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文档简介
1、建筑工程质量事故案例,地基与基础事故,房屋倾斜事故,南京某楼长15.4m,宽13.3m,高17m,建筑面积1100m2,砖混结构,条形基础,基底下有2-3m厚的大片石垫层,在建成后发现房屋向东倾斜。,事故原因分析,1.建筑地区属长江漫滩,有厚20m左右的软粘土层,承载力低,压缩性高 2.地基开挖后,基底有低洼水塘,用大片石回填处理,因施工质量问题,形成东侧垫层厚而沉降大,西侧垫层薄而沉降小,因而导致建筑物倾斜。,事故处理措施,1.在沉降大的东侧压入20m左右长的桩共36根,以减少地基沉降 2.在沉降小的西侧采用钻孔抽水和掏土,以加大沉降施工中严格控制沉降速率 3.设置21根保护桩,水塔倾斜事故
2、,青海某厂一座水塔50M3,水箱,塔架与基础均为钢筋混凝土结构,如图719所示,在水塔建成后发现向南倾斜20.4cm,向东倾斜9.45cm,事故原因分析,由于C柱附近的给水管漏水,地基浸水后引起湿陷性黄土地基不均匀下沉,导致水塔整体倾斜,事故处理措施,根据湿陷性黄土因含水率不同可引起不均匀沉降的情况,采用浸水法矫正,然后在浸水的一边用石灰桩加固地基,注水孔用混凝土捣实。,水塔倾斜事故,青海某厂一座水塔容积50m3,水箱,塔架与基础为钢筋混凝土结构,如图7-19所示。水塔地基为2级湿陷性黄土,在建成后两年发生水塔整体倾斜现象,事故处理措施,根据湿陷性黄土因含水率不同可引起不均匀沉降的情况,决定采
3、用浸水的一边用石灰桩加固地基,注水孔用混凝土捣实,某泵站基坑工程事故分析,1 工 程 概 况 单集泵站,位于江苏铜山县单集乡,是南水北调东线控制工程之一。 该场地内层分为5层,由第四系全新统、上更新统地层组成,各土层分布如下:黄褐色粉质壤土,局部为砂壤土,厚2.9m;黄色、灰色粉砂、粉散、饱和,厚1.7m;灰色壤土,可塑软塑,夹粉砂,厚1.5m;黑灰色重壤土,粘土,可塑,含小豆状Fe,Mn结核,厚1.2m,粉质粘土层,黄夹灰白色,可塑硬塑,上部钙质结核富集,含量9095,结核直径一般1050min,大者可达150mm,该段富水性好、基坑涌水量120200m /h,下部含钙质结核较少、土体致密多
4、呈棱块状、片状,具滑面、滑面多见于灰白与黄色边缘变,颗粒分析其粘粒含量28 31、粉粒含量45 51、极细砂含量1823%,各阶段的土性指标见表26;该层厚10.3m,下伏为震旦系薄中厚层状石灰岩。,2 基 坑 开 挖 泵站基坑开挖深度11.2m,边坡13,由于场地条件允许基坑采用一阶开挖。由于泵站出水槽基础设计采用振冲碎石桩,过大地开挖边坡不但使挖填土方量增加,而且站房后形成较大填土区将增加出水槽地基处理的难度。为了最大限度减少挖填工作量和缩小填土区,鉴于以往的成功经验,南侧边坡开挖相对较陡;开挖方式采用机械与人工交替,明沟排水,当开挖至第层时,该层普遍向外涌水,同时局部钙质结核层涌塌;有3
5、4处集中出水点,点涌水量2030m /h。开挖深度接近10m时,边坡土体开始出现裂缝,随后南侧边坡发生大规模塌方,并不断扩展;继而北边坡也发生塌坡。施工单位认为边坡过陡、明排水效果不好,采取削坡、清底,打草包坝,加木桩挡土、加深排水沟等措施,后来又投生石灰;但都无济于事,边坡土体开裂滑塌继续扩展,塌方土不断涌入基坑,同时地基土体出现明显的隆胀和严重扰动,施工已无法继续进行。 3 事 故 分 析 3.1 岩土工程勘察报告存在失误。 该场地第层为粉质粘土,具有不均匀的膨胀性,属弱中等膨胀土,膨胀力较小但膨胀速度很快,但勘察报告没有放映出第层土的胀缩性。使基坑施工和基坑设计都没有对第层土采取相应的措
6、施,导致基坑开挖出现大规模塌方事故,以及基坑设计在参数取值、构造处理等方面的失误。,膨胀土是一种颗粒高分散,对含水量变化极为敏感的高塑性粘土,密度比较大,压缩性低,渗透性差,其地质年代多为上更新统以前地层,它的岩土工程特征包括三个方面。一是其地质特征,二是其矿物成份特征,三是岩土工程环境或者是水和湿热的变化。 粘土矿物成分是决定膨胀土工程性质的物质基础。差热分析曲线表现为几种矿物热效应的综合反映,成分以伊利石为主,含高岭石、水针铁矿及少量蒙脱石。 土体中含钙质及铁锰质结核是膨胀土外观地质特征之一,二者可单独富集也可共生,铁锰结核呈豆状、粒状,一般5mm左右,钙质结核主要分为方解石并有粘土及砂粒
7、胶结,体形较大者多为浑圆状,剖开后可见较大的溶隙并有方解石晶体的表面生成。 从外观结构来看,土体结构多呈块状,片状,黄灰白色斑状相间,土体中砂矿物含量3.2419.9,以褐铁矿、石英、长石为主。经测试证明黄色土块含砂质较多,灰白色土块含砂质较少,膨胀性与砂质含量成反比。事故发生后,对第层重新进行室内土工试验,其各项胀缩性指标如下: 其中,膨胀力的大小取决于土体结构、粘土矿物成分及相应的含水量,试验结果实测膨胀力429KPa,平均16KPa;对工程设计膨胀力是一项有实际工程意义的指标。从膨胀速度曲线可以看出土体浸水后膨胀较快,3035min即可完成膨胀量的85%左右;23h后完成膨胀全过程。膨胀
