珠海市拱北祖国广场基坑坍塌特大事故案例分析

珠海市拱北祖国广场基坑坍塌特大事故案例分析

一、祖国广场基本情况

祖国广场项目是集商业、宾馆、写字楼于一体的高级综合大楼。位于某市拱北口岸旁、迎宾大道西、金叶酒店南侧，与拱北口岸新联栓大楼遥遥相对，发展商计划在澳门回归前建成投入使用。该大楼地下四层(是某市目前最深入的地下室，基础开挖深度为-1645米和-17.25米，长90.27米，宽71.92米)，地上26层，建筑高度98.5米，总建筑面积101993.91平方米。由中外合资企业某市仁业房产开发公司开发。拱北恒达工贸企业公司、拱北仁和有限公司、拱北鸿泰工贸公司分别占项目股份的30%、12%和31%，香港盛明基建工程有限公司占27%的股份。天仁企业集团有限公司是拱北鸿泰工贸公司与合作伙伴拱北仁利工贸公司为合作开发祖国广场项目成立的，代表甲方实施项目管理。项目的地地使用、勘探、设计、报建等所有手续均以拱北鸿泰工贸公司的名义办理。项目的土地使用、勘探、设计、报建等所有手续均以拱北鸿泰工贸公司的名义办理。工程地质勘探由某市建筑工程勘察设计院和中国有色金属工业总公司长沙勘察院珠海分院先后承担。工程地质勘察报告揭示该工程地质条件复杂，淤泥和淤泥质粉质粘土软弱深厚，最大埋深达18米。整体设计由化工部长沙设计研究院担任。地下室基坑支护方案设计由中国建筑科学研究院珠海科研设计部(以下简称建研院珠海设计部)承担，采用了“逆作法砼挡墙加钢结构内支撑”方案，这种方案在事故发生前尚无国家批准颁发的专门性技术规范，但在珠海及其他地区有多个成功工程实例。项目施工总承包单位是中国建筑五局珠海工程公司(以下简称中建五局珠海公司)，逆作地下连续墙和水平钢支撑分别由该公司第四工程处在中建五局工业设备安装公司承建;止水工程由中科院广州化学灌浆公司分包;静压桩基础工程由中山市基础工程公司机械施工四处分包;土方挖运工程由省

水电三局珠海公司分包;基坑支护应力监测由建研院珠海设计部和四川省建筑科学研究院承担。广场基坑支护工程于1997年11月2日正式动工，至1998年5月6日止，共完成土方挖运8万多立方米，剩下2~3万立方米。(风险管理世界)

二、事故经过

5月6日上午，基坑南边的工地职工宿舍出现倾斜。中午，钢支撑连续发生爆裂，第10号第三层钢支撑失稳。下午15时30分，逆作地下墙下沉移位，钢支撑的部分工字钢发生严重扭曲，部分支撑爆裂后脱离墙体预埋件，有的工字钢端部撕裂、扭曲。施工单位当即决定派人分头通知在基坑内作业和在工棚里休息的人员及附近的居民立即疏散，避免了伤亡人员的扩大。16时30分左右，钢支撑爆裂声频率加快，基坑东南角逆作地下墙朝基坑内滑陷，坑边的商铺开始坍塌，随即西南角的逆作地下墙也滑向基坑，工地职工宿舍和三栋民宅滑陷坑中。晚上20时许，基坑支护整体结构失稳，应力重新分布，北侧的逆作地下墙和周边的建筑物也轰然倒塌。至此，整个基坑全部倒塌。

三、事故抢险救灾过程

事发后，全国人大常委、原市委书记梁广大，原市委副书记、市长黄龙云等领导同志先后赶赴事故现场，组织相关部门展开抢险救灾工作。并迅速成立了以副市长余荣霭为组长的现场指挥领导小组，下设工程、卫生、后勤、治安、事故调查等小组，制定了确保群众生命财产安全、防止事态进一步扩大蔓延的抢险方案，决定对基坑实施回填加固，避免再次出现滑坡造成更大损失。9日上午，回填加固工作基本完成。当天下午14时30分，进行事故现场清理。从塌陷的楼房和附近的煤气代充点清理出煤气缺罐30只，对基坑坍塌时可能会有伤亡人员的地带进行了挖掘，确认事故没有人员死亡。

四、事故原因分析

(一) 事故的直接原因

根据国家建设部专家组《“珠海祖国广场”工程基坑坍塌事故技术论证意见》和调查组取证分析确定：造成这次事故的直接原因是基坑东南角部分挡墙底部趋于失稳的塑性区的渐进性发展而导致整体滑动破坏，而该部分的破坏使基坑整体失去平衡而最终形成整个基坑的破坏。

(二) 事故的主要原因

1.设计方案对这种无嵌固深度的逆作挡墙在本场地的适应性缺乏深入的论证分析;对基

坑挡墙底部地基土由塑性变形发展至失稳破坏的可能性及严重估计不足;偏重上部挡墙和支撑的强度和稳定性，忽视了基坑底部失稳可能性的详细分析;对挖沟安装支撑与挖土如何配合，没有作出明确交待;施工说明和图纸表达不够详细，不能完全体现设计图和指导施工;尤其是对基坑东南角和西南角少打8根支托挡墙的桩未加以重视，仅在设计变更通知中采用将砼挡土墙延伸至基坑底，水平位置延至预制桩边的措施，没有采取更为有效的补救措施，最后基坑失稳就是从东南角延伸至西南角开始破坏的。

2.设计计算未根据拟定的工况对基坑支护结构及底部土体的内力、变形及稳定性进行详细的计算分析，也未考虑钢筋砼挡墙下沉引起钢支撑偏心受压、承载力下降的不利因素。围护结构入土深度偏小(入土比仅0.338)，围护结构刚度和强度不足，基坑支护结构稳定性差;经验算，在坑内设三层水平钢支撑后，基坑再向下开挖时，基坑支护结构的倾覆稳定性安全系数下降，坑内土方开挖至第四层支撑位置时，墙体向坑内倾覆变形最大值约215mm，基坑支护结构的倾覆稳定性安全系数降至0.826，基坑向“踢脚”失稳状态发展。

3.《施工组织设计》在施工过程中未能切实遵照执行，也未能根据本工程地质条件的复杂性提出针对性措施，现场施工监管不严。在第三层支撑基本完成向下开挖基坑时，尚未架设第四层支撑就过早开挖接近设计标高，致使基坑“踢脚”失稳发展加速，支撑体系受力迅速增大。经验算，在该工况条件下，基坑支护结构的倾覆稳定性安全系统数降至0.484;支撑轴力和斜撑剪力超过构件承载轴力的1.21~1.66倍，超过焊缝剪力1.66倍，导致焊缝爆裂，支撑失稳破坏。

施工中还存在以下问题;(1)未对钢支撑施加预应力;(2)挡墙、止水帷幕存在不同程度的质量问题;(3)未设置有效的地面排水设施;(4)在基坑边上堆放了大量的建筑材料和机械设备，增加了基坑支护的压力。

4.建设单位自身技术力量薄弱，不具备组织管理工程的条件，也不委托有资质的单位进行监理，没有起到对设计、施工单位的协调作用，甚至放弃对工程的监督管理。在施工现场建临时商铺，逾期既不拆除，又不续期，影响了东南角支护结构底部少打了6个根支承柱，