工程事故实例ppt课件

1、软土地域工程事故实例软土地域工程事故实例 主讲人：李显忠主讲人：李显忠中国建筑科学研讨院中国建筑科学研讨院 岩土工程普通是隐蔽工程，工程质量的控岩土工程普通是隐蔽工程，工程质量的控制更需求施工单位的岩土工程师加强责任制更需求施工单位的岩土工程师加强责任感，提高技术程度，不要犯低级的错误。感，提高技术程度，不要犯低级的错误。 从我国近年来严重工程事故发生的频率、从我国近年来严重工程事故发生的频率、后果的严重性和事故的缘由来看，值得我后果的严重性和事故的缘由来看，值得我们总结阅历教训，以杜绝严重事故。们总结阅历教训，以杜绝严重事故。 在严厉监测的条件下，严重事故应该可以在严厉监测的条件下，严重事故

2、应该可以防止，但许多事故的教训都是在监测眼皮防止，但许多事故的教训都是在监测眼皮底下发生的。底下发生的。 18层楼整体爆破撤除，桩的最大偏位从层楼整体爆破撤除，桩的最大偏位从1700mm变为变为170mm。 去年那次基坑整体垮塌了，监测还说基坑去年那次基坑整体垮塌了，监测还说基坑的变形很小。的变形很小。 13层楼倒塌，也说倒塌前楼没有很大的变层楼倒塌，也说倒塌前楼没有很大的变形。形。 软土地域软土地域10m深基坑放坡开挖竟然没有位深基坑放坡开挖竟然没有位移监测。移监测。 18年前那次基坑垮塌之前半个月，路面年前那次基坑垮塌之前半个月，路面1天天沉降沉降150mm也没有报警。也没有报警。 施工中

3、工程平安度的失控缘由，从景象上看施工中工程平安度的失控缘由，从景象上看，是偷工减料，赶进度，但从技术上看却是，是偷工减料，赶进度，但从技术上看却是技术人员缺乏最起码的平安度控制的知识，技术人员缺乏最起码的平安度控制的知识，缺乏实现设计平安度的认识。缺乏实现设计平安度的认识。 在事故频发的深基坑工程领域中，存在着超在事故频发的深基坑工程领域中，存在着超挖不按设计验算的工况挖土和及时支撑、挖不按设计验算的工况挖土和及时支撑、该加固被动区的不加固、挖出的土乱弃土以该加固被动区的不加固、挖出的土乱弃土以及违犯先地下、后地上施工的原那么。及违犯先地下、后地上施工的原那么。 这些不时都是基坑工程施工中的顽

4、症，是许这些不时都是基坑工程施工中的顽症，是许多严重工程事故的主要缘由。多严重工程事故的主要缘由。 设计是根据各个工况分别进展计算，然后按设计是根据各个工况分别进展计算，然后按照包络图的轴力、弯矩、剪力设计围护构造照包络图的轴力、弯矩、剪力设计围护构造和支撑。和支撑。 一旦超挖，围护构造所接受的内力就远远超一旦超挖，围护构造所接受的内力就远远超越设计计算的数值，平安度就急剧降低。越设计计算的数值，平安度就急剧降低。 什么是设计工况？什么是设计工况？工况工况1工况工况2工况工况3工况工况4工况工况5工况工况6 前面引见的这个深基坑工程的事故中，由前面引见的这个深基坑工程的事故中，由于设计表达式两

5、边不匹配，设计平安度的于设计表达式两边不匹配，设计平安度的缺乏曾经使基坑的围护构造处于病态任务缺乏曾经使基坑的围护构造处于病态任务，而施工的超挖更使这个深基坑工程雪上，而施工的超挖更使这个深基坑工程雪上加霜，一场严重工程事故终于不可防止地加霜，一场严重工程事故终于不可防止地发生了。发生了。 从下面的照片中可以看出超挖的严重程度从下面的照片中可以看出超挖的严重程度，如此严重的超挖，不出事故才怪呢？，如此严重的超挖，不出事故才怪呢？ 从这个断面来看，从这个断面来看，设计思索了坑底注设计思索了坑底注浆以加强被动区的浆以加强被动区的抗力，但施工时却抗力，但施工时却没有按照设计要求没有按照设计要求去做，

