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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 文檔來源： 1、廣州珠江外資建筑設(shè)計院 2、廣東省建筑科學研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 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)計院 廣州510060；
謝曉鋒2
2、廣東省建筑科學研究院 廣州510500)
摘要：對廣州某擋土墻坍塌事故進行分析，指出擋土墻整體排水狀況較差和積水對墻體的水壓力是導致其坍
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。其平面簡圖如圖1。最大高度約4．03m。
長約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)場見
圖2。為了保證擋土墻其余部分加固和坍塌部分修
復的順利進行．業(yè)主委托有關(guān)部門對擋土墻的事故
原因進行了調(diào)查分析
2 現(xiàn)場檢測
2．1 擋土墻結(jié)構(gòu)狀況觀測
由于擋土墻原設(shè)計圖紙和所有施工資料均已遺
失．故只有現(xiàn)場結(jié)合坍塌部分的縱剖面進行擋土墻
結(jié)構(gòu)圖紙的恢復．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)場進行了巖土工程勘察．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)
和強風化粗砂巖。土工試驗結(jié)果見表1。
表l 墻背土體的土工試驗結(jié)果
2-3 砌塊強度檢測
現(xiàn)場取樣抽檢了擋土墻的砌塊強度．結(jié)果表明
花崗巖砌塊強度滿足Mu100的強度等級要求。
2．4 砂漿強度檢測
現(xiàn)場采用貫入法抽檢了擋土墻部分砌筑砂漿的
強度．結(jié)果滿足M10的強度等級要求。
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間．根據(jù)業(yè)主的
l r
圖2 擋土墻坍塌事故現(xiàn)場 圖3 擋土墻的截面簡圖
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)生過坍塌
和重建，根據(jù)現(xiàn)場觀測，該部位存在明顯的可見裂
縫．其分布和參數(shù)如圖4所示。
一習
根據(jù)現(xiàn)場觀測，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)場檢測還發(fā)現(xiàn)
擋土墻內(nèi)部砌塊間的砂漿不飽滿。
3 結(jié)構(gòu)分析驗算
3．1 計算分析概況
主要根據(jù)
文獻『1]~[3]進
行計算分析．取
④ ⑤軸間的單
位長度墻體作
為計算單元．建
立的擋土墻結(jié)
構(gòu)計算模型如
圖5所示
3．2 計算分析 圖5 擋土墻的結(jié)構(gòu)計算模型
(1)墻身抗壓強度驗算
根據(jù)現(xiàn)場抽檢結(jié)果．擋土墻的花崗巖砌塊強度
滿足Mu100的強度等級要求．砂漿強度滿足MIO
的強度等級要求，由GBJ 3-88(砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》
查表可得毛石砌體的抗壓強度標準值>8．67MPa．驗
算結(jié)果表明墻身的抗壓強度滿足規(guī)范要求
(2)墻身傾覆穩(wěn)定性驗算
各土層對墻體產(chǎn)生的主動土壓力采用下式計算：
Eo產(chǎn)專 h 2K。
墻身的傾覆穩(wěn)定性驗算采用下式計算：
產(chǎn) >1 1．5
Zf+l~=Zw
上述兩式中各參數(shù)含義見文獻『1]。土對擋土墻
背的摩擦角根據(jù)GBJ 7-89~建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》
的表6．4．8—2確定 其余計算參數(shù)則根據(jù)現(xiàn)場檢測結(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
壓力對該擋土墻的影響較為明顯．計算時假設(shè)地下水
埋深為1．Om 驗算結(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)墻身滑動穩(wěn)定性驗算
假設(shè)地下水埋深為1．0m．計算結(jié)果表明，墻身
的抗滑動安全系數(shù)為0．49．小于規(guī)范限值1．3。
(4)地基基礎(chǔ)承載力驗算
根據(jù)現(xiàn)場檢測結(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
填土層承載力標準值為lOOkN／m2．驗算結(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)場記錄和工作人員的觀測．該地區(qū)
在事故發(fā)生前遭受連場暴雨．墻頂?shù)孛嬗治翠佋O(shè)防
水層．泄水孔無法有效地疏通積水．造成墻后土體中
的地下水位明顯升高．地下水壓力激增。以上計算分
析表明．擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性和抗滑動穩(wěn)定性在
水位較高時不能滿足規(guī)范要求．導致?lián)跬翂μ?
根據(jù)調(diào)查和現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)擋土墻⑩ ⑩ 軸線
部分(轉(zhuǎn)角處)出現(xiàn)明顯的可見裂縫．我們認為主要
是由于土體對轉(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．不足以抵擋該拉應力所導致
5 結(jié)論
5．1 本工程擋土墻坍塌的直接原因應是墻后土體未
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
則主要由于土體對墻身形成的拉應力而造成
參考文獻
[1]GBJ 7-89 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(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)計規(guī)范[S]
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