导航：安全管理网>> 安全论文>> 建筑安全论文>>正文

某地铁站深基坑坍塌事故原因分析与建议

文档作者：李宏伟1，王国欣2 文档来源： 1．浙江省长城建设集团股份有限公司 2．中国建筑第八工程局有限公司		点击数：	更新时间： 2025年05月10日
下载地址：点击这里	文件大小： 343.54 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：343.54 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：厦深铁路特大桥桥梁架设施工技术

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2010年3月
第39卷第3期
某地铁站深基坑坍塌事故原因分析与建议
李宏伟1，王国欣2
(1．浙江省长城建设集团股份有限公司，浙江杭州310016；2．中国建筑第八工程局有限公司，上海200120)
【摘要】以某地铁站深基坑坍塌事故为例，介绍地下连续墙加钢管内支撑方案。并通过勘察事故现场，探讨土方超
挖、钢支撑体系缺陷以及基坑监测缺陷对基坑安全的影响。结果表明，施工中，应及时安装支撑、分段浇筑垫层和
底板，严禁超挖。由于基坑施工的不确定性，应实施信息化施工。监测点设置应符合规范和设计要求，同时加强钢
支撑连接节点构造措施。
[关键词】地铁；深基坑；事故；监测
【中图分类号]TU753．6 【文献标识码】A [文章编号]1002·8498(2010)03-0056-03
Causes and Suggestion on Deep Foundation Excavation
Accident in Some Metro Station
Li Hongweil，Wang Guoxin2
(1．Zhefiang Changcheng Construction Group Co．，Ltd．，Hangzhou，Zhejiang 310016，China；
2．China Construction Eighth Engineering Division，Shanghai 200120，China)
Abstract：Taking the collapse accident of some metro station deep foundafion excavation as example，the
construction scheme of diaphragm wall with steel pipe support is introduced。The effects on safety of
foundation excavation are discussed including soil overbreak，defects of steel support and foundation
excavation monitoring by investigation of accident site．The results show that supports are installed in
time，cushion and floor are poured in segmentation．Besides，the overbreak is forbidden．Due to the
uncertainty of deep foundation excavation construction，informatization construction is implemented，
besides，layout of monitoring points accords with current codes and design．Then，structural measures of
joints between steel support connections are strengthened．
Key words：metro；deep foundation excavation；accident；monitoring
某地铁站发生的基坑坍塌事故导致了重大财产损
失和人员伤亡。事故调查分析表明，该基坑工程的勘
察、设计、施工、监理、监测等环节不同程度地存在缺
陷。现从施工管理和监测管理方面存在的缺陷，分析
对基坑安全可能带来的影响。
