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摘要: 随着我国建筑企业的发展，建筑的安全工作越来越受到建筑企业的关注。深基坑作为建筑工作的基础，在安全工作当中已经成为了重要的影响因素之一。本文结合本人在工作中的实际经验，认为制定切实可行的、合理的、安全的施工方案对确保深基坑工程施工的安全致关重要。现对某市3起深基坑工程施工的安全事故进行分析, 并提出一些相应的施工安全与技术措施，以供参考。
关键词: 深基坑实例事故分析处理措施
0.前言
开挖深度超过5m( 含5m) 或地下室三层以上( 含三层) , 或深度虽未超过5m( 含5m) , 但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程称为深基坑工程。在施工中, 深基坑工程是一个危险性较大的分部工程, 它包括: 土方开挖、降水排水、基坑支护、止水帷幕、临边防护等工作内容, 且在深基坑施工过程中受水文地质、周边环境、气候条件等制约因素影响较大, 很容易发生一些安全事故。
1 .工程事故实例分析
实例一: 某商务大楼工程地下二层, 该地基基础为静力沉桩, 边坡采用了三重摆喷止水帷幕, 喷锚墙与预应力锚索综合边坡支护。2003年9月, 基坑支护、止水帷幕已施工完成, 但东北角- 9. 3m标高处在前后相隔不到50分鐘时间相继出现两处管涌, 管涌直径分别为15cm和30cm, 西东北坑内30m×25m范围内积水约达1. 5m高左右并趋于稳定。此次事故造成西南角周边的民房、厕所、道路和小学球场等相继出现不同程度的沉降开裂, 严重的影响了周边建筑物的安全。
实例二: 某办公楼工程地下一层, 静压方桩桩基、基坑护壁支护为土钉锚杆支护结构。2004年6月,在锚杆施工过程中出现了距坑边5m左右的工地办公室地面沉降开裂, 但经观察记录没有进一步发展的趋势。7 月28日, 因连续下一个多小时的暴雨, 大量雨水渗透到边坡的土体内, 致使该工程①× 轴的基坑护壁有水流急速涌出, 约几分钟后, 水流突然加大并从该处倾盆而下, 造成①～⑥× 轴段边坡护壁失稳坍塌, 基坑积水达1m多深, 事故没有造成人员伤亡。
实例三: 某高层住宅楼工程地下一层静压方桩桩基, 基坑护壁支护为锚杆支护结构, 基坑土方开挖与护壁锚杆支护施工分段分层同步进行。2006年3月, 在①轴第一层基坑护壁锚杆完成后( 约2m高) , 进
入第二层土方开挖, 在土方开挖往下施工时, ①× ～ 轴段15m长左右上层土体及锚杆失稳坍塌, 没有造成人员伤亡和较大的经济损失。
2. 工程事故分析及解决措施
2. 1工程出现管涌产生的原因及解决方法
2. 1. 1产生的原因分析
基坑施工期间, 如果正遇8、9 月份进入丰水季节, 地下水位将上升，加上受台风影响,水位高达76.66m, 高出基坑底10m左右。无论是产生基坑突涌的水头压力高度, 还是产生流砂的临界水力梯度及产生饱和土液化的必要条件均已接近临界状态。因此, 坑底暴露的粉土层及浅埋的粉砂层具备产生管涌和突涌的客观条件, 场地内的饱和粉土、粉砂层产生液化,形成了管涌。
2. 1. 2 解决方案
为达到填充水土流失和封堵地下水的目的, 确保周边建筑物的安全, 对流砂孔眼分别进行埋管、加压双液灌浆, 同时用成包水泥和砂袋及彩条布对孔眼分层围堵, 随后对基坑东北角进行土方回填压实,管涌得到了有效控制。同时对边坡进行加固, 东北角外部进行化学灌浆。
2. 2边坡护壁坍塌产生原因分析及加固处理措施
2. 2. 1 原因分析
该工程基坑紧靠道路边上人行道, 在距坑边3m左右人行道下有一条直径500mm的混凝土市政供水
管, 人行道及管线下的土质为较松软的回填土。当连续下了一个多小时暴雨后, 大量的雨水渗透致使人
