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1、,第5章 土方工程,2019/11/3,1,5.1 土方工程概述 5.2 土方工程施工危险类型及常见安全隐患 5.3 土方工程施工的安全管理,5.1 土方工程概述,5.1.1 土方工程主要工序 5.1.2 基坑的分级 5.1.3 支护结构的安全等级及适用条件,5.1.1 土方工程主要工序,在土方工程中，首先遇到的就是场地平整和基坑开挖，因此，将一切土的开挖、填筑、运输等称为土方工程。它包括开挖过程中的基坑降水、排水、土壁支护等辅助工程。,场地平整就是将天然地面改造成工程上所要求的设计平面，平整场地前应先做好各项准备工作，如清除场地内所有地上、地下障碍物；排除地面积水；铺筑临时道路等。 基坑是指
2、为进行建筑物（包括构筑物）基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。基坑属于临时性工程，其作用是提供一个空间，使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。 回填是指将土重新填入沿基础墙周围的空隙,（1）一级基坑 重要工程或支护结构做主体结构的一部分； 开挖深度大于10m； 与临近建筑物，重要设施的距离在开挖深度以内的基坑； 基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。 （2）三级基坑为开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时的基坑。 （3）除一级和三级外的基坑属二级基坑。,2019/11/3,6,5.1.2 基坑的分级,（1）支护结构的安全等级 （2）各类支护结构的适用条件
3、,2019/11/3,7,5.1.3 支护结构的安全等级及适用条件,中华人民共和国行业标准建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012对基坑支护的定义如下：为保护地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时支挡、加固、保护与地下水控制的措施。,支护结构的安全等级,2019/11/3,8,基坑支护设计时, 应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，按下表采用支护结构的安全等级。 同一基坑的不同部位，可采用不同的安全等级。,2019/11/3,10,习题,1.适用于基坑安全等级为一级的结构形式有（ ） A.排桩 B.逆作拱墙 C.土钉墙 D.水泥土墙 E.地下连续墙 答案：A
4、E,2.根据建筑地基基础工程施工质量验收规范，属于一级基坑的有( )。 A.深度为7米的普通基坑 B.支护结构做主体结构一部分的基坑 C.开挖深度为6m，且周围环境无特别要求时的基坑。 D.与邻近建筑物的距离在开挖深度以外的基坑 答案：B,3.根据建筑地基基础工程施工质量验收规范，属于一级基坑的有 ( )。 A.重要工程的基坑 B.支护结构做主体结构一部分的基坑 C.开挖深度8m的基坑 D.与邻近建筑物的距离在开挖深度以外的基坑 E.基坑范围内有历史文物需严加保护的基坑 答案：ABE,5.2 土方工程施工危险类型及常见安全隐患,5.2.1土方工程施工危险类型 5.2.2常见安全隐患,土方施工的
5、危险性主要是坍塌，还有触电、物体打击、高处坠落、车辆伤害等。 1）坍塌 土方坍塌将使施工人员部分或全部埋入土中，造成窒息死亡的重大事故。而抢救被埋的人员又比较困难，用工具挖土怕伤人，用手扒土速度又太慢。因此，一旦发生此类事故其危害性较严重,2019/11/3,16,5.2.1土方工程施工危险类型,案例一,2008年3月2日下午16时，浙江宁波市东钱湖畔的一个建筑工地上，几名民工正在将一根直径一米的钢管打入地下，随着打桩机的锤子砸向地面，突然传来了一声巨响，平整的地面上骤然出现了一个直径三米，深达五米的漏斗型大坑。没等大家反应过来，刹那间周围塌陷的碎石沙土就在把大坑回填了一半，正在打桩的几名民工