l 工程概况
该地铁基坑长107．8m，宽21．05m，开挖深度15．7
—16．3m。基坑西侧紧邻大道，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31．5、33．0、
34．5m，标准段竖向设置4道(k609mm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。
标准段原设计采取被动区水泥搅拌桩裙边和抽条
加固，后图审时取消改为自流深井降水土体加固。基
坑横剖面如图l所示。
地质情况从上到下依次为①：素填土，②：黏质粉
土，④：淤泥质黏土，⑥。淤泥质粉质黏土，⑧：粉质黏
土夹粉砂。地下潜水位为0．5m，无承压水。其中，深
度5～21m为④：淤泥质黏土，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2l一
33m为⑥．淤泥质粉质黏土，呈灰色、饱和、流埋～软
塑，含少量有机质，夹薄层状粉土，天然含水量34％一
52％，孔隙比0．95一1．50，具有高压缩性。
基底坐落在④，淤泥质黏土上，地下连续墙的墙脚
[收稿日期】2009—12-20
[作者简介】李宏伟．浙江省长城建设集团股份有限公司总工程
师，浙江省杭州市钱江新城望江东路长城大厦310016，电话：
(0571)87332108，E—mail：Hz．zcc．1hw@163．corn
万方数据
2010 No．3 李宏伟等：某地铁站深基坑坍塌事故原因分析与建议57
圈1基坑横剖面示意
Fig．1 Cross section of foundation excavaUon
大部分位于⑥，层淤泥质粉质黏土中。
2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l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。
部分支撑首先破坏，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较大位移，最大位移
约3．5m。由于大量淤泥涌入坑内，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。道路下
的排污、供水、供电设施受到破坏(见图2)。
图2事故现场
Fig．2 Accident site
委托工程勘察单位进行了土体滑动面和西侧断
裂地下连续墙破坏形态勘查，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分析，得出
基坑土体滑动面与地下连续墙破坏形态如图3所示。
西-蜃弋＼⋯⋯。、赢⋯一------49
害法、霹、上纂5—0、5=5运．'剖2日
@固z羹，掘羹质掘等质专‘1士0i’体r；。；～i～‘．。：=2
—』辽堑。
@l繁泥质糟质黠土
a A-A翻ill b地F震露■
圈3基坑土体滑动面
Fig．3 Soil sfiding surface of
foundation excava妇on
调查分析表明：由于土方开挖过程中，基坑超挖，
钢管支撑架设不及时，垫层未及时浇筑，钢支撑体系存
在薄弱环节等因素，引起局部范围地下连续墙产生过
大侧向位移，造成支撑轴力过大及严重偏心。同时基
坑监测失效，隐瞒报警数值，未采取有效补救措施。以
上直接因素致使部分钢管支撑失稳，钢管支撑体系整
体破坏，基坑两侧地下连续墙向坑内产生较大位移，其
中西侧中部墙体横向断裂并倒塌，大路塌陷。
3 土方超挖对基坑安全的影响
调查分析发现，基坑开挖过程中不同程度地存在
超挖现象，特别是在第4道支撑未设置的情况下一次
性开挖到基底，而且垫层和底板跟进不及时。
设计工况与施工工况对比可以发现：土方超挖状
况下，支撑轴力、地下连续墙的弯矩及剪力等大幅度增
加。与设计工况相比，如第3道支撑施加完成后，在未
设置第4道支撑的情况下，直接挖土至坑底，第3道支
撑的轴力增长约43％一47％，作用在围护体上的最大
弯矩增加约37％一51％，最大剪力增加约38％一
40％；由于超挖，第3道支撑的轴力及地下连续墙弯矩
均超过其设计承载能力。如果整个基坑施工过程中均
存在土方超挖、支撑施加不及时的情况，则各个工况累
计的支撑轴力、围护体内力变形将更大。
4钢支撑体系缺陷对基坑安全的影响
调查分析发现，基坑钢支撑体系存在系统性缺陷，
