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深基坑安全管理深基坑安全管理1随着城市建设的飞速发展,
高层建筑、地下商场、隧道、地铁的数量越来越多,规模也越来越大,对深基坑的施工不断提出更高要求。为了保障新建工程在规定期限内顺利完成和周边建筑及设施的安全,确保深基坑工程的施工质量及安全就十分重要。且基坑事故在建筑工程中属于事故高发项目。前言
随着城市建设的飞速发展,高层建筑、地下商场、隧道、2前言
佛山市禅城区万科广场工地辅道塌陷事件(2015.7)前言佛山市禅城区万科广场工地辅道塌陷事件(2015.7)3深圳前海金融世贸中心基坑坍塌(2015.7.10)深圳前海金融世贸中心基坑坍塌(2015.7.10)4目录深基坑工程介绍深基坑安全管控要点
一
二深基坑事故案例
三目深基坑工程介绍深基坑安全管控要点一二深基坑事故案例5深基坑工程介绍
一1.深基坑工程概念3.深基坑工程五大特点2.深基坑工程四大趋势深基坑工程介绍一1.深基坑工程概念3.深基坑工程五大特点26《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质〔2009〕87号深基坑的定义:一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。包括工程勘察、围护结构设计、围护结构施工、地下水控制、基坑监测、土方挖填。1深基坑工程的概念
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质〔2009〕8772深基坑工程四大趋势近即深基坑离周边的环境保护对象近。深基坑四周往往紧贴各种重要的建(构)筑物,周围环境复杂,设计或施工不当,均会对环境造成不利影响。2深基坑工程四大趋势近即深基坑离周边的环境保护对象近。8深即基坑开挖深度越来越深。
随着地下空间的开发利用,基坑越来越深,如:深圳平安金融大厦基坑地下室5层,平均深30米,武汉地铁7号线基坑深度创纪录达到44.1米。对设计理论与施工技术都提出的更难的要求。2深基坑工程四大趋势深即基坑开挖深度越来越深。2深基坑工程四大趋势9大基坑的规模与尺寸越来越大。不论是房建、商业,还是迅猛发展的高铁及地铁,均有大规模地下空间的开发。2深基坑工程四大趋势大基坑的规模与尺寸越来越大。2深基坑工程四大趋势10紧即场地紧凑。城市用地需求旺盛,周边交通、房屋、地下设施已成型,场地可用空间小,大大增加了施工难度。2深基坑工程四大趋势紧即场地紧凑。2深基坑工程四大趋势113深基坑工程五大特点(1)深基坑工程具有很强的区域性和个性深基坑工程因其工程地质和水文地质条件不同而差异性很大。(黄土地基、砂土地基、软粘土地基等)
除此之外,还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。没有规定统一的标准。(2)深基坑工程具有很强的综合性深基坑工程涉及土力学中强度(或称稳定)、变形和渗流3个基本课题,
是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科,是多种复杂因素相互影响的系统工程。3深基坑工程五大特点(1)深基坑工程具有很强的区域性和个性12(3)深基坑工程具有较强的时空效应和环境效应
深基坑的深度和平面形状,对深基坑的稳定性和变形有较大影响。同时,深基坑工程的开挖,必将不同程度的影响到周围地基中土压力、土体蠕变、土坡稳定性、地下水位等,导致周围地基土体的变形,对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。大量土方运输也对交通产生影响。(4)深基坑工程具有质量要求高与较大工程量、较紧工期的冲突特点
深基坑工程工程量大,施工管理上工期紧对其施工质量产生很大影响。若施工质量不达标,支护整体稳定性、防水能力和抗压能力都将大打折扣。极有可能由保护转化为事故。3深基坑工程五大特点(3)深基坑工程具有较强的时空效应和环境效应(4)深基坑工程13(5)深基坑工程具有较大的风险性和较高的事故率
深基坑工程造价较高,但它是个临时工程,一般不愿投入较多资金,且其设计安全储备相对较小(结构的极限承载力与设计荷载的差值即为安全储备),因此风险性较大。
此外,深基坑工程施工周期长,从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程,常常经历多次降雨、周边堆载等众多不利条件,安全的随机性较大,事故的发生往往具有突发性。一旦出现事故,造成的经济损失和社会影响往往十分严重。3深基坑工程五大特点(5)深基坑工程具有较大的风险性和较高的事故率3深基坑工程五14索赔1400万!万科把施工方、监理方、监测方全部告上法庭,究竟因为啥?索赔1400万!万科把施工方、监理方、监测方全部告上法庭,究152017.5深圳地铁3号线南延工程基坑坍塌事故2017.516深基坑安全管控要点二1.深基坑工程全过程管控2.施工管理阶段深基坑安全管控要点二1.深基坑工程全过程管控2.施工管理阶17深基坑工程全过程管控地质资料勘察和周边环境调查支护方案设计、评审基坑专项施工方案编制、论证根据设计图和专项方案进行基坑支护结构的施工、土方开挖开挖至设计深度,支护结构及周边环境满足设计及规范要求后竣工验收加紧完成地下隐蔽结构施工施工及土方开挖过程中对支护结构及周边环境进行监测基坑使用完毕立即回填12345671深基坑工程全过程管控地质资料勘察和周边环境调查支护方案设计、182.1深基坑施工方案编制要点施工方案应具有一个完备的体系,把施工全过程和牵涉的各个方面阐述清楚,这样才具有指导性和可行性,具体到深基坑工程施工方案,应包含以下12个方面的要点。①、编制依据主要列明地勘报告,设计文件(包括图纸会审纪要和专家论证意见),现行国家、行业、地方相关规范标准,施工承包合同及周边环境现状资料,现场踏勘情况等。②、工程概况主要是把深基坑工程的基本情况、结构部分的设计情况、基坑影响范围内周边情况和地质水文情况描述清楚。③、设计方案说明
