建筑深基坑工程施工安全技术规范

浙江工正建设监理咨询有限公司1建筑深基坑工程施工安全技术规范质量安全培训精编浙江工正建设监理咨询有限公司2013年12月30日浙江工正建设监理咨询有限公司2目录一、深基坑工程的发展历程与现状-----------------------1二、深基坑工程存在的问题-----------------------------3三、深基坑工程事故预防及处理措施---------------------5四、深基坑工程事故的类型及处理措施-------------------7浙江工正建设监理咨询有限公司-1--1-（一）、深基坑工程的发展历程与现状随着我国城市化、城镇化进程的逐步加快，城市和城镇建设快速发展，高层建（构）筑越来越多，越来越高，越来越大，地下空间也越来越受到重视，各类建筑（构）物，特别是高层建筑的地下部分所占空间越来越大，埋置深度越来越深，随之而来的基坑开挖面积已达数万平方米，深度20m左右的已属常见，最深已超过30m。1、深基坑工程发展主要经历了以下三个阶段。第一阶段：二十世纪七八十年代，伴随着大城市高层、超高层建筑的兴建，深基坑工程问题逐渐凸现。但那时2～3层地下室的工程还比较少，基坑主要的围护结构型式是水泥搅拌桩的重力式结构，对于比较深的基坑则采用排桩结构，如果有地下水，再加水泥搅拌桩止水帷幕。在国内，那时地下连续墙用得比较少，SMW工法(即：型钢水泥土搅拌墙)正在进行开发研究。由于缺乏经验，深基坑的事故比较多，引起了社会和工程界的关注。从那时起，国内施工人员开始研究深基坑工程的监测技术与数值计算，当时虽然有一些施工技术指南，但还没有开始编制基坑工程的规范。复合式土钉墙在浅基坑中推广使用，SMW工法开始推广使用，地下连续墙被大量采用。逆作法施工、支护结构与主体结构相结合的设计方法开始得到重视和运用。商业化的深基坑设计软件大量使用。在施工中，基坑内支撑出现了大直径圆环的形式和两道支撑合用围檩的方案，最大限度地克服了支撑对施工的干扰。第二阶段：二十世纪九十年代，在国内，通过总结施工经验，开始制定基坑规范，这一时期出现了包括武汉、上海、深圳等地方规范和两本行业规范。一些地方政府建立深基坑方案的审查制度。国内外工程界开始出现超深、超大的深基坑工程，基坑面积达到2～3万平方米，深度达到20m左右。但由于理论研究滞后、设计缺陷、施工等方面的原因，深基坑工程施工与相邻环境的相互影响形势更趋严峻，出现了新一波的深基坑工程事故。这一时期，我国（包括台北和香港）采用支护结构与主体结构相结合并用逆作法施工的深基坑工程已达100多项，并且出现了第二波的基坑工程规范的修订与编制。浙江工正建设监理咨询有限公司-2--2-第三阶段：进入21世纪以后，国内外，伴随着超高层建筑和地下铁道的发展，地下工程出现了更深、更大的深基坑工程，基坑面积达到了4～5万平方米，深度超过30m，最深达50m，逆作法施工、支护结构与主体结构相结合的设计方法在更多的工程中推广应用。通过20多年的工程实践和建筑业界人士的努力，深基坑工程领域取得了很大的进展，主要表现为下面五个方面：①设计思想不断更新②施工技术不断发展③设计方法不断进步④管理制度不断完善⑤标准化工作的开展2、深基坑工程的现状具体表现为以下四个特点：①深基坑离周边建筑距离越来越近由于城市的改造与开发，特别是在中心城区，基坑四周往往紧贴各种重要的建筑物，如轨道交通设施、地下管线、隧道、历史保护建筑、老式居民住宅、大型建筑物等，如设计或施工不当，均会对周边建筑造成不利影响。②深基坑工程越来越深随着地下空间的开发利用，基坑越来越深，对设计理论与施工技术都提出了更严格的要求。③基坑的规模与尺寸越来越大这类基坑在支护结构的设计、施工中，特别是支撑系统的布置、围护墙的位移及坑底隆起的控制均有相当的难度。④施工场地越来越紧凑市区大规模的改造与开发，其中不少以土地出让形式吸引外资、内资开发，为充分利用土地资源，常要求建筑物地下室做足红线。场地可用空间狭小，大大的增加了施工难度，这必须通过有效的资源整合才能顺利实现。