8、速度快对基坑开挖边坡稳定极为不利,同时要求地基基础处理要迅速,否则对土体强度降低有很大影响。,3.2 降水、排水措施不力 第层黑灰色重壤土经曝晒干裂,产生许多东西向近于垂直的裂缝,把土体分裂成约1.0m宽的楔形体,上部粉砂层潜水沿裂缝流入基坑,致使裂隙面土质软化,边坡土体已处于极限平衡状态。同时下部土体因遇水而膨胀崩解,促使极限平衡破坏,导致边坡滑塌。 显化崩解性是膨胀土的一个显著特征。膨胀土体浸水后,水进入孔隙引起粒间公共水化膜增厚,导致土颗粒间连结减弱或消失,以至土体产生崩解。实质上崩解是土体膨胀的一种特殊形式或者是进一步的发展。试样浸水后表层立即产生裂缝迅速崩落,8min后土样呈块状裂开
9、,裂面多沿灰白色与黄色边缘产生。48h后崩解稳定,土样崩解为2.5cm左右或更小的土块及粉末。 膨胀土遇水膨胀后结构改变,土样强度必然降低。从基坑开挖期间的土样测试结果卡门,含量大者已达38.9,已接近液限,显然土体已经完全膨胀。土的压缩性增大,压缩系数由原来0.26MPa增加到0.360.48MPa,有的已达到完全膨胀后的压缩系数值;室内完全膨胀后的压缩系数为0.530.56MPa ,比原状土增加1.52.2倍。原内凝聚力5578KPa,试验室浸水膨胀后凝聚力仅7.026.0KPa(约为原来的1/31/4);内摩擦角也由原来的2021降低到14(降低57),比贯入阻力降低2/3。,4 事 故
10、 处 理 4.1 设置降水系统 由于基坑基础开挖到底,工程水文地质情况十分清除,降水系统采用两阶分层封闭降水。一阶采用轻型 塑料管井系统,一阶为真空射流轻型井点系统。轻型塑料管井为25mm硬质塑料花管、包塑料纱及纱布;采用150型钻机成孔下管,管外滤料为粗砂,抽水泵采用1.01.5英寸微型潜水电泵,井距8.0m、井深11.5m,主要抽降上部粉砂层水。由于地下水流场已经形成,加之是雨季施工,降水效果不十分理想,砾石层仍有水流出但水量很小,采用盲沟和局部小井点处理;而上部真空射流井点系统抽降粉砂层水比较成功。 4.2 固坡、清基 降水对边坡土体稳定起到很大作用,同时又采取放缓边坡、做好坡面截水等措
11、施。边坡下部结核层及膨胀土部分采用块石挡墙,墙前设反滤层导水入井。清基采用边清边换砂的办法,换砂可以起到压重和滤层作用,有可以减少膨胀对基础的影响。换砂的厚度视清除厚度而定,一般要求不小于20cm,以完全消除扰动部分和控制基底高程为准。,5 地 基 处 理 与 基 础 修 改 5.1 地基处理 根据地基土膨胀力不大和膨胀速度快的特点,采取了隔水、随清随封的方法对地基进行处理。首先将原扰动后的土全部清除并超挖20cm,随即用水泥砂浆封闭,水泥砂浆厚20cm;站房基础部位因无防渗要求采用回填黄砂的方法,换砂厚度0.82m不等,以控制基底高程为准,封填或振实完毕后随即进行基础浇筑,实践证明效果很好
12、5.2 地基设计参数取值 关于地基参数的取值,采用原状土的参数不符合实际而且明显偏高,采用完全膨胀后的参数同样不符合实际而且明显偏低。除膨胀性因素外深基坑开挖土体也有一定的回弹,所以基底下土体强度介于以上两者之间。充分考虑以上因素地基土参数为:c=27KPa,=20。 地基设计与计算原则是以荷载大于膨胀力为尺度,即:P(荷)Pe(胀);膨胀变形量Se0.泵站地基按砂垫层计算,同时加密底层板钢筋;站身改为现浇混凝土,并增加封顶钢筋,下游翼墙原设计为扶壁式钢筋混凝土挡土墙,后改为重力式浆砌块石挡土墙,同时加宽地板尺寸以增加抗滑和抗倾稳定性,减小地基反力增加地基强度储备。 泵站基础完成后,在基础前进
13、行了静力触探试验,曲线表明原状土体的比贯入阻力为4.2MPa,而基础下比贯入阻力仅1.11.5MPa,影响深度2.0m左右,尤以1.01.5m范围内严重。泵站建成后进行了沉降观测,最大沉降量32.1mm,最小25.3mm,沉降差6.8mm;沉降量和最大容许沉降差均符合规范要求.,“京光广场”基坑工程事故分析,1 工 程 概 况 京光广场位于广州市天河路。 基坑深16m,双排钢筋混凝土密布桩支护,桩径1.0M,一道锚杆加固。 1995年6月某日凌晨1时5分,基坑支护桩突然断裂,断裂部位在基坑底面以上,其高度不等,但两端头部位较高,中间接近基坑底面,造成长达40M的边坡大塌房,基坑边缘的两层工棚滑
14、入基坑,造成2人死亡,17人受伤。4时许,继续倒塌的支护桩又导致两个移动式办公室倒塌。倒塌的工棚原为小卖部、仓库、材料库和工人宿舍,事故伤亡者多为外地民工。 2 事 故 分 析 2.1 讥基坑工程事故的主要原因是各方面片面追求较低的工程造价,使得支护系的安全储备过小。 2.2 基坑边缘严重超载。基坑施工时,施工单位在倒塌地段的基坑边缘建造一个两棚作为仓库、小部、材料、工人宿舍,基坐边还有移动式办公室,形成较大的地面鑄加荷载,使基坑支护结构所承受的作用力远大于设覡抗力,从而产生较大的变形。,2.3 工人们把生活用水随意倒在基坑边,造成支护桩后土体含水量不断增大,支护结构所受的主动土压力增大。 2
15、.4 施工单位监测不力,安全意识差。事故发生的前一天,已发生基坑周围地面开裂,支护桩墙有松动的迹象,这是基坑支护结构大变形征兆,但并未引起有关部门的高度重视,监测部门也没有及时报警,更没有采取果断的处理措施将险情消灭在萌芽状态之中,从而造成灾难。 3 事 故 处 理 事故发生后,天河消防中队的三辆消防车首先赶到现场,消防队员立即与工地民工一起从瓦砾中抢救伤员。广州市急救中心 迅速调动附近医院投入抢救。附近的派出所和公安分局的干警也赶到现场,协助救援。副市长及城建部门的领导也亲临现场指挥抢救工作。 由于支护桩从基坑底面以上不同高度断裂,事故发生时,基坑开挖也基本结束了,所以事故现场清理后,可以继
