一起基坑边坡坍塌事故分析

作者:中元安科 来源:劳动保护 2012-11-28 17:37:07 0人评论 1363次浏览 分类:基坑事故


一起基坑边坡坍塌事故分析

近年来,建筑施工坍塌事故时有发生,其中基坑坍塌约占坍塌事故总数的50%。这类事故大多数是基坑开挖过程中安全措施不到位造成的。下面这起基坑边坡坍塌事故就是一个典型案例。

边坡坍塌酿事故

2009年4月,江西某建设工程有限公司承建了位于江苏某化工科技工业园区内LX路西侧的YBT项目门卫及消防泵房工程。这项工程位于某化工公司西延线南侧,属于现浇钢筋混凝土结构,总建筑面积约62m2,其中地下消防水池(含泵房)设计长、宽、深分别为20m、8m、4m,容积约64m3。

2009年4月6日,YBT项目门卫及消防泵房工程的地下消防水池施工现场开始实施井点降水,期间多次下雨。4月10日基坑按计划进行土方开挖,挖土自北向南采用反铲挖土机进行,计划挖深5.6m,最后留下200mm的基底土。4月13日傍晚到夜里下了一场雨(雨量10mm左右,来自气象部门的检测数据),地表出现积水,再加上正处于丰水期,沿海地区地下水位较高,这使得基坑周边土体及基坑东侧上口15m左右范围内出现地面水平滑移、开裂,导致雨水向基坑渗流,甚至出现局部坍塌现象。4月14日上午基坑开挖完成,为保证后续施工能顺利进行,施工单位决定安排施工人员刘波和王强采取一些紧急抢修防护措施,对基坑边坡加装一套井点降水设备,并采用机械挖除不稳定的边坡局部坍塌处。但由于施工场地限制,边坡坡度较陡,而基坑底部又受到高压水枪冲刷,加剧了边坡失稳,16时50分左右,边坡再次坍塌,被冲击的一根井点钢管正好打中正在安装井点的刘波,最终造成他腰部骨折。

三因素引发事故

边坡坍塌又叫滑坡,根据《岩土工程基本术语标准》(GB/T 50279-98)中的定义,“滑坡是斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某一明显的界面发生剪切破坏向坡下运动的现象”,按照该定义,滑坡的发生至少需要具备3个要素,即滑坡体(斜坡上部分岩体和土体)、滑动面(某一明显的界面)和诱发因素(自然或人为因素)。而《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)中提到“从某种意义上讲,无水不滑坡。因此治水是改善滑体土的物理力学性质的重要途径,是滑坡治本思想的表现”,为什么水如此重要,因为水为滑坡的滑动面增加了润滑剂,水的渗透促使滑动面的形成。

那么这起事故究竟是如何在各种要素的综合作用下发生的呢?坍塌处正好处在水池基坑沿LX路的一侧,即基坑的东侧,而这一侧没有预留足够的边坡,为滑动面的形成提供了条件。调查人员询问施工负责人后得知,施工单位原本计划按设计要求在基坑东侧预留足够的边坡,LX路也为配合施工需要被切割掉一半,但由于路基下面有很多石块,施工单位事先没有预料到会出现这种情况,为图省事,在挖水池基坑时沿路的东侧最终没有预留足够的边坡,看来施工前的施工组织设计只是走走过场。

从事故现场可以看出,坍塌处的地质条件较差,上部以石块塘渣、含有工业垃圾的杂填土和淤泥质土为主,土层结构松散,力学性能差,这样的滑坡体在土体重力、水及外应力的共同作用,极有可能导致坍塌。另一方面,地表水(降雨积水)和地下水(高压水枪冲刷)渗流使土体的含水量增加,这增加了土体的自重,水的渗流还使基坑边坡土体产生一定的动水压力,同时土体竖向裂缝中的积水产生一定的静水压力;土体内含水量增加又使土颗粒间产生润滑作用,原有土体的内摩擦角大大减小,从而使基坑边坡土体下滑力增加而抗剪强度降低,发生边坡坍塌不足为奇。在施工前的地质勘查中,施工单位发现了地质方面存在的缺陷,但包括频繁降雨和新装井点灌水对边坡稳定性的影响在内,施工单位并未予以足够的重视。



图1 基坑井点安装位置与局部坍塌简图

坍塌处所在的基坑东侧装有两排井点,但这两排井点仅以相距0.1~0.3m的距离交错插入,施工负责人告诉调查人员,施工前其中一排井点原本是设计安装在路基处,但因为路基填埋的塘渣石块较大无法插入井点,索性把这排井点向另一排井点靠近,而没有采取其他有效的措施。《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)规定:真空点井(井点孔)沿基坑周围布置成线状封闭状时,点井间距0.8~2.0m,距边坡线至少1.0m;采用多级点井时点井的基坑平台级差宜为4~5m。正是由于施工现场这两排井点没有按照《建筑与市政降水工程技术规范》中的要求进行安装,相距过短,它们没有起到两排井点应有的降水效果,再加上连日的降水和高压水枪冲刷,地表水和地下水渗流交汇作用,边坡坍塌一触即发。

强化管理防事故

施工单位平时安全管理、安全教育不到位,在作业时没有根据现场情况采取有效的安全措施等,有着不可推卸的责任,针对基坑底部积水较多造成施工人员不便施工的情况,如果施工单位能铺上一些木板,事故发生时刘波就有可能迅速逃开,避免受伤。

事故发生后,有关部门对施工单位提出了以下要求:暂停门卫及消防泵房施工,对各项目施工现场进行安全大检查,尤其是深开挖工程和危险性较大的工程实施重点检查,确保各项安全防护措施落实到位,整改合格后方可恢复施工。

项目总承包管理方从这起事故中吸取教训,对施工项目的管理提出了明确要求:第一,强化过程控制,指导施工单位完善各项工作制度,特别是危险性较大工程安全专项施工方案编制及审批制度、对作业人员的安全培训教育和安全技术交底制度等,并督促其实施,从源头上杜绝各类安全事故的发生;第二,进一步落实设计管理理念,强化设计与施工管理规范的学习与研讨,做好总图布置审查,保障本质安全设计,并确保工程设计要求的落实,使具体施工以工程设计为指导和标准;第三,增强施工人员安全意识,及时查找并消除施工现场安全隐患,特别要加强雨季的施工安全管理,切实保障项目建设的顺利进行。

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