| 莲花河畔景苑七号楼倾覆机理初探 |
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【摘要】该文从分析莲花河畔景苑七号楼倾覆前后的周围应力分布及其工况变化来初步探讨大楼倾覆的机理。提出高堆土使大楼筏板底下土体的水平侧压力处于极限平衡状态，南侧地下车库基坑边坡水泥搅拌桩悬臂挡墙养护龄期未到，其强度远未达到设计要求致使基坑边坡受损坍塌打破上述极限状态的平衡，大楼筏板底下土体向坍塌的基坑涌移。水平位移的土体又使管桩产生负摩擦力，在管桩轴向荷载难以支承大楼巨大荷载时而发生压碎断裂，大楼南倾倒地。本文由中国论文联盟【Key words】River side view; High Slope; Level of lateral pressure; Limit equilibrium state; Pile negative friction; Pile floor, Broken down
1. 工程概况莲花河畔景苑由上海梅都房地产开发有限公司投资兴建，上海众欣建筑有限公司承建。工程位于淀蒲河以南，莲花路以西，罗阳路以北。本工程由12幢地上13层商业住宅楼及地下车库等16个分项工程组成，总建筑面积85227m2。
1.1大楼位置与基桩。大莲花河畔景苑七号楼紧临地下室车库北侧，临近淀蒲河，并与之平行呈NEE向展布，大楼平面尺寸长为46.40m，宽13.20m，建筑总面积6451m2，楼高43.90m，钢筋混凝土剪力墙结构，基础采用基桩+条形承台，埋深2.10m，桩长33m，桩数118根。
1.2大楼场地地层。大楼地基场地土为软弱土，且位于古河道中，第3层和第4层为淤泥质土，埋深达3.50～13.00m，灰色，饱和，流塑状，其竖向承载力特征值仅50KPa，桩端持力层为第7层1～2小层粉质粘土。
1.3大楼基础。大楼基础为双向条形承台，基础截面为600×700mm，与有效桩长33m的118根高强预应力混凝土管桩共同承托大楼建筑荷载。
1.4大楼旁侧基坑支护方案。紧邻大楼南侧的地下室车库基坑开挖深度4.60m，其围护方案为：(1) 自然 地面（标高-0.90m）向下至已建好7号住宅楼基础底板下底标高-2.70m的1.80m边坡采用降坡处理，称第一级坡。其坡壁和平台面经混凝土喷射砼加固和防渗；(2)降坡面以下（第二级坡）采用复合土钉围护，平台处为单排（古河道段为双排）直径700的双轴水泥土搅拌桩，相邻搅拌桩搭接0.30m，桩长7.20m；(3)第二级边坡双轴水泥土搅拌桩（悬臂高度2.80m）施打48mm × 3mm长度分别为9m和6m的两排土钉，其水平间距1m。
2. 大楼倾覆简况2009年6月27日早上5:40左右，上海市闵行区罗阳路莲花河畔景苑7号楼发生向南侧基坑开挖方向整体倾倒事故。倾倒的7号楼基础筏板及其以上建筑整体结构基本完好，未见大的开裂破损现象，大楼窗户玻璃也很少破裂，下部基桩绝大多数在基础筏板底面以下0.40～0.80m处断裂，仅在靠淀蒲河一侧的少数桩在基础筏板底面以下1.20～2.10m处断裂。
3. 大楼倾覆原因
3.1原因调查。7号楼于2008年底结构结顶，同时开始进行12号楼旁侧的地下室开挖。基坑中开挖出的土方按甲方的要求堆在5号、6号和7号楼与淀蒲防汛堤之间，土堆距防汛堤岸约10m，距7号楼约20m，土堆高3～4m。2009年6月1日，5号、6号和7号楼南侧紧邻的地下室也开始施工开挖土方，其中上部1.5m深度范围的土方直接外运出场地。6月20日开抬挖1.5m以下土方时亦按甲方要求继续在5号、6号和7号楼和淀蒲河防汛堤之间堆土，先是堆在第一次堆土和6号、7号楼之间的20m的空地上，堆土高度约8～9m。6月27日早上5 : 40左右，7号楼倾覆后政府立即组织对堆置在6号楼北侧的高堆土进行卸土抢险，同时立即组织专家进行事故原因调查。经过专家组成员调查分析，认为房屋倾倒的直接原因有两点，(1)高堆土；(2)基坑开挖。这个结论无疑是完全正确的。
3.1.1高堆土。7号楼位于古河道之中，地表以下3.5～13.0m深度范围为第③层和第④层淤泥质土，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为50KPa，具有高压缩性，高灵敏性，低强度和低渗透性的特点。7号楼北侧在短期（7d）快速堆土，最高土堆高度达10m，平均堆土高度约7m，据估算堆土增加地面荷载为126KPa，达到地基土承载力物证的2倍以上，因而使得地基土荷载处于极限状态，从而造成土体很大的侧向流动蠕动性状。这种土体流变给7号楼基桩桩侧受到总水平力在2155～8621t，平均水平力为2155t。因7号楼采用的预应力管桩单桩水平承载力特征值为84KN，本楼共有管桩118根，整幢楼基桩的总体水平承载力特征值为9912KN（991.2 t），可见高堆土产生的土体侧向水平力已经远远超过了基桩所能承受的最大水平承载力，尤其靠近桩顶的应力集中处，管桩所受的水平荷载正处于极限荷载状态。
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