16、续进行基础施工。,某大厦基坑工程事故分析,1 工 程 概 况 广州某大厦位于珠江大桥口,南靠交通干线黄沙大道,东邻荔湾公园的荔湾湖。该大厦地上22层,地下室2层,开挖面积1260,基坑深8.0M采用直径为1000MM的钻孔灌注桩支护,桩长14M,嵌入粘土层1.0M,桩距1.3M,桩间用直径为700MM的高压旋喷桩连接,形成挡土防水帷幕,基坑平面见图297。 该场地地质条件较复杂,有砂层、淤泥质粘土层和粘土层等,地下水为高,补给水源很近。该工程施工场地狭窄,相邻道路交通繁忙。 基坑开挖后,止水帷幕漏水涌砂,接着,相邻东邻荔湾湖水倒灌,基坑北边的支护桩向坑内倾斜达27CM,外围地面严重塌陷,附近的
17、游泳池建筑物损坏。,2 事 故 分 析 该基坑工程事故的主要原因是基坑止水方案的制定不切合实际情况。一般地说,高压旋喷桩和灌注桩组合使用,能解决一般场地中挡土防水问题,但是,当存在不均匀砂层时,必须认真对待。相同压力下的旋喷桩在不同的砂层中桩成行情况相差悬殊,在砾砂层中高压旋喷桩形成的桩径很大,其高压水泥浆液甚至可沿孔隙流出很远(有流至4M远处井内的记录),如果钻机拔杆速度较快,则形成的桩体密实度不足,存在裂缝、空洞等缺陷;在密实的、级配较好的中细砂层,由于空隙小,阻力大,浆液难扩散,混凝土水下难胶结,往往造成桩深局部缩下,与其两侧的灌注桩不能很好地结合。总之,在不均匀砂层地基中采用高压旋喷桩
18、补空形成防水帷幕,容易存在裂缝和漏洞,基坑开挖后,由于坑内存在较大的水压,按照缝隙的不同高度,会导致漏水漏砂、管涌等基坑事故。 3 事 故 处 理 根据造成基坑工程事故的原因,在水土流失地段采用化学灌浆,不灌固砂总长40M,见图297。每次抢险灌浆孔视漏水空洞位置而定,一般离出水口12M,灌浆段在出水口上下12M,浆液凝固时间515S。通过实施化学灌浆,该基坑漏水得到控制,支护桩得以稳定。,某大厦基坑工程事故分析,1 工 程 概 况 鞍山某大厦地上31层,高100m,基坑深14m,基础为箱形基础。 该场地的工程地质从上至下为:第一层土厚1.65m,r19KN/m;第二层土厚9.35m,r=19
19、.1KN/m ,c=23KPa,=8.3;第三层土厚度大于10m,r=19.5KN/m,c=42.8KPa,=12.7.地下水位为5.0m 2 基 坑 设 计 与 开 挖 该基坑三面临街,一面与一建筑物相邻。基坑先放坡5.3m深,然后采用钢筋混凝土灌注桩加两层锚杆支护,桩径1.0m,桩长13.25m,间距1.6m,嵌固深度为4.55m,锚杆长16m,倾角15,层距为3.5m,用槽钢作横梁,参考图2102。基坑开挖时采用深井降水。,当基坑开挖到设计标高后不久,基坑局部便发生破坏。首先是锚杆端部脱落,横梁掉下,桩间土开裂。但随着时间的推移,桩土之间裂缝增大桩后4m远的基坑周围地面开始裂缝,裂宽逐渐
20、增大,最后倒塌。基坑的破坏使邻近的自来水管道断裂,基坑浸泡,接着再次塌方,支护桩在坑底附近被折断,见图2-102。 3 事 故 分 析 3.1 支护结构设计的安全储备不足。通过验算发现,如果不改动锚杆,而将支护桩的嵌固深度由4.55m增加到6.5m,支护结构稳定性和抗倾覆均能较好地满足要求。 3.2 基坑附近地下水管的渗漏,使得基坑上部的粘土含水量增大,支护结构所承受的压力增大。同时,地基土含水量增大使得锚杆的锚固力减小,导致支护结构受力趋于临界状态。 3.3 施工质量不过关。从事故现场可以发现,支护桩的混凝土强度,以及锚杆固段混凝土强度均达不到设计要求。 3.4 施工单位的一部分工人没有完全
21、掌握工艺要求,所以在锚杆灌浆、横梁安装以及其它方面均存在一些较大的偏差。,某批发市场基坑工程事故分析,1 工程概况 位于哈尔滨市南岗区建设街某儿童用品批发市场,地上5层,地下2层,采用桩筏基础,其中钢筋混凝土灌注桩桩径400mm,桩距600mm,通长配筋1220。该基坑平面尺寸为23m*30m,深7.5m,基坑四周的工程桩兼作基坑支护桩。支护桩桩长14m,桩顶位于地面下3m,嵌固深度9.5m。该场地地基土为粉质粘土,夹有粉细沙薄层,地下水位-19.3m。 与该基坑相邻的是一栋始建于1927年的5层俄罗斯砖木结构大楼,建筑面积约600,基础埋深约3m,该大楼在1998年初被确认为哈尔滨市二类保护
22、建筑。该批发市场与1998年4月30日开挖基坑,5月6日挖至设计标高。5月7日凌晨,值班人员听到该二类保护建筑有异常的响声,发现裂痕,及时通知楼内百余人撤出。4时许,该大楼靠近基坑一侧的5间房屋坍塌,但没有造成人员伤亡,事故现场见附录中照片1.,2 事故分析 2.1 违章建造。事故联合调查组认定,该二类保护建筑的倒塌,是相邻工程(批发市场)违章建设造成的。该工程的建设单位未获得市规划部门的规划许可证就擅自开工,并且对相邻保护建筑未向主管部门申报;该工程的设计图纸未经规划部门批准;施工单位未取得施工许可证就开工;监理单位对无照违章工程实施监理。 2.2 设计单位没有进行施工验算。由于采用工程桩兼