行道及管线下回填土层松动下沉,导致供水管接头松动脱节至断裂。强大的供水管水头形成巨大的动水压力, 对基坑护壁不断冲击, 远远超过护壁设计承受的压力值, 从而造成护壁坍塌、基坑积水。
2. 2. 2 加固处理措施
事故发生后, 业主、监理、设计、施工等单位立即到现场组织抢险并制定加固处理方案: ①当晚配合自来水公司将自来水管抢修好, 恢复正常供水。
②用钩机配合12# 槽钢支撑加固给水管道。
③采用化学灌浆加固塌方区域, 防止继续坍塌。
④塌方边坡外露土体部分喷素混凝土防护。
⑤加强对基坑护壁沉降和位移的观测记录。
⑥抽排基坑积水, 控制在每天降0. 5m深。
2. 3边坡护壁坍塌的原因及措施
2. 3. 1 原因分析
该工程土质条件相对较差, 但锚杆支护结构能满足要求, 出现坍塌主要是在施工方法上。第一层土方开挖及锚杆施工采用压水钻进成孔法施工, 致使边坡土体积水过多无法排出, 破坏了边坡土体结构, 当进入第二层土方开挖时, 正好遇到较软土层, 在这种情况下, 边坡土体失去了稳定导致坍塌。经过现场分析, 后续锚杆施工均采用螺旋钻孔干作业法, 没有再出现坍塌情况。
2. 3. 2 坍塌处理措施
坍塌部位清理后用砂包临时加固边坡, 选用钢管桩支护结构加强该处边坡稳定, 再往下层施工, 没有出现异常情况。
3深基坑施工技术与安全防护措施
通过对以上3 起安全事故的产生的原因进行分析, 深基坑工程施工主要受地质条件、地下水情况、周围环境、大暴雨天气、支护方案及施工方法的影响。为防止安全事故的发生, 在深基坑工程施工中应采取以下相应措施。
3. 1 深基坑施工前的控制措施
3. 1. 1对地质分析勘察报告
施工前应对工程的地质勘察报告认真分析研究, 根据挖土深度范围内不同土质的物理性能和地下水位情况( 特别是丰水期的水位情况) , 选择相应的土方开挖、支护结构及降水方案。基坑支护结构应进行承载能力极限状态的计算及对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。根据所制定的施工方案, 对全体施工人员作详细的安全与技术交底工作。
3. 1. 2 调查基坑周围的建( 构) 筑物
调查基坑周围建( 构) 筑物在基坑开挖前是否已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等情况, 需通过拍片、绘图等手段收集有关资料, 必要时要请有资质的单位事先进行分析鉴定。对于距坑边较近的地下管线应预先采取加固和保护措施。
3. 1. 3 选择和确定施工方案
根据基坑的实际情况, 选择确定安全、可靠的施工方案, 并组织专家组对方案进行论证评审。对于地质条件较差, 即软土地基及松杂填土地基, 坑边距周围建( 构) 筑物较近时, 宜选择排桩或地下连续墙支护结构, 不宜选择土钉墙支护结构, 并制定安全措施方案。
3. 1. 4 硬化处理基坑周围场地
基坑周围场地范围内地面应做硬化处理, 布置完善的排水系统, 预防雨季大量雨水涌入基坑,或渗透到基坑周边的土体中, 破坏了边坡土体结构, 降低边坡土体的稳定性。
3. 1. 5 建立系统的监控方案
基坑施工前应作出系统的监控方案。监控方案包括监控目的、监控项目、监控报警值、监控方法及精度要求、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。
3. 2 施工过程中的控制措施
3. 2. 1 测量定位与监测控制
测量定位应确保工程的边线、轴线、标高等准确, 同时对周边建( 构) 筑物做好监测记录, 特别是地下水位高、需采取降水方案的基坑施工, 对基坑周边进行沉降观测, 以防过量降水造成基坑周边出现沉降开裂, 还应对边坡及支护结构进行监测。