6、下意识地向外奔逃，然而当惊魂未定的几个人相互查看时却发现少了一人。,按照现场群众所指的大概位置，武警官兵在做好保护措施防止二次坍塌的情况下，立即展开救援，五名战士奋不顾身地跳入坑中。由于担心使用工具挖掘会伤及王建新，大家只能伸出双手搬开碎石捧出沙土。 在没有氧气条件下，人一般在三分钟后就会死亡 。 在坍塌的一瞬间，这顶安全帽挡住了砸向王建新头部的一块大石头，使得王建新的脸部和石头之间留下了一道几厘米的缝隙，从而让深埋在沙石中的他能够呼吸到稀薄的空气。 在经历了130分钟的磨难和一晚上的紧急营救后，被武警官兵从死神手里抢夺回来的王建新终于脱离生命危险，并且身体没有出现重大伤害。,塌方事故原因分析
7、：,土体内土颗粒间存在的摩擦力和粘结力，使土体具有一定的抗剪强度 黏性土既有摩擦力，又有粘结力，抗剪强度较高，土体不易失稳，若失稳是沿着滑动面整体滑动（滑坡） 砂性土只有摩擦力，无粘结力，抗剪强度较差 黏性土的放坡可陡些，砂性土的放坡应缓些,造成土体内抗剪强度降低的主要原因是水 （雨水、施工用水）使土的含水量增加，土颗粒之间摩阻力和粘聚力降低（水起润滑作 用） 造成土体所受剪应力增加的原因主要是坡顶上部的荷载增加和土体自重的增大 ； （含水量增加） ，及地下水渗流中的动水压力的作用；此外地面水侵入土体的裂缝之中产生 静水压力也会使土体内的剪应力增加。,发生坍塌以前的主要迹象,(1)周围地面出现
8、裂缝，并不断扩展。 (2)支撑系统发出挤压等异常响声。 (3)环梁或排粧、挡墙的水平位移较大，并持续发展。 (4)支护系统出现局部失稳。 (5)大量水土不断涌入基坑。 (6)相当数量的锚杆螺母松动，甚至有的槽钢松脱等。,2).地下障碍物易造成的伤害 电缆容易引起触电和其他电气事故 煤气管道可能造成泄漏和爆炸事故 化工管道造成毒气泄漏,安全措施,一、首先应该事先与相关公司如燃气公司取得联系，这是工作程序，目的是便于一旦出现，有应急的准备，以免损失的进一步扩大； 二、其次，写一份专项的技术防护措施和一份应急预案，而且将预案给公司进行审核。 三、要取得现场燃气管线平面图，核实图纸中燃气管道的位置正确
9、与否，然后对燃气管道进行防护 除了管理措施外，主要的技术措施有： 1、设置安全警示标志； 2、保持一定的开挖间距，如果无法满足，那必须采取有效的硬质防护措施； 3、设置黄砂等消防设备设施。,3).土方机械设备施工引起的危害 土方机械离坑边缘过近，造成坑边缘负荷过大而塌方，并使挖土机倾翻伤人 设备失灵，造成机械失控撞人和倾翻 机械与人同时作业，造成车辆伤害 使用潜水泵抽水时，由于漏电造成的触电伤害,4). 物体打击伤害 挖出的泥石堆，可能发生滚落砸伤坑内的作业人员 堆放在沟边的材料不稳定散落到基坑内伤人,5). 人员坠落伤害 没有设置跨越基坑的桥板，造成人员跳跃失足坠入基坑 未设上下坑沟的梯子，
10、使人员上下攀爬坠落 桥板或梯子质量不合要求所造成的坠落,6).原有建筑物引起的危害 上方建筑物的意外坠落物 使用长金属杆或塔架等机械的施工中，不小心与高压线接触而发生触电伤害,5.2.2常见安全隐患,(1)挖土机械作业无可靠的安全距离。 (2)没有按规定放坡或设置可靠的支撑。 (3)设计的考虑因素和安全可靠性不够。 (4)地下水没做到有效控制。 (5) 土体出现渗水、开裂、剥落。 (6)在底部进行掏挖。,(7)沟槽内作业人员过多。 (8)施工时地面上无专人巡视监护。 (9)堆土离坑槽边过近、过高。 (10)邻近的坑槽有影响土体稳定的施工作业。 (11)基础施工离现有建筑物过近，其间土体不稳定
11、（12）防水施工无防火、防毒措施。,5.3 土方工程施工的安全管理,5.3.1 专项施工方案的编制 5.3.2 基坑开挖前的勘察内容 5.3.3 土方开挖与回填安全技术措施 5.3.4 基坑开挖的监控 5.3.5 地下水的控制 5.3.6 土方工程施工中的应急措施,5.3.1 专项施工方案的编制,(1) 土方开挖之前要根据土质情况、基坑深度以及周边环境确定开挖方案和支护方案。 (2)编制专项方案的范围： 1) 开挖深度超过3m (含3m)或虽未超过3m但地质条件和周边环境复杂的基坑(槽）支护、降水工程； 2)开挖深度超过3m (含3m)的基坑（槽）的土方开挖工程。,（3)编制专项方案且进行专家