23、作支护桩,没有作施工验算,在相邻建筑物附近也没有采取相应的加强措施,从而使该基坑支护体系的安全度在不同地地段差异较大,尤其是在二类保护建筑物附近形成危险环节。 2.3 施工单位缺乏经验。基坑开挖到支护桩顶附近后,施工单位没有作钢筋混泥土圈梁将支护桩顶连在一起整体协同受力,这样一来,支护桩成为单根受力的悬臂桩,整体性差, 在相邻层建筑较大荷载作用下,逐个大变形,以至破坏,使得相邻建筑物地基土滑移,上部结构破坏。由于旧式建筑物整体性较差,所以造成其中的一部分(约500平方米)塌坍。 监理公司对施工方案没有严格审查,没有提出修改,某消防水池基坑工程事故分析,1 工程概况 哈尔滨北方酒店经港方投资改造
24、将建成集娱乐、餐饮、住宅、商务为一体的大型酒店,为了满足消防要求,新建一室外地下消防水池。该消防水池平面为“L”型,边长分别为34.68m,9.5m和7.3m,总蓄水量为1000t。该消防水池基坑深6.0m,其平面见图2-19,基坑南侧与一水泵房外墙相距0.8m;基坑北侧与某二层办公楼外墙相距1.2m,该办公楼二层通长外走廊挑出1.5m,其投影已进入基坑边缘;消防水池基坑短边一侧与国际旅行社主楼相距5m。,该场地地质情况为:第一层为杂填土,厚0.5m;第二层为粉质粘土,厚2.7m;第三层为粘土,厚8.8m,土质稍湿硬塑。,2 基坑支护与开挖 施工单位在未经设计的情况下,凭经验在基坑两侧打入一排
25、DN1084,H=8m,间距为200mm的钢管桩作为基坑支护,而后采用大型挖掘机从西侧开始程坡道型一次挖到设计标高。当开挖约1/3长度时,发现支护桩向基坑内倾斜,相邻两侧建筑物墙体出现裂缝,并且发展较快,同时建筑物开始倾斜。鉴此,施工单位立即停止开挖,连夜抢运大量粘土进行回填。经过4h的抢险,变形逐渐停止。 3 事故分析 该基坑事故的主要原因是,支护方案不切合实际。尽管该场地土质较好,但是,基坑距两侧建筑物很近,而两侧建筑物的基础埋深仅1.8m,办公楼下-2.0m处理有一个100t的蓄水池。这样消防水池基坑支护桩所承受的主动土压力将特别大,而支护桩的嵌固深度却只有2m,所形成的被动土压力很小,
26、所以,悬臂支护桩在很大的主动土压力和较小的被动土压力作用下,必然产生倾斜。 4 事故处理 为了确保周围建筑物的安全,基坑的重新开挖必须进行支护设计。新设计采用了钢筋混凝土灌注桩加钢管水平支撑的基坑支护方案。该支护桩直径为400mm,长8m,并在桩顶一道封闭的钢筋混凝土圈梁,每隔4.2m,设一根DN220的钢管水平支撑。为了防止大型机械在成孔过程中产生较大的振动,对周围建筑物再次造成危害,基坑施工采用人工间隔成孔,成孔后立即灌注混凝土。另外,对原塌方区采用高压灌注水玻璃水泥浆液的方法对松散土体进行加固处理。,某“广场”基坑工程事故分析,1工程概况 该“广场”位于北京市北三环路附近,地上25层,地
27、下3层。 该场地地质情况大致为:0-3m为填土,-3-10m为粘质粉土和砂质粉土的交互层;-10-12m为粉土层;-12-15m为粉细砂层。上层滞水位于-2.9-4.2m。,2 基坑开挖与支护 图2-7为基坑平面图,各处深度不等,最深处为-14.77m。基坑在-5.0m以上采用插筋补强护坡,3直径为14的钢筋束,长45m,边坡表面布钢丝网,抹水泥砂浆护面。基坑在-5.0m以下采用直径为800mm、间距为1.6m的钢筋混泥土灌注桩支护,桩长22m。基坑外侧作间距为10m、深为32m的降水井(井底至砂层),将上层滞水通过井底砂层排走。 1995年8月基坑开挖完毕,开始作地下室。11月2日上午11点
28、钟,绿化用地出现裂痕,并且发展较快,12电钟左右附近基坑的插筋补强护坡坍塌,事故现场见附录中的照片11。 3 事故分析 如图2-7所示,基坑东侧南段的绿化用地为一片松树林,基坑施工时,树木没有被砍伐,所以基坑外侧的降水井只能作到树林两侧。基坑开挖时,施工单位在树林里打了几口浅井,用泵抽取该地段的上层滞水,作为一种临时应急措施。,百盛大厦基坑工程事故分析,1 工程概述 北京百盛大厦二期工程,基坑深15米,采用桩锚支护,钢筋混泥土灌注桩直径为800mm,桩顶标高3.0m,桩顶设一道钢筋混泥土圈梁,圈梁上做3m高的挡土砖墙,并加钢筋混泥土结构柱。在圈梁下2m处设置一层锚杆,用钢腰梁将锚杆固定,其实锚
29、杆长20m,角度15度到18度,锚筋为钢绞线。 该场地地质情况从上到下依次为:杂填土,粉质粘土,粘质粉土,粉细砂,中粗砂,石层等。地下水分为上层滞水和承压水两种。 基坑开挖完毕后,进行底版施工。一夜的大雨,基坑西南角30余根支护桩折断坍塌,圈梁拉断,锚杆失效拔出,砖护墙倒塌,大量土方涌入基坑。西侧基坑周围地面也出现大小不等的裂缝。,2 事故分析 2.1 锚杆设计的角度偏小,锚固段大部分位于粘性土层中,使得锚固力较小,后经验算,发现锚杆的安全储备不足。 2.2 持续的大雨使地基土的含水量剧增,粘性土体的内摩擦角和粘聚力大大降低,导致支护桩的主动土压力增加。同时沿地裂缝(甚至于空洞)渗入土体中的雨
30、水,使锚杆锚固端的摩阻力大大降低,锚固力减小。 2.3 基坑西南角挡土墙后滞留着一个老方洞,大量的雨水从此窜入,对该处的支护桩产生较大的侧压力,并且冲刷锚杆,使锚杆失效。 3 事故处理 事故发生后,施工单位对西侧桩后出现裂缝的地段紧急用工字钢斜撑支护的圈梁,阻止其继续变形。西南角塌方地带,从上到下进行人工清理,一边清理边用土钉墙进行加固。,某渔委商住楼基坑工程事故分析,1 工程概况 某渔委商住楼为322层钢筋混凝土框筒结构大楼,一层地下室,总面积23150平方米。基坑最深出(电梯井)-6.35M 该大楼位于珠海市香洲区主干道凤凰路与乐园路交叉口,西北两面临街,南面与市粮食局5层办公楼相距34M
