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1、先请看几组基坑事故的照片杭州地铁湘湖站基坑坍塌事故广州海珠城广场基坑坍塌事故广州海珠城广场基坑坍塌事故北京地铁熊猫环岛站基坑坍塌事故北京地铁熊猫环岛站基坑坍塌事故西安地铁洒金桥西安地铁洒金桥站基坑塌方事故站基坑塌方事故1 1、 周边环境破坏周边环境破坏支支护结构构变形引起的沉降形引起的沉降在深基坑工程施工在深基坑工程施工过程中程中, ,会会对周周围土体有不同程度的土体有不同程度的扰动 , ,一个重要影响表一个重要影响表现为引起周引起周围地表不均匀下沉地表不均匀下沉 , ,从而影响周从而影响周围建筑建筑 、构筑物及地下管、构筑物及地下管线的正的正常使用常使用 , ,严重的造成工程事故重的造成工程
2、事故 。引起周。引起周围地表沉降的因素大体有地表沉降的因素大体有 : :墙体体变位位 ; ; 基坑回基坑回弹、隆起、隆起 ; ;井点降水地井点降水地层固固结; ;抽水造成砂土抽水造成砂土损失、管涌失、管涌 流砂流砂 等等 。在。在这些因素中又以前三种些因素中又以前三种为主主 , ,因此如何因此如何预测和减小其所引起的地面沉降和减小其所引起的地面沉降为基基坑工程界的一个重要坑工程界的一个重要课题 。 深基坑工程常见事故形式及实例深基坑工程常见事故形式及实例基坑降水引起的沉降基坑降水引起的沉降 在深基坑开挖在深基坑开挖过程中程中, ,降低地下水位降低地下水位过大或大或围护结构有构有较大大变形形时,
3、 ,可能会引可能会引起基坑周起基坑周围地面沉降。若不均匀沉降地面沉降。若不均匀沉降过大大时, ,还有可能引起建筑物有可能引起建筑物倾斜斜, ,墙体、体、道路及地下管道路及地下管线开裂等开裂等严重重问题。 2010年年1月南宁市中兴街路面开裂月南宁市中兴街路面开裂2010年年4月广州市中山三路路面开裂月广州市中山三路路面开裂工程实例2010年年5月深圳地铁月深圳地铁5号线太安站基坑施工引起号线太安站基坑施工引起居民楼裂缝居民楼裂缝 工程实例2010年年8月上海逸虹景苑小区楼房开裂月上海逸虹景苑小区楼房开裂 工程实例2 2、 支护体系破坏支护体系破坏由于施工抢进度，超量挖土，支撑架设跟不上，是由于
4、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。产生大变形。2.1 围护体系折断深基坑工程常见事故形式及实例深基坑工程常见事故形式及实例2008年苏州某基坑事故年苏州某基坑事故工程实例工程实例2008年杭州地铁地下连续墙折断破坏年杭州地铁地下连续墙折断破坏 工程实例2011年杭州基坑围护桩折断年杭州基坑围护桩折断 基坑开挖后，土体
5、沿围护墙体下形成的基坑开挖后，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圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。的破坏。2.2 2.2 围护体整体失稳模式围护体整体失稳模式2.3 2.3 围护体踢脚破坏模式围护体踢脚破坏模式 由于基由于基坑围护墙体坑围护墙体插入基坑底插入基坑底部深度较小，部深度较小，同时由于底同时由于底部土体强度部土体强度较低，从而较低，从而发生围护墙发生围护墙底向基坑内底向基坑内发生较大的发生较大的“踢脚踢脚”变变形，同时引形，同时引起坑内土体起坑内土体隆起。隆起。某某基基坑坑发发生生“踢踢脚脚”破破坏坏工程实例在地铁车站那样的长条形基坑内区放坡挖土，由于放
6、坡较陡、在地铁车站那样的长条形基坑内区放坡挖土，由于放坡较陡、降雨或其他原因引致滑坡、冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱，降雨或其他原因引致滑坡、冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏。导致基坑破坏。2 2. .4 4坑坑内内土土滑滑坡坡，使使内内支支撑撑失失稳稳2009年杭州地铁年杭州地铁1号线凤起路站基坑号线凤起路站基坑内土体滑坡及支撑体系破坏内土体滑坡及支撑体系破坏工程实例在饱和含水地层（特别是有砂层、粉砂层或者其他的在饱和含水地层（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
7、夹带砂粒涌入基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。坑，严重的水土流失会造成地面塌陷。3 3. .1 1基基坑坑壁壁流流土土破破坏坏3、土体渗透破坏深基坑工程常见事故形式及实例深基坑工程常见事故形式及实例止水帷幕渗漏，桩间流土止水帷幕渗漏，桩间流土地面塌陷宁波某基坑发生流土与地面塌陷宁波某基坑发生流土与地面塌陷工程实例由于对承压水的降由于对承压水的降水不当，在隔水层水不当，在隔水层中开挖基坑时，当中开挖基坑时，当基底以下承压含水基底以下承压含水层的水头压力冲破层的水头压力冲破基坑底部土层，发基坑底部土层，发生坑底突涌破坏。生坑底突涌破坏。3.2 3.2
