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1、深基坑施工安全控制及事故案例 一、深基坑施工安全控制要点 深基坑工程安全质量问题类型很多， 成因也较为复杂。在水土压力作用下，支 护结构可能发生破坏，支护结构型式不同 ，破坏形式也有差异。渗流可能引起流 土、流砂、突涌，造成破坏。围护结构变 形过大及地下水流失，引起周围建筑物及 地下管线破坏也属基坑工程事故。粗略地 划分，深基坑工程事故形式可分为以下三 类： 1.1、基坑常见事故 一、深基坑施工安全控制要点 1、基坑周边环境破坏 在深基坑工程施工过程中,会对周围土体有不同程度的扰动，一个重要影响表现为引起 周围地表不均匀下沉，从而影响周围建筑、构筑物及地下管线的正常使用，严重的造成工 程事故。
2、 引起周围地表沉降的因素大体有： 基坑墙体变位； 基坑回弹、隆起； 井点降水引起的地层固结； 抽水造成砂土损失、管涌流砂等。 因此如何预测和减小施工引起的地面沉降已成为深基坑工程界亟需解决的难点问题。 一、深基坑施工安全控制要点 左图为2010年1月，深基坑施工导致 的南宁市中兴街路面开裂事故。 右图为2010年4月，深基坑施工导 致的广州市中山三路路面开裂事故。 一、深基坑施工安全控制要点 2010年5月，深圳地铁5号线太安站 基坑施工引起周边居民楼及路面裂缝 。 一、深基坑施工安全控制要点 2010年8月，上海逸虹景苑小区项 目基坑施工导致周边房屋及路面开 裂。 一、深基坑施工安全控制要点
3、 2、深基坑支护体系破坏，包括以下4个方面的内容： 基坑围护体系折断事故 主要是由于施工抢进度，超量挖土，支撑架设跟不上，是围护体系缺少大 量设计上必须的支撑，或者由于施工单位不按图施工，抱侥幸心理，少加支撑， 致使围护体系应力过大而折断或支撑轴力过大而破坏或产生大变形。下图为 2008年苏州某深基坑事故。 一、深基坑施工安全控制要点 2、深基坑支护体系破坏，包括以下4个方面的内容： 基坑围护体系折断事故 上图为2008年杭州地铁深基坑施工中地下连续墙折断破坏 一、深基坑施工安全控制要点 2、深基坑支护体系破坏，包括以下4个方面的内容： 基坑围护体系折断事故 2011年杭州某深基坑围护桩折断事
4、故 一、深基坑施工安全控制要点 2、深基坑支护体系破坏，包括以下4个方面的内容： 基坑围护体整体失稳事故 深基坑开挖后，土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。下图 为某深基坑围护整体失稳破坏事故。 一、深基坑施工安全控制要点 2、深基坑支护体系破坏，包括以下4个方面的内容： 基坑围护体整体失稳事故 2008年11月15日下午，杭州萧山湘湖段地 铁施工现场发生塌陷事故。风情大道长达75m 的路面坍塌并下陷15m。行驶中的11辆车陷入 深坑，数十名地铁施工人员被埋。 一、深基坑施工安全控制要点 一、深基坑施工安全控制要点 事故造成21人死亡、24人受伤、 直接经济损失49
5、61万元，是中国地铁 建设史上最惨痛的事故。21名责任人 被究责，其中10人被追究刑事责任。 一、深基坑施工安全控制要点 基坑围护踢脚破坏 由于深基坑围护墙体 插入基坑底部深度较小 ，同时由于底部土体强 度较低，从而发生围护 墙底向基坑内发生较大 的“踢脚”变形，同时 引起坑内土体隆起。右 图为某深基坑发生“踢 脚”破坏。 2、深基坑支护体系破坏，包括以下4个方面的内容： 一、深基坑施工安全控制要点 2、深基坑支护体系破坏，包括以下4个方面的内容： 坑内滑坡导致基坑内撑失稳 在火车站、地铁车站等长条 形深基坑内区放坡挖土时，由于放 坡较陡、降雨或其他原因引起的滑 坡可能冲毁基坑内先期施工的支撑