6、没有在被动去做，没有在被动区注浆，被动抗力区注浆，被动抗力缺乏，设计时赖以缺乏，设计时赖以维持围护构造平衡维持围护构造平衡的被动抗力缺失了的被动抗力缺失了。 与超挖一样，设计时思索了的坑底加固部与超挖一样，设计时思索了的坑底加固部位的抗力，但实践没有加固，被动抗力不位的抗力，但实践没有加固，被动抗力不复存在，于是本来可以稳定的围护构造失复存在，于是本来可以稳定的围护构造失去了支承条件，围护构培育不可防止地倾去了支承条件，围护构培育不可防止地倾覆了。覆了。 从平安度的构成来看，超挖是从加大设计从平安度的构成来看，超挖是从加大设计表达式中的作用项来降低平安度，而坑底表达式中的作用项来降低平安度，而

7、坑底加固的缺失，降低了被动区的抗力，降低加固的缺失，降低了被动区的抗力，降低了设计表达式中的抗力来降低平安度。了设计表达式中的抗力来降低平安度。 假设在同一个基坑中，既不加固被动区假设在同一个基坑中，既不加固被动区而又超挖，在设计表达式两边，抗力降而又超挖，在设计表达式两边，抗力降低而作用又增大，平安度就急剧降低。低而作用又增大，平安度就急剧降低。 许多工程事故有惊人的类似之处，在许多工程事故有惊人的类似之处，在10年前、年前、20年前发生过的事故，如今年前发生过的事故，如今还在一再发生，这不得不使人感到没有还在一再发生，这不得不使人感到没有真正发扬真正发扬“前车之鉴的作用。在工程前车之鉴的作

8、用。在工程技术人员中进展工程事故的分析教育是技术人员中进展工程事故的分析教育是何等重要。何等重要。 最近一次严重的基坑事故，究其主要缘由最近一次严重的基坑事故，究其主要缘由，仍不外乎超挖和没有坑底加固这两项顽，仍不外乎超挖和没有坑底加固这两项顽症。症。 这是一个四道支撑的深基坑，开挖深度为这是一个四道支撑的深基坑，开挖深度为16m，由于施工超挖，第四道支撑没有及，由于施工超挖，第四道支撑没有及时支撑。经反算，由于没有第四道支撑的时支撑。经反算，由于没有第四道支撑的作用，致使第三道支撑的轴力添加了作用，致使第三道支撑的轴力添加了4347，地下延续墙的弯矩添加了，地下延续墙的弯矩添加了3751，剪

9、力添加了，剪力添加了3840。 除了上述超挖和坑底被动抗力的缺失之外除了上述超挖和坑底被动抗力的缺失之外，基坑工程施工的第三个顽症就是乱弃土，基坑工程施工的第三个顽症就是乱弃土。虽然，在基坑设计中，对基坑周围的地。虽然，在基坑设计中，对基坑周围的地面荷载也作了规定，设计思索了一定数量面荷载也作了规定，设计思索了一定数量的地面荷载所产生的土压力，留有一定的的地面荷载所产生的土压力，留有一定的裕度，但施工也经常在基坑周边堆放超越裕度，但施工也经常在基坑周边堆放超越规定的重物，包括建筑资料和弃土。由于规定的重物，包括建筑资料和弃土。由于坑边超载而产生的围护构造过大变形，甚坑边超载而产生的围护构造过大

10、变形，甚至基坑破坏的事故时有发生，直到最近挤至基坑破坏的事故时有发生，直到最近挤到了一幢小高层。到了一幢小高层。 对于严重工程事故，除了责任查处和经济对于严重工程事故，除了责任查处和经济理赔之外，在技术上展开充沛的讨论，分理赔之外，在技术上展开充沛的讨论，分析事故产生的力学机理，从保证明现设计析事故产生的力学机理，从保证明现设计平安度控制的角度进展技术上的总结，发平安度控制的角度进展技术上的总结，发扬反面教材的作用，是岩土工程界值得注扬反面教材的作用，是岩土工程界值得注重的一件任务，也应该是岩土工程师继续重的一件任务，也应该是岩土工程师继续教育的重要内容。教育的重要内容。 对于这一工程事故，需