8、 基坑底突涌破坏基坑底突涌破坏上海某基坑坑底内发生承压水突涌上海某基坑坑底内发生承压水突涌工程实例在砂层或粉在砂层或粉砂底层中开砂底层中开挖基坑时，挖基坑时，在不打井点在不打井点或井点失效或井点失效后，会产生后，会产生冒水翻砂冒水翻砂（即管涌），（即管涌），严重时会导严重时会导致基坑失稳。致基坑失稳。 3.3 3.3 基坑底管涌基坑底管涌湖南浯溪水电站二期基坑出现管涌湖南浯溪水电站二期基坑出现管涌 工程实例挖断市政给水管网承压水管涌承压水管涌处理 以上基坑工程事故，只是从某一种形式上表现了基坑以上基坑工程事故，只是从某一种形式上表现了基坑破坏，实际上基坑工程事故的表现形式往往具有多样破坏，实际
9、上基坑工程事故的表现形式往往具有多样性，有一个连锁效应，表现的形式也呈多样性。所以性，有一个连锁效应，表现的形式也呈多样性。所以基坑工程事故发生的原因往往是多方面的，具有复杂基坑工程事故发生的原因往往是多方面的，具有复杂性。性。 下面请看详细的案例分析下面请看详细的案例分析深基坑工程事故案例分析深基坑工程事故案例分析1.1 1.1 事故调查结果公布事故调查结果公布 2008 2008年年1111月月1515日下午日下午3 3时时1515分，正在施工的杭州地铁湘湖站北分，正在施工的杭州地铁湘湖站北2 2基坑现场发生大面积坍塌事故，造成基坑现场发生大面积坍塌事故，造成2121人死亡，人死亡，242
10、4人受伤人受伤( (截止截止20092009年年9 9月已先后出院月已先后出院) )，直接经济损失，直接经济损失49614961万元。万元。 其直接原因是施工单位违规施工、冒险作业、基坑严重超挖；其直接原因是施工单位违规施工、冒险作业、基坑严重超挖；支撑体系存在严重缺陷且钢管支撑架设不及时；垫层未及时浇筑。支撑体系存在严重缺陷且钢管支撑架设不及时；垫层未及时浇筑。监测单位施工监测失效，施工单位没有采取有效补救措施。监测单位施工监测失效，施工单位没有采取有效补救措施。1 1、杭州地铁深基坑事故概况、杭州地铁深基坑事故概况 杭州地铁事故基坑，长杭州地铁事故基坑，长107.8m107.8m，宽，宽2
11、1m21m，开挖深度，开挖深度15.715.716.3m16.3m。设计采用。设计采用800mm800mm厚地下连续墙结合四道厚地下连续墙结合四道（端头井范围局部五道）（端头井范围局部五道）609609钢管支撑的围护方案。钢管支撑的围护方案。地下连续墙深度分别为地下连续墙深度分别为31.5m31.5m 34.5m34.5m。基坑西侧紧临。基坑西侧紧临大道，交通繁忙，重载车辆多，道路下有较多市政管线大道，交通繁忙，重载车辆多，道路下有较多市政管线( (包括上下水、污水、雨水、煤气、电力、电信等包括上下水、污水、雨水、煤气、电力、电信等) )穿过，穿过，东侧有一河道，基坑平面图如下图所示。东侧有一
12、河道，基坑平面图如下图所示。1.2 1.2 工程概况工程概况基坑平面图基坑平面图根据勘察，北2基坑西侧坍塌区为深厚的淤泥质土层，平均厚度32m，最大厚度35m，天然含水率近50%，呈流塑-软塑状，土体力学性质差。地下潜水位为0.5m，无承压水。 土土层层序序号号土土层层名名称称层层厚厚(m)(m)含含 水水 率率湿湿 密密度度土土 粒粒 比比 重重天天 然然 孔孔 隙隙 比比液液 限限塑塑 限限塑塑 性性 指指 数数液液 性性 指指 数数W W(%)(%)(g/cm(g/cm3 3) )GsGse el l(%)(%)p p(%)(%)I IP PI IL L2 2粘质粘质粉土粉土4 430.
13、530.51.901.902.702.700.850.852 2淤泥质淤泥质粘土粘土161648.648.61.711.712.742.741.371.3741.841.822.322.319.519.51.351.351 1淤泥质粉淤泥质粉质粘质粘土土171745.245.21.721.722.732.731.301.3037.537.521.521.516.016.01.481.482 2粉质粘土粉质粘土夹粉夹粉砂砂9933.033.01.831.832.722.720.940.9433.533.520.120.113.413.40.960.96各土层的物理指标各土层的物理指标土层土层固结
14、快剪值固结快剪值三轴三轴CUCU值值c cC Ccucucucu2 2粘质粉土粘质粉土3.93.928.828.83.93.928.828.82 2淤泥质粘土淤泥质粘土13.513.510.610.612.312.313.213.21 1淤泥质粉质粘土淤泥质粉质粘土131314.514.5131313.813.82 2粉质粘土夹粉砂粉质粘土夹粉砂12.212.216.816.819.419.421.321.3各土层的力学指标各土层的力学指标 基坑土方开挖共分为基坑土方开挖共分为 6 6 个施工段，个施工段， 总体由北向南总体由北向南组织施工组织施工 至事故发生前，第至事故发生前，第1 1施工段