6、 及立柱，导致基坑破坏。右侧两图 为2009年杭州地铁1号线凤起路站 坑内土体滑坡引起的支撑体系破 坏。 一、深基坑施工安全控制要点 3、土体渗透破坏，包括以下3个方面 内容： 基坑壁流土破坏 在饱和含水地层（特别是有砂层、 粉砂层或者其他的夹层等透水性较好的 地层），由于围护墙的止水效果不好或 止水结构失效，致使大量的水夹带砂粒 涌入基坑，严重的水土流失会造成地面 塌陷。左图为某深基坑止水帷幕渗漏、 桩间流土事故。 一、深基坑施工安全控制要点 上图为宁波某深基坑发生流土与地面塌陷 一、深基坑施工安全控制要点 基坑底突涌破坏 由于对承压水的降水不当，在隔水层中开挖基坑时，当基底以下承压含水层的
7、水 头压力冲破基坑底部土层，将导致坑底突涌破坏。下图为上海某深基坑坑底内发生承压 水突涌。 一、深基坑施工安全控制要点 基坑底管涌破坏 在砂层或粉砂底层中开挖基坑时，在不打井点或井点失效后，会产生冒水翻砂（ 即管涌），严重时会导致基坑失稳。下图为湖南浯溪水电站二期深基坑出现管涌 。 一、深基坑施工安全控制要点 以上深基坑工程安全质量问题，只是从某一种形式上表现了基坑破坏 ，实际上深基坑工程事故发生的原因往往是多方面的，具有复杂性， 深基坑工程事故的表现形式往往具有多样性。 2.1 安全控制要点 一、深入了解地质特性与周边环境 1、在深基坑施工前，施工单位必须深入了解建筑场地及周边、地表至支护结
8、构底面 下一定深度范围内地层结构、岩土性状、含水层性质、地下水位、渗透系数等地质参数； 在深基坑施工过程中，特别是土方开挖过程中，若发现实际开挖所揭露的地质条件与设计 所参考的地质资料有异，应及时向设计反映，必要时采取适当的补强措施。 2、施工前，需要对周边环境资料按设计图纸进行现场核实，熟知邻近建筑物的位置 、层数、高度、结构类型、基础类型； 二、解决好水的问题 一、深基坑施工安全控制要点 2.1 安全控制要点 三、基坑开挖与支撑 分段分层、分块开挖、先中间后两边、随挖随撑、限时完成 二、深基坑施工安全控制要点 2.1 安全控制要点 三、基坑开挖与支撑 一、深基坑施工安全控制要点 纵向土体坡
9、度过陡，下雨后易发生纵向土体滑移 2.1 安全控制要点 三、基坑开挖与支撑 降低无支撑暴露时间是控制基坑变形，保障基坑安全最重要的环节；做不到随挖随撑 ，围护结构就有可能出现较大变形，地连墙与加固接缝的旋喷桩之间即产生了渗漏通道,造 成地墙接缝渗漏；基坑施工期间，要及时对支撑施加预应力,及时并有效地施加预应力是控 制基坑变形的重要环节；基坑开挖期间需加强对支撑的观察，钢支撑失稳前一般有拱起侧 弯或下沉的先兆； 一、深基坑施工安全控制要点 2.1 安全控制要点 三、基坑开挖与支撑 一、深基坑施工安全控制要点 钢支撑背后空隙大，与地连墙不密贴 2.1 安全控制要点 三、基坑开挖与支撑 一、深基坑施
10、工安全控制要点 钢支撑施工要点 钢管或型钢组件制作 水平腰梁要连续 斜撑要考虑水平剪力 设置端头板 施加预应力 大跨度时设置临时立柱 防坠落措施 现浇钢筋混凝土支撑 2.1 安全控制要点 四、回筑要快 深基坑开挖到底,进行垫层、底板施工前,一般为风险最高阶段,此阶段必须调集全部力 量,昼夜施工； 垫层应分块进行控制施工，结构施工段的垫层也可分成几小段，200平方 米以上的基底不能置留一天以上；“浇筑垫层和底板要抢，回筑速度关系基坑安全 五、充分重视监控量测工作 现场监测提供动态信息反馈来指导施工全过程 一、深基坑施工安全控制要点 2.1 安全风险管理要点 6）做好施工监测和第三方监测。 7）受
