上，显然是不对的。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。这个结论与破坏实例不符：1.土体产生水平位移，是不会使房屋倾倒的，只能使房屋平移。2.过大的水平力超过了桩基的抗侧能力，导致房屋倾倒。从房屋桩基的破坏图可见：房屋北面的桩基是被拔出拉断的。这不是过大的水平力超过了桩基的抗侧能力的破坏模式。7号楼房屋倒覆应该是土体丧失稳定的破坏。南面4.6m深的地下车库基坑掏空13层楼房基础下面的土体，可能加速房屋南面的沉降，使房屋向南倾斜。7号楼北侧堆土太高，堆载已是土承载力的两倍多，使第3层土和第4层土处于塑性流动状态，造成土体向淀浦河方向的局部滑动，滑动面上的滑动力使桩基倾斜，使向南倾斜的上部结构加速向南倾斜。同时，10m高的堆土是快速堆上的，这部分堆土是松散的，在雨水的作用下，堆土自身要滑动，滑动的动力水平作用在房屋的基础上，不但使该楼水平位移，更严重的是这个力与深层的土体滑移力引成一对力偶，加速桩基继续倾斜。高层建筑上部结构的重力对基础底面积形心的力矩随着倾斜的不断扩大而增加，最后使得高层建筑上部结构向南迅速倒塌至地。这个过程是逐步发生的，是可以监测得到的，直到高层建筑倾斜到一定数值才会突然倾倒。土体不滑动，高层建筑上部结构是不会迅速倒塌的。这是土体滑动造成的失稳破坏。四、总结工程事故发生的可能性是不可避免的，于是乎作为工程人员，我们必须对施工工程中可能发生的工程隐患尽量考虑进来，竭力减少事故发生的可能性，在技术上把关遵循基本建设程序、严格按规程施工。在材料质量上把关，避免因材料制品质量低劣而导致质量事故的发生。在施工管理上把关，重视质量检查及验收等工作。总之，在建过程中，我们应该建立安全的组织机构，加强对施工人员的安全教育，加强现场安全监督。【引】为了达到预防事故和减少事故损失的效果，应采取以下安全技术措施。(1)规范脚手架搭设。纠正架体与建筑结构固定的作法，设置首步固定；纠正和补全横向扫地杆；对架体进行内封闭和立面全封闭；规范立杆基础的设置；禁止违规劣质管材和劣质脚手板的使用；杜绝卸料平台未独立设置；正确引导新门型脚手架按国家建筑安全规范搭设使用；严禁钢管、毛竹混播；淘汰毛竹脚手架。(2)规范模板支撑系统的搭设和拆除。高度重视支撑系统搭设的稳定性，严控立柱对接、严控支撑选材和立柱垂直度、严控主柱违规垫砖，严控纵横向水平支撑的规范设置和材质，严惩钢木混支，严惩违规拆除模板支撑系统，高度重视和严管高支模的规范搭设和拆除。(3)高度重视基坑支护。规范基坑的开挖和临边洞口的防护，加强对基坑及基坑周边的监测，并按规定建档；重视机械、气瓶、潜水泵用电等的安全规范操作。(4)规范临边洞口及出入口的防护。落实使用工具化、定型化防护产品，重点抓电梯井口按规定使用工具化、定型化防护门；重视戴安全帽和高处作业系安全带；督促按规定使用合格的安全密目立网、水平网、安全帽和安全带。(5)规范现场施工用电。重视采用TN-S系统，确保专用保护零线被用电设备使用；重视“三级配电二级保护”和落实“一机一间一漏一箱”；重视总配电房的规范设置；重视漏电保护装置参数的匹配；规范使用合格的标准配电箱，正确出入配线；抓现场配电线路的规范布设；高度重视外电防护和懂行持证电工的配备。(6)规范现场施工机具的防护。如塔吊、井架、物科提升机、圆盘锯、电焊机、搅拌机、水磨机、潜水泵等的安全防护。要保持设备的良好状态，提高它的使用期限和效率。(7)规范井字架的搭设。规范架体与建筑结构的刚性连结；重视限位保险装置的设置；重视吊篮的防护；重视架体的稳定；抓卸料平台的独立搭设和稳固严密；抓首层落实设一单向门，避免兼作通道；严管架体违规一次到位超高搭设。(8)规范塔吊和外用电梯的搭、拆和使用。确保塔吊和外用电梯由具备搭拆资格证的专业队伍进行搭拆；严管司机、指挥和司索的按规配备和持证上岗的落实，严防违规搭拆和操作，重视设备的防护，重视保险装置的有效动作，重视接规定要求资料建档。(9)设置安全警示装置:在醒目位置设置安全警示标牌等装置，重视现场防火和施工现场标牌的设置。(10)加强和规范现场文明施工。重视文明施工意识宣传，抓现场场容场貌、硬地化、通道、材料堆放、工完场清、排水系统、