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某擋土墻坍塌事故原因分析

文檔作者：謝琳1 謝曉鋒2 文檔來(lái)源： 1、廣州珠江外資建筑設(shè)計(jì)院 2、廣東省建筑科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月24日
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第2期
2O07年2月
廣東土木與建筑
GUANGD0NG ARCHn1ECTURE CIVIL ENGINEERING
NO．2
FEB 2O07
某擋土墻坍塌事故原因分析
謝琳1
(1、廣州珠江外資建筑設(shè)計(jì)院 廣州510060；
謝曉鋒2
2、廣東省建筑科學(xué)研究院 廣州510500)
摘要：對(duì)廣州某擋土墻坍塌事故進(jìn)行分析，指出擋土墻整體排水狀況較差和積水對(duì)墻體的水壓力是導(dǎo)致其坍
塌的直接原因，墻體轉(zhuǎn)角部位的豎向裂縫則是受到土體擠壓形成拉力而引起，可為類似工程設(shè)計(jì)和施工提供參考。
關(guān)鍵詞：擋土墻；坍塌事故；水壓力
1 工程概況
某擋土墻位于廣州市白云區(qū)．為毛石砌筑的重
力式擋土墻。其平面簡(jiǎn)圖如圖1。最大高度約4．03m。
長(zhǎng)約100m．建成至今已有十余年。2003年4月該擋
土墻③～④軸線間部分發(fā)生坍塌事故。事故現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)
圖2。為了保證擋土墻其余部分加固和坍塌部分修
復(fù)的順利進(jìn)行．業(yè)主委托有關(guān)部門對(duì)擋土墻的事故
原因進(jìn)行了調(diào)查分析
2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
2．1 擋土墻結(jié)構(gòu)狀況觀測(cè)
由于擋土墻原設(shè)計(jì)圖紙和所有施工資料均已遺
失．故只有現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合坍塌部分的縱剖面進(jìn)行擋土墻
結(jié)構(gòu)圖紙的恢復(fù)．得出其剖面如圖3所示。該擋土
墻為俯斜式結(jié)構(gòu)．采用花崗巖石塊和水泥砂漿砌筑．
最大高度4．03m。頂部寬420mm。底部寬1．0m。墻背
傾角約85．61~．基底傾角約一12．8Oo：擋土墻每隔6～
lOm設(shè)置1道伸縮縫：墻身設(shè)置了泄水孔?？讖?O～
60mm．間距約1～3m
2．2 巖土層性狀勘探
現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了巖土工程勘察．結(jié)果表明擋土墻背
62
圖1 擋土墻平面簡(jiǎn)圖
的土層分布狀況為：雜填土(層厚約1．1m)、素填土
(層厚2．0m～4．2m)、粉質(zhì)粘土(層厚3．1～3．3m)、粉土
(層厚約5．8m)、殘積層粉土(層面埋深3．1～12．8m)
和強(qiáng)風(fēng)化粗砂巖。土工試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
表l 墻背土體的土工試驗(yàn)結(jié)果
2-3 砌塊強(qiáng)度檢測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)取樣抽檢了擋土墻的砌塊強(qiáng)度．結(jié)果表明
花崗巖砌塊強(qiáng)度滿足Mu100的強(qiáng)度等級(jí)要求。
2．4 砂漿強(qiáng)度檢測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)采用貫入法抽檢了擋土墻部分砌筑砂漿的
強(qiáng)度．結(jié)果滿足M10的強(qiáng)度等級(jí)要求。
2．5 損傷及缺陷情況調(diào)查
擋土墻自建成至今已有十多年時(shí)間．根據(jù)業(yè)主的
l r
圖2 擋土墻坍塌事故現(xiàn)場(chǎng) 圖3 擋土墻的截面簡(jiǎn)圖
筑)
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2007年2月第2期 謝琳等：某擋土墻坍塌事故原因分析 FEB 20o7 No．2
反映，擋土墻⑩ ⑩軸線部分(轉(zhuǎn)角處)曾發(fā)生過(guò)坍塌
和重建，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，該部位存在明顯的可見(jiàn)裂
縫．其分布和參數(shù)如圖4所示。
一習(xí)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，擋土墻墻后土體未設(shè)置濾水層，
泄水孔存在明顯的堵塞跡象．墻頂?shù)孛嫖翠佋O(shè)防水
層；擋土墻采用天然地基和毛石剛性基礎(chǔ)，寬1．1m，
未設(shè)墊層．持力層為殘積層粉土?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)還發(fā)現(xiàn)
擋土墻內(nèi)部砌塊間的砂漿不飽滿。
3 結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)算
3．1 計(jì)算分析概況
主要根據(jù)
文獻(xiàn)『1]~[3]進(jìn)
行計(jì)算分析．取
④ ⑤軸間的單
位長(zhǎng)度墻體作
