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安全无小事,10种会导致基坑坍塌的情况,不得不防!

近三年建设部备案的重大施工坍塌事故中,基坑坍塌约占坍塌事故总数的50%。3月16日,上海大宁金茂府工地事故再次将众人的目光聚集到了基坑坍塌上。此次事故也给到从业者些许启示和警醒:开发商到底要注意哪些导致基坑坍塌的情况?如何做才能防患于未然?


数读基坑坍塌:深度1.9米~10米的事故占78%

近三年建设部备案的重大施工坍塌事故中,基坑坍塌约占坍塌事故总数的50%。塌方事故造成了惨重的人员伤亡和经济损失。对施工坍塌的专项治理是近年来建筑安全工作的重点之一。

发生事故的企业,无施工资质和无施工许可证者占企业总数的近50%10%左右的企业属三级或者三级以下施工资质。
坍塌事故中,工业与民用建筑约占54%,道路、排水管线沟槽约占38%,桥涵、隧道的约占8%。
放坡不合理或支护失效引发的事故约占74%,其中无基坑支护设计导致的事故约占60%
未编制施工组织设计引发的事故约占56%,施工组织设计不合理导致的事故约占19%,不严格按规范和施工组织设计施工导致的事故约占25%
发生坍塌的基坑(或边坡)深度从1.9米~22米,发生在1.9米~10米的事故约占78%10米~20米的约占17%20米以上约占5%

10种导致基坑坍塌的原因

对于开发商来说,基坑说起来容易,但实际做起来可不能马虎,下面我们就来看一下10种会导致基坑坍塌的原因:

1、地质勘察报告不满足支护设计要求

某办公楼基坑设计深度6米,仅对建筑物范围内的土体进行了勘察,而基坑边坡淤泥质土层的相关指标,凭“经验”给出。因提供的边坡土体物理力学性能指标与事故后的勘察值严重不符,导致据此设计、施工的支护体系滑移、倾斜,造成基坑坍塌。
2、无基坑支护结构设计
基坑支护设计是基坑开挖安全的基本保证,应由有设计资质的单位进行支护专项设计。陕西省宝鸡市一大厦基坑,深8.8米,竟无基坑支护设计,施工中也 未按规范要求放坡,导致基坑坍塌。
3、支护结构设计存在缺陷
由于基坑现场的地质条件错综复杂,设计人员应根据现场实际情况进行支护结构设计。支护结构设计存在的缺陷,势必形成安全隐患,有的坍塌事故就是支护结构设计不合理所致。海口市某宾馆深基坑,地质条件复杂,采用的喷锚支护方案缺乏技术论证和针对性,当开挖到基坑底部时,基坑壁土体大范围坍塌。武汉市某基坑一人工挖孔护坡桩工程,地面以下6米左右有淤泥层。桩井设计深度13.5米,当挖至6米深时,尚未完工的相邻桩井突然塌陷,两桩井贯通,淤泥突然涌入该桩井,正在井下作业的1人被掩埋。
4、放坡不当
基坑开挖前应根据地质和基坑周边环境情况,确定基坑边坡高宽比,计算边坡的稳定性。某营业楼基坑深16米,坑壁为杂填土和淤泥质粘土,采用1:1放坡加土钉墙的支护的措施,由于基坑边坡高宽比过大,开挖至约10米深时, 还没有来得及进行土钉墙施工,基坑突然坍塌。
5、排、降、截、止水方法不当
对控水方案的实施必须进行监测,并对可能出现的险情,制定应急措施。济南市两座商厦均因降水措施不当,造成基坑开挖时地面局部塌陷,支护结构和周围建筑物遭到不同程度的破坏。
6、无施工组织设计
施工组织设计是施工的依据,施工方应根据工程地质及水文条件、现场环境等编制施工组织设计,经勘察、设计、监理方和相关部门审查后,方可施工。无施工组织设计,必然造成现场违章指挥,违章作业。兰州市一住宅楼人工挖孔桩工程,无施工组织设计,无有效的安全及技术措施,现场违章指挥,导致桩井坍 塌,3名作业人员窒息死亡。
7、基坑开挖方案不合理
有的事故是由于基坑开挖方案不合理所致,如挖土进度过快,开挖分层过大,超深开挖;护坡桩成桩后即开挖土方;基坑挖到设计标高后未及时封底,暴露时间过长等。济南市某商厦基坑超深开挖,每次挖深达6米,且进度过快,土钉墙 支护未与挖土同步,造成基坑局部坍塌。
8、忽视周边环境、建筑物等对基坑的影响
基坑开挖前应了解基坑周边环境、建筑物、地表水排泄、地下管线分布、道 路、车辆﹑行人等情况,并且采取相应措施。  
9、忽视导致土体应力增加的因素
基坑边上的堆土和机具以及动荷载,雨水﹑施工用水渗透等因素,使土体自重和土体剪应力增加。许昌市某市政沟槽平均深度3.5米,槽身的一侧有一与其平行的2.2米深、带盖引水渠。施工时渠内积满生活废水,开挖的土体和准备打支撑用的材料堆放在水渠盖板上。当挖至2.7米深时,由于渠内水面高于沟槽,水不断向开挖面渗透,加之水渠盖板上堆土和材料荷载的作用,水渠和堆土突然 向沟槽一方坍塌。
10、无视与基槽相邻的建筑物