基坑工程技术，包括设计、施工、设备及安装等技术，也随着地下空间的面积和埋深的增加而日趋提高，相应的，基坑工程施工安全技术的重要性也日趋显现，特别是深基坑工程的施工安全技术越显重要。浙江工正建设监理咨询有限公司-3--3-深基坑工程施工安全等级应根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007规定的地基基础设计等级，结合基坑本体安全、工程桩基与地基施工安全、基坑侧壁土层与荷载条件、环境安全等因素确定。建筑深基坑工程施工安全等级施工安全等级划分条件一级1复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程2开挖深度大于15m的基坑工程3基坑支护结构与主体结构相结合的基坑工程4设计使用年限超过2年的基坑工程5侧壁为填土或软土，场地因开挖施工可能引起工程桩基发生倾斜、地基隆起变形等改变桩基、地铁隧道运营性能的工程6基坑侧壁受水浸透可能性大或基坑工程降水深度大于6m或降水对周边环境有较大影响的工程7地基施工对基坑侧壁土体状态及地基产生挤土效应较严重的工程8在基坑影响范围内存在较大交通荷载，或大于35kPa短期作用荷载工程9基坑周边环境条件复杂、对支护结构变形控制要求严格的工程10采用型钢水泥土墙支护方式、需要拔除型钢对基坑安全可能产生较大影响的基坑工程11采用逆作法上下同步施工的基坑工程12需要进行爆破施工的基坑工程二级除以上外的其他基坑工程（二）、深基坑工程存在的问题基坑工程事故类型很多。在水土压力作用下，支护结构可能发生破坏，支护结构型式不同，破坏形式也有差异。渗流可能引起流土、流砂、突涌，造成破坏。围护结构变形过大及地下水流失，引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程浙江工正建设监理咨询有限公司-4--4-事故。粗略地划分，基坑工程事故形式可分为：(1)周边环境破坏：围护结构变形过大或地下水位降低造成周围路面、建筑物及地下管线破坏事故。(2)支护体系破坏：主要包括：①墙体折断；②整体失稳;③基坑踢脚隆起破坏；④锚撑失稳。(3)渗透破坏：土体渗透破坏（流土、管涌、突涌）。实际上基坑工程事故的表现形式往往具有多样性，有一个连锁效应，表现的形式也呈多样性。所以基坑工程事故发生的原因往往是多方面的，具有复杂性。地下室阶段较大危险源分析：序号工程危机对象可能产生的后果可能发生的阶段1地下障碍物地下文物被破坏，产生机械事故，导致安全事故土方开挖阶段2基坑围护支撑轴力支撑局部或整体破坏土方开挖及地下室结构施工阶段立柱差异沉降支撑局部或整体破坏围护体渗漏围护体变形，地面沉降，市政管线沉降或位移加大围护体位移围护体局部破坏围护体沉降围护体局部破坏坑底管涌基坑坍塌，周边设施及建筑物破坏塔楼加深坑土方开挖3水平支撑水平支撑未清理干净的底模掉落伤人土方开挖施工阶段4周边管线等临近建筑物、构筑出现倾斜，造成渗漏地下工程施工阶段浙江工正建设监理咨询有限公司-5--5-物地下供水管断水，路面塌陷地下工程施工阶段及室外工程施工阶段地下排水管造成地面集水，影响交通地下电缆发生触电事故，造成停电地下煤气管发生中毒、爆炸事故，造成供气停止周边道路道路开裂或封闭地下室施工阶段高空落物危及通行车辆和乘客5恶劣环境高温、暴雨、台风等强对流天气地下室施工阶段6食堂、宿舍食物中毒、传染疾病（三）、深基坑工程事故的预防及处理措施1、悬臂式支护结构过大内倾变位。可采取坡顶卸载，桩后适当挖土卸载或人工降水，坑内桩前堆筑砂石袋或增设撑、锚结构等方法处理。这是支护结构设计不当，随便取消桩顶连梁、锚杆，施工地面荷载过大等因素引起的。为了降低桩后地面荷载，基坑周边应严禁搭建施工临时建筑或库房，不得堆放建筑材料及弃土，不要停放大型施工机具和车辆，施工时机具不得反向挖土，不得向基坑周边泼倒生活及生产用水。坑周地面须进行防水渗入的处理。2、有内撑或锚杆支护桩墙发生较大的内凸变位。