采用图表形式表述支护设计概况,明确设计文件中对施工的要求。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段192.1深基坑施工方案编制要点④、施工重点、难点及重大危险源识别通过设计和现场等确定工程的重点、难点内容以及重大危险源拟采取有针对性的应对措施。⑤、施工部署与施工计划施工部署要阐明施工组织机构和人材机的安排情况,主要介绍基坑施工流水段划分、总体施工顺序(水平流向)与施工流程(竖直流向)、具体各阶段的施工安排。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段202.1深基坑施工方案编制要点⑥、施工方法和技术措施按照分部分项工程分别描述清楚施工顺序、方法、技术参数控制和验收标准等。(1)支护结构施工:详细描述主要支护结构的施工顺序、方法、工艺流程及相关技术参数的控制和质量验收标准等。(2)基坑降、排水施工:详细说明按照设计文件降排水的要求,具体落实的坑内外降、排水措施和排水沟、集水井的平面布置,明确降水的控制要求等。(3)土方开挖:阐述各阶段挖土流程,分层分段方案,不同深度的挖土方法以及临时边坡的稳定措施及安全技术措施。(4)支撑施工:包括支撑体系施工工艺、施工顺序、流程以及操作要点等。明确拆、换撑的安排,支撑拆除顺序,安全技术措施等。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段212.1深基坑施工方案编制要点⑦、施工监测和信息化根据设计要求和规范规定等确定的监测项目、测点布置、监测方法,明确监测数据的记录制度和处理方法,预警管理与信息反馈制度。(《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009)⑧、施工危险源辨识及应急预案对工程危险源进行辨识与评估,识别出重大危险源,形成重大危险源清单和应对措施。编制应急预案(包括应急组织与职责、应急响应机制、应急准备和应急措施),针对可能出现的任何一种失效形式均有有效的应急措施。⑨、文明施工及环境保护措施文明施工措施应详细说明安全文明标准化建设情况,环境保护措施应包括扬尘、噪音、污水、水土流失和固体废弃物等的管理措施。周边环境保护措施应针对基坑周边的重要保护对象逐个说明采取的针对性保护措施。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段222.1深基坑施工方案编制要点⑩、施工质量及安全保证措施应具体说明质量、安全保证体系、基坑施工各阶段保证施工质量、安全的管理、技术措施。⑪、季节性施工措施季节性施工措施应结合施工计划详细描述雨季和夏季高温等特殊季节施工采取的相关措施。⑫、相关图表、附件主要有基坑支护结构设计图、施工平面布置图、施工进度计划表、基坑设计专家论证意见等。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段232深基坑施工阶段2.2深基坑施工方案论证深基坑工程施工风险性高,住建部将其列入危险性较大的分部分项工程范围,施工前需编制施工方案,并经专家论证之后方可组织实施。下列人员应当参加专家论证会:(一)专家组成员;(二)建设单位项目负责人或技术负责人;(三)监理单位项目总监理工程师及相关人员;(四)施工单位分管安全的负责人、技术负责人、项目负责人、项目技术负责人、专项方案编制人员、项目专职安全生产管理人员;(五)勘察、设计单位项目技术负责人及相关人员。专家论证建设单位监理单位设计勘察施工单位专家2深基坑施工阶段2.2深基坑施工方案论证专家建设单位监理单位242.3深基坑施工注意事项(建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012第8章基坑开挖与监测)当支护结构构件强度达到开挖阶段的设计强度时,方可向下开挖。开挖时,挖土机械不得碰撞或损害锚杆、腰梁、土钉墙墙面、内支撑及其连接件等构件,不得损害已施工的基础桩。对挖机作业人员进行技术交底书面形成记录,各类操作人员持证上岗,人证一致。。各类资源准备到位,按方案执行。应按支护结构设计规定的施工顺序和开挖深度分层开挖。应控制坑内开挖土坡高差及坡度,防止坑内土体滑坡。雨期施工时,应在坑顶、坑底采取有效的截排水措施;排水沟、集水井应采取防渗措施;
当坑体渗水、积水或有渗流时,应及时进行疏导、排泄、截断水源。土体坡道要求:土体坡道坡度、宽度要满足要求,坡道土质应压实,坡道两侧做好坚实防护。2深基坑施工阶段2.3深基坑施工注意事项2深基坑施工阶段252.3深基坑施工注意事项对采用内支撑的支护结构,宜采用开槽方法浇筑混凝土支撑或安装钢支撑;开挖到支撑作业面后,应及时进行支撑的施工。注意查看围护桩下部桩体的成桩质量,有无大面积露筋、夹泥,发现后及时上报,暂缓作业,处理后经各方同意后再行实施开挖。当地质情况及基坑开挖过程中监测数据所反映的与原设计依据资料不符的,包括地下建(构)筑物、地下管线不同时,施工要及时提出补充勘察要求、调整设计方案,确保安全。当支护结构的施工质量不能达到设计要求,或监测结果超过设计报警值,必须及时反馈给设计单位进行补强设计。基坑周边施工材料、设施或车辆荷载严禁超过设计要求的地面荷载限值2深基坑施工阶段2.3深基坑施工注意事项2深基坑施工阶段262.3深基坑施工注意事项开挖至坑底后,应及时进行混凝土垫层和主体地下结构施工。采用锚杆或支撑的支护结构,在未达到设计规定的拆除条件时,严禁拆除锚杆或支撑。主体地下结构施工时,结构外墙与基坑侧壁之间应及时回填。遇台风、大雨及地下水位涨落大、地质情况复杂等情形,建设单位、监测单位、施工单位、监理单位必须落实专人24小时值班,加强对深基坑和周围环境的沉降、变形、地下水位变化等观察工作,有异常情况应当及时报告,并采取有效措施及时消除事故隐患。2深基坑施工阶段2.3深基坑施工注意事项2深基坑施工阶段27基坑监测项目选择2深基坑施工阶段基坑监测项目选择2深基坑施工阶段28监测项目监测周期测点数量测点的布置监测方法及精度监测频率桩墙顶(支护结构圈梁围檩、冠梁、基坑坡顶等)水平位移、垂直沉降全过程每一边不少于3点,且每20m不少于1点,每一基坑不少于8点沿基坑周边布置,每边中部和端部均应布置观测点,且观测点间距不宜大于20米。观测点设置在与支护结构刚性连接钢筋混凝土冠梁上,或钢筋混凝土护顶上用水准仪、经纬仪、全站仪监测,精度不低于1mm开挖深度≤5m及基础底板完成后,1次/2天;其它1次/天支撑轴力支撑设置至拆除构件的10%,且不少于3个,每一支撑不少于3点设置在主撑等重要支撑的跨中部位,每层支撑都应选择几个有代表性的截面进行测量用安装在混凝土支撑内部、与受力钢筋串联连接的应力传感器测试。钢支撑采用与支撑串联连接的、与支撑断面尺寸相同的应力传感器测试。精度不低于1/100(F·S)立柱变形全过程不少于构件的20%,且不少于3个直接布置在立柱上方的支撑面上,每根立柱的垂直及水平位移均应测量,多个支撑交汇、受力复杂处的立柱应作为重点观测点水准仪、经纬仪监测。