《建筑地基基础设计规范》规定,新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物基础,或两基础之间的净距应该大于两基础高差的1~2倍,否则要采取分段施工﹑做护坡桩、地下连续墙或加固原有基础等措施,确保原有基础安全。乌鲁木齐某大厦因基坑施工迁移的排水管沟,深2.8米,其侧壁距已有的民房仅0.8米。因管线沟槽无任何支护措施,距民房过近,开挖深度超过民房基础底标高, 民房地基受到严重扰动,造成民房及沟槽坍塌。

案例解读:多原因合力致基坑坍塌

高层建筑的深基坑开挖在条件许可的情况下,可以采用放坡开挖以便节约资金。但在基坑开挖之前,要对施工现场的周边环境、水文及工程地质条件、施工期限、施工期间的气候变化等诸多因素进行详细的了解和论证。同时,在基坑开挖的过程中,仍然随时可能发生各种不可预测的情况,严重时可能导致边坡整体滑移、坍塌,甚至危及周边环境。

湖南省长沙市“银园公寓”B2栋深基坑采用放坡开挖,基坑边坡局部发生坍塌,在资金和工期上均造成了一定的损失。认真分析塌方原因,为今后类似深基坑开挖积累施工经验,是本段的目的。
1、工程概况
中国银行湖南省分行“银园公寓”位于长沙市韶山北路263号,占地18998㎡。其中B2栋为38层剪力墙结构职工住宅楼,该大楼地面以上35层,地下3层,基坑开挖深度9m,见图1
2、场地地质条件
地貌单元属第四系(Q4)河流冲积阶地,地下水位距地表1.5m左右,基坑东侧边坡的地层及岩土力学参数见表1。
3、基坑开挖原方案

(1)基坑采用放坡开挖,参考规范要求,边坡平均坡度为1∶0.86、边坡坡角β=49°,见图2。

(2)施工期正值盛夏,雨水较少。坑内采用积水井降水,井内积水直接引入城市下水道。计划施工期1个月。    

(3)B2栋12轴线距省湘剧院9层宿舍14m,基坑开挖边线离该宿舍外墙仅4.25m。其它三向的基坑边线和建筑物相距较远,不会对邻近建筑物造成危害。

4、施工情况及塌方原因

(1)基坑挖至深度7.5m时,边坡基本上呈稳定状态,坑内的土质状况和地质报告基本吻合。在深度7.5m以下,泥质粉砂岩愈加坚硬,采用反铲挖掘机无法施工,施工现场的实际情况又不适宜采用爆破施工。由于没有及时调整施工方法,致使基坑已开挖的部分搁置近1个月。  