12、论证的范围： 1) 开挖深度超过5m (含5m)的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程； 2)开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑 (构筑物）安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。,(4) 土方开挖专项施工方案的主要内容应包括：放坡要求、支护结构设计、机械选择、开挖时间、开挖顺序、分层开挖深度、坡道位置、车辆进出道路、降水措施及监测要求等。,5.3.2 基坑开挖前的勘察内容,(1)详尽搜集工程地质和水文地质资料。 (2)认真查明地上、地下各种管线（如上下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线或管道）的分布和性状、位置和运行状况。 (3)充分了解和查明周
13、围建（构）筑物的状况。 (4)充分了解和查明周围道路交通状况。 (5)充分了解周围施工条件。,5.3.3 土方开挖与回填安全技术措施,(1)基坑开挖时，两人操作间距应大于2. 5m。多台机械开挖，挖土机间距应大于10m。在挖土机工作范围内，不允许进行其他作业。挖土应由上而下，逐层进行，严 禁先挖坡脚或逆坡挖土。 (2) 土方开挖不得在危岩、孤石的下边或贴近未加固的危险建筑物的下面进行。施工中在基坑周边应设排水沟，防止地面水流入或渗人坑内，以免发生边坡塌方。,(3)基坑周边严禁超堆荷载。在坑边堆放弃土、材料和移动施工机械时，应与坑边保持一定的距离，当土质良好时，要距坑边1m以外，堆放高度不能超过
14、1. 5m。 (4)基坑（槽）开挖应严格按要求进行放坡。施工时应随时注意土壁的变化情况，如发现有裂纹或部分坍塌现象，应及时进行加固支撑或放坡，并密切注意支撑的稳固和土壁的变化，同时对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。当采取不放坡开挖时，应设置临时支护，各种支护应根据土质及基坑深度经计算确定。,(5)采用机械多台阶同时开挖时，应验算边坡的稳定，挖土机离边坡应保持一定的安全距离，以防塌方，造成翻机事故。 (6)在有支撑的基坑（槽）中使用机械挖土时，应采取必要措施防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原土。在坑槽边使用机械挖土时，应计算支护结构的整体稳定性，必要时应采取措施加强支护结构。,(7)开挖至坑底
15、标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。 (8)地下结构工程施工过程中应及时进行夯实回填土施工。在进行基坑（槽）和管沟 回填土时，其下方不得有人，所使用的打夯机等要检查电器线路，防止漏电、触电，停机 时要切断电源。 (9)在拆除护壁支撑时，应按照回填顺序，从下而上逐步拆除。更换护壁支撑时，必须先安装新的，再拆除旧的。,5.3.4 基坑开挖的监控,(1)基坑开挖前应制定系统的开挖监控方案，监控方案应包括监控目的、监测项目、 监控报警值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。 (2)基坑工程的监测包括支护结构的监测和周围环境的监测。重点是做好支护结构水
16、平位移、周围建筑物、地下管线变形、地下水位等的监测。,2019/11/3,49,2019/11/3,50,5.3.5 地下水的控制,(1)为保证基坑开挖安全，在支护结构设计时，应根据场地及周边工程地质条件、水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合确定地下水控制的设施和施工。 (2)地下水控制方法分为集水明排、降水、截水和回灌等形式，可单独或组合使用。,(3)当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。如果截水后， 基坑中的水量或水压较大时，宜采用基坑内降水。 (4)当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封隔渗或钻孔减压措施保证坑底土层稳定。,5.3.6 土方工程施工中的应急措施,（1）如果水泥土墙等重力式支护结构位移超过设计估计值时，如果位移持续发展，超过设计值较多时，则应采用水泥土墙背后卸载、加快垫层施工及加大垫层厚度和加设支撑等方法及时进行处理。 （2）如果发生管涌，可以在支护墙前再打设一排钢板桩，在钢板桩与支护墙间
