1、四建筑分析1.比萨斜塔塔的建造始于 1137 年 8 月，约到 1178 年工程停止时，已造了四层，完成了 1/4。停工的原因不知道，但再继续建造下去，B 层的土壤难以承重，塔可能会倒塌。约在 1272 年，建议继续建造。那时，粘土由于在塔的重压下强固（即使那时还不知道这） 。约在 1278 年，再次停止建造，建筑已造了七层。毫无疑问，如果在此阶段将塔完工，塔会倒塌。约在1360 年，铺底的粘土再次强固时，开始钟房的建造。约到 1370 年完成 距开始建造约200 年。另一个重要的历史性细节是：在 1838 年，建筑师 Alessandro della Gherardesca 在塔基周围挖了一
2、个走道（Catino）来揭示圆柱柱础和地基台阶是否与原先设想的相同。结果是由于挖掘的地方低于地下水位，在南边有水流入，很显然，在当时塔的倾斜已超过 1/4。1995年发现 GherardescA 在走道的底下放了一个 0.7m 厚的混凝土环。塔的中心线不是直的 它向北弯曲。为了纠正倾斜，曾在每一层用锥形的砖石块来改变塔中心线的弯曲。仔细分析砖石建筑的相对倾斜揭示了塔的倾斜历史。在第一阶段结束时，塔实际上已向北倾斜约 1/4，然后随着第四层以上的楼层的建造，开始向南移并慢慢增加，以致到 1278 年，第七层造好后，向南倾斜了约 0.6。1360 年开始建造钟房时，已增加到了 1.6。1817 年
3、，二位英国建筑师用一铅垂线测量倾斜，那时已经是 5了。这样，钟房的建造对倾斜引起了显著的增加。先进的计算机分析显示在柔软的地毯上的模型砖上直接模拟建造塔，当到达第七层和增加钟房时，倾斜快速增加。它只能造到一定的临界高度，不能再高，而且要注意的一点是 知道倾斜不稳定的现象。它正好在它的临界高度且很容易倒塌。走道的开挖再一次使得塔非常容易倒塌。从 1911 年开始的精确的测量结果显示在 20 世纪期间，塔的倾斜每年都在不可抗拒的增加。从 1930 年中期，倾斜率成倍增长。1990 年，倾斜率相当于每年顶部水平移动约 1.5mm，加上一些对塔的干扰也导致了倾斜的明显增加。例如，1934 年用灌浆方法
4、来加固地基，结果突然向南移动了约 10mm；1970 年从低处的砂石中抽地下水，结果使移动增加了约12mm。这些反应确定塔的平衡是多么的敏感，塔的稳定要用怎样细致的方法。国际上可接受的珍贵历史遗迹保护惯例要求要保留遗迹的本质特征，以及其历史、工艺和不可思议性。这样，任何对塔的侵害性的介入都要保持在绝对的小，永久性稳定计划中有支柱或可见的支撑物是不可接受的。任何暂时的稳定措施应是非侵入性的和可逆的。1993 年下半年，通过浇筑在塔基周围可移动的后应力式混凝土环将 600t 的铅重放在地基的北边使地基暂时稳定。这使倾斜减小了 1 弧分，更重要的是减小了约 10%的倾覆力矩。1995 年 9 月，在
5、企图用临时的土锚来替换难看的铅重结果不成功时，为了控制塔的移动，负载增加到了 900t。1992 年着手解决砖石问题，在第一个檐口和到第二层的间隔，在塔的周围绑了一些轻微后应力的钢腱。找到了一个不显眼只可稍微减小约 0.5倾斜的永久解决方法，但要减小砖石建筑的应力和地基的稳固。假设塔的地基处在不稳定点上，而且南边的土地稍微地动一下就可能会引起倒塌，委员会进行了激烈的讨论，可还是找不到一个直截了当减小倾斜的方法。这些用井点降水、用电渗透法强固踏北土层和用地锚加载石板压在塔北周围土层等等，没有一个是满意的。2.上海倒楼（一）事故直接原因6 月 20 日，施工方在事发楼盘前方开挖基坑，土方紧贴建筑物
6、堆积在 7 号楼房北侧，在短时间内堆土过高，最高处达 10 米左右，产生了 3000 吨左右的侧向力；与此同时，紧邻 7 号楼南侧的地下车库基坑开挖深度 4.6 米，大楼两侧的压力差使土体产生水平位移，导致楼房产生 10 厘米左右的位移，对 PHC 桩(预应力高强混凝土)产生很大的偏心弯矩，最终破坏桩基，引起楼房整体倒覆。（二）事故的间接原因：1、土方堆放不当。在未对天然地基进行承载力计算的情况下，建设单位随意指定将开挖土方短时间内集中堆放于 7 号楼北侧。为方便土方回填，节约运输成本，建设单位原法人代表张志琴只是土方承包人张耀雄将土方盲目堆放在7 号楼北侧，并远远超过相关安全规定。2、开挖基
7、坑违反相关规定。土方开挖单位，在未经监理方同意、未进行有效监测，不具备相应资质的情况下，也没有按照相关技术要求开挖基坑。 建筑施工土石方工程安全技术规范 （JGJ-180-2009）中 2.0.1 规定：土石方工程施工应具有相应资质及安全生产许可证的企业承担，而这里的土方开挖工程却分包给了索途清运公司这个并不具备土方施工资质的企业；2.0.2 条中规定：土石方工程应编制专项施工方案，并严格按照方案施工。 危险性较大的分部分项工程安全管理办法 （建质200987 号）中规定，第三条、第八条规定，基坑开挖超过 3 米必须编制专项施工方案，专项施工方案应包含计算书、施工方法等内容，最终有技术负责人审
