建筑基坑支护工程施工安全事故分析与措施

第一讲建筑基坑支护工程施工安全事故分析与措施一、 弓|言建筑物基坑支护与施工技术是一门丛实践中发展的技术，以前高层建筑及深基坑较少，工程事故较少。随着经济与高层建筑的飞速发展，深基坑支护技术得到相应的发展，出现的事故相应增多，一旦出现基坑坍塌，通常会酿成重大工程安全事故，因此，必须慎重。因此本文针对基坑支护工程中一些案例进行分析，并相应地提出了基坑支护安全技术措施。二、 工程案例案例一广州海珠城广场塌方2005年7月21日中午，海珠城广场工地基坑塌方，造成三人死亡，并危及海员宾馆北楼。2005年7月22日凌晨海员宾馆北楼倒塌并发生火灾。2005年8月8日，海员宾馆北楼被爆破拆除。2005年7月21日，海珠区江南大道中——海珠城广场B区施工工地发生一起基坑坍塌造成3人死亡、8人受伤的重大安全事故，事故调查组一致认为，造成本次事故发生的主要原因是建设单位、施工单位等建设责任主体无视国家法令，故意逃避行政监管，长期无证违法建设，基坑支护受损失效，这是一起责任事故。图1广州海珠城广场塌方现场（一）事故原因施工与设计不符，基坑施工时间过长，没有进行有效的安全验算，基坑支护受损失效，构成重大事故隐患。南侧岩层向基坑内倾斜，软弱强风化夹层中有渗水流泥现象，施工时未及时调整设计和施工方案，错过排除险情时机。盲目按照南谊公司指令往下深挖基坑至-20.3米，致使原支护桩变成吊脚桩，基坑坡顶严重超载，致使基坑南边支护平衡打破，坡顶出现开裂。基坑变形量明显增大及裂缝增长时未能及时作加固处理。（二）事故处理五个监管单位和部门失责处理原市质安站、市建委、海珠区城管部门、市余泥渣土排放管理处、海珠区人民政府7个安全生产责任主体处罚一览表1、 南谊公司作为建设单位在未领取施工许可证之前擅自通知施工单位施工，未经招标擅自将基坑开挖支护工程直接发包给省机施；未将施工图设计文件组织专家审查而擅自使用，未及时委托工程监理单位进行监理，未及时在开工前办理工程质量监督手续；违法将基坑挖运土石方工程发包给没有相应资质等级的宏泰运输；故意逃避政府有关职能部门的监管，经多次责令停工后仍继续违法施工；对有关单位报告的基坑变形安全隐患未给予足够重视，错过了加固排险的时机，对重大安全事故的发生负主要责任，责令限期改正和罚款151.7万元。2、 宏泰运输作为土石方挖运施工单位，在本单位未取得建筑业土石方挖运工程专业承包企业资质、安全生产许可证的情况下非法承揽工程，并安排联营方汤建光违法挖运土石方，而且对联营方汤建光私自承揽基坑超挖工程的行为没有进行有效的管理。其联营方汤建光土石方运输队盲目按照南谊公司指令往下深挖基坑至-20.3米，致使原支护桩变成吊脚桩，同时汤建光安排大型施工机械在南侧坑顶进行土方运输作业，大大增加了基坑坡顶负荷超载取缔、没收违法所得和罚款53.68万元。3、 省机施（省建筑工程机械施工有限公司）在建设单位未依法取得建筑工程施工许可证的情况下长期违法施工，无视政府有关职能部门的监管，经多次责令停工后仍继续违法施工；不认真落实《建设工程安全生产管理条例》的安全责任，没有根据基坑因长期施工已经存在的基坑支护失效的安全问题，进行有效的安全验算，并采取有效措施确保安全施工；在发现基坑变形存在重大安全隐患后，虽然多次向南谊公司报告，但未能采取有效措施予以消除，对重大安全事故的发生负有重要责任，责令停业整顿、罚款3万元和建议上级建设行政主管部门暂扣安全生产许可证。4、 海外监理作为监理单位对无证施工行为未能采取有效措施加以制止；在施工单位仍不停止违法施工的情况下，并没有依法及时向有关主管部门报告；对现场周围工作环境存在的重大安全隐患未能采取果断的监理措施予以消除，对事故发生负有监督不力的责任责令限期改正和罚款9万元。5、 汕头建安实业在建设单位未依法取得建筑工程施工许可证的情况下违法施工；不认真履行《建设工程安全生产管理条例》第二十六条的安全责任，没有对主体结构施工涉及的基坑因长期施工已经存在支护失效的安全问题，组织专家进行论证和审查，并采取有效措施确保安全施工，对重大安全事故的发生负有一定的管理责任。6、 承总设计院作为设计单位在基坑支护结构施工设计文件中没有提出保障施工作业人员安全和预防生产安全事故的措施建议，并且承担的主体结构（条形基础工程）设计与基坑设计衔接不良，致使主体结构条形基础开挖到-20.3米后基坑出现安全隐患问题，并且没有提出有效的防护措施进行加固排险，对重大安全事故的发生负有重要的管理责任责令改正和罚款30万元。7、市设计院当事发前基坑南侧出现较大水平位移时，虽然口头上告知了南谊公司观测情况，但没有书面向有关单位发出警告，也没有及时按合同规定告知设计单位及有关部门，对重大安全事故的发生负有重要的质量管理责任，责令改正和罚款30万元。