3. 2. 2 施工方案的控制
必须严格按照批准的施工方案进行组织施工, 不得随意变更。需修改变更方案时, 应按审批后的方案进行施工。基坑坑顶边缘不得任意堆放土方、材料及设备, 特别是有振动作用的设备, 避免增加坑顶边缘荷载作用。加大边坡及支护结构的承载压力, 同时在坑顶设挡水设施, 防止雨水流入基坑冲刷坡面。
3. 2. 3 施工过程的控制
对于采用锚杆支护结构的基坑施工, 基坑开挖和锚杆施工应按要求自上而下分段分层同步进行, 预防锚杆施工跟不上土方开挖的进度, 形成坑壁暴露进间过长, 遭受风雨、日晒等风化作用易被剥蚀。锚杆施工尽量考虑采用螺旋钻孔干作业法, 在上层锚杆注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可进行下层土方开挖。土方开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。
3. 3 建立应急救援预案
深基坑工程施工因受内部水文地质和外部周围环境及气候的影响较大, 具有较大的危险性和不可预见性, 需对工程的危险源进行评估、分析, 施工单位还应建立和制定相应的应急救援预案。从公司到项目部及作业班组的应急救援体制, 在人、财、物上全面落实, 工作责任层层落实到位, 防止突发事故的发生,对紧急情况作出迅速反应。一旦发生或可能发生的危及周围建( 构) 筑的安全、周边沉降开裂、基坑支护结构的稳定、坍塌以及雨季影响等, 能快速及时起动紧急应急准备方案实施抢险救援, 防止事故进一步发展并得到有效控制。
4 结束语
深基坑工程施工因受各种因素影响较大, 较容易出现安全事故隐患, 严重的还会影响到工程质量。因此, 深基坑工程施工要根据其特点, 了解和掌握一切不利因素, 重视容易发生安全事故的管涌、坍塌、开裂沉降、滑移、大暴雨等因素, 采取相应的预防措施, 制定切实可行、安全、合理施工方案和方法, 严格按照规范要求施工。如在施工过程中对各个环节加强监测、检查并采取有效的预防控制措施, 能保证深基坑工程施工的安全。
关键词: 深基坑实例事故分析处理措施
0.前言
开挖深度超过5m( 含5m) 或地下室三层以上( 含三层) , 或深度虽未超过5m( 含5m) , 但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程称为深基坑工程。在施工中, 深基坑工程是一个危险性较大的分部工程, 它包括: 土方开挖、降水排水、基坑支护、止水帷幕、临边防护等工作内容, 且在深基坑施工过程中受水文地质、周边环境、气候条件等制约因素影响较大, 很容易发生一些安全事故。
1 .工程事故实例分析
实例一: 某商务大楼工程地下二层, 该地基基础为静力沉桩, 边坡采用了三重摆喷止水帷幕, 喷锚墙与预应力锚索综合边坡支护。2003年9月, 基坑支护、止水帷幕已施工完成, 但东北角- 9. 3m标高处在前后相隔不到50分鐘时间相继出现两处管涌, 管涌直径分别为15cm和30cm, 西东北坑内30m×25m范围内积水约达1. 5m高左右并趋于稳定。此次事故造成西南角周边的民房、厕所、道路和小学球场等相继出现不同程度的沉降开裂, 严重的影响了周边建筑物的安全。
实例二: 某办公楼工程地下一层, 静压方桩桩基、基坑护壁支护为土钉锚杆支护结构。2004年6月,在锚杆施工过程中出现了距坑边5m左右的工地办公室地面沉降开裂, 但经观察记录没有进一步发展的趋势。7 月28日, 因连续下一个多小时的暴雨, 大量雨水渗透到边坡的土体内, 致使该工程①× 轴的基坑护壁有水流急速涌出, 约几分钟后, 水流突然加大并从该处倾盆而下, 造成①～⑥× 轴段边坡护壁失稳坍塌, 基坑积水达1m多深, 事故没有造成人员伤亡。