31、,东面为渔民住宅,距离大海200M。 地质情况大致为:地表下第一层为填土,厚2M;第而层为海砂沉积层,厚7M;第三层为密实中粗砂,厚10M;第四层为黏土,厚6M;-25以下为起伏岩层。地下水与海水相通,水位为-2.0M,砂层渗透系数为K=43.251.3m/d。,2 基坑设计与施工 基坑采用直径480MM的振动灌注桩支护,桩长9M,桩距800MM,当支护桩施工至粮食局办公楼附近时,大楼的伸缩缝扩大,外装修马赛克局部被振落,因此在粮食局办公楼前作5排直径为500MM的深层搅拌桩兼作基坑支护体与止水帷幕,其余区段在震动灌注桩外侧作3排深层搅拌桩*(桩长1113M,相互搭接50100MM),以形成止
32、水帷幕。基坑的支护桩和止水桩施工完毕后,开始机械开挖,当局部挖至-4M时,基坑内涌水涌砂,坑外土体下陷,危及附近建筑物及城市干道的安全,无法继续施工,只好回填基坑,等待处理。 3 事故分析 止水桩施工质量差是造成基坑涌水涌砂的主要原因。基坑开挖后发现,深层搅拌止水桩垂直度偏差过大,一些桩根本没有相互搭接,桩间形成缝隙、甚至为空洞。坑内降水时,地下水在坑内外压差作用下,穿透层层桩间空隙进入基坑,造成基坑外围水土流失,地面塌陷,威胁临近的建筑物和道路。,另外,深层搅拌桩相互搭接仅50MM,在桩长13M的范围内,很难保证相临的完全咬合。 从以上分析可见,由于深层搅拌桩相互搭接量过小,施工设备的垂直度
33、掌握不好,致使相临体不能完全弥合成为一个完整的防水体,所以即使基坑周边作了多排(35排)搅拌,也没 有解决好止水的问题,造成不必要的经济损失。 4 事故处理 4.1采用压力注浆堵塞桩间较小的缝隙,用棉絮包海带堵塞桩间小洞。用砂白为堰堵砂,导管引水,局部用灌注混凝土的方法堵塞桩间大洞 4.2在搅拌桩和灌注桩桩顶做一到钢筋混凝土圈梁,增加支护结构整体性。 4.3在基坑外围挖宽0.8M、深2.0M的渗水槽至海砂层,槽内填碎石,在基坑降水的同时,向渗水槽回灌,控制基坑外围地下水位。 通过采取以上综合处理措施,基坑内涌砂涌水现象消失,基坑外地面沉陷得以控制,确保了相临建筑物和道路的安全。,“祖国广场”基
34、坑工程事故分析,1 工程概况 “祖国广场”位于珠海市拱被关前,基坑深16.2M,采用800MM厚的钢筋混凝土地下连接墙(逆作法)加4层钢支撑支护,2排水泥搅拌桩作止水帷幕。基坑的4个角采用水平支撑(支撑梁同其他支撑) 该场地地质属软弱地层,地下水较丰富。 基坑采用逆作法施工,施工顺序为:往下作钢筋混凝土地下连续墙、挖土、作钢支撑,循环进行。当做完第四层支撑后,基坑出现严重管涌现象,地下连续墙下部向基坑内位移,墙体部往基坑外位移,使得钢支撑变形过大,最后往上崩出,1998年5月6日下午4时30分,地下连续墙倒塌,致使附近一栋层楼房和一栋层楼房陷入坑中,另一栋也遭破坏,事故现场附近中照片7。经清查
35、,施工人员中有1人小腿骨折,另有4人受轻伤。事故发生后,珠海市立即组织有关人员赶赴现场,抢救伤员,疏散附近村民。警方即使封锁了部分街道,拱被交通一度受阻。正在广州开会的珠海市委书记梁广大多次打电话了解情况,部署善后工作。5月9日下午2时,现场指挥部组织建委、公安消防等有关人员进入事故现场进行最后的清理工作。10余名消防队员率先进入陷入坑中的居民楼,搬出所有煤气罐,多名房主获准进入屋内捡出其贵重物品。,2事故分析 该基坑工程事故造成了很大的经济损失和社会影响,关于事故调查工作目前尚在进行,结论尚未给定,但有一点是可以肯定的,那就是施工过程中的超挖对基坑稳定产生十分不利的影响。 3事故处理 事故发
36、生后,有关部门立即运土回填了基坑,防止事故进一步扩 。,某基坑工程事故分析,1工程概况 上海某基坑工程深4.55.0M,采用悬臂式钢筋混凝土钻孔灌注桩支护,桩径600MM,桩长15M,桩间距50MM,桩间采用压密注浆防渗。 该场地地表下1.0M厚为杂填土,再往下为淤泥质黏土,厚约为20M。 基坑开挖到设计标高后,随即浇注混凝土垫层,绑扎基础钢筋,这时候,基坑靠近马路一侧的支护桩间多处渗水,逐渐发展到桩后土体流失。施工单位用编织袋土堵塞,效果较差。接着,支护桩向坑内侧倾斜,坑外地面开裂,临近商店的墙体出现裂缝,柱子下沉。,2事故分析 桩后压密注浆的压力不足是导致桩间漏水的主要原因。该基坑支护柱长
37、15M,桩间间隙50MM,而压密注浆的压力仅为0.5MPa,这样以来,形成的注降体直径较小,更重要的是15M深的注浆孔垂直度较难控制,偏差较大,使得较小直径的注浆体不可能在全程范围内处处与支护桩严密结合。如果采用高压注浆,则形成较大直径的注浆体,可避免注浆体与支护桩之间的缝隙和空洞。 3事故处理 事故发生后,施工单位用水泥浆填充流失土体,在东北角(靠近商店)增设支撑。,康南花园大厦基坑工程事故分析,1 工程概况 上海康南花园大厦是一组二座姐妹楼,建筑面积45000平方米,框架剪力墙结构,地下2层,地上分别为24曾和32曾,基坑开挖深度为8M,地下水位-0.5M。该工程位于二主干道交叉处,北面距