15、完成底板混凝土施施工段完成底板混凝土施工，第工，第2 2施工段完成底板垫层混凝土施工，第施工段完成底板垫层混凝土施工，第3 3施工段完施工段完成土方开挖及全部钢支撑施工，第成土方开挖及全部钢支撑施工，第4 4施工段完成土方开挖施工段完成土方开挖及及3 3道钢支撑施工、开始安装第道钢支撑施工、开始安装第4 4道钢支撑，第道钢支撑，第5 5、6 6施工施工段已完成段已完成3 3道钢支撑施工、正开挖至基底的第道钢支撑施工、正开挖至基底的第5 5层土方同层土方同时，第时，第1 1施工段木工、钢筋工正在作业施工段木工、钢筋工正在作业; ;第第3 3施工段杂工进施工段杂工进行基坑基底清理，技术人员安装接地
16、铜条行基坑基底清理，技术人员安装接地铜条; ;第第4 4施工段正施工段正在安装支撑、施加预应力，第在安装支撑、施加预应力，第 5 5、6 6 施工段坑内施工段坑内2 2台挖机台挖机正在进行第正在进行第5 5层土方开挖。层土方开挖。1.31.3 事故概况事故概况 首先西侧中部地下连续墙横向断裂并倒塌，倒首先西侧中部地下连续墙横向断裂并倒塌，倒塌长度约塌长度约75m75m，墙体横向断裂处最大位移约，墙体横向断裂处最大位移约7.5m7.5m，东，东侧地下连续墙也产生严重位移，最大位移约侧地下连续墙也产生严重位移，最大位移约3.5m3.5m。由于大量淤泥涌入坑内，风情大道随后出现塌陷，由于大量淤泥涌入
17、坑内，风情大道随后出现塌陷，最大深度约最大深度约6.5m6.5m。地面塌陷导致地下污水等管道破。地面塌陷导致地下污水等管道破裂、河水倒灌造成基坑和地面塌陷处进水，基坑内裂、河水倒灌造成基坑和地面塌陷处进水，基坑内最大水深约最大水深约9m9m。下图所示为一组事故现场照片。下图所示为一组事故现场照片。 根据勘查结果对基坑土体破坏滑动面及地下连续根据勘查结果对基坑土体破坏滑动面及地下连续墙破坏模式进行了分析，并绘制相应的基坑破坏时调墙破坏模式进行了分析，并绘制相应的基坑破坏时调查平面图与施工工况图以及基坑土体滑动面与地下连查平面图与施工工况图以及基坑土体滑动面与地下连续墙破坏形态断面图。续墙破坏形态
18、断面图。2.1 2.1 破坏模式分析破坏模式分析2 2、 杭州地铁深基坑事故的原因分析杭州地铁深基坑事故的原因分析据靠近西侧地下连续墙静力据靠近西侧地下连续墙静力触探试验表明，在绝对标高触探试验表明，在绝对标高-8m-8m-10m-10m处处( (近基坑底部近基坑底部) )， qcqc值为值为0.20MPa0.20MPa（qcqc仅为原状土的仅为原状土的3030左左右），土体受到严重扰动，接近右），土体受到严重扰动，接近于重塑土强度，证明土体产生侧于重塑土强度，证明土体产生侧向流变，存在明显的滑动面。向流变，存在明显的滑动面。西侧地下连续墙墙底（相应西侧地下连续墙墙底（相应标高标高-27.0-
19、27.0左右），左右），C1C1孔静探孔静探qcqc值值约为约为0.6MPa0.6MPa（qcqc为原状土的为原状土的7070左右），土体有较大的扰动，但左右），土体有较大的扰动，但没有产生明显的侧向流变，主要没有产生明显的侧向流变，主要是地下连续墙底部产生过大位移是地下连续墙底部产生过大位移而所致。而所致。杭州地铁破坏模式示意图杭州地铁破坏模式示意图2.2 2.2 勘察问题勘察问题 由于勘察工作量不足，加上勘察人员对土性的认识的不足，由于勘察工作量不足，加上勘察人员对土性的认识的不足，造成基坑工程勘察资料不详细或土的物理力学指标取值偏高，使造成基坑工程勘察资料不详细或土的物理力学指标取值偏高
20、，使设计计算失误引起的事故。如杭州地铁工程在勘察方面主要有以设计计算失误引起的事故。如杭州地铁工程在勘察方面主要有以下一些问题：下一些问题： 不符合规范要求不符合规范要求1）基坑采取原状土样及相应主要力学试验指标较少，）基坑采取原状土样及相应主要力学试验指标较少，不能完全反映基坑土性的真实情况。不能完全反映基坑土性的真实情况。2）勘察单位未考虑薄壁取土器对基坑设计参数的影响，）勘察单位未考虑薄壁取土器对基坑设计参数的影响，以及未根据当地软土特点综合判断选用推荐土体力学参以及未根据当地软土特点综合判断选用推荐土体力学参数。数。3）勘察报告推荐的直剪固结快剪指标）勘察报告推荐的直剪固结快剪指标c、
21、值采用。平值采用。平均值，未按规范要求采用标准值，指标偏高。均值，未按规范要求采用标准值，指标偏高。4）勘察报告提供的）勘察报告提供的2层的比例系数层的比例系数m值值（m=2500kN/m4)与类似工程经验值差异显著。与类似工程经验值差异显著。 提供的土体力学参数互相矛盾，不符合土力学基本理提供的土体力学参数互相矛盾，不符合土力学基本理论。论。1）推荐用于设计的主要地层土的三轴）推荐用于设计的主要地层土的三轴CU、UU试验指标、试验指标、无侧限抗压强度指标与验证值、类似工程经验值差异显无侧限抗压强度指标与验证值、类似工程经验值差异显著。著。 试验原始记录已遗失，无法判断其数据的真实性。试验原始
22、记录已遗失，无法判断其数据的真实性。 2.3 设计问题设计问题 由于基坑设计涉及到多种学科，如土力学、基础工由于基坑设计涉及到多种学科，如土力学、基础工程、结构力学和原位测试技术等，需要对场地周围环程、结构力学和原位测试技术等，需要对场地周围环境、施工条件、工程地质条件、水文地质条件详细了境、施工条件、工程地质条件、水文地质条件详细了解和掌握，是一门系统科学，具有复杂性。所以目前解和掌握，是一门系统科学，具有复杂性。所以目前基坑支护的设计方案与措施大多数是偏于保守的，即基坑支护的设计方案与措施大多数是偏于保守的，即便如此，如果设计的人员经验不足，考虑不周，也易便如此，如果设计的人员经验不足，考
