深基坑工程事故案例分析.

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。
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。
深基坑工程事故案例分 析
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
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。
• 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。
粘土
粉质粘
⑧2
土夹 >9 33.0 1.83 2.72 0.94 33.5 20.1 13.4 0.96
粉砂
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
Φcu
3.9
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。
1.2 工程概况
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。
28.8
12.3
13.2
13
13.8
19.4
21.3
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。
(m)
W (%)
ρ (g/cm
3)
Gs
e
ωl (%)
ωp (%)
IP
IL
②2
粘质 粉土
4 30.5 1.90 216 48.6 1.71 2.74 1.37 41.8 22.3 19.5 1.35
淤泥质
⑥1
粉质 17 45.2 1.72 2.73 1.30 37.5 21.5 16.0 1.48
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。
各土层的物理指标
土 层 序 号
土 层 名 称
层 厚
含 水 率
湿 密 度
土 粒 比 重
天 然 孔 隙 比
液 限
塑 限
塑液 性性 指指 数数
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。
杭州地铁破坏模式示意图
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：
• 计算参数的选择 1）设计单位未能根据当地软土特点综合判断、
合理选用基坑围护设计参数，力学参数选用偏高降低 了基坑围护结构体系的安全储备。
2）设计中考虑地面超载20kPa较小。基坑西侧 为一大道，对汽车动荷载考虑不足。根据实际情况， 重载土方车及混凝土泵车对地面超载宜取30kPa，与 设计方案20kPa相比，挖土至坑底时第三道支撑的轴 力、地下连续墙的最大弯矩及剪力均增加约4%~5%， 也降低了一定的安全储备。
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
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。
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：