精度不低于1mm基坑监测要求2深基坑施工阶段监测项目监测测点数量测点的布置监测方法及精度监测频率桩墙顶(29监测项目监测周期测点数量测点的布置监测方法及精度监测频率坑外地下水位、坑内地下水及基坑渗漏水状况降水过程每边不少于1点坑内地下水位的观测井(孔)在基坑每边中间和基坑中央设置,埋深与降水井点相同。坑外地下水位观测井(孔)设置在止水帷幕以外,沿基坑周边布设通过水位观测井用水位计观测检查或测量检查。最小读数值不大于10mm1次/2天邻近房屋沉降、倾斜、裂缝开挖至±0.00每一建(构)筑物或重要设施不少于6点沉降观测点的布置:沿建筑物四角外墙每10-15m或每隔2-3根柱设置一点;裂缝、沉降缝、伸缩缝的两侧及新旧建筑物、高低建筑物的交接处均应设置点。裂缝点的布置:在裂缝两测布置;倾斜点的布置:应沿对应观测点的主体竖直线布置,整体倾斜按顶部、底部上下对应布置;分层倾斜按分层部位、底部上下对应布置用水准仪、经纬仪等进行测量。精度符合《建筑变形测量规程》JGJ/T8的规定开挖深度≤5m及基础底板完成后,1次/2天;其它1次/天地下管线沉降与水平位移开挖至±0.00每10m设一观测点在管线的端点、转角点和必要的中间部位设置;具体的观测点应设置在管线本身或靠近管线底面的土体中基坑监测要求2深基坑施工阶段监测项目监测测点数量测点的布置监测方法及精度监测频率坑外地下30深基坑事故案例
三1.工程概况2.事故概况3.事故原因分析4.事故结果及问责5.事故总结深基坑事故案例三1.工程概况2.事故概况3.事故原因分析431
杭州地铁湘湖站北2基坑,长107.8m,宽21m,开挖深度15.7~16.3m。设计采用800mm厚地下连续墙结合四道(端头井局部五道)Φ600mm钢管支撑的围护方案。地下连续墙深度分别为31.5m~
34.5m。基坑西侧紧临大道,交通繁忙,重载车辆多,东侧为河道,基坑平面图如下。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。1.工程概况三深基坑事故案例杭州地铁湘湖站北2基坑,长107.8m,宽21m,开挖深度32基坑土方开挖共分为6个施工段。首先西侧中部地下连续墙横向断裂并倒塌,倒塌长度约75m,东侧地下连续墙也产生严重位移。由于大量淤泥涌入坑内,风情大道随后出现塌陷,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,基坑内最大水深约9m。2.
事故概况三深基坑事故案例北东第1道第2道第3道第4道第5道基坑土方开挖共分为6个施工段。首先西侧中部地下连续墙横向33三深基坑事故案例三深基坑事故案例34三深基坑事故案例三深基坑事故案例35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,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,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。3)勘察报告推荐的直剪固结快剪指标c、Φ值采用平均值,未按规范要求采用标准值,指标偏高。4)勘察报告提供的的比例系数m值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论。1)推荐用于设计的主要地层土的三轴CU、UU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著。试验原始记录已遗失,无法判断其数据的真实性。
(1)、勘察问题3.事故原因分析三深基坑事故案例不符合规范要求(1)、勘察问题3.事故原因分析三深基坑事36(2)、设计问题
三深基坑事故案例计算参数的选择
1)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,降低了基坑围护结构体系的安全储备。
2)设计中考虑地面荷载20kPa,较小。而实际情况,重载土方车及混凝土泵车对地面荷载宜取30kPa,与设计方案20kPa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4%~5%,也降低了一定的安全储备。
(2)、设计问题三深基坑事故案例计算参数的选择37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。2)同意取消施工图中的基坑坑底以下3m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。
经计算,采取坑底抽条加固措施后,地下墙的最大弯矩降低20%左右,第三道支撑轴力降低14%左右,地下墙的最大剪力降低13%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。
3)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,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3项必测内容。三深基坑事故案例考虑不周,经验欠缺三深基坑事故案例38(3)、施工问题土方超挖
土方开挖未按照设计工况进行,存在严重超挖现象。特别是最后两层土方(第四层、第五层)同时开挖,垂直方向超挖约3m,开挖到基底后水平方向多达26m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43m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。三深基坑事故案例(3)、施工问题三深基坑事故案例39三深基坑事故案例计算土层参数情况类型最大变形(mm)第一道支撑力(kN)第二道支撑力(kN)第三道支撑力(kN)第四道支撑力(kN)最大负弯矩(kN-m/m)最大正弯矩(kN-m/m)最大剪力(kN/m)固结快剪值不超挖25.4120.5628.9743.3703.7-803.61186.4596.3超挖34120.5563.71064.3(1.43)-978.41750.9(1.48)820.7(1.38)