23、虑不周，也易引起相应的事故。对引起相应的事故。对522522例基坑事故统计也说明基坑设例基坑事故统计也说明基坑设计的不足，是引发事故的重要原因。杭州地铁工程在计的不足，是引发事故的重要原因。杭州地铁工程在设计方面主要有以下一些问题：设计方面主要有以下一些问题： 计算参数的选择计算参数的选择 1 1）设计单位未能根据当地软土特点综合判断、合）设计单位未能根据当地软土特点综合判断、合理选用基坑围护设计参数，力学参数选用偏高降低了理选用基坑围护设计参数，力学参数选用偏高降低了基坑围护结构体系的安全储备。基坑围护结构体系的安全储备。 2 2）设计中考虑地面超载）设计中考虑地面超载20kPa20kPa较
24、小。基坑西侧较小。基坑西侧为一大道，对汽车动荷载考虑不足。根据实际情况，为一大道，对汽车动荷载考虑不足。根据实际情况，重载土方车及混凝土泵车对地面超载宜取重载土方车及混凝土泵车对地面超载宜取30kPa30kPa，与，与设计方案设计方案20kPa20kPa相比，挖土至坑底时第三道支撑的轴相比，挖土至坑底时第三道支撑的轴力、地下连续墙的最大弯矩及剪力均增加约力、地下连续墙的最大弯矩及剪力均增加约4%5%4%5%，也降低了一定的安全储备。也降低了一定的安全储备。 考虑不周，经验欠缺考虑不周，经验欠缺 1）设计图纸中未提供钢管支撑与地下连续墙的连接节点详）设计图纸中未提供钢管支撑与地下连续墙的连接节点
25、详图及钢管节点连接大样，也没有提出相应的施工安装技术要求。图及钢管节点连接大样，也没有提出相应的施工安装技术要求。没有提出对钢管支撑与地连墙预埋件焊接要求。没有提出对钢管支撑与地连墙预埋件焊接要求。 2）同意取消施工图中的基坑坑底以下）同意取消施工图中的基坑坑底以下3m深土体抽条加固措深土体抽条加固措施，降低了基坑围护结构体系的安全储备。施，降低了基坑围护结构体系的安全储备。 经计算，采取坑底抽条加固措施后，地下墙的最大弯矩降经计算，采取坑底抽条加固措施后，地下墙的最大弯矩降低低20%左右，第三道支撑轴力降低左右，第三道支撑轴力降低14%左右，地下墙的最大剪左右，地下墙的最大剪力降低力降低13
26、%左右，由于在坑底形成了一道暗撑，抗倾覆安全系左右，由于在坑底形成了一道暗撑，抗倾覆安全系数大大提高。数大大提高。 3）从地质剖面和地下连续墙分布图中可以看出，对于本工）从地质剖面和地下连续墙分布图中可以看出，对于本工程事故诱发段的地下连续墙插入深度略显不足，对于本工程，程事故诱发段的地下连续墙插入深度略显不足，对于本工程，应考虑墙底的落底问题。应考虑墙底的落底问题。 4）设计提出的监测内容相对于规范少了）设计提出的监测内容相对于规范少了3项必测内容。项必测内容。2.4 2.4 施工问题施工问题 基坑土方超挖以及支撑施加不及时，支撑体系存在薄弱环节，基坑土方超挖以及支撑施加不及时，支撑体系存在
27、薄弱环节，基坑边超载过大等均容易引起基坑失稳。由于在以上因素的作用基坑边超载过大等均容易引起基坑失稳。由于在以上因素的作用下，会引起基坑围护结构变形较大，容易导致支撑破坏或地下水下，会引起基坑围护结构变形较大，容易导致支撑破坏或地下水管破裂，进而引发事故的发生。如杭州地铁工程在施工方面主要管破裂，进而引发事故的发生。如杭州地铁工程在施工方面主要有以下一些问题。有以下一些问题。（1 1）土方超挖）土方超挖 土方开挖未按照设计工况进行，存在严重超挖现象。特别土方开挖未按照设计工况进行，存在严重超挖现象。特别是最后两层土方（第四层、第五层）同时开挖，垂直方向超挖约是最后两层土方（第四层、第五层）同时
28、开挖，垂直方向超挖约3m3m，开挖到基底后水平方向多达，开挖到基底后水平方向多达26m26m范围未架设第四道钢支撑，第范围未架设第四道钢支撑，第三和第四施工段开挖土方到基底后约有三和第四施工段开挖土方到基底后约有43m43m未浇筑混凝土垫层。土未浇筑混凝土垫层。土方超挖导致地下连续墙侧向变形、墙身弯矩和支撑轴力增大方超挖导致地下连续墙侧向变形、墙身弯矩和支撑轴力增大计计算算土土层层参参数数情情况况类类型型最最大大变变形形（m mm m）第一第一道支道支撑力撑力（kNkN）第二第二道支道支撑力撑力（kNkN）第三第三道支道支撑力撑力（kNkN）第四第四道支道支撑力撑力（kNkN）最大最大负弯负弯
29、矩矩（kN-kN-m/mm/m）最大最大正弯正弯矩矩（kN-kN-m/mm/m）最大最大剪力剪力(kN/m(kN/m) )抗抗倾倾覆覆坑坑底底隆隆起起墙底墙底承载承载力力固固结结快快剪剪值值不不超超挖挖25.25.4 4120.5120.5628.9628.9743.743.3 3703.7703.7- -803.6803.61186.1186.4 4596.3596.31.41.48 81.81.83 32.332.33超超挖挖3434120.5120.5563.7563.71064.1064.3 3(1.4(1.43)3)- -978.4978.41750.1750.9 9(1.48(1.
