建筑工程安全管理-第1章-土方工程

1、第1章 土方工程,秦浩,2013年4月,土方工程的特點是工程量大，施工條件復雜，施工期長，氣候、水文、地質(zhì)等難于確定的因素影響較多，因此，在土方工程施工前，根據(jù)工程及水文地質(zhì)條件及施工所處的季節(jié)與氣候條件，在確保安全施工的基礎上，制定合理的專項施工方案。,,目 錄1.1 土的工程分類1.2 基坑（槽）邊坡的穩(wěn)定1.3 土的開挖1.4 擋土墻1.5 基坑（槽）排水 1.6 土方安全作業(yè),,塌坍案例,某年1月1

2、4日上午，西安市***經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)一建筑工地發(fā)生特大傷亡事故，塌方造成民工5人死亡，2人受傷。出事地點在工地上一個深11.6米的大坑西南角。 畫面右側一個未逃出塌方的民工在竹架、鋼管和泥土的沉重包圍下已被死亡轟然定格，救援人群正用鐵鍬奮力挖掘著塌方現(xiàn)場，泥土下面還有幾個民工生死未卜，但一切顯然都太晚了。,1.1 土的工程分類,1、分類 按照土的堅硬程度和開挖方法以及使用工具將土分為松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土

3、、軟石、次堅石、堅石、特堅石等八類土。,2、野外鑒別,粗砂,碎 石,卵石,雜填土,淤泥,黃土,泥炭,1.2 基坑（槽）邊坡的穩(wěn)定,影響邊坡穩(wěn)定的因素： 基坑開挖后，其邊坡失穩(wěn)坍塌的實質(zhì)是邊坡土體中的剪應力大于土的抗剪強度。而土體的抗剪強度又是來源于土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力。因此，凡是能影響土體中剪應力、內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力的，都能影響邊坡的穩(wěn)定。,1）土的類別的影響。2）土的濕化程度的影響。3）氣候的影響(使土質(zhì)松

4、軟)如冬季凍融又風化，也可降低土體抗剪強度。.4）基坑邊坡上面附加荷載或外力的影響(使土體中剪應力大大增加，甚至超過土體的抗剪強度，使邊坡失去穩(wěn)定而塌方)。,,開挖深度較大的基坑，當采用放坡挖土宜設置多級平臺多層開挖，每級平臺寬度不宜小于1.5米。,1.3 土的開挖,1）斜坡土開挖 土方開挖易從上至下依次開挖，并隨時做成一定坡度以利泄水，且不應在影響邊坡穩(wěn)定性的范圍內(nèi)積水。 斜坡上棄土時應保證邊坡穩(wěn)定性。棄土堆頂面向

5、外傾斜，以防止水流流入挖方場地。但對于軟土地區(qū)，嚴禁在挖方上側棄土。,2）滑坡地段挖方 不宜雨季施工，不應破壞挖方上方的自然植被。做好排水措施。 先整治后開挖，先上后下。 若用爆破施工，嚴防因爆破產(chǎn)生滑坡。 盡量于旱季施工抗滑擋土墻，且開挖后及時施工。 開挖過程注意滑坡預兆（如裂縫、滑動等）,3）基坑（槽）和管溝挖方 施工中應防止地面水流入坑、溝內(nèi)。 挖方隨挖隨撐，并支撐牢固

6、，并及時檢查。,,,4）濕土地區(qū)挖方 施工中做好地面排水和降低地下水位的工作。 相鄰基坑和管溝開挖時，要先深后淺。 挖出的土體不要堆放在坡頂，要立即轉(zhuǎn)運出場外。,5）坑壁支撐 支護體系包括圍護墻體以及內(nèi)支撐（或錨桿）組成。 內(nèi)支撐：挖土空間有限。 錨桿：完全敞開的挖土空間。,鋼筋砼內(nèi)撐支護技術,鋼筋砼內(nèi)撐剛度好。中心區(qū)域采用了環(huán)梁，便于挖土機從坡道進入基坑,,,5）一般規(guī)定 (1)