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,第三道支撑的轴力增长约43%,作用在围护体上的最大弯矩增加约48%,最大剪力增加约38%;超过截面抗弯承载力设计值1463kN•m/m。三深基坑事故案例计算土层参数情况类型最大变形(mm)第一道支40支撑体系问题1)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,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、检测、验收、安装施工等均无标准可依,处于无序状态。现场取样试验结果表明,正常施工状态下该节点的承载力为3000kN,明显低于上述钢管的承载力计算值5479kN。现场钢支撑体系的破坏状态表明:大部分破坏均为该节点破坏,充分说明该伸缩节点不满足与钢管等强度、等刚度的连接要求。三深基坑事故案例支撑体系问题三深基坑事故案例412)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,钢管弯曲现象不同程度存在,最大弯曲值达11.76cm,由于偏心受压降低了钢管支撑的承载力。三深基坑事故案例2)钢管支撑与工字钢系梁的连接不满足设计要求三深基坑事故案例42两端铰支、中间无支点钢管抗压强度设计值钢材型号连接方式稳定系数φφfA(kN)Q235轧制0.6334057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连接方式稳定系数φφfA(kN)Q235轧制0.9155865焊接0.8555479
从以上计算可以看出,在本工程中,21.05m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1/3,相差较大。三深基坑事故案例两端铰支、中间无支点钢管抗压强度设计值钢材型号连接方式稳定系43
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,降低了支撑体系的总体稳定性。3)钢立柱之间也未按设计要求设置剪刀撑三深基坑事故案例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,44安装偏差导致支撑钢管受力不均匀和产生了附加弯矩。4)部分钢支撑的安装位置与设计要求差异较大三深基坑事故案例5)钢支撑与地下连续墙预埋件未进行有效连接钢管支撑直接搁置在钢牛腿上,与地连墙预埋件没有焊接,未有效连接易使支撑钢管在地下连续墙异常变形情况下丧失支撑功能。安装偏差导致支撑钢管受力不均匀和产生了附加弯矩。4)45(4)、监测问题三深基坑事故案例(a)路面沉降监测点11个,至发生事故前最大沉降316mm,监测报表没有相应的记录。(b)施工①段(北端头井东侧地连墙)测斜管18m深处最大位移43.7mm,与监测报表不符。(c)45号测斜管最大变形数据达65mm,超过报警值(40mm),与监测报表不符。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,丧失了最佳抢险时机。(4)、监测问题三深基坑事故案例(a)路面沉降监测点11个,46(2)监测方案中的监测内容和监测点数量均不满足规范要求。监测项目规范要求设计方案施工监测方案实际监测内容周围建筑物沉降和倾斜(地表沉降)√√√√(地表沉降)周围地下管线的位移√×××土体侧向变形√×××墙顶水平位移√√√√墙顶沉降√√√√支撑轴力√√√√地下水位√√√√立柱沉降√×××孔隙水压力△×××墙体变形△√√√墙体土压力△×××坑底隆起△√××三深基坑事故案例(2)监测方案中的监测内容和监测点数量均不满足规范要求。监测47监测项目设计图纸数量施工监测方案数量实际监测点数量地表沉降1288墙顶水平位移888墙顶沉降888支撑轴力2244地下水位20m/孔(5孔)20m/孔(5孔)1墙体变形1088(其中4个CX46、CX47、CX48、CX50已破坏)坑底隆起500三深基坑事故案例监测项目设计图纸数量施工监测方案数量实际监测点数量地表沉降148(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。三深基坑事故案例(3)测点破坏严重且未修复,造成多处监控盲区;部分监测内容的49(5)
其它问题(1)专项方案审批管理混乱,未严格按设计及规范要求。
如:明显的必须监测项目在设计方案和施工方案内均没有。(2)监理未按规定程序验收,违反监理规范。
如:要求的钢支撑安装合格后才能进行下一步开挖,在未安装钢支撑的情况下直接超挖到基坑底。且已安装的位置存在较大偏差。(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。
如:钢支撑本身的质量无标准,钢支撑的端头、支点固定,焊接质量不达标。三深基坑事故案例(5)其它问题三深基坑事故案例50
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,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。三深基坑事故案例综上所述:由于基坑土方开挖过程中,基坑超挖,钢管支撑架设51
2008年11月15日下午3时15分,正在施工的杭州地铁湘湖站“北2基坑”现场发生大面积坍塌事故,造成21人死亡,24人受伤,直接经济损失4961万元。
2010年2月10日,浙江省相关部门通报了杭州地铁湘湖站“11·15”坍塌重大事故调查处理结果。事故被定性为重大责任事故,相关责任单位和责任人均受到了相应的处理。其中,10名事故责任人因嫌疑犯罪被立案侦查。三深基坑事故案例4.事故结果及问责2008年11月15日下午3时15分,正在施工的杭州地铁52杭州地铁湘湖站坍塌事故案一审宣判三深基坑事故案例杭州地铁湘湖站坍塌事故案一审宣判三深基坑事故案例53三深基坑事故案例4.事故结果及问责单位名称职位责任追究杭州地铁集团有限公司董事长、法定代表人行政记过处分总经理行政记过处分副总经理行政记大过处分工程部部长行政记大过处分杭州市建委副主任行政警告处分中铁四局集团有限公司董事长、法定代表人行政记过处分总经理行政记过处分中铁四局第六工程有限公司董事长、法定代表人分别给予行政撤职、行政记大过等处分总经理总工程师根据事故调查处理意见,有关责任追究如下三深基坑事故案例4.事故结果及问责单位名称职位责任追究杭州542010年9月,浙江省安全生产监督管理局依据国务院493号令做出决定,对中铁四局集团第六工程有限公司处以143万元罚款,对其法定代表人处以9.6万元罚款。2010年9月8日,根据浙江省住房和城乡建设厅对“11.15”事故相关责任单位、责任人予以行政处罚函的要求,安徽省住房和城乡厅暂扣中铁四局集团第六工程有限公司安全生产许可证120天,收回焦某等9人安全生产考核合格证书。2011年5月6日,住房和城乡建设部给予中铁四局集团第六工程有限公司降低资质等级的行政处罚,将市政工程施工总承包资质等级由壹级降低为贰级。