地铁基坑坍塌事故引发的思考深基坑施工技术与管理PPT课件

15点15分左右，北2基坑部分支撑首先破坏，
西侧中部地下连续墙横向断裂并倒塌位移，东侧地 下连续墙也产生严重位移。由于大量淤泥涌入坑内， 风情大道随后出现塌陷。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。 道路下的排污、供水、供电设施受到破坏，共造成 21人死亡。
三 事故原因浅析
xx地铁xx站“11·15”基坑坍塌事故 引发的思考
—浅析深基坑工程施工技术与管理
第一部分
xx地铁xx站“11·15”基坑坍塌事故原因浅析
一 工程概况
xx地铁xx站xx地铁为1号线的起始站，位于xx 市萧山区风情大道与湘西路交叉口东北侧，沿风情 大道呈南北走向。车站总长约934.5m，标准段总宽 20.5m，为12m宽岛式站台车站。xx站基坑工程共 有8个基坑，从北到南序号分别为北1、北2、北3、 北4、南4、南3、南2、南1。
本工程坑底以下均为大厚度的淤泥质土，如挖土机械直 接在坑底附近作业，基底以下一定深度范围的土体将受到扰 动，强度有所折减。考虑一定范围的被动区土体强度折减后 进行围护体内力变形分析，则围护体内力、支撑轴力等的变 化将更为显著。
备注
情况一
按设计工况挖土至坑底
情况二
按设计工况挖土至坑底
Q=20kPa Q=30kPa
对应原设计的施工工况及地 面超载要求
对应原设计的施工工况，地 面超载适当增加以分析地面 超载对计算结果的影响
情况三
第三道支撑施加完成后，直接挖土至坑底
Q=20kPa
情况四
第三道支撑施加完成后，直接挖土至坑底
Q=30kPa
对北2基坑的地理位置、地形、地貌，基坑坍
塌范围及态地下连续墙及钢支撑的倒塌破坏形态、
基坑周边环境等进行了多次现场踏勘；对相关单位 的人员多次进行了了解和询问。重点从以下九大方 面进行分析：
１ 、审查了岩土工程勘察报告，在基坑西侧坍 塌段的后缘外大于5.0m处非扰动区钻探取样， 并委托二家单位进行土工试验。根据试验结 果，与原勘察报告进行了对比分析。
２、审查了基坑围护结构设计文件及相关资料， 对基坑围护结构进行了验算，同时对有关工 况进行了计算分析。
对各种施工工况和参数进行计算，统计结果表明：
如果根据设计的施工工况挖土，第三道钢管支撑的最大 轴力和第四道钢管支撑的最大轴力均小于钢管支撑轴心受压 承载力设计值；
如果在未设置第四道支撑的情况下直接挖土至坑底，第 三道钢管支撑的最大轴力均超过钢管支撑轴心受压承载力设 计值。如果进一步考虑活络头偏心和节点薄弱等因素，实际 作用于第三道支撑的轴力与钢管的承载能力之间的差距将更 大。
深度5m～21m为第④2层淤泥质粘土，呈灰色、饱和、 流塑，含少量有机质，天然含水量40%～67%，孔隙比 1.10～1.85，具有高压缩性、低强度和低渗透性特点。深度 21m～33m为第⑥1层淤泥质粉质粘土，呈灰色、饱和、流 塑～软塑，含少量有机质，夹薄层状粉土，天然含水量 34%～52%，孔隙比0.95～1.50，具高压缩性。
原设计采取被动区水泥搅拌桩抽条加固，后图审 时取消改为自流深井降水土体加固；原设计采取墙 底注浆，后图审时取消。
基坑被动区加固平面图
1号出入口
地质情况从上到下依次为①2层素填土，②2层粘质粉土， ④2层淤泥质粘土，⑥1层淤泥质粉质粘土，⑧2层粉质粘土 夹粉砂。地下潜水位为0.5m，无承压水。
5.8 26.9
1.5
北2基坑平面图
湘湖小学外围墙线 北
改移后风情大道
围挡线
3.7
wenku.baidu.com
19.2
10.9
K0 + 346.884
北2基坑
K0 + 454.684
17.6
10 33.4 35.9
建设河 接大圩河
混2 混3
基坑围护设计采用“地下连续墙加钢管内支撑” 方案。地下连续墙厚800mm，深度分别为31.5m、 33.0m、34.5m，标准段竖向设置4道Φ609钢管支 撑，支撑水平间距2.0-3.5m，支撑中部设置中间钢 构立柱。
结论:
（1）北2基坑段采取原状土样及相应主要力学试 验指标较少，不能完全反映北2基坑软土层的特性。
（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。勘察报告推荐的直剪固结快剪指标c、Φ值采 用平均值不符合规范要求。
（3）推荐的④2层、⑥1层和⑧2层土的三轴CU、 UU试验指标、无侧限抗压强度与验证值、类似工程 经验值差异显著，且各层土的子样数不符合规范要 求，不能反映土性的真实情况。
基坑整体破坏前基坑两侧地下连续墙向坑内产生严重位 移，已产生过大变形，可能致使上层支撑轴力减小，下部支 撑轴力相应大大增加，部分支撑因轴力超过其承载能力而发 生破坏，进而导致支撑体系整体破坏 。
地下连续墙：
围护体的内力、变形及稳定分析 根据本工程地质分析结果，对四种情况进行了计算分析。
挖土状况
地面超载
发生事故的地段为xx站的北2基坑，长107.8m， 宽21.05m，开挖深度15.7 ~16.3m。基坑西侧紧临 风情大道，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（建设河），北2基坑 平面图如图1所示。
湘 西 路
乐 园22 混1店面房 路
这种情况主要考虑施工超挖 可能带来的不利影响
这种情况同时考虑施工超挖 及超载增加可能带来的不利 影响
按设计工况进行正常施工：
地下墙最大正弯矩均小于截面抗弯承载力设计值。
第三道支撑施工完直接挖土至坑底时：
计算结果进行分析：第三道支撑施工完成后，如果没有 设置第四道支撑而直接挖土至坑底时，作用在围护体上的最 大弯矩增加约37~51%，最大剪力增加约38~40%；作用在 地下墙上的弯矩均将超过其承载能力，安全隐患非常大。
基坑底坐落在④2层淤泥质粘土上,地连墙的墙脚大部分 位于⑥1层淤泥质粉质粘土中。
二 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，第一施工段完成底 板混凝土施工，第二施工段完成底板垫层混凝土 施工，第三施工段完成土方开挖及全部钢支撑施 工，第四施工段完成土方开挖及三道钢支撑施工、 开始安装第四道钢支撑，第五、六施工段已完成 三道钢支撑施工、正开挖至基底的第五层土方。