深基坑工程事故案例分析.ppt课件

土
粉质粘土
⑧2
夹粉 >9 33.0 1.83 2.72 0.94 33.5 20.1 13.4 0.96
砂
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各土层的力学指标
土层
②2 粘质粉土
④2 淤泥质粘土
⑥1 淤泥质粉质粘土
⑧2 粉质粘土夹粉砂
固结快剪值
c
φ
3.9
28.8
13.5
10.6
13
14.5
12.2
16.8
三轴CU值
Ccu
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2.3 设计问题
由于基坑设计涉及到多种学科，如土力学、基础工程 、结构力学和原位测试技术等，需要对场地周围环境、施 工条件、工程地质条件、水文地质条件详细了解和掌握， 是一门系统科学，具有复杂性。所以目前基坑支护的设计 方案与措施大多数是偏于保守的，即便如此，如果设计的 人员经验不足，考虑不周，也易引起相应的事故。对522例 基坑事故统计也说明基坑设计的不足，是引发事故的重要 原因。杭州地铁工程在设计方面主要有以下一些问题：
深基坑工程事故案例分析
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一、深基坑的概念及特点 二、深基坑工程事故类型及处理措施 三、土方开挖阶段事故预防 四、深基坑工程事故预防及处理 五、深基坑工程事故案例分析
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五、深基坑工程事故案例分析
1、杭州地铁深基坑事故概况
1.1 事故调查结果公布 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
杭州地铁事故基坑，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（端头井范围局部五道）Φ609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，道路下有较多市政管线(包括上下水、污水、雨水 、煤气、电力、电信等)穿过，东侧有一河道，基坑平面图如下图所示。
Φcu
3.9
28.8
12.3
13.2
13
13.8
19.4
21.3
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1.3 事故概况
基坑土方开挖共分为 6 个施工段， 总体由北向南组织施工 至事故发生前 ，第1施工段完成底板混凝土施工，第2施工段完成底板垫层混凝土施工，第3施工 段完成土方开挖及全部钢支撑施工，第4施工段完成土方开挖及3道钢支撑施工、开 始安装第4道钢支撑，第5、6施工段已完成3道钢支撑施工、正开挖至基底的第5层 土方同时，第1施工段木工、钢筋工正在作业;第3施工段杂工进行基坑基底清理， 技术人员安装接地铜条;第4施工段正在安装支撑、施加预应力，第 5、6 施工段坑 内2台挖机正在进行第5层土方开挖。
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2、 杭州地铁深基坑事故的原因分析
2.1 破坏模式分析
根据勘查结果对基坑土体破坏滑动面及地下连续墙破 坏模式进行了分析，并绘制相应的基坑破坏时调查平面图 与施工工况图以及基坑土体滑动面与地下连续墙破坏形态 断面图。
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• 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④2层的比例系数m值（ m=2500kN/m4)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。
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据靠近西侧地下连续墙静力触 探试验表明，在绝对标高-8m～-10m 处(近基坑底部)， qc值为0.20MPa （qc仅为原状土的30％左右），土 体受到严重扰动，接近于重塑土强 度，证明土体产生侧向流变，存在 明显的滑动面。
西侧地下连续墙墙底（相应标 高-27.0左右），C1孔静探qc值约为 0.6MPa（qc为原状土的70％左右） ，土体有较大的扰动，但没有产生 明显的侧向流变，主要是地下连续 墙底部产生过大位移而所致。
西
风情大道
第6施工段
第5施工段
第4施工段
第3施工段
第2施工段
东
第1施工段
北
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首先西侧中部地下连续墙横向断裂并倒塌，倒塌长 度约75m，墙体横向断裂处最大位移约7.5m，东侧地下 连续墙也产生严重位移，最大位移约3.5m。由于大量淤 泥涌入坑内，风情大道随后出现塌陷，最大深度约6.5m 。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。下图所示 为一组事故现场照片。
液 限
塑 限
塑 性 指 数
液 性 指 数
(m)
W (%)
ρ (g/cm
3)
Gs
e
ωl
ωp
(%) (%)
IP
IL
②2
粘质 粉土
Biblioteka Baidu
4 30.5 1.90 2.70 0.85
④2
淤泥质 粘土
16 48.6 1.71 2.74 1.37 41.8 22.3 19.5 1.35
淤泥质粉
⑥1
质粘 17 45.2 1.72 2.73 1.30 37.5 21.5 16.0 1.48
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杭州地铁破坏模式示意图
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2.2 勘察问题
由于勘察工作量不足，加上勘察人员对土性的认识的 不足，造成基坑工程勘察资料不详细或土的物理力学指标 取值偏高，使设计计算失误引起的事故。如杭州地铁工程 在勘察方面主要有以下一些问题：
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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。 地下潜水位为0.5m，无承压水。
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各土层的物理指标
土 层 序 号
土 层 名 称
层 厚
含湿 水密 率度
土 粒 比 重
天 然 孔 隙 比
坑现场发生大面积坍塌事故，造成21人死亡，24人受伤(截止2009年9月 已先后出院)，直接经济损失4961万元。
其直接原因是施工单位违规施工、冒险作业、基坑严重超挖；支撑 体系存在严重缺陷且钢管支撑架设不及时；垫层未及时浇筑。监测单位 施工监测失效，施工单位没有采取有效补救措施。
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1.2 工程概况