(2)东边坡开挖边线距湘剧院宿舍仅4.25m,湘剧院内主要通道经过这里,道路上过往车辆频繁。同时,湘剧院内建宿舍楼,在东边坡一侧堆放较多的建筑材料。这些外界因素造成的重压和震动,对边坡的稳定产生不利影响。  

(3)挖掘东边坡时,挖掘机铲斗碰断边坡边缘附近埋设的供水管,使水流渗入土体。经过抢修,仍有少量水渗漏。  

(4)沿东边坡外侧,在湘剧院道路下3.5m深处,有一条陶质下水管。由于东边坡土体蠕变,使陶质下水管受挤压破裂,大量生活污水渗入边坡土体。在基坑开挖前,没有对东边坡外侧的地下管道调查清楚,当边坡土体受水流浸蚀发生坍塌时,无法对险情及时作出正确的判断和迅速采取有效的措施。  

(5)东边坡土体发生坍塌时,起初拟定采用分段清除坍塌土方,逐段砌挡土墙的方案。但下水管破裂使水流急剧涌入坑内,塌方面不断扩大,使这一方案无法实施。塌方长达30m左右,约有600m3土体坍塌,塌方上口距湘剧院宿舍仅1m,并尚有发展趋势,情况十分危急。  

5、抢险方案及支护措施

根据实际情况,分析塌方原因,聘请专家咨询,按照信息施工法程序,进行抢险并对原方案作出修改。  

(1)勘查地下水管埋设情况,采用水泵把地下水管污水抽入临时设置的管道,对渗漏的供水管道重新铺设。  

(2)安排3台挖掘机在抗内和场内取土,堆垒在东边坡,并用机械分层辗压。经过三天三夜的紧急抢险,在东边坡筑好一条长50m,上宽3m、下宽12m的土坝。土坝临基坑面,用砂袋堆垒,加强土坝的稳固。  

(3)对仍有少量水流从砂袋缝隙渗入坑内,采用Φ50钢管导流,集中后排入城市下水道。  

(4)沿东边坡上边缘道路一侧砌20cm高挡水墙,阻止地表水浸蚀东边坡土体。    

(5)沿东边坡被挤坏的陶质下水管全部更换成钢筋砼下水管,并在管壁外浇150mm厚钢筋砼包裹,防止外力挤压造成破坏。    

至此,按修改后的方案施工,东边坡险情得以控制,基坑开挖顺利完成。

防范基坑坍塌的6点建议

1、严格贯彻、执行《建筑法》、《建设工程安全生产管理条例》及相关技术规范、规程的规定,从源头上、施工过程中全面降低安全事故发生的几率。

2、基坑支护结构设计和基坑开挖施工组织设计,除正常的审查外,还应经建设行政主管部门认可的专家委员会和技术咨询机构审查通过,方可作为施工依据。

3、重视基坑监测,消除安全隐患。按《建筑地基基础设计规范》、《建筑边坡工程技术规范》要求对基坑实施监测,掌握基坑边坡土体及已有建筑物的水平和垂直位移、水渗透影响、支护结构的变形和应力等情况。一旦监测值接近规范容许值和所测指标突变时,应及时向业主、监理、设计方报告,并根据监测情况及时调整支护结构和施工方案。

4、改善技术交底工作。必须重视和改善安全和技术交底工作,落实逐级、逐项安全和技术交底制度。交底时应在施工组织设计基础上作技术细化,强调安全注意事项;用通俗的语言, 使作业人员理解、掌握,并按照安全和技术要求作业。

5、加强施工监管。基坑开挖过程中,必须有技术人员现场指挥和监理方的监管。施工和监理方要把监督重点放在事故多发的环节,尤其是基坑支护结构施工﹑基坑放坡﹑排水 降水﹑开挖土体的堆放等方面。

6、防范次生事故造成的伤害。事故发生后,因次生事故、抢险措施或防护不当,造成更多伤亡的现象也较为突出,这暴露出施工现场管理和技术人员对事故的发展和危害,缺乏科学的判断;现场事故救援水平低及救援装备欠缺。基坑施工前,应作次生事故分析预测, 施工现场应按应急预案,配备经培训合格的急救人员和急救器材。


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