38、相邻建筑25M,系锦南苑住宅的3栋6层住宅。,2 工程地质 基坑开挖深度范围内的地基土,可分为以下5层: 1耕填土:该土层厚1.001.20M,主要由褐黄色粘性土组成,并含有碎石、碎砖及植物根茎等。 2褐黄色的粉质黏土:该土层厚达1.20M1.60M,土性表现为湿、可塑,含铁锰质浸污斑点,为中压缩性土,天然含水量为29.1%。 3灰色粉质黏土与砂质粉土互层:该土层厚达4.60M5.10M,粉质黏土为饱和、流塑,砂质粉土为饱和,稍密,属中偏搞高压缩性土,天然含水量为33.7%。 4灰色淤泥质黏土:该土层厚达9.60M10.20M,土性为饱和,流塑,夹少量薄层粉砂,含贝壳碎屑,属高压缩性土,天然含
39、水量为50.1%。 5灰色黏土:该土层厚6.808.00M,很湿,软塑,含泥质结核和半腐芦苇根茎,属中偏高高压缩性土,天然含水量为35.2%。,3 基础桩施工: 基础桩设计为预制两接抗震桩,桩断面为500MM500MM,长度位5.5M。 1993年8月15日在开打第一根壮时发现最后三阵惯入度平均达30CM以上,因此上海地区是以标高控制的,对惯入度无要求,故设计单位认为没门体,继续施工。但是为了抢施工进度,加快打桩速度,一个台班有打22根之多的记录,焊接时间过短,不按施工流程打桩,竟有先打3根一节桩后,焊接3根第而节桩,即3根一起焊,一起打。,4基坑支护与开挖 基坑支护桩采用三层水泥土搅拌桩,桩
40、径650MM,桩长16M,部分增加搅拌桩墩。搅拌桩顶设钢筋混凝土圈梁,基坑被侧支护因故改为部分放坡。在基础打桩完毕后,立即施工支护桩,在这过程中,仅有被面设置井降点。在支护桩到达龄期后,1993年12阅日开挖A楼(24层)基坑,与此同时,在离开开挖边线20M处,施工单位盖起3层临时用房,这时基坑周围发生大面积塌方,大部支护结构后面土体出现5CM以上的裂缝,部分支护桩内移1M,临时用房出现裂缝。为防止再发生更大塌方位移,当日拆除临时用房,为保护支护桩,采取桩外挖土卸荷减少土压力,制止基坑再变形。A楼桩基测试表明,基坑塌方没有对桩基造成不利影响,所以,A楼于1993年底之前浇桩基承台和地下室墙底板
41、。1994年1月10日开挖B楼基坑,采用2台挖机,台阶式挖土一步到位,挖土顺利,没有明显的支护位移及塌方,1994年1月19日基坑开挖结束,但在验桩时发现桩顶大部向西偏移,大于规范的规定值。 为了确保32层大楼的安全,对B楼桩基进行小应变测试,结果将桩分为三类。类为好桩,P单1700KN,占20.2%;类桩为有20MM以下接头空隙者,P单1350KN,占32.5%;类为有20MM以上接头空隙者,P单800KN,占47.3%。,5 事故分析 5.1支护桩的被动土压力不足和施工单位安全意识淡漠是造成基坑大变形的主要原因。该工程止水桩桩端正处于淤泥层与砂层的交接处,被动土压力不足,容易产生较大的变形
42、,这是产生事故的内因。场地中水管的长期渗漏使地基土含水量增大,支护结构承受的主动土压力增大。更严重的是,施工单位在基坑边缘建起了3层临时用房,使得已经处于临界状态的止水桩再也承受不了如此大的超荷,产生大变形。 5.2部分基础桩报废的原因是多方面的。首先,由于设计单位认为砂层入桩不能在深,取桩长25.5M(后来不桩实践证明可以打到30M),使得桩间距较小,特别是B楼,由于荷载远大于A楼,其间距更小,使打桩过程中产生相互影响成为必然。其次,打桩速度快,在饱和状态的高压缩性土体中形成很大的超静孔隙水压力,特别是B楼,由于桩间距过小,而且基础桩平面接近方形,越来越大的朝静孔隙水压力形成很大的水平推力,
43、将基础桩推向一侧。再次是接桩时的焊接质量不过关,将近一半桩的接头空隙大于20MM,好桩只占1/5。,6 事故处理 为了进一步查明事故情况,选择一根类桩拔出后,发现接头有焊接质量问题,打桩单位认为可以代表接桩质量的全面情况。在综合和分析桩基现状以后,提出钢桩管加固处理方案,用609MM15M钢管双接进行加固处理,加固按30M长桩,单桩承载力按2000KN设计。为了确保所有桩共同作用,则采用外围封闭式补桩方式。加固钢管桩施工从1994年6月22日开始到7月18日结束,历时1个月共打入钢管桩98根,经动测,满足单桩承载力2000KN要求。 全面监测表明,打钢管桩对原水泥桩影响比较小,上浮值为03CM
44、左右,未发现对周围建筑物造成不良影响,补桩是成功的。,某大厦基坑工程事故分析,1 工程概况 上海某大厦位于黄浦区福建路和广东路,基坑深12.35M,基坑支护采用钢筋混凝土地下连续墙加4道支撑,其中第一道为钢筋混凝土支柱,第二、三、四道为609的钢管支撑。 黄浦区地基土基本上为淤泥质软黏土。 1994年9月1日,该大厦广东路一侧约40长范围内的基坑支撑破坏,钢筋混凝土地下连接墙突然倒塌,广东路面下陷面积达500平方米左右,下陷深处达67M,路面下的电力电缆、电车电缆、煤气管道、自来水管道以及排水管道等遭到严重的损坏,造成大面积停水、停电、停气,交通中断,幸好没造成人员 伤亡。当地公安局调派350
45、余名干警维持秩序,消防局出动百余名消防战士用大口径水枪稀释外溢煤气。该基坑工程事故造成了重大的经济损失和不良的社会影响。,2 事故分析 该基坑工程事故的原因是多方面,但是,据一些知情人介绍,基坑局部严重超挖,一挖到底,导致支护结构受力失衡,基坑内出现涌土现象。另外,当基坑工程的一些险情处于萌芽状态时,没有及时采取措施进行处理,也是造成这次基坑工程事故的严重原因。1994年8月18日,基坑周围地面沉降达15MM,从沉降时间曲线上可以看出,这是基坑支护结构破坏前的预兆,同时挖土工人也发现基坑内涌土量增大,这表明地下连续墙背后水土流失严重。更为严重的是,1994年8月31日晚11时,基坑内钢支撑发出