2011年5月19日,浙江省杭州市萧山区人民法院对"11.5"杭州地铁湘湖站坍塌事故中的8名相关责任人作出一审判决,认定该8名被告人犯重大责任事故罪,分别处以3至6年刑期。三深基坑事故案例4.事故结果及问责2010年9月,浙江省安全生产监督管理局依据国务院493号令55三深基坑事故案例4.事故结果及问责责任单位职务判决原中铁四局集团第六工程有限公司杭州地铁1号线湘湖站项目部原常务副经理梅某有期徒刑6年原项目部经理方某有期徒刑3年,缓刑5年原项目部总工程师曹某有期徒刑5年6个月原项目部质量总监卢某有期徒刑5年原项目部监测负责人侯某有期徒刑3年10个月原项目部监测员洪某有期徒刑4年原项目部施工监理单位总监代表蒋某有期徒刑3年3个月原驻湘湖站业主代表金某有期徒刑3年,缓刑4年三深基坑事故案例4.事故结果及问责责任单位职务判决原中铁四56该起事故给人民群众生命财产造成了极大损失,给正常的社会秩序造成了很大影响,把企业推向了灾难的边缘,事故教训尤为深刻。、建筑施工企业必须牢固树立“安全为天”、“生命至上”的理念,加强企业安全生产监督管理,层层落实安全生产责任制。进一步完善安全岗位工作责任制,明确各岗位的安全职责,加强各岗位责、权、利的管理和奖罚措施,确保全员切实履行好各自岗位职责,做到有岗有责,岗岗有责。、建立健全安全管理制度,明确责任主体,项目经理部要制订执行和落实公司各级各项规章制度。加强对施工组织设计、施工方案的编制审批制度、安全质量教育培训制度、安全质量检查验收制度等,真正实现制度化、标准化管理。、加强人力资源管理,建立健全安全生产管理体系,合理配备项目主要管理人员、安全质量专职管理人员和关键岗位人员,其数量、素质应当满足工程施工管理和生产的要求。三深基坑事故案例5、事故总结该起事故给人民群众生命财产造成了极大损失,给正常57、严格按照施工规范、设计要求、审批通过的实施性施工组织设计和专项施工方案组织施工,加强施工技术管理和劳动组织管理。现场管理人员、作业人员必须严格遵照执行,坚决杜绝违章指挥、违章作业、违反劳动纪律,确保施工安全。、优化、变更设计方案或施工现场出现特殊情况时,必须严格按照相关程序控制执行。制定防治措施或变更施工方案要严格遵照编制、审核、审批程序,危险性较大工程还应当邀请专家论证,在保证安全质量的前提下,才能综合考虑成本、工期等。、项目经理部必须选择具有资质的监测单位进行工程监测,严禁监测单位转包监测业务;项目监测人员专业、数量应当满足监测工作的需要。监测单位应当根据勘察设计文件、安全质量风险评估报告、监测合同及有关资料编制监测方案,经专家论证并经监测单位主要负责人签字后实施,认真做好监控量测工作。三深基坑事故案例5、事故总结、严格按照施工规范、设计要求、审批通过的实施性施工组织设计和58、加大对现场管理人员、各工种作业人员的技术培训、安全质量培训教育和事故警示教育,做到安全生产警钟长鸣,持续提高全员安全质量素质,在施工生产过程中自觉规范安全质量行为。、持之以恒地开展隐患排查整治工作,加大隐患整治力度。对关键工序、重要环节和列为公司和局重点监控项目的,各级相关单位和部门要进行动态跟踪监控,高风险工序施工必须实行领导带班,进行重点整治。、加强施工过程中的安全质量和施工技术监督检查和指导,检查要深入,要有针对性,对查出的问题要按照“定措施、定时间、定责任人、定监督人”的原则及时整改,必要时对整改结果组织验证。三深基坑事故案例5、事故总结、加大对现场管理人员、各工种作业人员的技术培训、安全质量培训59
深基坑工程是基础工程施工中的重点,也是难点,它的质量安全关系到真个工程的安全,而且对周边的建筑更是有不可忽视的影响;它的成败还关系到工程的质量、造价和工期。正因为如此,施工过程中,在加强安全教育和安全检查的同时,严格按规章制度办事,确保工程质量安全。同时,对于现代科学技术及施工技术而言,深基坑坍塌并不是不可预防、不可避免的;只要工程建设各方主体责任单位严格执行规范、规程及相关管理文件,认真履行质量安全责任,对深基坑工程从勘察设计到基坑回填的全过程每一个环节进行有效的监控,遇到问题实事求是、认真研究处理,基坑安全事故是完全可以预防的,也是可以避免的。结语深基坑工程是基础工程施工中的重点,也是难点,它的质量60结语安全之路任重道远齐心协力、集思广益、保持联动用我们应有的职业态度为安全保驾护航。结语61恳请各位批评指正谢谢!恳请各位批评指正62
深基坑安全管理深基坑安全管理63随着城市建设的飞速发展,
高层建筑、地下商场、隧道、地铁的数量越来越多,规模也越来越大,对深基坑的施工不断提出更高要求。为了保障新建工程在规定期限内顺利完成和周边建筑及设施的安全,确保深基坑工程的施工质量及安全就十分重要。且基坑事故在建筑工程中属于事故高发项目。前言
随着城市建设的飞速发展,高层建筑、地下商场、隧道、64前言
佛山市禅城区万科广场工地辅道塌陷事件(2015.7)前言佛山市禅城区万科广场工地辅道塌陷事件(2015.7)65深圳前海金融世贸中心基坑坍塌(2015.7.10)深圳前海金融世贸中心基坑坍塌(2015.7.10)66目录深基坑工程介绍深基坑安全管控要点
一
二深基坑事故案例
三目深基坑工程介绍深基坑安全管控要点一二深基坑事故案例67深基坑工程介绍
一1.深基坑工程概念3.深基坑工程五大特点2.深基坑工程四大趋势深基坑工程介绍一1.深基坑工程概念3.深基坑工程五大特点268《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质〔2009〕87号深基坑的定义:一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。包括工程勘察、围护结构设计、围护结构施工、地下水控制、基坑监测、土方挖填。1深基坑工程的概念
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质〔2009〕87692深基坑工程四大趋势近即深基坑离周边的环境保护对象近。深基坑四周往往紧贴各种重要的建(构)筑物,周围环境复杂,设计或施工不当,均会对环境造成不利影响。2深基坑工程四大趋势近即深基坑离周边的环境保护对象近。70深即基坑开挖深度越来越深。