7、 人工開挖時，兩個人操作間距應保持2—3m，并應自上而下逐層挖掘，嚴禁采用掏洞的挖掘操作方法； (2) 挖土時要隨時注意土壁的變異情況，如發(fā)現(xiàn)有裂紋或部分塌落現(xiàn)象，要及時進行支撐或改緩放坡，并注意支撐的穩(wěn)固和邊坡的變化；,(4) 用挖土機施工時，挖土機的作業(yè)范圍內(nèi)，不得進行其他作業(yè)；且應至少保留0.3m厚不挖，最后由人工修挖至設計標高；多臺機械開挖，挖土機間距大于10m。 (5) 在坑邊堆放棄土、材料和移動施丁機械，應與坑邊保持一定

8、距離；當土質(zhì)良好時，要距坑邊1m以外，堆放高度不能超過1.5m。,,,1.4 擋土墻,擋土墻主要用于維護邊坡穩(wěn)定性，防止坡體的滑動和邊坡的坍塌。,常用的擋土墻形式有：重力式擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻、錨桿擋土墻、錨定板擋土墻和其他輕型擋土墻等。,,重力式擋土墻,,重力式擋土墻,重力式擋土墻一般用塊石、磚或素混凝土筑成，它是靠擋土墻本身所受到的重力保持穩(wěn)定，通常用于h<5m的低擋土墻。,定義：,重力式擋土墻,分類：按墻背的傾斜程度分

9、為,俯斜,垂直,仰斜,重力式擋土墻,特點：,1.結構簡單，施工方便。 2.施工工期短。 3.能就地取材。 4. 對地基承載力要求高。 5.工程量大，沉降量大。,適用范圍：,墻高h<5m且地基承載力較高地段,排水措施,沉降縫與伸縮縫：設計時，一般將沉降縫與伸縮縫合并設置，沿路線方向每隔10～15m設置一道，兼起兩者的作用，縫寬2～3cm，縫內(nèi)一般可用膠泥填塞，但在滲水量大，填料容易流

10、失或凍害嚴重地區(qū)，則宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿內(nèi)、外、頂三方填塞，填深不宜小于0.15m，當墻后為巖石路塹或填石路堤時，可設置空縫。 。,錨定板擋土墻由預制的鋼筋混凝土墻面板、立柱、鋼拉桿和埋在填土中的錨定板所組成,錨桿擋土墻通常由立柱、墻面板和錨桿三部分組成的輕型支擋結構,錨桿、錨定板式擋土墻,錨桿、錨定板式擋土墻,錨桿擋土墻,錨桿、錨定板式擋土墻,錨定板式擋土墻,特點：,1.結構輕，柔性大。 2.工程量

11、少，造價低。 3.施工工藝較復雜。,適用范圍：,適用于地基承載力較低的重要工程，墻高可達27m。,返回,錨桿、錨定板式擋土墻,加筋擋土墻,加筋擋土墻,定義：加筋擋土墻由面板、拉筋組成。依靠填土、拉筋之間的摩擦力使填土與拉筋結合成一個整體。特點： 1、結構輕，剛度大。 2、設計、施工簡單。適用范圍：加固河堤、圍堰等,在土方開挖過程中，地下水滲入坑內(nèi)，不但會使施工條件惡化，而更嚴重

12、的是會造成邊坡塌方和地基承載能力下降。因此，在基坑土方開挖前和開挖過程中，必須采取措施降低地下水位。 多采用明溝集水井抽水、井點降水或二者相結合的辦法排除地下水。,1.5 基坑（槽）排水,采用方法： 1、明溝排水法 2、人工降低地下水位法,,,輕型井點 噴射井點電滲井點管井井點滲井井點,,明溝排水法,當基地挖至地下水位以下時，沿基坑四周挖一定坡度的排水溝，設置集水井，使地下水沿溝流入井內(nèi)，然后