11、限空间作业，坍塌、涌水、触电、物体打击、中毒与窒息、高坠等风险并存， 易发生事故，需强化安全细节管理。 8）采用爆破法施工，易发生事故而且后果严重，震动过大、过多也容易诱发隧道坍 塌。因此爆破设计和爆破专项施工方案都应该经过专家评审，办理爆破作业许可及使用许 可，严格落实爆破专项方案等。 一、深基坑施工安全控制要点 2.1 安全风险管理要点 6）做好施工监测和第三方监测。 7）受限空间作业，坍塌、涌水、触电、物体打击、中毒与窒息、高坠等风险并存， 易发生事故，需强化安全细节管理。 8）采用爆破法施工，易发生事故而且后果严重，震动过大、过多也容易诱发隧道坍 塌。因此爆破设计和爆破专项施工方案都应
12、该经过专家评审，办理爆破作业许可及使用许 可，严格落实爆破专项方案等。 一、深基坑施工安全控制要点 二、典型事故分析 1、武汉地铁王家湾站基坑垮塌事故 2、杭州地铁一号线基坑坍塌事故 3、杭州中医药大学站基坑涌土事故 4、广州海珠城广场基坑坍塌 5、某车站主体结构高处坠落事故 6、某基坑支护起重伤害事故 7、深圳地铁一号线基坑地表沉陷 二、典型事故分析 武汉地铁王家湾站基坑垮塌事故原因分析 王家湾站为武汉市轨道交通4号线与3号线的换乘车站，采用“十”字型换乘，外带商业 开发。车站位于汉阳区龙阳大道与汉阳大道交叉路口，地处繁华地段。汉阳大道红线为50m， 龙阳大道红线为60m。在汉阳大道和龙阳大
13、道路中均有规划高架桥经过。 2012年12月30日，王家湾站基坑开挖工程中，3号线方向南端头基坑出现垮塌事故。 二、典型事故分析 （一）基坑垮塌过程 根据“基坑局部坍塌抢险的技术咨询意见”中的情况分析，武汉市轨道交通3号线王家湾 站南端头井开挖施工深度至17m左右（距基底标高约2m），第一道钢筋混凝土内支撑及第 二、三道钢支撑已安装完毕。2012年12月30日 上午11时30分左右，南端头井坑壁发现渗水， 伴随坑边地表下沉，路面开裂，12时左右南端头支护桩突然在桩顶以下约10m处折断，靠近端 头井侧壁部分支护桩受牵引发生较大变形，冠梁破坏，端头井基坑局部坍塌。 根据施工方汇报的情况，在早上10
14、点左右就发现混凝土支撑（第一道支撑）出现微裂缝 ，随后围护桩间抹平出现掉皮现象。现场在11点多发现渗水，地面下沉路面开裂（后面的 情况与咨询意见一致）。 但与现场业主沟通了解情况。因当时施工方说在约在10m深度出现裂缝，问裂缝到底在 什么位置，是第二道支撑之上还是之下，答复说，现场工人说的是地下10m的位置（对第二道 支撑之上或之下没有明确说，显然是不太清楚的） 二、典型事故分析 （二）、原因分析 工地出现垮塌事故后，在4号线全线工地巡检途中，有施工单位反映，在当时王家湾站基 坑出现问题后，他们被要求过去支援，看到的情况并不是某某局施工单位自己汇报的那样。 而且根据支援抢险单位的反映，在汉阳这
15、边地质条件好的位置，有些做法，比较普遍如果 没有架设第二道钢支撑，支护结构的情况如下： 开挖至9.4m的内力及位移： 二、典型事故分析 （二）、原因分析 1、设计是足够安全可靠的。 2、施工到底按照设计图纸要求实施没有，无人查证。 3、桩体断裂应是受弯折断，非施工、业主所称的受剪破坏。 4、根据现场及相邻工点单位了解情况，施工现场十分过分，将设计的富裕度全部吃掉。 5、钢腰梁在盾构井等角部位置(尤其不是扩大段的端头井)，并不可靠，建议今后全部改 为混凝土腰梁，避免施工单位安装滞后甚至不安装。 6、基坑虽然填平，但是断桩的形态在重新挖开后是可以看到的。虽然支撑的多少，理论 上也是可以查证的，但实际因土方重新开挖时间长，无法完全控制过程，一旦施工方想隐瞒， 难以找到确实证据。 7、最终官方处理意见是，事故是因为端头井外的污水管漏水致土层变差，最终致桩剪 短。当然，明白人想想也知道是怎么回事。 8、经过该事故后，武汉市4号线地铁基坑设计，加强了端头井处第一道撑以下的腰梁设 计(尤其是非扩大段的)，建议为混凝土腰梁。 二、典型事故分析 （三）、结论 开挖至17.0m的内力及位移： 根据前面计算桩的最大承载力：
