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第11章地下室上浮、复位损毁
教学提示:一要从这一震惊中外的罕见事故中认识工程事故的偶然性与必然性;二要从这一事故中识别天灾与人祸的区别。
教学要求:从这类罕见事故中,利用学生的好奇心培养其对工程事故分析与工程安全工作的兴趣。
自《中国减灾报》、上海《报刊文摘》,境内境外、业内业外对此意外事故莫不一片哗然,极表关注。在进行地下室复位与加固处理过程中,虽然多次召开过广泛的专家论证会,又由于操作不得法,执行不得力,不仅造成地下室彻底损毁报废,还导致人员伤亡事故。损失惨重,教训深刻,现就所见所知,对此事故作些分析。
基本情况
事故原因
事故性质述评
处理方案
实际行动
本章内容
思考题与习题
一点反思
基本情况
建于海口市东方洋小区的某商场为地上四层、地下两层的钢筋混凝土框架结构,×。商场四周有四栋高层建筑,地上2l层,地下1层,剪力墙结构,桩筏基础,已竣工两栋。商场则采用天然地基,筏板基础,持力层为硬黏土,标准承载力为200kPa以上,拥有较大的安全储备。基底面标高为-,地下室顶板面标高-,。于1994年春完成了地下室主体结构以后,因故延至1996年夏季才做完地下室外防水,正在回填施工中。
1996年9月20日,适逢当年第18号强热带风暴侵袭海口,潮位上涨,地下室顶板浸水深度500mm左右。现场施工人员对此情况未加注意。在21日凌晨,体积达30000m3以上的巨型地下室,陡然窜高5m~6m。地下室上浮和紧随其后的暴风雨在当地造成了极大的混乱。顷刻间,信息遍及全国,东南亚、甚至全世界均有报道。
事故原因
由于地下室尚未完成回填土,施工中为了防止地下室进水,将所有地下室顶板和侧墙上的预留口和管道孔都进行了严密封堵,因此在地下室处于警戒水位时,失去了自动灌水压重抗浮的功能。水的浮力很大,完全依靠地下室的自重和底板与黏土地基之间有限的一点黏着力来抗浮,显然无济于事。这就是地下室整体浮起事故的必然原因。
经验算,得到以下抗浮参数:
(1) 地下室(以下简称箱体)自重:W=149280kN≈150000kN
回填土重:W1=29l50kN,筏底面积:F=3040m2
(2) 不计回填土,不计基底黏着力的压重抗浮强度:

(11-1)
,警戒水位为+-=-,当坑内水位上升到-,箱体就会上浮。
(3) 计算回填土的压重作用,不计基底黏着力的抗浮强度:
取60kN/m2。(11-2)
,警戒水位为:-+6=-。
这说明即使做完了回填士,只要警戒水位高出-,箱体也必然上浮,,-=,,。
事故原因
事故性质述评
为了探索可行的地下室复位加固措施,必须对事故的发生发展过程及其受损情况有一个正确的认识。积水消退以后,根据在基坑内水位处于-:箱体基本上是以西端高出东端1100mm的倾斜姿态,整体飘浮在水面上,,,,,,,,就是底板周边飘出带上残存的部分回填土和底板面黏附带起的地基土。而且更主要的是底板下黏附带起的这部分土体对箱体下沉归位会起阻滞作用。必须引起重视。
出现整体倾斜的原因主要是箱体东端有属于高层部分的独立梁、柱体系与之相连结。在上浮过程中箱体直接受到梁柱体系牵制。当然,与箱体本身的形心与重心偏离也有关系。
事故性质述评
从外观检查,漂浮在水面上的箱体除了外围墙面的120mm砖砌防水保护墙剥落外,顶板与墙面上未见结构变形与裂缝,箱体内积水不多,说明底板也不裂不漏。只要对箱体进行归位,并对基底持力层进行加固,即可完全恢复使用功能与承载力功能。
但是,以下几方面的情况,表明事故性质是严重的,增加了事故处理的难度,不能掉以轻心。
(1) 从以上浮力分析和现场反映可知,地下室猝然上窜现象并不是出现在警戒水位线上,由于基底持力层的黏结力在起作用,临界破坏状态是出现在环境水位漫过地下室顶板1000mm以后,此时猝然遭到基底黏着力屈服而上窜。上窜后保持6000mm的理论吃水深度,