工程事故案例分析上海一幢13 层楼倒塌案例分析一、工程简况：1.1 工程简况工程名称：上海市梅陇镇26 号地块商品住宅工程（莲花河畔景苑小区）建设地点：梅陇西路东,淀浦河南,莲花路西总投资：18830 万元建设规模（建筑面积）：总建筑面积85227 ㎡，共由12栋楼及地下车库等16个单位工程组成发生事故工程：莲花河畔景苑7号楼位于在建车库北侧，临淀浦河。

平面尺寸为长46.4m，宽13.2m，建筑总面积为6451㎡，建筑总高度为43.9m，上部主体结构高度为38.2m，共计13层，层高2.9m，结构类型为桩基础钢筋混凝土框架剪力墙结构。

抗震设防烈度为7 度。

建设单位：上海梅都房地产开发有限公司（三级房地产开发企业资质）房地产三级资质：1．注册资本不低于800万元；2．从事房地产开发经营2年以上；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, 承担业务的具体范围由省、自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门确定。

施工单位：上海众欣建筑有限公司(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范围(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：上海光启建设监理有限公司(房屋建筑工程乙级市政公用工程丙级)监理范围：(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：浙江当代建筑设计研究院有限公司(甲级资质建筑设计院) 审图单位：上海宏核建设工程咨询有限公司2001年获得上海市建设和交通委员会颁发的上海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：上海协力岩土工程勘察有限公司(工程勘察乙级资质)勘察范围：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深度范围内的土方外运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，在半分钟内，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二资料收集2.1 地质资料上海是一个冲积平原，土质较软，是典型的软土，从地质条件说上海有三种类型土。

①平均每平方M最大承载力12 吨，如苏州河一带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是上海的典型软土，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日上海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3.1 7 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天内即堆高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内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。

防汛墙内的地面也出现了开裂，最长的裂缝宽度在70厘M 左右。

3.3 7 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⑦ 1-2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。

《建筑桩基础建设规范》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，上海的降水量大，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15kPa 摩擦角＆28度填土重度18kN/m3 水平系数0.5 ～1南侧开挖深度 4.6m 北侧堆土高度8～10m 东西方向桩间距5m 南北方向每排桩数5-6 根从土力学的角度分析, GB 5007- 2002 《建筑地基基础设计规范》规定边坡工程主动土压力应按下式计算Ea 0.5 r H2 tan2 (45o & )22Ea 0.5 18 82 0.3610576 0.3610208KN m边坡推土主m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根据规范要求, 考虑桩周土空间受力的影响, 计算宽度为H o E a b o 208 0.99 206KNM o E a b o X 206 2.67 550KN m根据无量钢系数C M0 /H0T E a b0X / E a b0T 2.67/1.08 2.47M max M 0C 550 2.47 1358.5KN m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r m 15.7KN /m3基础以下土重度r 18KN /m3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=243.8kpaη b--- 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范》( GB50007~200)2 在淤泥和淤泥质土层中ηb为0.η d--- 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，在短时间内堆土过高，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内集中堆放于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、施工方的违法、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、围护桩施工不规范。

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。