摘要:基坑坍塌原因復(fù)雜,涉及地質(zhì)及勘察、支護(hù)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)和管理、基坑周邊環(huán)境等。本文分析近三年來發(fā)生的重大基坑坍塌事故,提出防范事故建議。
關(guān)鍵詞:基坑坍塌
1概述
近三年建設(shè)部備案的重大施工坍塌事故中,基坑坍塌約占坍塌事故總數(shù)的50%。塌方事故造成了慘重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。對施工坍塌的專項(xiàng)治理是近年來建筑安全工作的重點(diǎn)之一。
基坑坍塌,可大致分為兩類:
(1)基坑邊坡土體承載力不足;基坑底土因卸載而隆起,造成基坑或邊坡土體滑動;地表及地下水滲流作用,造成的涌砂、涌泥、涌水等而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn),基坑坍塌。
?。?)支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度或者穩(wěn)定性不足,引起支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞,導(dǎo)致邊坡失穩(wěn),基坑坍塌。 把安全工程師站點(diǎn)加入收藏夾
導(dǎo)致基坑坍塌的原因可歸結(jié)為技術(shù)和管理兩個層面,本文分析基坑坍塌事故發(fā)生的原因和特點(diǎn),提出防范建議。
2基坑坍塌事故概況
2.1發(fā)生事故的企業(yè),無施工資質(zhì)和無施工許可證者占企業(yè)總數(shù)的近50%,10%左右的企業(yè)屬三級或者三級以下施工資質(zhì)。
2.2坍塌事故中,工業(yè)與民用建筑約占54%,道路、排水管線溝槽約占38%,橋涵、隧道的約占8%。
2.3放坡不合理或支護(hù)失效引發(fā)的事故約占74%,其中無基坑支護(hù)設(shè)計(jì)導(dǎo)致的事故約占60%。
2.4未編制施工組織設(shè)計(jì)引發(fā)的事故約占56%,施工組織設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的事故約占19%,不嚴(yán)格按規(guī)范和施工組織設(shè)計(jì)施工導(dǎo)致的事故約占25%。
2.5發(fā)生坍塌的基坑(或邊坡)深度從1.9米~22米,發(fā)生在1.9米~10米的事故約占78%,10米~20米的約占17%,20米以上約占5%。
3基坑坍塌事故分析
3.1地質(zhì)勘察報(bào)告不滿足支護(hù)設(shè)計(jì)要求
地質(zhì)勘察報(bào)告往往忽視基坑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)所需的土體物理力學(xué)性能指標(biāo),不注重對周邊土體的勘察、分析,這使得支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際支護(hù)需求不符。某辦公樓基坑設(shè)計(jì)深度6米,僅對建筑物范圍內(nèi)的土體
進(jìn)行了勘察,而基坑邊坡淤泥質(zhì)土層的相關(guān)指標(biāo),憑“經(jīng)驗(yàn)”給出。因提供的邊坡土體物理力學(xué)性能指標(biāo)與事故后的勘察值嚴(yán)重不符,導(dǎo)致?lián)嗽O(shè)計(jì)、施工的支護(hù)體系(4排攪拌樁)滑移、傾斜,造成基坑坍塌。
3.2無基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是基坑開挖安全的基本保證,應(yīng)由有設(shè)計(jì)資質(zhì)的單位進(jìn)行支護(hù)專項(xiàng)設(shè)計(jì)。陜西省寶雞市一大廈基坑,深8.8米,竟無基坑支護(hù)設(shè)計(jì),施工中也未按規(guī)范要求放坡,導(dǎo)致基坑坍塌。
3.3支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷
由于基坑現(xiàn)場的地質(zhì)條件錯綜復(fù)雜,設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的缺陷,勢必形成安全隱患,有的坍塌事故就是支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理所致。??谑心迟e館深基坑,地質(zhì)條件復(fù)雜,采用的噴錨支護(hù)方案缺乏技術(shù)論證和針對性,當(dāng)開挖到基坑底部時,基坑壁土體大范圍坍塌。武漢市某基坑一人工挖孔護(hù)坡樁工程,地面以下6米左右有淤泥層。樁井設(shè)計(jì)深度13.5米,當(dāng)挖至6米深時,尚未完工的相鄰樁井突然塌陷,兩樁井貫通,淤泥突然涌入該樁井,正在井下作業(yè)的1人被掩埋。