主要反映在以下方面。
1)钢支撑体系均采用钢管结合双拼槽钢可伸缩节
点，施加预应力后钢楔塞紧传递荷载(见图4)。但该
节点的设计、制作加工、检测验收、安装施工等均无标
准可依，处于无序状态。
现场取样试验结果表明，正常施工状态下该节点
的承载力为3 000kN。
2)如果在未设置第4道支撑的情况下直接挖土至
万方数据
58 施工技术第39卷
坑底，第3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3 000kN。如果进一步考虑活络头
偏心、钢楔没塞满活络头间隙等节点薄弱因素，实际作
用于第3道支撑的轴力与钢管节点的承载能力之间的
差距将更大。
现场钢支撑体系的破坏状态表明，大部分破坏均
为该节点破坏，充分说明该伸缩节点不满足与钢管等
强度、等刚度的连接要求。
3)按设计要求，钢管支撑在系梁搁置处需采用槽钢
有效固定，实际情况部分采用钢筋(有的已脱开)固定、
部分没任何固定措施，这使得钢管计算长度大大增加，
存在不同程度的钢管弯曲现象。本工程采用焊接钢管，
中间有支点时的钢管承载力为5 479kN，而无支点时的
钢管承载力仅为3 541kN，承载力减小了约35％。
4)钢支撑安装位置相对设计位置偏差、相邻钢管
间距与设计间距偏差较大。安装偏差导致支撑钢管受
力不均匀和产生附加弯矩。
5)设计要求连系梁在垂直方向每隔3跨设1道、
边跨应设置1道剪刀撑，实际情况未设；钢管支撑与地
下连续墙预埋件没有焊接，直接搁置在钢牛腿上等，降
低了支撑体系的总体稳定性。
5基坑监测缺陷对基坑安全的影响
调查分析发现，该基坑工程监测存在严重缺陷，监
测内容及监测点数量不满足规范要求；监测点破坏严重
且未修复，造成多处监控盲区；部分监测内容的测试方
法存在严重缺陷。以上因素导致提供的监测数据严重
失真。另外实际测得的地表沉降及墙体侧向位移均超
过设计报警值，但隐瞒实测数值，丧失了最佳抢险时机。
5．1 监测内容和监测点数量均不满足规程要求
1)该基坑工程安全等级为一级，地方规程、设计方
案、施工监测方案、实际监测项目对比如表1所示。
从表1可以看出，设计相对地方规程减少了周围地
下管线的位移、土体侧向变形及立柱沉降变形3项必测
内容；监测方案相对设计减少了坑底隆起监测内容。
2)实际监测点数量相对监测方案减小较多，并且
大量监测点破坏未进行修复，造成监测点数量极少，形
成多处监控盲区。实际监测点数量相对设计和施工方
案如表2所示。
从表2可以看出，基坑实际监测点数量相对设计
和施工方案均有所减少。特别是支撑轴力、墙体变形
及地下水位3项监测内容减少数量明显。
3)基坑西侧只在围挡内设置了地表沉降监测点
(距基坑边最远距离仅约7．5m)进行监测，对围挡外的
大道等周围环境均未进行监测，地面沉降监测点布置
范围不符合规程要求(1—2倍开挖深度范围)。
裹1监测项目对比
Table 1 Comparison of monitoring items
注：、／为必测项目；△为选测项目；x为未测项目
表2基坑监测点数量对比
Table 2 Comparison of monitoring points
5．2测试方法
墙体侧向位移和钢支撑轴力的测试方法存在严重
缺陷。
1)该工程地下连续墙的墙脚大部分位于⑥，淤泥
质粉质黏土中，肯定存在墙脚位移。墙内测斜管以墙
脚作为位移零点，测斜数据只是一个相对墙脚的位移
值，并不是绝对值，测斜数据失真。
2)根据钢筋应力计测试试验方法，报表数据中的支
撑轴力数据均应为拉力，与事实不符，测斜数据失真。
3)第1道支撑钢管实际壁厚为16mm，但实际监测
仍以设计的12mm厚计算，造成换算的支撑轴力减小
25％，导致第l道支撑轴力监测数据失真。
5．3监测报表隐瞒实测数值
事故调查得到的原始监测数据表明，事发前实际
地表沉降及墙体侧向位移均大大超过设计报警值，但
监测报表隐瞒实测数值，没有报警及通知相关方处理。
6 结语
本次事故调查表明：勘察单位未考虑采用薄壁取
(下转第62页)
万方数据
62 施工技术第39卷
及其它辅助设备进行了一次全面彻底的检修。
5监控量测
5．1地表沉降监测
1)测点布置沿右线隧道中线地表每隔5m埋设
一个地表测点，每隔20—25m设置一个断面(5—10
点)，所有地面监测点必须钻孔取芯穿透路面结构层、
下保护套筒并加盖防护。
2)监测频率当盾构机头与量测面距离<2B时(曰