11、求根据现场检测的对于这一工程事故，需求根据现场检测的资料，笼统出体系破坏的力学模型，进展资料，笼统出体系破坏的力学模型，进展事故的机理分析。事故的机理分析。 在软土地域，地面堆载终究能产生多大的在软土地域，地面堆载终究能产生多大的程度推力和多大的程度位移？事故现场的程度推力和多大的程度位移？事故现场的资料当然是最直接的，假设不充沛，可以资料当然是最直接的，假设不充沛，可以自创其他的资料佐证，进展工程类比分析自创其他的资料佐证，进展工程类比分析，这也是岩土工程师很常用和很有效的分，这也是岩土工程师很常用和很有效的分析思索工程问题的方法。析思索工程问题的方法。 地面堆载对相邻建筑物变形的影响和地基

12、地面堆载对相邻建筑物变形的影响和地基稳定性分析的数据是非常珍贵的资料。可稳定性分析的数据是非常珍贵的资料。可以有助于思索和分析，要学会自创、分析以有助于思索和分析，要学会自创、分析与思索。与思索。 在建筑物的运营阶段，依然存在施工时曾在建筑物的运营阶段，依然存在施工时曾经实现的工程平安度能否得以继续坚持的经实现的工程平安度能否得以继续坚持的问题。特别是对活荷载占的比例比较大的问题。特别是对活荷载占的比例比较大的工业建筑物，假设在建筑物运用过程中，工业建筑物，假设在建筑物运用过程中，没有按照设计计算所控制的要求加载，工没有按照设计计算所控制的要求加载，工程的设计平安度控制就得不到保证，轻者程的设

13、计平安度控制就得不到保证，轻者呈现建筑物的开裂和损坏，重者发生严重呈现建筑物的开裂和损坏，重者发生严重的工程事故。例如工业车间室内外地坪的的工程事故。例如工业车间室内外地坪的大面积堆料，车库、油罐运用时的加料速大面积堆料，车库、油罐运用时的加料速度控制不当，都会引发工程事故。度控制不当，都会引发工程事故。 著名的加拿大特朗斯康谷仓，设计时没著名的加拿大特朗斯康谷仓，设计时没有进展勘察，建成后运用时发生地基失有进展勘察，建成后运用时发生地基失稳倾倒的事故。稳倾倒的事故。 吴泾焦化厂配煤房那么是我国的著名一吴泾焦化厂配煤房那么是我国的著名一项工程事故，它的典型性在于深化地提项工程事故，它的典型性在

14、于深化地提示了加载速率对地基稳定性的重要影响示了加载速率对地基稳定性的重要影响，同时，它又胜利地采用技术措施纠倾，同时，它又胜利地采用技术措施纠倾胜利。胜利。 加拿大特朗斯康谷倉长加拿大特朗斯康谷倉长59.44m，宽，宽23.47m，高高31.00m，容积，容积36368m3。 谷倉的根底为钢筋混凝土筏基，厚谷倉的根底为钢筋混凝土筏基，厚61cm，埋，埋置深度置深度3.66m。 谷倉于谷倉于1911年开场施工，年开场施工，1913年秋开工。年秋开工。 谷倉自重谷倉自重20000t，相当于装满谷物后满载分量，相当于装满谷物后满载分量的的42.5。1913年年9月起，往谷倉装谷物，月起，往谷倉装谷