為計(jì)算單元．建
立的擋土墻結(jié)
構(gòu)計(jì)算模型如
圖5所示
3．2 計(jì)算分析 圖5 擋土墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型
(1)墻身抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽檢結(jié)果．擋土墻的花崗巖砌塊強(qiáng)度
滿足Mu100的強(qiáng)度等級(jí)要求．砂漿強(qiáng)度滿足MIO
的強(qiáng)度等級(jí)要求，由GBJ 3-88(砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
查表可得毛石砌體的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值>8．67MPa．驗(yàn)
算結(jié)果表明墻身的抗壓強(qiáng)度滿足規(guī)范要求
(2)墻身傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算
各土層對(duì)墻體產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力采用下式計(jì)算：
Eo產(chǎn)專 h 2K。
墻身的傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算采用下式計(jì)算：
產(chǎn) >1 1．5
Zf+l~=Zw
上述兩式中各參數(shù)含義見(jiàn)文獻(xiàn)『1]。土對(duì)擋土墻
背的摩擦角根據(jù)GBJ 7-89~建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》
的表6．4．8—2確定 其余計(jì)算參數(shù)則根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)
果和委托方提供的資料確定
由于擋土墻的排水條件較差．而春季該地區(qū)降
水量大．可能出現(xiàn)地下水位很高的狀態(tài)，因此地下水
壓力對(duì)該擋土墻的影響較為明顯．計(jì)算時(shí)假設(shè)地下水
埋深為1．Om 驗(yàn)算結(jié)果表明．墻身的抗傾覆安全系
數(shù)為1．0．小于規(guī)范限值1．5
(3)墻身滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算
假設(shè)地下水埋深為1．0m．計(jì)算結(jié)果表明，墻身
的抗滑動(dòng)安全系數(shù)為0．49．小于規(guī)范限值1．3。
(4)地基基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果．擋土墻的地基持力層為素
填土層或粉土層．根據(jù)該地區(qū)巖土工程勘察資料，素
填土層承載力標(biāo)準(zhǔn)值為lOOkN／m2．驗(yàn)算結(jié)果表明擋
土墻的地基承載力滿足正常使用要求
4 坍塌事故原因分析
該擋土墻③ ④軸部分于2003年4月初發(fā)生
坍塌事故．根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)記錄和工作人員的觀測(cè)．該地區(qū)
在事故發(fā)生前遭受連場(chǎng)暴雨．墻頂?shù)孛嬗治翠佋O(shè)防
水層．泄水孔無(wú)法有效地疏通積水．造成墻后土體中
的地下水位明顯升高．地下水壓力激增。以上計(jì)算分
析表明．擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性和抗滑動(dòng)穩(wěn)定性在
水位較高時(shí)不能滿足規(guī)范要求．導(dǎo)致?lián)跬翂μ?
根據(jù)調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)擋土墻⑩ ⑩ 軸線
部分(轉(zhuǎn)角處)出現(xiàn)明顯的可見(jiàn)裂縫．我們認(rèn)為主要
是由于土體對(duì)轉(zhuǎn)角兩側(cè)墻體的壓力在墻體轉(zhuǎn)角處形
成了張拉作用．而毛石砌筑的擋土墻抗拉承載力較
弱．不足以抵擋該拉應(yīng)力所導(dǎo)致
5 結(jié)論
5．1 本工程擋土墻坍塌的直接原因應(yīng)是墻后土體未
設(shè)置濾水層，泄水孔堵塞，墻頂?shù)孛嫖翠佋O(shè)防水層．
整體排水狀況差．高水位對(duì)擋土墻產(chǎn)生水壓力等．其
它重要因素還包括擋土墻施工質(zhì)量較差、墻體抗傾
覆穩(wěn)定性和抗滑動(dòng)穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求等
5．2 擋土墻⑩ ⑩軸線部分(轉(zhuǎn)角處)出現(xiàn)豎向裂縫
則主要由于土體對(duì)墻身形成的拉應(yīng)力而造成
參考文獻(xiàn)
[1]GBJ 7-89 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]
[2]GBJ 9-87 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S]
[3]GBJ 3-88 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]
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