13、用水泵抽走。特點：明排水法構造簡單（其由集水井、排水溝和水泵組成），施工成本低，應盡可能采用。優(yōu)點：方法簡單、經(jīng)濟，對周圍影響小，應用較廣。缺點：當涌水量較大、水位差較大或土質(zhì)為細砂或粉砂，有產(chǎn)生流砂、邊坡塌方及管涌等可能。,,,,53,人工降低地下水位,在基坑開挖前，預先在基坑四周或坑內(nèi)埋設一定數(shù)量的濾水管，利用抽水設備連續(xù)不斷的抽水，使地下水位降至基底以下，直至基礎施工完畢為止。人工降水的方法主要有：輕型井點、噴射井點、深井

14、井點，以及電滲井點等。,,基坑放坡大開挖是一種最簡單的基坑施工方法，優(yōu)點是施工速度快，相對措施費用不高；缺點是周邊場地要空曠，開挖和回填土方量大。放坡坡度的大小與地區(qū)土質(zhì)有關。,1）施工人員按安全交底進行挖掘作業(yè)2）挖土要從上而下層進行開挖，嚴禁掏底開挖；3）不得在坑壁上掏坑攀登上下，要從坡壁或爬梯上下；4）不得在挖機挖斗回旋半徑內(nèi)作業(yè)，防止機械傷害；,1.6 土方安全作業(yè),5）作業(yè)中要注意土壁變化，發(fā)現(xiàn)裂紋或局部塌方等危險情況

15、，要及時撤離危險區(qū)域并報告現(xiàn)場施工負責人；6）不要在距離坑槽溝邊1米的范圍內(nèi)堆土、堆料或停放機械，以防止土方坍塌；7）防止地面水流入坑槽內(nèi)，引起土方坍塌。,11.15 杭州地鐵湘湖站坍塌事故,?　2008年11月15日下午3時15分，正在施工的杭州地鐵湘湖站北2基坑現(xiàn)場發(fā)生大面積坍塌事故，造成21人死亡，24人受傷(截止2009年9月已先后出院)，直接經(jīng)濟損失4961萬元。,?　事故的直接原因是施工單位(中鐵四局集團第六工程有限公

16、司)違規(guī)施工、冒險作業(yè)、基坑嚴重超挖；支撐體系存在嚴重缺陷且鋼管支撐架設不及時；墊層未及時澆筑。,╬　照片記錄的現(xiàn)場實際情況,11.15杭州地鐵湘湖站坍塌事故,,?　杭州地區(qū)，因土層軟，水量豐富，且地質(zhì)條件復雜，又加上投資方要求的工期緊，導致勘測設計階段不能很好的了解基坑情況,?　附近污水管道一直漏水，加之杭州前段時間連續(xù)10多天降雨,?　附近道路整修，車流量猛增，超標10倍，且有大量超重車通行造成地鐵工程承受嚴重過多的

17、的荷載,天災,,,,人禍,,?　設計方案不合理,?　施工中的安全隱患未能及時的予以處理,?　典型的地方政績工程,,?　“邊規(guī)劃、邊建設、邊修改、邊拆遷”,11.15杭州地鐵湘湖站坍塌事故,,１,（１）主要是地下連續(xù)墻設置深度不足，插入深度不到1倍，據(jù)西南交大地質(zhì)專家曹教授分析，在杭州地區(qū)，因土層軟，水量豐富，至少要達1.5倍，甚至2倍，他說這樣的問題在東南沿海城市地鐵施工中就已暴露，并發(fā)生了事故，可惜杭州地鐵卻沒有吸取這樣的教訓，致使事

18、故再次重演。,１,11.15杭州地鐵湘湖站坍塌事故,（２）據(jù)稱施工單位多次向資方反應，要求限制車輛通行，且報告路面出現(xiàn)裂紋和下沉的現(xiàn)象，但資方反應冷淡，說要限制車輛通行，他說了不算，有本事自己去找市長，拒絕受理，態(tài)度相當強硬。,拍腦袋決策，長官意見代替專家論證。對一個城市地鐵路網(wǎng)的層次和分工缺乏系統(tǒng)性、整體性的考量；線路設計的前期論證做得不夠扎實，開工不久就左改右改，造成重大的工程變更和投資失控，給后期工作帶來很多隱患。一號線江南終點站