30、48) )820.7820.7(1.38(1.38) )1.31.39 91.61.69 92.332.33 与设计工况相比，如第三道支撑施加完成后，在与设计工况相比，如第三道支撑施加完成后，在没有设置第四道支撑的情况下，直接挖土至坑底，第三没有设置第四道支撑的情况下，直接挖土至坑底，第三道支撑的轴力增长约道支撑的轴力增长约43%43%，作用在围护体上的最大弯矩，作用在围护体上的最大弯矩增加约增加约48%48%，最大剪力增加约，最大剪力增加约38%38%；超过截面抗弯承载力；超过截面抗弯承载力设计值设计值1463kN1463kN m/mm/m。支撑体系问题支撑体系问题1 1）现场钢支撑活络头节
31、点承载力明显低于钢管承载力）现场钢支撑活络头节点承载力明显低于钢管承载力 钢支撑体系均采用钢管结合双拼槽钢可伸缩节点，钢支撑体系均采用钢管结合双拼槽钢可伸缩节点， 施加预应力后钢楔塞紧传递荷载但该节点的设计、制作施加预应力后钢楔塞紧传递荷载但该节点的设计、制作加工、加工、 检测、验收、安装施工等均无标准可依，检测、验收、安装施工等均无标准可依， 处于处于无序状态无序状态 现场取样试验结果表明，现场取样试验结果表明， 正常施工状态下该节点正常施工状态下该节点的承载力为的承载力为3 000kN3 000kN，明显低于上述钢管的承载力计算值，明显低于上述钢管的承载力计算值5479kN5479kN。
32、如果在未设置第如果在未设置第 4 4 道支撑的情况下直接挖土至坑道支撑的情况下直接挖土至坑底，第底，第 3 3 道钢管支撑的最大轴力均超过钢管支撑轴心受道钢管支撑的最大轴力均超过钢管支撑轴心受压承载力设计值压承载力设计值3 000kN 3 000kN 如果进一步考虑活络头偏心、如果进一步考虑活络头偏心、钢楔没塞满活络头间隙等节点薄弱因素，钢楔没塞满活络头间隙等节点薄弱因素， 实际作用于第实际作用于第 3 3 道支撑的轴力与钢管节点的承载能力之间的差距将更道支撑的轴力与钢管节点的承载能力之间的差距将更大。大。 现场钢支撑体系的破坏状态表明：现场钢支撑体系的破坏状态表明： 大部分破坏均大部分破坏均
33、为该节点破坏，充分说明该伸缩节点不满足与钢管等强为该节点破坏，充分说明该伸缩节点不满足与钢管等强度度 、等刚度的连接要求。、等刚度的连接要求。2 2）钢管支撑与工字钢系梁的连接不满足设计要求）钢管支撑与工字钢系梁的连接不满足设计要求 设计要求钢管支撑在系梁搁置处，需采用槽钢有效设计要求钢管支撑在系梁搁置处，需采用槽钢有效固定，实际情况部分采用钢筋（有的已脱开）固定、部固定，实际情况部分采用钢筋（有的已脱开）固定、部分没任何固定措施，这使得钢管计算长度大大增加，钢分没任何固定措施，这使得钢管计算长度大大增加，钢管弯曲现象不同程度存在，最大弯曲值达管弯曲现象不同程度存在，最大弯曲值达11.76cm
34、11.76cm，由，由于偏心受压降低了钢管支撑的承载力。于偏心受压降低了钢管支撑的承载力。两端铰支、中间无支点钢管抗压强度设计值钢材型号钢材型号连接方式连接方式稳定系数稳定系数fA(kN)Q235轧制轧制0.6334057焊接焊接0.5533541两端铰支、中间有一支点钢管抗压强度设计值钢材型号钢材型号连接方式连接方式稳定系数稳定系数fA(kN)Q235轧制轧制0.9155865焊接焊接0.8555479 从以上计算可以看出，在本工程中，从以上计算可以看出，在本工程中，21.05m21.05m无支点的钢管相对中间有一支点的钢管的抗压强无支点的钢管相对中间有一支点的钢管的抗压强度设计值减小了约度
35、设计值减小了约1/31/3，相差较大。，相差较大。 设计要求系梁垂直方向每隔三跨设一设计要求系梁垂直方向每隔三跨设一道剪刀撑，边跨应设置，实际情况未设，道剪刀撑，边跨应设置，实际情况未设，降低了支撑体系的总体稳定性。降低了支撑体系的总体稳定性。3 3）钢立柱之间也未按设计要求设置剪刀撑）钢立柱之间也未按设计要求设置剪刀撑 钢支撑安装位置相对设计位置偏差较大，最大达钢支撑安装位置相对设计位置偏差较大，最大达83.6cm , 83.6cm , 平均为平均为20.6cm20.6cm；相邻钢管间距与设计间距偏差最大达；相邻钢管间距与设计间距偏差最大达65.0cm65.0cm。安装偏差导致支撑钢管受力不
36、均匀和产生了附加弯矩。安装偏差导致支撑钢管受力不均匀和产生了附加弯矩。4 4）部分钢支撑的安装位置与设计要求差异较大）部分钢支撑的安装位置与设计要求差异较大5 5）钢支撑与地下连续）钢支撑与地下连续墙预埋件未进行有效墙预埋件未进行有效连接连接 钢管支撑与地连钢管支撑与地连墙预埋件没有焊接，墙预埋件没有焊接，直接搁置在钢牛腿上，直接搁置在钢牛腿上，没有效连接易使支撑没有效连接易使支撑钢管在偶发冲击荷载钢管在偶发冲击荷载或地下连续墙异常变或地下连续墙异常变形情况下丧失支撑功形情况下丧失支撑功能。能。2.5 2.5 监测问题监测问题 基坑工程不确定性因素多，应实施信息化施工，监测是基坑信基坑工程不确