案例二深基坑开挖导致坑边建筑物倾斜案例1、 某高层银行大楼开挖引起附近的电影院出现倾斜，幸得及时发现并疏散电影院内的观众，未酿成重大事故。后电影院获赔偿近千万，进行加固。2、 北京市海淀区某办事处办公楼工程基础深-9.0m。西侧、北侧为马路，东侧紧邻一栋六层住宅楼和一处自行车棚，南侧槽边围墙外3m为一带地下夹层的变电室。基坑施工采取由北向南、边挖边支的方式。基坑南侧发生整体塌方，原建筑物地下室混凝土墙体及其后土体整体滑移、下沉，随后从破损的墙体边缘不断向外冒水，塌方程度进一步加剧，很快整个坑底被水浸泡，所幸没有人员伤亡。3、 基坑坍塌事故：轨道交通某车站2#风井基坑开挖施工中，出于支护体系失稳，造成基坑（36m长X16m宽X13m深）坍塌事故。事例三深基坑边坡紧邻现有建筑物，采取合理措施后获得成功的事例1、 明珠线二期宜山路车站基坑施工。车站基坑围护采用800mm地下连续墙，基坑开挖深度为17m，楼房距基坑最近处仅0.27m，在整个基坑开挖期间的最大沉降近10mm，差异沉降仅5.42mm，达到了一级基坑施工保护规范的要求。而类似的基坑开挖，造成间距在3m左右的周边民房的沉降一般在30〜40mm。2、 武汉市中南商业广场工程地下三层，主楼地上四十七层。基坑四周均有建、构筑物或地下管线，且有的地方与围护结构的距离几乎为零。地下室基底标高为一17.4米。该项目采取措施后，实现了基坑安全施工的目标，保证了周边建筑物的安全，未对周边环境产生太大的影响，为武汉市深基坑支护提供了成功的工程实例。三、基坑支护施工的安全技术措施1、 施工单位应编制深基坑系统专项施工方案，采取合理的基坑支护体系，并组织专家审查。如土钉墙设计中可采用如下措施减少或控制墙体变形：（1）减少分层、分段作业的深度和长度；（2）缩短开挖与支护的施工间隔；（3）加大土钉的长度和密度；（4）减小士钉倾角；（5）开挖前沿基坑边缘设置竖向微型桩（用中48mm〜中150mm的钢管）。2、 基坑土方开挖应在降水排水施工完成且运转正常达到预期要求后方可进行。基坑周围地面应采取防水、排水措施，防止地面水流入基坑内造成边坡塌方或土体破坏。坑内应设置排水沟和积水井，及时抽出积水。雨期施工，施工单位应对施工现场的排水系统进行检查和维护，保证排水畅通。3、基坑开挖应连续施工；尽量减少无支护暴露时间，开挖必须遵循“自上而下，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。利用锚杆做支护结构时应按设计要求，及时进行锚杆施工，而且必须待锚杆张拉锁定后方可进行下一步开挖。4、 坑边不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免时，一般应距基坑上部边缘不小于2m，弃土堆高不超过1.5m，并且不超设计荷载值。在垂直的坑壁边距离还应适当增大，软士地区不宜在坑边堆置弃土。当重型机械在坑边作业时，应设置专门的平台或深基础等。同时，应限制或隔离坑顶周围振动荷载的作用。5、 基坑挖土时，要做好挖土机械、车辆的通道布置，安排好挖土顺序等，不得在挖土过程中碰撞围护结构。并做好机械上下基坑坡道部位的支护。6、 采用机械开挖时，为保证基坑土体的原状结构，应预留150—300mm原土层，由人工挖掘修整。基坑开挖完毕后，应及时清底验槽并铺设垫层，以防止暴晒和雨水浸刷破坏原状结构。如果基底超挖，应用素混凝土回填或夯实回填；使基底土承载性能达到设计要求。7、 基坑周边设围护栏杆和安全标志，严禁从坑顶扔抛物体。坑内应设安全出口便于人员撤高。所有机械行驶、停放要平稳，坡道应牢固可靠，必要时进行加固。8、 配合机械作业的清底、平整场地、修坡等施工人员，应在机械回转半径以外工作；当必须在回转半径以内工作时，应停止机械回转并制动好后方可作业。9、 土方机械严禁在离电缆lm距离以内作业。机械运行中，严禁接触转动部位和进行检修；在修理工作装置时，应使其降到最低位置；并应在悬空部位垫上垫土。10、 挖掘机正铲作业时，其最大开挖高度和深度不超过机械本身性能的规定。反铲作业时，履带距工作面边缘距离应大于1.5m。11、 土方开挖时，施工单位应对相邻建(构)筑物、道路的沉降和位移情况进行观测。基坑开挖之前应做出系统的监测方案。若遇到下列可能影响建筑物安全的情况之一时，应立即报警。若情况比较严重，应立即停止施工，并对基坑支护结构和已有建筑物采取应急措施:基坑支护结构(或其后面主体)的最大水平位移已大于基坑开挖深度的1/200(1/300)，或其水平位移速率已连续三日大于3mm/d(2mm/d)。基坑支护结构的支撑(或锚杆)体系中有个别构件出现应力骤增。压屈、断裂、松弛或拔出的迹象。建筑物的不均匀沉降(差异沉降)已大于现行建