3.4放坡不當(dāng)
基坑開挖前應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和基坑周邊環(huán)境情況,確定基坑邊坡高寬比,計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性。某營業(yè)樓基坑深16米,坑壁為雜填土和淤泥質(zhì)粘土,采用1:1放坡加土釘墻的支護(hù)的措施,由于基坑邊坡高寬比過大,開挖至約10米深時,還沒有來得及進(jìn)行土釘墻施工,基坑突然坍塌。
3.5排、降、截、止水方法不當(dāng)水患控制是基坑施工的重點(diǎn),應(yīng)采取合理、有效的控水方案。
對控水方案的實(shí)施必須進(jìn)行監(jiān)測,并對可能出現(xiàn)的險情,制定應(yīng)急措施。濟(jì)南市兩座商廈均因降水措施不當(dāng),造成基坑開挖時地面局部塌陷,支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍建筑物遭到不同程度的破壞。
3.6無施工組織設(shè)計(jì)
施工組織設(shè)計(jì)是施工的依據(jù),施工方應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)及水文條件、現(xiàn)場環(huán)境等編制施工組織設(shè)計(jì),經(jīng)勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理方和相關(guān)部門審查后,方可施工。無施工組織設(shè)計(jì),必然造成現(xiàn)場違章指揮,違章作業(yè)。蘭州市一住宅樓人工挖孔樁工程,無施工組織設(shè)計(jì),無有效的安全及技術(shù)措施,現(xiàn)場違章指揮,導(dǎo)致樁井坍塌,3名作業(yè)人員窒息死亡。
3.7基坑開挖方案不合理
有的事故是由于基坑開挖方案不合理所致,如挖土進(jìn)度過快,開挖分層過大,超深開挖;護(hù)坡樁成樁后即開挖土方;基坑挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后未及時封底,暴露時間過長等。濟(jì)南市某商廈基坑超深開挖,每次挖深達(dá)6米,且進(jìn)度過快,土釘墻支護(hù)未與挖土同步,造成基坑局部坍塌。
3.8不按施工組織設(shè)計(jì)施工
黑龍江公路部門一辦公樓基坑,不按施工組織設(shè)計(jì)施工,導(dǎo)致基坑坍塌,造成3人死亡,2人受傷。南昌某廣場綜合樓工程,施工方擅自將C20混凝土挖孔樁護(hù)壁改成竹篾護(hù)壁,導(dǎo)致坍塌。
3.9對意外情況處理不當(dāng)
土方開挖過程中遇障礙物、管道等時,不及時報(bào)告,而是以僥幸心理繼續(xù)施工。貴州某道路改造工程,開挖時遇一毛石混凝土結(jié)構(gòu)化糞池,在未報(bào)告業(yè)主、設(shè)計(jì)和監(jiān)理方的情況下,施工方擅自進(jìn)行爆破,并在化糞池側(cè)墻底部開洞排污,導(dǎo)致化糞池側(cè)墻坍塌。
3.10忽視周邊環(huán)境、建筑物等對基坑的影響
基坑開挖前應(yīng)了解基坑周邊環(huán)境、建筑物、地表水排泄、地下管線分布、道路、車輛﹑行人等情況,并且采取相應(yīng)措施。
3.10.1忽視導(dǎo)致土體應(yīng)力增加的因素
基坑邊上的堆土和機(jī)具以及動荷載,雨水﹑施工用水滲透等因素,使土體自重和土體剪應(yīng)力增加。許昌市某市政溝槽平均深度3.5米,槽身的一側(cè)有一與其平行的2.2米深、帶蓋引水渠。施工時渠內(nèi)積滿生活廢水,開挖的土體和準(zhǔn)備打支撐用的材料堆放在水渠蓋板上。當(dāng)挖至2.7米深時,由于渠內(nèi)水面高于溝槽,水不斷向開挖面滲透,加之水渠蓋板上堆土和材料荷載的作用,水渠和堆土突然向溝槽一方坍塌。
3.10.2無視與基槽相鄰的建筑物
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,新建建筑物的基礎(chǔ)埋深不宜大于原有建筑物基礎(chǔ),或兩基礎(chǔ)之間的凈距應(yīng)該大于兩基礎(chǔ)高差的1~2倍,否則要采取分段施工﹑做護(hù)坡樁、地下連續(xù)墻或加固原有基礎(chǔ)等措施,確保原有基礎(chǔ)安全。烏魯木齊某大廈因基坑施工遷移的排水管溝,深2.8米,其側(cè)壁距已有的民房僅0.8米。因管線溝槽無任何支護(hù)措施,距民房過近,開挖深度超過民房基礎(chǔ)底標(biāo)高,民房地基受到嚴(yán)重?cái)_動,造成民房及溝槽坍塌。