37、定性因素多，应实施信息化施工，监测是基坑信息化施工中必不可少的手段，对基坑工程，监测单位应科学、认真息化施工中必不可少的手段，对基坑工程，监测单位应科学、认真测试，及时、如实报告土体位移、地面沉降、支撑轴力等测试成果。测试，及时、如实报告土体位移、地面沉降、支撑轴力等测试成果。对于杭州地铁工程在施工方面主要有以下一些问题：对于杭州地铁工程在施工方面主要有以下一些问题：电脑中的原始数据被人为删除，通过对监测人员使用的电脑进行电脑中的原始数据被人为删除，通过对监测人员使用的电脑进行的数据恢复，发现以下的数据恢复，发现以下3 3个问题。个问题。（1 1）20082008年年1010月月9 9日开始有
38、路面沉降监测点日开始有路面沉降监测点1111个，至个，至1111月月1515日发日发生事故前最大沉降生事故前最大沉降316mm316mm，监测报表没有相应的记录。，监测报表没有相应的记录。（2 2）1111月月1 1日日4949号（北端头井东侧地连墙）测斜管号（北端头井东侧地连墙）测斜管18m18m深处最大深处最大位移达位移达43.7mm43.7mm，与监测报表不符。，与监测报表不符。（3 3）20082008年年1111月月1313日日CX45CX45号测斜管最大变形数据达号测斜管最大变形数据达65mm65mm，超过，超过报警值报警值(40mm)(40mm)，与监测报表不符。，与监测报表不符
39、。 通过以上可以发现，电脑中的数据与报表中的数据不一致，实通过以上可以发现，电脑中的数据与报表中的数据不一致，实际变形已超设计报警值而未报警，可以认为监测方有伪造数据或对际变形已超设计报警值而未报警，可以认为监测方有伪造数据或对内对外两套数据的可能性。内对外两套数据的可能性。（1）提供的监测报表中数据存在伪造现象，隐瞒报警数值，丧失）提供的监测报表中数据存在伪造现象，隐瞒报警数值，丧失了最佳抢险时机。了最佳抢险时机。（2）监测方案中的监测内容和监测点数量均）监测方案中的监测内容和监测点数量均不满足规范要求。不满足规范要求。监测项目监测项目规范要求规范要求设计方案设计方案施工监测方案施工监测方案
40、实际监测内容实际监测内容周围建筑物沉降和倾周围建筑物沉降和倾斜斜(地表沉降地表沉降)（地表沉降）（地表沉降）周围地下管线的位移周围地下管线的位移土体侧向变形土体侧向变形墙顶水平位移墙顶水平位移墙顶沉降墙顶沉降支撑轴力支撑轴力地下水位地下水位立柱沉降立柱沉降孔隙水压力孔隙水压力墙体变形墙体变形墙体土压力墙体土压力坑底隆起坑底隆起监测项目监测项目设计图纸数设计图纸数量量施工监测方案施工监测方案数量数量实际监测点数量实际监测点数量地表沉降地表沉降1288墙顶水平位移墙顶水平位移888墙顶沉降墙顶沉降888支撑轴力支撑轴力2244地下水位地下水位20m/孔孔（5孔）孔）20m/孔孔（5孔）孔）1墙体变
41、形墙体变形1088(其中其中4个个CX46、CX47、CX48、CX50已破已破坏坏)坑底隆起坑底隆起500（3 3）测点破坏严重且未修复，造成多处监控盲区；部分监测内容）测点破坏严重且未修复，造成多处监控盲区；部分监测内容的测试方法存在严重缺陷。的测试方法存在严重缺陷。 通过钢支撑应力计现场测试表明，钢支撑受拉时应力计读数变大，受压时通过钢支撑应力计现场测试表明，钢支撑受拉时应力计读数变大，受压时应力计读数变小，根据此原理，监测报表中的所有钢支撑均出现拉应力，明显应力计读数变小，根据此原理，监测报表中的所有钢支撑均出现拉应力，明显不符合钢支撑的受力状态，说明监测数据不可靠。不符合钢支撑的受力
42、状态，说明监测数据不可靠。2.6 2.6 其它问题其它问题(1)(1)专项方案审批管理混乱，未严格按设计及规范要求监理。专项方案审批管理混乱，未严格按设计及规范要求监理。(2)(2)监理未按规定程序验收，违反监理规范。监理未按规定程序验收，违反监理规范。(3)(3)发现存在严重质量安全隐患，而未采取进一步措施予以控制。发现存在严重质量安全隐患，而未采取进一步措施予以控制。 综上所述：由于基坑土方开挖过程中，基坑超挖，综上所述：由于基坑土方开挖过程中，基坑超挖，钢管支撑架设不及时，垫层未及时浇筑，钢支撑体系存钢管支撑架设不及时，垫层未及时浇筑，钢支撑体系存在薄弱环节等因素，引起局部范围地下连续墙
43、产生过大在薄弱环节等因素，引起局部范围地下连续墙产生过大侧向位移，造成支撑轴力过大及严重偏心。同时基坑监侧向位移，造成支撑轴力过大及严重偏心。同时基坑监测失效，隐瞒报警数值，未采取有效补救措施。以上直测失效，隐瞒报警数值，未采取有效补救措施。以上直接因素致使部分钢管支撑失稳，钢管支撑体系整体破坏，接因素致使部分钢管支撑失稳，钢管支撑体系整体破坏，基坑两侧地下连续墙向坑内产生严重位移，其中西侧中基坑两侧地下连续墙向坑内产生严重位移，其中西侧中部墙体横向断裂并倒塌，风情大道塌陷。部墙体横向断裂并倒塌，风情大道塌陷。3 3、 广州海珠城广广州海珠城广场基坑坍塌基坑坍塌 海珠城广场基坑周长约340米，
44、原设计地下室4层，基坑开挖深度为17米。 该基坑东侧为江南大道，江南大道下为广州地铁二号线，二号线隧道结构边缘与本基坑东侧支护结构距离为5.7米；基坑西侧、北侧邻近河涌，北面河涌范围为22米宽的渠箱；基坑南侧东部距离海员宾馆20米，海员宾馆楼高7层，采用340锤击灌注桩基础；基坑南侧两部距离隔山一号楼20米，楼高7层，基础也采用340锤击灌注桩。3.1 3.1 工程概况工程概况该工程地工程地质情况从上至下情况从上至下为填土填土层，厚，厚0.73.60.73.6米，米， 淤泥淤泥质土土层，层厚厚0.52.90.52.9米；米； 细砂砂层，个，个别孔揭露，孔揭露，层厚厚0.51.30.51.3米；