为隧道宽度)，4次／d；≥2B，<5B时，2次／d；≥5B，<10B
时，1次／d；≥10B，<20B时，2次／周；，>20B时，1次／周。
3)数据分析与处理地表沉降测量随施工进度进
行，根据开挖部位、步骤及时监测，将各沉降测点沉降
值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度曲线图，并根
据沉降变化曲线图和沉降速率来判断沉降变化趋势，
以此反馈指导盾构施工。
5．2地面建筑物沉降监测
测点布置：在隧道开挖外轮廓线每侧30m范围内
的建筑物，在每个大转角上布设一个沉降观测点，每幢
建筑物上一般布置6个观测点，特别重要的建筑物布
置8个或更多测点。监测频率、测量方法、计算方法同
地表沉降观测。
5．3隧道内监测
左线加固隧道内的主要监测项目有：左线加固段
支撑内力的变化情况、左线隧道钢环与管片问接触力
传递情况与变化情况、左线隧道管片应变监测、右线隧
道推进过程中对两隧道间土体应变监测、左右线隧道
的净窄收敛变形情况、右线隧道推进过程中左线管片
连接螺栓的内力变化、左线隧道侧移、左右线隧道接头
张开量。其中，左线加固段内支撑的内力变化、左右线
隧道的净空收敛和左右线隧道接头张开量在加支撑范
围内每lOm布置一个监测断面。
5．4监测数据分析
从2006年7月21日开始过北小街8号楼，至
2006年8月26日凌晨盾尾通过南小街8号楼，对地面
沉降点和建筑物沉降点进行了严密的监测。
=lkd,街8号楼最大沉降点为SYAl。通过监测发
现，从2006年8月2 El盾尾脱出该点位后至8月25 El
(盾尾脱出该点位置241．20m)3周的时间内，沉降只
有3．15mm，速率为0．14 mm／d，而从8月16日(盾尾
脱出该点位置148．80m)的6．40mm至8月25日的
6．26mm速率为0．014mm／d。说明沉降已经稳定。
6 结语
通过采取上述措施，盾构连续、匀速、平稳地完成
了施工任务，同时先行隧道内的各项监测结果也均控
制在设计允许的范围之内，既保证了先行隧道和后行
隧道自身的结构安全与稳定，也达到了地面沉降控制
在预定的范围内，确保了地面建筑物的安全。
通过上述方案的完整实施，可以得到初步结论如下。
1)超近长距离双线盾构隧道，对先行隧道周围土
体进行注浆加固和先行隧道内实施十字撑加固是非常
必要的。
2)后行隧道盾构可以通过合理设置盾构施工参
数，达到减少两隧道间土体由于后行隧道的施工引起
的卸载作用，从而保证双线隧道各自的安全。
3)合理设置盾构施工参数，及时进行同步注浆、二
次(或多次)补浆措施，能够有效减少由于近距离双线
隧道施工带来的地面沉降。
(上接第58页)
土器取样对土强度参数的影响及根据当地软土特点综
合判断选用推荐基坑设计参数，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，取消施工图中的基坑坑底以下3m
深土体抽条加固措施后改为自流深井降水不能有效提
高被动区土体抗力等，降低了基坑围护结构体系的安
全储备；另外监理也存在失职行为。但施工管理和监
测管理存在缺陷是关键因素。吸取事故教训，从以下
方面提出建议。
1)施工、监理、设计、监测和业主对基坑工程特点
应有深刻的认识，基坑工程时空效应强，环境效应明
显，挖土顺序、挖土速度和支撑速度对基坑围护体系受
力和稳定性具有很大影响。基坑工程施工应严格按经
审查的施工组织设计进行。应及时安装支撑(施加预
应力)、分段浇筑垫层和底板，严禁超挖。
2)基坑工程不确定性因素多，应实施信息化施工。
监测点设置应符合规范和设计要求。监测单位应认真
科学测试，及时如实报告各项监测数据。施工、监理、
设计和业主单位要重视监测工作，通过监测施工过程
中的土体位移、围护结构内力等指标变化，及时发现隐
患。采取相应补救措施，确保基坑安全。
3)对钢支撑体系应研究和改进节点连接形式，加
强节点构造措施，确保连接节点满足强度及刚度要求。
应明确钢支撑特别是钢支撑连接节点的质量检查及验
收标准，加强对检查和验收工作的监督管理。
4)加强基坑工程风险管理，建立基坑工程风险管
理制度，落实风险管理责任。提高基坑工程风险意识，
从规划、勘察、设计、施工、监理、监测以及工程投资和
工期控制，每个环节都要重视工程风险管理，要加强技
术培训、安全教育和考核，严格执行基坑工程风险管理
制度，确保基坑工程安全。

网友评论 more

建筑安全论文最新内容

05-10