19、由城廂街道變更為遠離蕭山老城區(qū)的湘湖區(qū)塊。由于該區(qū)域并無密集居住區(qū)，僅有宋城、萬科等集團開發(fā)在建的高檔別墅區(qū)，該方案一經(jīng)公布就曾廣遭質(zhì)疑，認為是為少數(shù)富人服務，而特意設線于此。,（３）好大喜功，盲目求快。杭州地鐵1號線國家發(fā)改委批復完工日期為2010年，而該線主管部門的部分領導，不顧在拆遷滯后一年，于今年6月才實際開工的客觀實事，仍要求工期提前至2009年完成，實際工期僅1年半，要求打造全國最快，甚至世界第一快的“杭州”速度（據(jù)查資料，

20、合理的工期應為3~4年，而國外發(fā)達國家卻往往為6~7年），迫使將原分段分層的開挖方法改變?yōu)榇髤^(qū)段整體開挖，以滿足工期要求。,（４）有專家指出杭州地鐵存在“邊規(guī)劃、邊建設、邊修改、邊拆遷”等多個不科學現(xiàn)象。各種不合理的情況，最終不在施工階段暴發(fā)，就會在運營階段暴發(fā)，據(jù)知情人介紹，在拆遷紅線范圍內(nèi)的別墅在事故幾天內(nèi)仍未拆遷，增加了許多多余的荷載。,案例一 （一）事故概況 2002年3月13日，在江蘇某市政公司承接的蘇州河

21、支流污水截流工程金鐘路某號路段工地上，施工單位正在做工程前期準備工作。,,為了了解地下管線情況、土質(zhì)情況及實測原有排水管涵位置標高，下午15時30分開始地下管線探摸、樣槽開挖作業(yè)。下午16時30分左右，當挖掘機將樣槽挖至約2m深時，突然土體發(fā)生塌方（如圖），當時正在坑底進行擋土板支撐作業(yè)的工人周某避讓不及，身體頭部以下被埋人土中。,（二）事故原因分析 1．直接原因 （1）施工過程中土方堆置不合理。土方堆置未按規(guī)范單側堆土高度

22、不得超過1.5m、離溝槽邊距離不得小于1.2m要求進行，實際堆土高度達2m，距溝槽邊距離僅1m。 （2）現(xiàn)場土質(zhì)較差。現(xiàn)場為原溝浜回填土約4m深，且緊靠開挖的溝槽，其中夾雜許多垃圾，土體非常松散。,2．間接原因 （1）施工現(xiàn)場安全措施針對性較差。未能考慮員工逃生辦法，對事故的預見性較差，麻痹大意。 （2）施工人員安全意識淡薄。對三級安全教育、安全技術交底、進場安全教育未能引起足夠重視，憑經(jīng)驗作業(yè)。,（3）坑底作業(yè)

23、人員站位不當，自身防范意識不強，逃生時暈頭轉(zhuǎn)向，從而發(fā)生了事故。 （4）施工現(xiàn)場管理不力。由于剛進場作業(yè)，對于安全生產(chǎn)各方面準備不充分，思想上未能引起足夠重視，管理不到位。,3．主要原因 （1）施工過程中土方堆置不合理。 （2）開挖后未按規(guī)范規(guī)定在深度達1.2m時，應及時進行分層支撐。而實際施工開挖至2m后，才開始支撐擋板。 （3）現(xiàn)場土質(zhì)較差，土體非常松散。,案例二 （一）事故概況 2