实例三: 某高层住宅楼工程地下一层静压方桩桩基, 基坑护壁支护为锚杆支护结构, 基坑土方开挖与护壁锚杆支护施工分段分层同步进行。2006年3月, 在①轴第一层基坑护壁锚杆完成后( 约2m高) , 进
入第二层土方开挖, 在土方开挖往下施工时, ①× ～ 轴段15m长左右上层土体及锚杆失稳坍塌, 没有造成人员伤亡和较大的经济损失。
2. 工程事故分析及解决措施
2. 1工程出现管涌产生的原因及解决方法
2. 1. 1产生的原因分析
基坑施工期间, 如果正遇8、9 月份进入丰水季节, 地下水位将上升，加上受台风影响,水位高达76.66m, 高出基坑底10m左右。无论是产生基坑突涌的水头压力高度, 还是产生流砂的临界水力梯度及产生饱和土液化的必要条件均已接近临界状态。因此, 坑底暴露的粉土层及浅埋的粉砂层具备产生管涌和突涌的客观条件, 场地内的饱和粉土、粉砂层产生液化,形成了管涌。
2. 1. 2 解决方案
为达到填充水土流失和封堵地下水的目的, 确保周边建筑物的安全, 对流砂孔眼分别进行埋管、加压双液灌浆, 同时用成包水泥和砂袋及彩条布对孔眼分层围堵, 随后对基坑东北角进行土方回填压实,管涌得到了有效控制。同时对边坡进行加固, 东北角外部进行化学灌浆。
2. 2边坡护壁坍塌产生原因分析及加固处理措施
2. 2. 1 原因分析
该工程基坑紧靠道路边上人行道, 在距坑边3m左右人行道下有一条直径500mm的混凝土市政供水
管, 人行道及管线下的土质为较松软的回填土。当连续下了一个多小时暴雨后, 大量的雨水渗透致使人
行道及管线下回填土层松动下沉,导致供水管接头松动脱节至断裂。强大的供水管水头形成巨大的动水压力, 对基坑护壁不断冲击, 远远超过护壁设计承受的压力值, 从而造成护壁坍塌、基坑积水。
2. 2. 2 加固处理措施
事故发生后, 业主、监理、设计、施工等单位立即到现场组织抢险并制定加固处理方案: ①当晚配合自来水公司将自来水管抢修好, 恢复正常供水。
②用钩机配合12# 槽钢支撑加固给水管道。
③采用化学灌浆加固塌方区域, 防止继续坍塌。
④塌方边坡外露土体部分喷素混凝土防护。
⑤加强对基坑护壁沉降和位移的观测记录。
⑥抽排基坑积水, 控制在每天降0. 5m深。
2. 3边坡护壁坍塌的原因及措施
2. 3. 1 原因分析
该工程土质条件相对较差, 但锚杆支护结构能满足要求, 出现坍塌主要是在施工方法上。第一层土方开挖及锚杆施工采用压水钻进成孔法施工, 致使边坡土体积水过多无法排出, 破坏了边坡土体结构, 当进入第二层土方开挖时, 正好遇到较软土层, 在这种情况下, 边坡土体失去了稳定导致坍塌。经过现场分析, 后续锚杆施工均采用螺旋钻孔干作业法, 没有再出现坍塌情况。
2. 3. 2 坍塌处理措施
坍塌部位清理后用砂包临时加固边坡, 选用钢管桩支护结构加强该处边坡稳定, 再往下层施工, 没有出现异常情况。
3深基坑施工技术与安全防护措施
通过对以上3 起安全事故的产生的原因进行分析, 深基坑工程施工主要受地质条件、地下水情况、周围环境、大暴雨天气、支护方案及施工方法的影响。为防止安全事故的发生, 在深基坑工程施工中应采取以下相应措施。
3. 1 深基坑施工前的控制措施
3. 1. 1对地质分析勘察报告
施工前应对工程的地质勘察报告认真分析研究, 根据挖土深度范围内不同土质的物理性能和地下水位情况( 特别是丰水期的水位情况) , 选择相应的土方开挖、支护结构及降水方案。基坑支护结构应进行承载能力极限状态的计算及对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。根据所制定的施工方案, 对全体施工人员作详细的安全与技术交底工作。