46、吱吱响声,但是这些越来越严重的征兆并没有引起有关部门的高度重视,没有及早行动进行有效的处理,从而造成不可挽回的损失。 3 事故处理 为了控制事态发展,施工单外在基坑靠广东路一侧进行注浆加固,基坑内回增大量的砂土,加固支撑和立柱,尽快浇注为破坏部位的钢筋混凝土底板。,某大楼基坑工程事故分析,1 工程概况 温州某工程位于市心十字路口,基坑平面呈“L”形,开挖深度5.75M。 该工程地面以下为流塑状淤泥土,厚达25M以上。 支护结构采用悬臂式钻孔浇桩,桩径600,桩长15M,间距1000,桩顶作300高钢筋混凝土圈梁。该工程土方从中间向两端开挖,土方挖至1/3时,靠近马路一侧的支护桩整体倾斜,最大桩
47、顶位移达750MM,压顶圈梁多处断裂,人行道大面积塌陷,靠近支护桩的14根工程桩(800的钻孔灌注桩)也随之断裂内移,造成较大的经济损失。,2 事故分析 2.1 设计参数选择不当。设计计算时选用固结排水剪强度指标,这对于没有任何降排水措施的淤泥土质土,该参数的选择显然偏大,从而使得支护结构设计的安全储备过小,甚至于危险。一般对淤泥土中支护结构计算宜选用直剪或不排水三轴试验所提供的强度指标,如勘察单位没提供该数数据,对应固结排水剪的张度指标进行修正。 2.2由于淤泥图渗透性较差,故设计时没考虑止水措施,且间距过大(桩间净距400MM)。尽管淤泥土的渗透性很小,但流塑状的淤泥土在渗透水压的作用下,
48、极易造成“流土”现象。从本工程支护桩外人行道大面积下陷的现象分析,土方开挖过程中产生大量流土(坑底隆起)。工程桩的断裂主要是由于土体的滑坡所造成。 2.3施工单位考虑带原支护桩设计采用悬臂结构不安全,在土方开挖到一半深度时用现有的型钢作临时支撑,但支撑长细比过大(截面尺寸400MM400MM,长17M),造成支撑受压后失稳,没有起到相应的作用。,3 事故处理 该工程采取以下措施进行补救: 将底板分三块施工,留两条垂直工缝,施工缝处设计钢板止水带,已开挖部分先清理后浇筑板底,然后再开挖另外两块土方,避免坑底土体暴露时间过长。 对于后开挖的部分,在-2.5M处设钢筋混凝土圈梁一道,然后每隔6M左右
49、设一道型钢支撑,并设连系杆控制长强比,防止失稳,两端部设钢筋混凝土角撑。 南边及东边均有旧建筑,距离约有8M,为防止桩间挤土面危害旧房,在围护桩外打2排600水泥搅拌桩用于汁水挡土,水泥掺量13%,并掺加2%的石膏快凝。 对于断裂的工程桩,采用沉井作围护下挖至断裂处,清理上部断桩后用高一等级混凝土接至设计标高,并在施工时随时注意观察坑底有无涌土或隆起现象。 经过以上措施,该地下室工程得以顺得实施。,某综合大楼基坑工程事故分析,1 工程概况 杭州某综合大楼,位于延安路东侧,基坑平面尺寸为160M75M,基坑挖深为9.05M、6.5M与5.2M三种。 该场地范围内以低强度高压缩性的淤泥质土地为主。
50、 基坑支护采用两种形式,即大直径钢筋混凝土钻孔灌注桩加内支撑联合支护,水泥搅拌桩止水;双排沉管灌注桩支护,水泥搅拌止水。基坑开挖以机械为主,人工配合,由南向北逐渐进行。当南边土方开挖到设计标高时,一根支撑连杆断裂,围护桩位移超过设计规定的限值,距基坑5M左右的路面也出现裂缝。,2 事故分析 经有关人员结合实际情况进行分析,认为出现险情的主要原因是勘探资料提供的地基土物理力学性能参数偏大,不符合实际情况,给设计人员造成一定假象,使得设计计算结果不安全。同时,支护结果设计时因为追求较低的工程造价,使得支护体系截面偏小,更为严重的是设计计算没考虑长细比的影响,安全度严重不足,随着基坑开挖深度的增加,
51、支撑体系所受的压力增大,造成杆件失稳破坏,从而导致支护桩产生较大的桩顶位移。,3 事故处理 事故发生后,施工单位采取以下措施进加固: 对已断裂的系杆,在四周加设钢筋,支模后再浇筑高一等级混凝土,使截面加大,并在杆件的中部设立柱,减小杆件的长细比。 对于已开挖的部分地下室,加快进行垫层施工,并分段开挖下翻梁。采用叠合梁的形式先浇捣板底以下部分下翻梁的混凝土。在板底的位置留设水平施工缝,混凝土中掺加早强剂,有效地提高被动区的稳定性。 对于开挖部分的地下室,考虑其支护结果也有一定的薄弱环节,故同样采用叠合梁的形式进行施工,即先开挖土方至板底,然后分段开挖下翻梁,把板底以下部分梁的混凝土先浇后再开挖另
52、一段,另一半梁与底板混凝土一同浇捣。 施工加强监测,每天对测斜管反映的支护桩位移进行认真分析,一旦有异常情况,立即停止施工,采取措施。 经以上措施处理,在基坑工程以后的施工中,支护体系相对稳定,没有另外异常情况产生。,某车库基坑工程事故分析,1 工程概况 杭州某地下停车库,基坑平面尺寸为125m75m,深6.5m。 该场地地基为高压缩性的流塑状淤泥土。 基坑支护采用800悬臂式钢筋混泥土钻孔灌注桩,桩长15M,桩间距1000MM。 基坑开挖时,由于地基上软弱,挖掘机在上面行走困难,于是施工单位用挖掘机自北向南一次挖至坑第设计标高,当土方挖近1/4时,引起坑大路一侧的支护桩明显倾斜,压顶圈粱最大