随着地下空间的开发利用,基坑越来越深,如:深圳平安金融大厦基坑地下室5层,平均深30米,武汉地铁7号线基坑深度创纪录达到44.1米。对设计理论与施工技术都提出的更难的要求。2深基坑工程四大趋势深即基坑开挖深度越来越深。2深基坑工程四大趋势71大基坑的规模与尺寸越来越大。不论是房建、商业,还是迅猛发展的高铁及地铁,均有大规模地下空间的开发。2深基坑工程四大趋势大基坑的规模与尺寸越来越大。2深基坑工程四大趋势72紧即场地紧凑。城市用地需求旺盛,周边交通、房屋、地下设施已成型,场地可用空间小,大大增加了施工难度。2深基坑工程四大趋势紧即场地紧凑。2深基坑工程四大趋势733深基坑工程五大特点(1)深基坑工程具有很强的区域性和个性深基坑工程因其工程地质和水文地质条件不同而差异性很大。(黄土地基、砂土地基、软粘土地基等)
除此之外,还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。没有规定统一的标准。(2)深基坑工程具有很强的综合性深基坑工程涉及土力学中强度(或称稳定)、变形和渗流3个基本课题,
是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科,是多种复杂因素相互影响的系统工程。3深基坑工程五大特点(1)深基坑工程具有很强的区域性和个性74(3)深基坑工程具有较强的时空效应和环境效应
深基坑的深度和平面形状,对深基坑的稳定性和变形有较大影响。同时,深基坑工程的开挖,必将不同程度的影响到周围地基中土压力、土体蠕变、土坡稳定性、地下水位等,导致周围地基土体的变形,对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。大量土方运输也对交通产生影响。(4)深基坑工程具有质量要求高与较大工程量、较紧工期的冲突特点
深基坑工程工程量大,施工管理上工期紧对其施工质量产生很大影响。若施工质量不达标,支护整体稳定性、防水能力和抗压能力都将大打折扣。极有可能由保护转化为事故。3深基坑工程五大特点(3)深基坑工程具有较强的时空效应和环境效应(4)深基坑工程75(5)深基坑工程具有较大的风险性和较高的事故率
深基坑工程造价较高,但它是个临时工程,一般不愿投入较多资金,且其设计安全储备相对较小(结构的极限承载力与设计荷载的差值即为安全储备),因此风险性较大。
此外,深基坑工程施工周期长,从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程,常常经历多次降雨、周边堆载等众多不利条件,安全的随机性较大,事故的发生往往具有突发性。一旦出现事故,造成的经济损失和社会影响往往十分严重。3深基坑工程五大特点(5)深基坑工程具有较大的风险性和较高的事故率3深基坑工程五76索赔1400万!万科把施工方、监理方、监测方全部告上法庭,究竟因为啥?索赔1400万!万科把施工方、监理方、监测方全部告上法庭,究772017.5深圳地铁3号线南延工程基坑坍塌事故2017.578深基坑安全管控要点二1.深基坑工程全过程管控2.施工管理阶段深基坑安全管控要点二1.深基坑工程全过程管控2.施工管理阶79深基坑工程全过程管控地质资料勘察和周边环境调查支护方案设计、评审基坑专项施工方案编制、论证根据设计图和专项方案进行基坑支护结构的施工、土方开挖开挖至设计深度,支护结构及周边环境满足设计及规范要求后竣工验收加紧完成地下隐蔽结构施工施工及土方开挖过程中对支护结构及周边环境进行监测基坑使用完毕立即回填12345671深基坑工程全过程管控地质资料勘察和周边环境调查支护方案设计、802.1深基坑施工方案编制要点施工方案应具有一个完备的体系,把施工全过程和牵涉的各个方面阐述清楚,这样才具有指导性和可行性,具体到深基坑工程施工方案,应包含以下12个方面的要点。①、编制依据主要列明地勘报告,设计文件(包括图纸会审纪要和专家论证意见),现行国家、行业、地方相关规范标准,施工承包合同及周边环境现状资料,现场踏勘情况等。②、工程概况主要是把深基坑工程的基本情况、结构部分的设计情况、基坑影响范围内周边情况和地质水文情况描述清楚。③、设计方案说明
采用图表形式表述支护设计概况,明确设计文件中对施工的要求。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段812.1深基坑施工方案编制要点④、施工重点、难点及重大危险源识别通过设计和现场等确定工程的重点、难点内容以及重大危险源拟采取有针对性的应对措施。⑤、施工部署与施工计划施工部署要阐明施工组织机构和人材机的安排情况,主要介绍基坑施工流水段划分、总体施工顺序(水平流向)与施工流程(竖直流向)、具体各阶段的施工安排。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段822.1深基坑施工方案编制要点⑥、施工方法和技术措施按照分部分项工程分别描述清楚施工顺序、方法、技术参数控制和验收标准等。(1)支护结构施工:详细描述主要支护结构的施工顺序、方法、工艺流程及相关技术参数的控制和质量验收标准等。(2)基坑降、排水施工:详细说明按照设计文件降排水的要求,具体落实的坑内外降、排水措施和排水沟、集水井的平面布置,明确降水的控制要求等。(3)土方开挖:阐述各阶段挖土流程,分层分段方案,不同深度的挖土方法以及临时边坡的稳定措施及安全技术措施。(4)支撑施工:包括支撑体系施工工艺、施工顺序、流程以及操作要点等。明确拆、换撑的安排,支撑拆除顺序,安全技术措施等。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段832.1深基坑施工方案编制要点⑦、施工监测和信息化根据设计要求和规范规定等确定的监测项目、测点布置、监测方法,明确监测数据的记录制度和处理方法,预警管理与信息反馈制度。(《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009)⑧、施工危险源辨识及应急预案对工程危险源进行辨识与评估,识别出重大危险源,形成重大危险源清单和应对措施。编制应急预案(包括应急组织与职责、应急响应机制、应急准备和应急措施),针对可能出现的任何一种失效形式均有有效的应急措施。⑨、文明施工及环境保护措施文明施工措施应详细说明安全文明标准化建设情况,环境保护措施应包括扬尘、噪音、污水、水土流失和固体废弃物等的管理措施。周边环境保护措施应针对基坑周边的重要保护对象逐个说明采取的针对性保护措施。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段842.1深基坑施工方案编制要点⑩、施工质量及安全保证措施应具体说明质量、安全保证体系、基坑施工各阶段保证施工质量、安全的管理、技术措施。⑪、季节性施工措施季节性施工措施应结合施工计划详细描述雨季和夏季高温等特殊季节施工采取的相关措施。⑫、相关图表、附件主要有基坑支护结构设计图、施工平面布置图、施工进度计划表、基坑设计专家论证意见等。