8、核，经总监签字后生效。而这里，不但没有专项施工方案，而且施工时未得到监理同意而擅自施工。3、监理不到位。监理方对建设方、施工方的违法、违规行为未进行有效处置，对施工现场的事故隐患未及时报告。 建设工程安全生产管理条例中第十四条规定，工程监理单位在实施监理过程中，发现存在安全事故隐患的，应当要求施工单位整改；情况严重的，应当要求施工单位暂时停止施工，并及时报告建设单位。施工单位拒不整改或者不停止施工的，工程监理单位应当及时向有关主管部门报告。在总监理工程师乔磊向建设单位报告后，建设单位坚持违规堆土，但乔磊并未及时向有关部门进行报告。 建设工程监理规范中 3.2.2条款中规定了总监理工程师的主要职
9、责之一是审查承包单位的资质并提出审查意见，而总监乔磊却未能审查出承包商众欣建设公司项目经理人属于挂靠的情况，同时没有对土方开挖承包商索清清运公司的资质进行审查。4、管理不到位。建设单位管理混乱，违章指挥，违法指定施工单位，压缩施工工期；总包单位未予以及时制止。 建设工程安全生产管理条例第七条规定：建设单位不得对勘察、设计、施工、工程监理等单位提出不符合建设工程安全生产法律律、法规和强制性标准规定的要求，不得压缩合同约定的工期，而梅都房产开发公司却强制监理单位、施工单位压缩工期，这也导致了违规堆土，促进了施工的发生。5、安全措施不到位。施工方对基坑开挖及土方处置未采取专项防护措施。6、围护桩施工
10、不规范。施工方未严格按照相关要求组织施工，施工速度快于规定的技术标准要求。7、对施工人员的安全教育不足。承包单位应负责对施工人员的安全教育培训，比如培训紧急避险常识等，倘若此次事故中因逃离方向不正确而被砸死的小肖曾介绍过类似的教育培训、甚至应急演练，这场伤亡事故有可能将会避免。8、相关政府监管部门监管不力。建设单位梅都房产开发公司的企业资质有效期：2000 年 10 月 1 日至 2004 年 12 月 31 日，而在 2006 年 10 月却获得了此项目的施工许可证，可见相关部分对房产开发企业的审查监督失职。建设及安全监督部分没有很好地履行巡查制度，为能及时发现此次的较长时间大量堆土的情况。
11、3.加拿大特朗思康谷仓1913 年春事故发生的预兆：当冬季大雪融化，附近由石碴组成高为 9 14m 的铁路路堤面的粘土下沉 1m 左右迫使路堤两边的地面成波浪形。处理这事故，通过打几百根长为 18.3m 的木桩，穿过石碴，形成一个台面，用以铺设铁轨。谷仓的地基土事先未进行调查研究。根据邻近结构物基槽开挖试验结果，计算承载力为 352kPa，应用到这个仓库。谷仓的场地位于冰川湖的盆地中，地基中存在冰河沉积的粘土层，厚 12.2m.粘土层上面是更近代沉积层,厚 3.0m。粘土层下面为固结良好的冰川下冰碛层,厚 3.0 m.。这层土支承了这地区很多更重的结构物。1952 年从不扰动的粘土试样测得：粘
12、土层的平均含水量随深度而增加从 40到约60；无侧限抗压强度 qu从 118.4kPa 减少至 70.0kPa 平均为 100.0kPa；平均液限 wl=105%，塑限 wp=35，塑性指数 Ip=70。试验表明这层粘土是高胶体高塑性的。按大沙基公式计算承载力，如采用粘土层无侧限抗压强度试验平均值 100kPa，则为276 6kPa，已小于破坏发生时的压力 3294 kPa 值。如用 qumin=70 kPa 计算，则为 193.8kPa，远小于谷仓地基破坏时的实际压力。地基上加荷的速率对发生事故起一定作用，因为当荷载突然施加的地基承载力要比加荷固结逐渐进行的地基承载力为小。这个因素对粘性士尤
13、为重要，因为粘性土需要很年时间才能完全固结。根据资料计算，抗剪强度发展所需时间约为 1 年，而谷物荷载施加仅 45天，几乎相当于突然加荷。综上听述，加拿大特朗斯康谷仓发生地基滑动强度破坏的主要原因：对谷仓地基土层事先未作勘察、试验与研究，采用的设计荷载超过地基土的抗剪强度，导致这一严重事故。由于谷仓整体刚度较高，地基破坏后，筒仓仍保持完整，无明显裂缝，因而地基发生强度破坏而整体失稳。（3）处理方法为修复筒仓，在基础下设置了 70 多个支承于深 16m 基岩上的混凝土墩，使用了 388 只的千斤顶，逐渐将倾斜的筒仓纠正。补救工作是在倾斜谷仓底部水平巷道中进行，kN50新的基础在地表下深 10.3
14、6m。经过纠倾处理后,谷仓于 1916 年起恢复使用。修复后位置比原来降低了 4m。4.上海工业展览馆1954 年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有 14m 厚的淤泥质软粘土，尽管采用了 7.27m 的箱形基础，建成后当年就下沉 600mm。1957 年 6 月展览馆中央大厅四角的沉降最大达 1465.5mm，最小沉降量为 1228mm。1957 年 7 月，经苏联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析，认为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降) 。1979 年 9 月时，展览馆中央大厅平均沉降达 1600mm，逐渐趋向稳 定，工程使用良好。大量事故充分表明：对基础工程必须慎重对待。只有深入了解地基情况，掌握勘察资料，经过精心设计与施工才能使基础工程做到既经济合理，又安全可靠。