45、米； 强风化泥岩，化泥岩，顶面埋深面埋深为2.85.72.85.7米，米，层厚厚0.30.3米；米； 中、中、风化泥岩，埋深化泥岩，埋深3.67.23.67.2米，米，层厚厚1.516.71.516.7米；米； 微微风化岩，埋深化岩，埋深6.020.26.020.2米，米，层厚厚1.812.841.812.84米。米。由于本工程岩由于本工程岩层埋深埋深较浅，因此，原浅，因此，原设计支支护方案如下：方案如下：基坑东侧、基坑南侧东部34米、北侧东部30米范围，上部5.2米采用喷锚支护方案，下部采用挖孔桩结合钢管内支撑的方案，挖孔桩底标高为20.0米。基坑西侧上部采用挖孔桩结合预应力锚索方案，下部采
46、用喷锚支护方案。基坑南侧、北侧的剩余部分，采用喷锚支护方案。后由于0.00标高调整，后实际基坑开挖深度调整为15.3米。 本基坑在2002年10月31日开始施工，至2003年7月施工至设计深度15.3米，后由于上部结构重新调整，地下室从原设计4层改为5层，地下室开挖深度从原设计的15.3米增至19.6米。由于地下室周边地梁高为0.7米。因此，实际基坑开挖深度为20.3米，比原设计挖孔桩桩底深0.3米。 新的基坑设计方案确定后，2004年11月重新开始从地下4层基坑底往地下5层施工，至2005年7月21日上午，基坑南侧东部桩加钢支撑部分，最大位移约为4.0cm，其中从7月20日至7月21日一天增
47、大1.8cm，基坑南侧中部喷锚支护部分，最大位移约为15cm。 2005年7月21日12时左右,在广州海珠区江南大道南珠城海广场深基坑发生滑坡，导致三人死亡，4人受伤，地铁二号线停运近一天，7层的海员宾馆倒塌，多加商铺失火被焚，一栋7层居民楼受损，三栋居民被迫转移。3.2 3.2 事故过程事故过程（1）本基坑原设计深度只有16.2米，而实际开挖深度为20.3米，超深4.1米，造成原支护桩成为吊脚桩，尽管后来设计有所变更,但对已施工的围护桩和锚索等构件已无法调整，成为隐患。（2）从地质勘察资料反应和实际开挖揭露，南边地层向坑内倾斜，并存在软弱透水夹层，随着开挖深度增大，导致深部滑动。（3）本基坑
48、施工时间长达2年9个月，基坑暴露时间大大超过临时支护为一年的时间，导致开挖地层的软化渗透水和已施工构件的锈蚀和锚索预应力的损失，强度降低，甚至失效。3.3 3.3 事故原因事故原因 深基坑工程本身是集 挡土 支护 防水 等五个环节构成的系统工程 降水 挖土任一环节失控也会造成事故金融街项目深基坑施工注意要点一、深入了解地质特性与周边环境二、注重围护结构施工质量三、解决好水的问题四、基坑开挖与支撑五、回筑要快六、充分重视监控量测工作七、抢险措施七、抢险措施 1.地质资料是深基坑设计、施工最重要的依据之一，同样的支护方案，地质条件不同，方案的安全度也不同。在深基坑施工前，施工单位必须深入了解建筑场
49、地及周边、地表至支护结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。 一、深入了解地质特性与周边环境 2.施工单位在基坑施工前，需要对周边环境资料按设计图纸进行现场核实，了解建筑场地及其附近的地下管线、地下埋设物的位置、深度、结构形式及埋设时间等。对邻近建筑物的深基坑工程，施工前施工单位应熟知邻近建筑物的位置、层数、高度、结构类型、基础类型，如发现与设计图纸不符，应及时通知设计单位进行设计核查。此外，施工单位还应掌
50、握深基坑施工的其他条件，如基坑周围的地面排水情况，地面雨水、流水、上下水管线排入或漏入基坑的可能性以及基坑附近的地面堆载及大型车辆的动、静荷载。二、注重围护结构施工质量 围护结构是深基坑支护体系的基础，围护结构的好坏，直接影响深基坑工程的安全。目前围护结构主要有地下连续墙、钻孔灌注桩+止水帷幕、钻孔咬合桩、SMW工法等形式,这些都是比较成熟的施工工法。在围护结构施工期间，是否按工法要求进行施工控制，是确保围护质量的关键，对每道工序的检验亦是围护质量的关键。而围护结构的深度、底部沉渣厚度、防水接头的密闭性又是控制中的关键点,故对于围护结构必须按要求控制每个细节,确保围护在后续开挖中不沉、不漏,不
51、发生重大变形。 三、解决好水的问题 1.降水是深基坑工程中不可缺少的技术措施，围护结构封闭后，基坑内疏干井降水可以改善土方开挖、边坡修整的施工条件，更重要的是提高土体强度，增强基坑整体抗滑坡和隆起能力。降水效果的好坏,直接影响深基坑变形的大小,为保证降水效果，施工单位可重点从抽水量和水位保持两方面加以控制。 2.基坑开挖过程中，明沟排水系统要及时设置，不能下了雨再去挖，必须随挖土随修坡同时修筑,集水坑宜设在总坡底(或层坡底)，若要设纵向排水明沟，不能沿地下墙边，要设在坑中或三分线上。 3当基坑开挖深度过大,承压含水层顶板以上土层的重量不足以抵抗承压含水层顶板处的承压水头压力时,基坑开挖面以下的
52、土层将发生突涌破坏,这种情况可通过提前降低承压水水头来解决。但是当基坑周边有重要建筑物时，减压降水会形成承压水降落漏斗,在基坑周围引起地面变形,变形超出某一范围时，将对相邻建(构)筑物将产生危害性影响，为避免这种危害性影响，可视情况采取应对措施：（1）加长围护结构以截断承压水层；（2）对基坑底部土体进行加固；（3）布设回灌井，补充地下水。不管采用何种方法，解决承压水风险最重要的原则是快速施工。 管井监测1、孔隙水压力观测(1)目的是了解降水期间地层中孔隙水压力的变化，以便估算地基强度、变形和基坑稳定性；(2)孔隙水压力通常每天观测1次，如有异常现象,必须加强观测，每日不少于2次。2、出水量监测