2深基坑施工阶段2.1深基坑施工方案编制要点2深基坑施工阶段852深基坑施工阶段2.2深基坑施工方案论证深基坑工程施工风险性高,住建部将其列入危险性较大的分部分项工程范围,施工前需编制施工方案,并经专家论证之后方可组织实施。下列人员应当参加专家论证会:(一)专家组成员;(二)建设单位项目负责人或技术负责人;(三)监理单位项目总监理工程师及相关人员;(四)施工单位分管安全的负责人、技术负责人、项目负责人、项目技术负责人、专项方案编制人员、项目专职安全生产管理人员;(五)勘察、设计单位项目技术负责人及相关人员。专家论证建设单位监理单位设计勘察施工单位专家2深基坑施工阶段2.2深基坑施工方案论证专家建设单位监理单位862.3深基坑施工注意事项(建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012第8章基坑开挖与监测)当支护结构构件强度达到开挖阶段的设计强度时,方可向下开挖。开挖时,挖土机械不得碰撞或损害锚杆、腰梁、土钉墙墙面、内支撑及其连接件等构件,不得损害已施工的基础桩。对挖机作业人员进行技术交底书面形成记录,各类操作人员持证上岗,人证一致。。各类资源准备到位,按方案执行。应按支护结构设计规定的施工顺序和开挖深度分层开挖。应控制坑内开挖土坡高差及坡度,防止坑内土体滑坡。雨期施工时,应在坑顶、坑底采取有效的截排水措施;排水沟、集水井应采取防渗措施;
当坑体渗水、积水或有渗流时,应及时进行疏导、排泄、截断水源。土体坡道要求:土体坡道坡度、宽度要满足要求,坡道土质应压实,坡道两侧做好坚实防护。2深基坑施工阶段2.3深基坑施工注意事项2深基坑施工阶段872.3深基坑施工注意事项对采用内支撑的支护结构,宜采用开槽方法浇筑混凝土支撑或安装钢支撑;开挖到支撑作业面后,应及时进行支撑的施工。注意查看围护桩下部桩体的成桩质量,有无大面积露筋、夹泥,发现后及时上报,暂缓作业,处理后经各方同意后再行实施开挖。当地质情况及基坑开挖过程中监测数据所反映的与原设计依据资料不符的,包括地下建(构)筑物、地下管线不同时,施工要及时提出补充勘察要求、调整设计方案,确保安全。当支护结构的施工质量不能达到设计要求,或监测结果超过设计报警值,必须及时反馈给设计单位进行补强设计。基坑周边施工材料、设施或车辆荷载严禁超过设计要求的地面荷载限值2深基坑施工阶段2.3深基坑施工注意事项2深基坑施工阶段882.3深基坑施工注意事项开挖至坑底后,应及时进行混凝土垫层和主体地下结构施工。采用锚杆或支撑的支护结构,在未达到设计规定的拆除条件时,严禁拆除锚杆或支撑。主体地下结构施工时,结构外墙与基坑侧壁之间应及时回填。遇台风、大雨及地下水位涨落大、地质情况复杂等情形,建设单位、监测单位、施工单位、监理单位必须落实专人24小时值班,加强对深基坑和周围环境的沉降、变形、地下水位变化等观察工作,有异常情况应当及时报告,并采取有效措施及时消除事故隐患。2深基坑施工阶段2.3深基坑施工注意事项2深基坑施工阶段89基坑监测项目选择2深基坑施工阶段基坑监测项目选择2深基坑施工阶段90监测项目监测周期测点数量测点的布置监测方法及精度监测频率桩墙顶(支护结构圈梁围檩、冠梁、基坑坡顶等)水平位移、垂直沉降全过程每一边不少于3点,且每20m不少于1点,每一基坑不少于8点沿基坑周边布置,每边中部和端部均应布置观测点,且观测点间距不宜大于20米。观测点设置在与支护结构刚性连接钢筋混凝土冠梁上,或钢筋混凝土护顶上用水准仪、经纬仪、全站仪监测,精度不低于1mm开挖深度≤5m及基础底板完成后,1次/2天;其它1次/天支撑轴力支撑设置至拆除构件的10%,且不少于3个,每一支撑不少于3点设置在主撑等重要支撑的跨中部位,每层支撑都应选择几个有代表性的截面进行测量用安装在混凝土支撑内部、与受力钢筋串联连接的应力传感器测试。钢支撑采用与支撑串联连接的、与支撑断面尺寸相同的应力传感器测试。精度不低于1/100(F·S)立柱变形全过程不少于构件的20%,且不少于3个直接布置在立柱上方的支撑面上,每根立柱的垂直及水平位移均应测量,多个支撑交汇、受力复杂处的立柱应作为重点观测点水准仪、经纬仪监测。精度不低于1mm基坑监测要求2深基坑施工阶段监测项目监测测点数量测点的布置监测方法及精度监测频率桩墙顶(91监测项目监测周期测点数量测点的布置监测方法及精度监测频率坑外地下水位、坑内地下水及基坑渗漏水状况降水过程每边不少于1点坑内地下水位的观测井(孔)在基坑每边中间和基坑中央设置,埋深与降水井点相同。坑外地下水位观测井(孔)设置在止水帷幕以外,沿基坑周边布设通过水位观测井用水位计观测检查或测量检查。最小读数值不大于10mm1次/2天邻近房屋沉降、倾斜、裂缝开挖至±0.00每一建(构)筑物或重要设施不少于6点沉降观测点的布置:沿建筑物四角外墙每10-15m或每隔2-3根柱设置一点;裂缝、沉降缝、伸缩缝的两侧及新旧建筑物、高低建筑物的交接处均应设置点。裂缝点的布置:在裂缝两测布置;倾斜点的布置:应沿对应观测点的主体竖直线布置,整体倾斜按顶部、底部上下对应布置;分层倾斜按分层部位、底部上下对应布置用水准仪、经纬仪等进行测量。精度符合《建筑变形测量规程》JGJ/T8的规定开挖深度≤5m及基础底板完成后,1次/2天;其它1次/天地下管线沉降与水平位移开挖至±0.00每10m设一观测点在管线的端点、转角点和必要的中间部位设置;具体的观测点应设置在管线本身或靠近管线底面的土体中基坑监测要求2深基坑施工阶段监测项目监测测点数量测点的布置监测方法及精度监测频率坑外地下92深基坑事故案例
三1.工程概况2.事故概况3.事故原因分析4.事故结果及问责5.事故总结深基坑事故案例三1.工程概况2.事故概况3.事故原因分析493
杭州地铁湘湖站北2基坑,长107.8m,宽21m,开挖深度15.7~16.3m。设计采用800mm厚地下连续墙结合四道(端头井局部五道)Φ600mm钢管支撑的围护方案。地下连续墙深度分别为31.5m~
34.5m。基坑西侧紧临大道,交通繁忙,重载车辆多,东侧为河道,基坑平面图如下。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。1.工程概况三深基坑事故案例杭州地铁湘湖站北2基坑,长107.8m,宽21m,开挖深度94基坑土方开挖共分为6个施工段。首先西侧中部地下连续墙横向断裂并倒塌,倒塌长度约75m,东侧地下连续墙也产生严重位移。由于大量淤泥涌入坑内,风情大道随后出现塌陷,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,基坑内最大水深约9m。2.