首先要在坡顶或桩墙后卸载，坑内停止挖土作业，适当增加内撑或锚杆，桩前堆筑砂石袋等方法处理。这是撑锚结构数量过少，布置不当所致。3、基坑发生整体或局部土体滑塌失稳。首先应在可能条件下降低土中水位和进行坡顶卸载，加强未滑塌区段的监测和保护，严防事故继续扩大。这是忽视基坑整体稳定和信息施工的结果。对欠固结淤泥土、软粘土或容易失稳的砂土，应根据整体稳定验算．采用预先加固措施，防止土体失稳。浙江工正建设监理咨询有限公司-6--6-4、未设止水幕墙或止水墙漏水、流土，坑内降水开挖，造成坑周地面或路面下陷和周边建筑物倾斜、地下管线断裂等。事故发生后，首先应立即停止坑内降水和施工开挖，迅速用堵漏材料处理止水墙的渗漏，坑外新设置若干口回灌井，高水位回灌，抢救断裂或渗漏管线，重新设置止水墙，对已倾斜建筑物进行纠倾扶正和加固，防止其继续恶化，同时要加强对坑周地面和建筑的观测，以便继续采取有针对性的处理措施。在水位高地区基坑开挖时．应进行防水处理，方可开挖，坑外也可设回灌井、观察井，保护相邻建筑物。5、施工单位偷工减料，弄虚作假，支护结构质量低劣，引发基坑事故。首先要停止挖土、降水．再根据基坑深度、土质和水位等条件采取补桩、注浆或其他加固手段。预防措施是：严格执行施工监测制度，由有资质单位承担施工任务。6、桩间距过大，发生流砂、流土，坑周地面开裂塌陷。应立即停止挖土，采取补桩、桩间加挡土木板，利用桩后土已形成的拱状断面，用水泥砂浆抹面（或挂铁丝网），有条件时可配合桩顶卸载、降水等措施。采取混凝桩支护结构时，桩间距一般不宜大于2d（桩径），灌注桩径不宜小于500mm，挖孔桩径不宜小于800mm。7、基坑内外水位差较大，桩墙未进入不透水层或嵌深度不足，坑内降水引起土体失稳。处理方法：首先停止坑内开挖、降水，必要时灌水反压或堆料反压，管涌、流砂停止后应通过桩后压浆，补桩，堵漏，被动区土质加固等措施加固处理。预防措措是：基坑开挖前应补做地质勘察，查明不透水层分布情况，应确保挡水桩墙进入不透水层1m以上8、基坑内外水位差较大，桩墙未进入不透水层或嵌深度不足，坑内降水引起土体失稳。处理方法：首先停止坑内开挖、降水，必要时灌水反压或堆料反压，管涌、流砂停止后应通过桩后压浆，补桩，堵漏，被动区土质加固等措施加固处理。预防措措是：基坑开挖前应补做地质勘察，查明不透水层分布情况，应确保挡水桩墙进入不透水层1m以上。9、对已侵入相邻场地或建筑物下影响施工或基础安全的锚杆，应在确保安全条件下，分别情况，采取人工切断，机械抓斗铲除等方法处理或采用可拆卸锚杆。10、为防止两相邻基坑施工互相影响，应加强现场施工监测和双方协凋工作，对因施工振动引起支护结构或工程桩倾斜、断裂等破损时，首先应停止施工或限制浙江工正建设监理咨询有限公司-7--7-施工振动影响，对破坏的支护桩采取有效处理措施。11、因基坑土方超挖引起支护结构损坏。内暂时停止施工，回填上方或在桩前堆载，保持支护结构稳定，再根据实际情况，采取有效措施处理。12、在有较高地下水位场地，错误地采用喷锚、土钉墙等护坡加固措施，由于基坑开挖使加固土体边坡大量滑塌破坏。首先应停止开挖，有条件时，应进行坑外降水，无条件坑外降水时，应重新设计、施工支挡结构（包括止水墙），然后方可进行基坑开挖施工。（四）、深基坑事故的类型及处理措施1、管线预防措施：事项主要处理措施管线预防措施1对不同管线建立与各自管理单位的联系卡片，向管理单位学习保护技术要点及一旦遭到破坏抢救措施。2根据管线重要程度，建立距离不等安全区域，挂牌标示警告牌，严禁机械设备碰撞。3对施工场地出入口浇筑钢筋混凝土板进行加强保护，防止重型车辆出入频繁对管线造成破坏；在场地出入口使用前，铺垫钢板以进一步保护出入口处的管线。4在土方开挖过程中，严格按照土方开挖要求施工，遵循各开挖顺序，及时形成支撑，将土方开挖对周围环境影响降低到最小；在施工过程中，对各类临近管线及时进行监测，若监测中发现地下管线沉降或位移累计或变形速率接近报警值，则与管线管理单位一起确定是否立即采取将管线暴露、采用双液注浆加固管线基础等措施，同时调整附近基坑的施工顺序、施工方法