53、和记录(1)每口井必须配备1套相适应的流量计装置；(2)出水量必须满足正常出水量要求；(3)每口井每天必须至少有1次出水量记录；(4)施工单位必须备有足够数量的备用流量计装置。降水井封井前提条件(1)结构底板施工完成；(2)满足主体结构抗浮要求；(3)基坑内降水井井内稳定水位位于基坑面以下23m。四、基坑开挖与支撑 1. 土方开挖应遵循“分段分层、分块开挖、先中间后两边、随挖随撑、限时完成”的原则，以缩短开挖时间,减少累积变形为主要控制目标。另外为防止基坑土体纵向滑移,可采取以下措施:（1）严格控制基坑开挖坡度，采取有针对性的降水措施，紧贴基坑四周设置挡水墙，防止积水向坑内渗透。 （2）暴雨来
54、临之前所有边坡应铺设塑料膜防止暴雨冲刷，同时在坡脚设置大功率水泵抽水，防止坡脚浸水。（3）基坑需要停工较长时间，应在平台、基坑边和坡脚设置排水明沟和积水坑，并派专人抽水值班，必要时对基坑边坡面进行喷射素砼保护。（4）坡顶严禁堆积荷载。 3.加快施工进度，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。解决上撑不及时的问题，从技术方案上可尽量选择钢筋混凝土支撑方式，特别是第一道撑采用钢筋混凝土撑有很多优势。解决上撑不及时的问题，从施工组织上关键在于编制好施工程序和操作细则，做到有条不紊，分工明确、落实岗位、责任到人。施工准备要有超前的意识“做一、备二、想三”(根据能力、环境、天气)，
55、事前要向全体施工人员进行施工方案的技术交底，只有施工人员都明白了做什么，怎么做，为何要这样做，才能真正“快”起来。本工程支撑设计与施工地下室垫层及底板砼满堂浇注至支护桩边，负一层底板及该处换撑块砼强度达设计强度80%以上时拆除第一层支撑。（见工况图一四）拆除顺序：支撑拆除应间隔、对称进行，并应先拆联系杆后拆主支撑，先拆角撑后拆对撑。角撑杆件拆除顺序应遵循自里向外原则。拆撑时加强变形观测，如果变形较大应立即停止拆撑，并分析原因，及时采取相应措施。 4.及时上撑不仅对控制基坑变形有利，也对防止围护结构接缝漏水又很大帮助。有施工单位反映，在基坑开挖中，地连墙接缝已经进行了旋喷处理，但仍然会漏水，后来
56、分析原因，问题原来出在支撑环节上。在基坑开挖过程中，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。本工程钢立柱应与水平支撑及时稳固连接本工程钢立柱应与水平支撑及时稳固连接使形成整体受力体系。使形成整体受力体系。五、回筑要快 基坑开挖结束并不意味着土体变形的结束，在基坑开挖结束后，垫层和底板的迅速施工将对基坑坑底土体的隆起起到极大的限制作用，有助于围护结构以及周围建筑物变形的控制。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,不可为图方便,扩大单次混凝土浇筑范围
57、。施工期间如果恰逢雨季，垫层可挖一块浇筑一块，底板混凝土应在垫层完工后7天内浇筑。为加快施工进度,垫层混凝土可适当掺入早强剂或适当提高混凝土标号。要使全体施工管理人员形成“浇筑垫层和底板要抢，回筑速度关系基坑安全”的风险意识，自觉地去“快干”，这是深基坑施工的管理重点之一。 六、充分重视监控量测工作 深基坑的理论研究和工程实践告诉我们，理论、经验和监测相结合是指导深基坑工程的设计和施工的正确途径。对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目，往往难从以往的经验中得到借鉴，也难以从理论上找到定量分析、预测的方法，这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。首先，靠现场监测提供动态信息反馈来指导施工全过程，
58、并可通过监测数据来了解基坑的设计强度。第二，可及时了解施工环境地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施充当耳目。 所以在深基坑施工过程中,监测工作极其重要。深基坑监测点布置必须满足对深基坑整体情况的反映,且有代表性。在实际开挖中以计算量为控制目标,一旦突破,及时报警, 分析原因,及时制定措施方案。监测的内容主要包括支撑轴力、围护结构的位移及沉降变形、地表沉降、管线的位移及沉降、周边构建物的位移及沉降、地下水位变化等。在基坑开挖施工中，当一些监控数据接近或超过警戒值时，通过对监测数据的分析，就能及时准确地发现施工中存在的问题，从而调整施工步骤，采取相应对策，以达到有效控制基坑变形，确保基坑施工安全的目的。 七、抢险措施 深基坑施工具有一定的危险性，针对深基坑施工的特点，施工单位应当根据工种、工序，有针对性地建立和完善应急救援预案，防止突发事故的发生，做到有所防备，有所准备。有所准备不仅要有应急预案，还应有专门的抢险队伍、设备与材料准备。常备不懈是事故应急救援工作的基础,一旦有险情应在最短的时间内将设备、人员、材料运抵现场。险情发生后，施工单位应立即向相关建设管理部门报告，加强对周边建筑物及地下管线的监测，必要时疏散现场及周边建筑物内的人员。