事故概况三深基坑事故案例北东第1道第2道第3道第4道第5道基坑土方开挖共分为6个施工段。首先西侧中部地下连续墙横向95三深基坑事故案例三深基坑事故案例96三深基坑事故案例三深基坑事故案例97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,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,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。3)勘察报告推荐的直剪固结快剪指标c、Φ值采用平均值,未按规范要求采用标准值,指标偏高。4)勘察报告提供的的比例系数m值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论。1)推荐用于设计的主要地层土的三轴CU、UU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著。试验原始记录已遗失,无法判断其数据的真实性。
(1)、勘察问题3.事故原因分析三深基坑事故案例不符合规范要求(1)、勘察问题3.事故原因分析三深基坑事98(2)、设计问题
三深基坑事故案例计算参数的选择
1)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,降低了基坑围护结构体系的安全储备。
2)设计中考虑地面荷载20kPa,较小。而实际情况,重载土方车及混凝土泵车对地面荷载宜取30kPa,与设计方案20kPa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4%~5%,也降低了一定的安全储备。
(2)、设计问题三深基坑事故案例计算参数的选择99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。2)同意取消施工图中的基坑坑底以下3m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。
经计算,采取坑底抽条加固措施后,地下墙的最大弯矩降低20%左右,第三道支撑轴力降低14%左右,地下墙的最大剪力降低13%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。
3)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,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3项必测内容。三深基坑事故案例考虑不周,经验欠缺三深基坑事故案例100(3)、施工问题土方超挖
土方开挖未按照设计工况进行,存在严重超挖现象。特别是最后两层土方(第四层、第五层)同时开挖,垂直方向超挖约3m,开挖到基底后水平方向多达26m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43m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。三深基坑事故案例(3)、施工问题三深基坑事故案例101三深基坑事故案例计算土层参数情况类型最大变形(mm)第一道支撑力(kN)第二道支撑力(kN)第三道支撑力(kN)第四道支撑力(kN)最大负弯矩(kN-m/m)最大正弯矩(kN-m/m)最大剪力(kN/m)固结快剪值不超挖25.4120.5628.9743.3703.7-803.61186.4596.3超挖34120.5563.71064.3(1.43)-978.41750.9(1.48)820.7(1.38)
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,第三道支撑的轴力增长约43%,作用在围护体上的最大弯矩增加约48%,最大剪力增加约38%;超过截面抗弯承载力设计值1463kN•m/m。三深基坑事故案例计算土层参数情况类型最大变形(mm)第一道支102支撑体系问题1)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,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、检测、验收、安装施工等均无标准可依,处于无序状态。现场取样试验结果表明,正常施工状态下该节点的承载力为3000kN,明显低于上述钢管的承载力计算值5479kN。现场钢支撑体系的破坏状态表明:大部分破坏均为该节点破坏,充分说明该伸缩节点不满足与钢管等强度、等刚度的连接要求。三深基坑事故案例支撑体系问题三深基坑事故案例1032)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,钢管弯曲现象不同程度存在,最大弯曲值达11.76cm,由于偏心受压降低了钢管支撑的承载力。三深基坑事故案例2)钢管支撑与工字钢系梁的连接不满足设计要求三深基坑事故案例104两端铰支、中间无支点钢管抗压强度设计值钢材型号连接方式稳定系数φφfA(kN)Q235轧制0.6334057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连接方式稳定系数φφfA(kN)Q235轧制0.9155865焊接0.8555479
从以上计算可以看出,在本工程中,21.05m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1/3,相差较大。三深基坑事故案例两端铰支、中间无支点钢管抗压强度设计值钢材型号连接方式稳定系105
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,降低了支撑体系的总体稳定性。3)钢立柱之间也未按设计要求设置剪刀撑三深基坑事故案例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,106安装偏差导致支撑钢管受力不均匀和产生了附加弯矩。4)部分钢支撑的安装位置与设计要求差异较大三深基坑事故案例5)钢支撑与地下连续墙预埋件未进行有效连接钢管支撑直接搁置在钢牛腿上,与地连墙预埋件没有焊接,未有效连接易使支撑钢管在地下连续墙异常变形情况下丧失支撑功能。安装偏差导致支撑钢管受力不均匀和产生了附加弯矩。4)107(4)、监测问题三深基坑事故案例(a)路面沉降监测点11个,至发生事故前最大沉降316mm,监测报表没有相应的记录。(b)施工①段(北端头井东侧地连墙)测斜管18m深处最大位移43.7mm,与监测报表不符。(c)45号测斜管最大变形数据达65mm,超过报警值(40mm),与监测报表不符。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,丧失了最佳抢险时机。(4)、监测问题三深基坑事故案例(a)路面沉降监测点11个,108(2)监测方案中的监测内容和监测点数量均不满足规范要求。监测项目规范要求设计方案施工监测方案实际监测内容周围建筑物沉降和倾斜(地表沉降)√√√√(地表沉降)周围地下管线的位移√×××土体侧向变形√×××墙顶水平位移√√√√墙顶沉降√√√√支撑轴力√√√√地下水位√√√√立柱沉降√×××孔隙水压力△×××墙体变形△√√√墙体土压力△×××坑底隆起△√××三深基坑事故案例(2)监测方案中的监测内容和监测点数量均不满足规范要求。监测109监测项目设计图纸数量施工监测方案数量实际监测点数量地表沉降1288墙顶水平位移888墙顶沉降888支撑轴力2244地下水位20m/孔(5孔)20m/孔(5孔)1墙体变形1088(其中4个CX46、CX47、CX48、CX50已破坏)坑底隆起500三深基坑事故案例监测项目设计图纸数量施工监测方案数量实际监测点数量地表沉降1110(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。三深基坑事故案例(3)测点破坏严重且未修复,造成多处监控盲区;部分监测内容的111(5)
其它问题(1)专项方案审批管理混乱,未严格按设计及规范要求。
如:明显的必须监测项目在设计方案和施工方案内均没有。(2)监理未按规定程序验收,违反监理规范。
如:要求的钢支撑安装合格后才能进行下一步开挖,在未安装钢支撑的情况下直接超挖到基坑底。且已安装的位置存在较大偏差。(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。
如:钢支撑本身的质量无标准,钢支撑的端头、支点固定,焊接质量不达标。三深基坑事故案例(5)其它问题三深基坑事故案例112
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,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。三深基坑事故案例综上所述:由于基坑土方开挖过程中,基坑超挖,钢管支撑架设113
2008年11月15日下午3时15分,正在施工的杭州地铁湘湖站“北2基坑”现场发生大面积坍塌事故,造成21人死亡,24人受伤,直接经济损失4961万元
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