53、侧向位移动达230MM,形式比较危险,施工单位立即对基坑内侧进行回填,阻止桩体移进一步发展。,2 事故分析 根据该工程的土质情况,挖土深度和支护设计等方面进行综合分析,出现危情的原因主要是地基的力学性能差,支护桩的固深度较小,从而导致支护桩的被动土压里过小,而施工单位又一次性挖土至坑底,使得处于临界状态的支护结构一侧突然大量卸载而失蘅,造成桩顶位移过的啊。所以,在软弱淤泥场地中开挖基坑,一方面要选择合适的支护方案,进行正确的设计计算;另一方面施工单位一定要严格按照正确的施工规程程进行信息话施工,并且根据测试数据及时调整施工方案,采取一切有效的措施,确保基坑支护体系完成使命。,3 事故处理 因该
54、工程基坑平面尺寸较大,采用对撑形式来加强维护体系不仅费用很高,而且难以解决支撑长细比过的啊容易失横的问题,最后决定将远设计的结构 后浇带移向杭大桥一侧,西侧靠近原有地下室部分先开挖土方,施工地下室底版,靠近杭大桥的只户桩边的土方预留内压三角土不动,待用斜撑加强支护(一端支在压顶圈梁上,另一端支在混泥土底板预留的牛腿上)后,然后开挖土方,施工另一部分底板。再等到混凝土强度达到设计要求后用毛石混凝土填充底板与支护桩间的空隙,这样一来不仅减少了支护桩的悬臂长度,而且支护桩的被动土压力,这时可拆除斜撑进行下一步施工。 实践证明这种“中心岛式”的抢险方式是成功的,支护体系在整个施工过程中比较稳定,与加设
55、对撑的加固方式进行比较,节约了较大费用。,某综合楼基坑工程事故分析,1 工程概况 杭州某研究中心综合楼,地处翠苑小区文一路旁,基坑平面尺寸为32M50M,挖深3.75M。该场地地表下1M深的范围内为杂填土,其下为饱和淤泥 质土,流塑状,高压缩性,内摩擦角=5。 该基坑支护结构采用双排预制混凝土管桩,直径550,间距1100,桩长7M,前后排距1100,桩顶做300厚压顶圈梁,并且桩顶下放2M(即桩顶 标高比地面低2M)。 基坑开挖到设计标高后,支护柱发生严重内倾, 桩顶最大位移达50CM,压顶圈梁多处断裂,并且造成工程桩偏位达30CM以上。,2 事故分析 2.1 设计方案欠妥。该场地地质主要为
56、淤泥质土层,而该工程的支护桩及工程桩均设计为预制的管桩,桩的密度较大,打桩对淤泥产生很大的扰动,土体的力学性能有较大下降( 该地区高灵敏度的淤泥土在被扰动的情况下,强度可降低34倍,甚至更多)。这样一来,支护桩所承受的住动土压力远大于设计值。而支护柱的被动土压力也远小于设计值,基坑开挖后,支护结构产生较大倾斜。 2.2 淤泥土场地中密集打桩,产生较大的超孔隙水压力,使部分工程桩偏位。同时,基坑开挖中支护结构较大倾斜也对工程桩的偏位起到了雪上加霜的作用。 2.3 施工单位在土方开挖时,因为分层开挖较困难,而且急于抢工期,故用挖掘机一次开挖到底,也不进行分块开挖,使得淤泥场地的支护结构因一侧卸栽过
57、快而极易失去平衡,产生倾斜。 2.4 基坑开挖过程中,不断降雨,使得土体的含水量进一步加大,施工单位也没有及时浇注混凝土垫层,造成基坑暴露时间过长,变形随时间不断加大。 2.5 该地区淤泥土渗透性较差,设计时没考虑止水问题。但是,由于打桩严重扰动了淤泥,又不断的降雨,使得淤泥发生触变,在侧压力作用下从支护桩桩间缓慢地挤入基坑,加剧了支护桩的倾斜和工程桩偏位。,3事故处理 事故发生后,施工单位立即在支护桩外侧挖土卸载,控制支护桩继续位移,并加强了监测,严防事态进一步扩大。同时加快垫层浇注,并在垫层上设斜撑,斜撑上满焊止水片,底版浇注好后才拆除斜撑。 另外,对于偏位的工程桩,用千斤顶将起复位。为保
58、证工程桩的质量,桩体复位时几次进行,每次复位不大于15CM,并考虑其回弹,施工时过顶510CM。 以上措施的实施,受到了良好的效果,工程顺利结束。,河道疏浚引起岸坡滑动,某市在运河边建一新客运站,并在客运站河边建码头和疏浚河道。客运站大楼坐落在软土地基上,采用天然地基,建成后半年内未产生不均匀沉降。为建码头疏浚河道,后发现客运大楼产生不均匀沉降,靠近河边一侧沉降大,另一侧沉降小,不均匀沉降使墙体产生裂缝。其示意图如图7-33所示。 经专家组分析:岸坡产生微小滑动可能是客运大楼产生不均匀沉降的原因,造成岸坡产生微小滑动可能与疏浚河道在坡脚取土有关。采取下述措施治理:清除岸坡上不必要堆积物;在岸坡
59、上打设抗滑桩;设立观测点,监测岸坡滑动趋势。 设置钢筋混凝土抗滑桩后,岸坡滑动趋势得到阻止,几年来岸坡稳定,客运大楼不均匀沉降不再发展。客运大楼和码头正常使用。,土方回填工程某厂的通廊基础下沉事故,工程概况 某钢铁厂11号通廊,是排架式结构,钢筋混凝土的支架、梁及板。支架基础一支做在老土上,一支做在回填土上。 事故现象 通廊使用后不久,发现支架下沉,钢筋混凝土结构有明显变形和开裂现象,当时立即布置观测,不到两个月时间,支架一支下沉8.2cm, 长度贯通梁高的2/3。情况很严重,如果继续下沉,整个通廊有下塌的危险。 原因分析 为了分析事故,在基础附近钻了两个孔,因基底标高-1.3m当孔钻至-5-6 m 时,见到矿渣和老土,并发现基础底以下填土质量不好,土内夹有木屑杂质,土壤含水量很大,说明基础还会下降。 根据以上分析,采用了扩大原基础底面积,并用四个爆扩桩支承,以防止基础继续产生过大的不均匀沉降的现象同时,又对上部通廊斜梁增设了钢珩架支托。处理后满足了生产要求。,某水池上浮事故,事故概况 四川省某一引进项目,系国外设计。其中有一圆形钢筋混凝土搅拌池,内径15M,池深4.4M。混凝土浇筑后,未及拆模及回填土,结果遇上一
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