3.11未對基坑開挖實(shí)施監(jiān)控
對基坑開挖過程中的監(jiān)控是通過布置觀測點(diǎn),監(jiān)測基坑邊坡土體的水平和垂直位移、水滲透影響、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形等,以便及時預(yù)防和控制事故。重慶某小區(qū)工程,對高度近20米的基坑邊坡不做監(jiān)控,由于未能及時掌握土體變形情況,對基坑的突然坍塌毫無防備。
3.12施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求
護(hù)坡樁縮頸、斷樁,錨桿或土釘達(dá)不到設(shè)計(jì)長度,傾角與原設(shè)計(jì)符,灌漿質(zhì)量差等,使支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力和對土體的支護(hù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,形成事故隱患。
3.13管理及技術(shù)人員缺乏專業(yè)常識
有的管理及技術(shù)人員缺乏專業(yè)常識,把圍墻當(dāng)擋土墻使用。新疆某大廈基坑開挖時,施工方將圍墻當(dāng)擋土墻使用,導(dǎo)致44人被倒塌的圍墻壓埋,造成19人死亡,25人受傷的重大安全事故。青海某給水管溝工程開挖深度僅1.9米,施工時工人將溝壁底腳掏空,并將土堆積在溝壁頂部,導(dǎo)致管溝南側(cè)24米長的溝壁坍塌,3人身亡。
4防范基坑坍塌建議
4.1嚴(yán)格貫徹、執(zhí)行《建筑法》、《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》及相關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定,從源頭上、施工過程中全面降低安全事故發(fā)生的幾率。
4.2基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基坑開挖施工組織設(shè)計(jì),除正常的審查外,還應(yīng)經(jīng)建設(shè)行政主管部門認(rèn)可的專家委員會和技術(shù)咨詢機(jī)構(gòu)審查通過,方可作為施工依據(jù)。
4.3重視基坑監(jiān)測,消除安全隱患
按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》要求對基坑實(shí)施監(jiān)測,掌握基坑邊坡土體及已有建筑物的水平和垂直位移、水滲透影響、支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力等情況。一旦監(jiān)測值接近規(guī)范容許值和所測指標(biāo)突變時,應(yīng)及時向業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)方報(bào)告,并根據(jù)監(jiān)測情況及時調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方案。
4.4改善技術(shù)交底工作
必須重視和改善安全和技術(shù)交底工作,落實(shí)逐級、逐項(xiàng)安全和技術(shù)交底制度。交底時應(yīng)在施工組織設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上作技術(shù)細(xì)化,強(qiáng)調(diào)安全注意事項(xiàng);用通俗的語言,使作業(yè)人員理解、掌握,并按照安全和技術(shù)要求作業(yè)。
4.5加強(qiáng)施工監(jiān)管
基坑開挖過程中,必須有技術(shù)人員現(xiàn)場指揮和監(jiān)理方的監(jiān)管。施工和監(jiān)理方要把監(jiān)督重點(diǎn)放在事故多發(fā)的環(huán)節(jié),尤其是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工﹑基坑放坡﹑排水降水﹑開挖土體的堆放等方面。4.6防范次生事故造成的傷害
事故發(fā)生后,因次生事故、搶險措施或防護(hù)不當(dāng),造成更多傷亡的現(xiàn)象也較為突出,這暴露出施工現(xiàn)場管理和技術(shù)人員對事故的發(fā)展和危害,缺乏科學(xué)的判斷;現(xiàn)場事故救援水平低及救援裝備欠缺?;邮┕で?,應(yīng)作次生事故分析預(yù)測,施工現(xiàn)場應(yīng)按應(yīng)急預(yù)案,配備經(jīng)培訓(xùn)合格的急救人員和急救器材。