3. 1. 2 调查基坑周围的建( 构) 筑物
调查基坑周围建( 构) 筑物在基坑开挖前是否已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等情况, 需通过拍片、绘图等手段收集有关资料, 必要时要请有资质的单位事先进行分析鉴定。对于距坑边较近的地下管线应预先采取加固和保护措施。
3. 1. 3 选择和确定施工方案
根据基坑的实际情况, 选择确定安全、可靠的施工方案, 并组织专家组对方案进行论证评审。对于地质条件较差, 即软土地基及松杂填土地基, 坑边距周围建( 构) 筑物较近时, 宜选择排桩或地下连续墙支护结构, 不宜选择土钉墙支护结构, 并制定安全措施方案。
3. 1. 4 硬化处理基坑周围场地
基坑周围场地范围内地面应做硬化处理, 布置完善的排水系统, 预防雨季大量雨水涌入基坑,或渗透到基坑周边的土体中, 破坏了边坡土体结构, 降低边坡土体的稳定性。
3. 1. 5 建立系统的监控方案
基坑施工前应作出系统的监控方案。监控方案包括监控目的、监控项目、监控报警值、监控方法及精度要求、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。
3. 2 施工过程中的控制措施
3. 2. 1 测量定位与监测控制
测量定位应确保工程的边线、轴线、标高等准确, 同时对周边建( 构) 筑物做好监测记录, 特别是地下水位高、需采取降水方案的基坑施工, 对基坑周边进行沉降观测, 以防过量降水造成基坑周边出现沉降开裂, 还应对边坡及支护结构进行监测。
3. 2. 2 施工方案的控制
必须严格按照批准的施工方案进行组织施工, 不得随意变更。需修改变更方案时, 应按审批后的方案进行施工。基坑坑顶边缘不得任意堆放土方、材料及设备, 特别是有振动作用的设备, 避免增加坑顶边缘荷载作用。加大边坡及支护结构的承载压力, 同时在坑顶设挡水设施, 防止雨水流入基坑冲刷坡面。
3. 2. 3 施工过程的控制
对于采用锚杆支护结构的基坑施工, 基坑开挖和锚杆施工应按要求自上而下分段分层同步进行, 预防锚杆施工跟不上土方开挖的进度, 形成坑壁暴露进间过长, 遭受风雨、日晒等风化作用易被剥蚀。锚杆施工尽量考虑采用螺旋钻孔干作业法, 在上层锚杆注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可进行下层土方开挖。土方开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。
3. 3 建立应急救援预案
深基坑工程施工因受内部水文地质和外部周围环境及气候的影响较大, 具有较大的危险性和不可预见性, 需对工程的危险源进行评估、分析, 施工单位还应建立和制定相应的应急救援预案。从公司到项目部及作业班组的应急救援体制, 在人、财、物上全面落实, 工作责任层层落实到位, 防止突发事故的发生,对紧急情况作出迅速反应。一旦发生或可能发生的危及周围建( 构) 筑的安全、周边沉降开裂、基坑支护结构的稳定、坍塌以及雨季影响等, 能快速及时起动紧急应急准备方案实施抢险救援, 防止事故进一步发展并得到有效控制。
4 结束语
深基坑工程施工因受各种因素影响较大, 较容易出现安全事故隐患, 严重的还会影响到工程质量。因此, 深基坑工程施工要根据其特点, 了解和掌握一切不利因素, 重视容易发生安全事故的管涌、坍塌、开裂沉降、滑移、大暴雨等因素, 采取相应的预防措施, 制定切实可行、安全、合理施工方案和方法, 严格按照规范要求施工。如在施工过程中对各个环节加强监测、检查并采取有效的预防控制措施, 能保证深基坑工程施工的安全。