15、物，10月当谷倉装了月当谷倉装了31822m3时，发现时，发现1小时内沉降小时内沉降达达30.5cm。谷倉向西倾斜，并在。谷倉向西倾斜，并在24小时内倾倒小时内倾倒，但谷倉构造没有损坏。，但谷倉构造没有损坏。 对谷倉地基没有事先进展取土实验，根据对谷倉地基没有事先进展取土实验，根据相邻工程的资料，计算承载力为相邻工程的资料，计算承载力为352kPa。 谷倉的地基由厚谷倉的地基由厚3m的近代堆积黏土、的近代堆积黏土、12.2m厚的冰河堆积的黏土和厚的冰河堆积的黏土和3m厚的老黏厚的老黏土组成。土组成。 谷倉倒塌谷倉倒塌40年后，年后，1952年，加拿大国家研年，加拿大国家研讨委员会建筑研讨部会同

16、讨委员会建筑研讨部会同Peck教授，取土教授，取土补做了实验，粘土层的含水量随深度添加补做了实验，粘土层的含水量随深度添加，从，从40添加到添加到60，无侧限抗压强度从，无侧限抗压强度从118.4kPa减少到减少到70.0kPa。平均液限平均液限105，塑限，塑限70%，塑性指数，塑性指数70。用浅层的无侧限抗压强度用浅层的无侧限抗压强度118.4kPa，按太沙基公式计算地基极限承载力为按太沙基公式计算地基极限承载力为59.25.71338kPa根据荷载资料，总荷载根据荷载资料，总荷载47058.8 t，其中谷，其中谷物的分量为物的分量为27058.8 t。基底总压力为。基底总压力为337.3

17、kPa。构造自重的基底压力为构造自重的基底压力为143.36kPa，活荷载，活荷载的基底压力为的基底压力为193.96kPa。 估算平安系数的结果估算平安系数的结果 谷倉自重的平安系数谷倉自重的平安系数 338/143.36=2.36 谷倉加载后的平安系数谷倉加载后的平安系数 338/337.32=1.002 工程处于极限形状。工程处于极限形状。 一座一座30m高的筒仓高的筒仓 最大沉降速率到达每昼夜最大沉降速率到达每昼夜45mm！ 15天内倾斜从天内倾斜从2.7 开展到开展到14.1 2 年倾斜到达年倾斜到达24 会不会成为第二个加拿大谷仓？会不会成为第二个加拿大谷仓？ 47.5m10.8m

18、筏形根底筏形根底 5个直径个直径8m、高、高31m的储煤斗的储煤斗 根底埋置深度根底埋置深度1.5m 构筑物自重压力构筑物自重压力76kPa 抗剪强度目的：抗剪强度目的： 三轴不排水强度三轴不排水强度20kPa 十字板强度十字板强度22kPa 构造完工后构造完工后3个月个月 平均沉降平均沉降47mm，沉降速率，沉降速率0.5mm/d 倾斜倾斜2.7 ，还比较正常，还比较正常 完工后完工后6个月投产个月投产 5天装煤天装煤215吨吨 加煤停顿时沉降速率加煤停顿时沉降速率810mm/d； 第第4天，天，2745mm/d，加速沉降，危险！，加速沉降，危险！ 地基极限承载力：地基极限承载力： 按固结快

19、剪目的为按固结快剪目的为202kPa 按不固结不排水剪目的为按不固结不排水剪目的为kPa 建筑物恒载建筑物恒载38000kN，产生基底压力，产生基底压力76kPa， 装煤装煤21500kN，产生基底压力，产生基底压力44kPa 活载与恒载之比活载与恒载之比0.57 基底总压力基底总压力120kPa 假设不快速加煤，平安系数假设不快速加煤，平安系数1.68；实践快速加煤，；实践快速加煤，故平安系数低于故平安系数低于1.68；不思索施工期的排水固结，；不思索施工期的排水固结，平安系数平安系数1.13；而实践平安系数介于；而实践平安系数介于1.131.68之间之间 荷载荷载承载力承载力恒载压力恒载压力76kPa活载压力活载压力44kPa总压力总压力120kPa固结不排水固结不排水202kPa2.661.68不排水剪不排水剪135kPa1.13 加煤加煤2年后，平均沉降年后，平均沉降630mm 堆放钢锭纠倾以后沉降达堆放钢锭纠倾以后沉降达846mm，推算最