24、002年12月29日，在上海某建筑安裝工程有限公司承建的某舊區(qū)改造工程的工地上，正在進行基礎工程的挖土施工作業(yè)。其中6號房位于施工現(xiàn)場道路東側，基礎開挖后為防止基坑邊坡塌方，瓦工班長邱某安排瓦工張某等砌筑邊坡?lián)跬翂Α?2月29日晚8時30分左右，正在6號房基坑西北角砌筑擋土墻的張某被突然坍塌下來的部分土體壓住。,（二）事故原因分析 1．直接原因 張某等人在6號房基礎內(nèi)，砌筑邊坡?lián)跬翂Φ倪^程中，偏西北角的部分松弛的土體突然

25、坍塌，將正在低頭砌墻的張某壓住，頭部碰撞擋土墻，是本次造成事故的直接原因。,2．間接原因 夜間施工作業(yè)場所照明不足，張某等人在施工時，未對現(xiàn)場周圍土體松弛脫落現(xiàn)象引起重視，沒有及時發(fā)現(xiàn)和消除事故隱患，自我保護意識不強，是本次造成事故的間接原因。,3．主要原因 項目部在進行6號房基礎開挖施工時，對臨近施工道路一側，未設置有效的安全防護隔離欄，致使道路側基坑邊坡在車輛碾壓下嚴重變形造成土體松弛，在未對該部位進行臨時加固措施情

26、況下，安排未進行安全技術交底的職工張某等進行砌筑墻施工，以致松弛的土體坍塌壓住張某致死。,因此，施工現(xiàn)場對危險作業(yè)部位監(jiān)控不力，安全防護措施不到位，對職工未進行有效的安全技術交底，是造成本次事故的主要原因。,案例三 （一）事故概況 2001年8月20日，上海某建筑公司土建主承包、某土方公司分包的上海某地鐵車站工程工地上(監(jiān)理單位為某工程咨詢公司)，正在進行深基坑土方挖掘施工作業(yè)。,下午18點30分，土方分包項目經(jīng)理陳某將

27、11名普工交予領班褚某，19點左右，褚某向11名工人交代了生產(chǎn)任務，11人就下基坑開始在14軸至15軸處平臺上施工(褚某未下去，電工賀某后上基坑未下去)。 大約20點左右，16軸處土方突然開始發(fā)生滑坡，當即有2人被土方所掩埋，另有2人埋至腰部以上，其他6人迅速逃離至基坑上。,現(xiàn)場項目部接到報告后，立即準備組織搶險營救。20時10分，16軸至18軸處，發(fā)生第二次大面積土方滑坡。滑坡土方由18軸開始沖至12軸，將另外2人也淹沒，并沖斷

28、了基坑內(nèi)鋼支撐16根。 事故發(fā)生后，雖經(jīng)項目部極力搶救，但被土方掩埋的四人終因窒息時間過長而死亡。,（二）事故原因分析 1．直接原因 該工程所處地基軟弱，開挖范圍內(nèi)基本上均為淤泥質(zhì)土，其中淤泥質(zhì)黏土平均厚度達9.65m，土體抗剪強度低，靈敏度高達5.9，這種飽和軟土受擾動后，極易發(fā)生觸變現(xiàn)象。,且施工期間遭百年一遇特大暴雨影響，造成長達171m基坑縱向留坡困難。而在執(zhí)行小坡處置方案時未嚴格執(zhí)行有關規(guī)定，造成小坡坡度過

29、陡，是造成本次事故的直接原因。,2．間接原因 目前，在狹長形地鐵車站深基坑施工中，對縱向挖土和邊坡留置的動態(tài)控制過程，尚無比較成熟的量化控制標準。 設計、施工單位對復雜地質(zhì)地層情況和類似基坑情況估計不足，對地鐵施工的風險意識不強和施工經(jīng)驗不足，尤其對采用縱向開挖橫向支撐的施工方法，縱向留坡與支撐安裝到位之間合理匹配的重要性認識不足。,該工程分包土方施工的項目部技術管理力量薄弱，在基坑施工中，采取分層開挖橫向支撐及時安裝到