深基坑施工时,由于基坑周边环境破坏、支护体系破坏、土体渗透破坏等原因,极易发生边坡失稳坍塌、基坑淹水、涌泥涌水等事故。
深基坑工程安全质量问题类型很多,成因也较为复杂。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事故。
由于深基坑工程技术复杂,涉及范围广,事故频繁,因此在施工过程中应进行监测。通过施工监测对现场所得的信息进行分析、进行信息反馈、临界报警,以便及时调整设计、改进施工方法,制定应变(或应急)措施保证基坑开挖及结构施工安全,达到动态设计与信息化施工的目的。
00:15一、安全警钟长鸣!基坑坍塌事故
1、广西一工地10m深基坑坍塌,3人遇难!
年7月12日11时45分左右,广西百色市百东新区百色大道和百祥路交叉路口旁一在建工地,某电力安装工程有限责任公司健康疗养片区35kv那召线电力线路迁改工程发生深基坑塌陷事故,造成3人死亡,1人受伤,直接经济损失.89万元。
2、南京银行科教创新园二期基坑工程坍塌事故
年6月15日16时48分左右,位于南京高新区(浦口园)的南京银行某二期项目北侧基坑发生局部坍塌事故,事故造成2人死亡,2人轻伤,1人轻微伤,共造成直接经济损失.73万元。
3、四川成都基坑边坡突发局部坍塌,致3人死亡
年9月26日21时10分许,四川成都市金牛区天回街道万圣新居E地块4号商业楼西北侧基坑边坡突然发生局部坍塌,将正在绑扎基坑墩柱的2名工人和1名管理人员掩埋,事故共造成3人死亡。
4、辽宁沈阳一基坑坍塌,造成4名工人死亡
年6月3日17点10分,在沈阳市沈北新区富力院仕庭施工现场,发生一起基坑塌陷事故,造成4人死亡。
5、四川南充一建设项目基坑挡土墙发生坍塌
年7月11日下午1点40分左右,位于四川省南充市南部县桂博西路侧“阳光”建设项目挡土墙发生坍塌。
基坑开挖、支护及坑内作业过程中,应按现行的规定实施监测,并应定期对基坑及周边环境进行巡视,发现异常情况应及时采取措施。
监测报警值是监测工作的实施前提,是监测期间对基坑工程正常、异常和危险三种状态进行判断的重要依据,累计变化量和变化速率是位移等项目监测报警值设置的重要参考因素,土压力和孔隙水压力等报警值采用对应于荷载设计值的百分比确定,支撑及围护墙等结构内力报警值则采用对应构件承载能力设计值的百分比确定。
二、基坑施工监测的基本要求
1、基坑工程过程中进行安全监测,当监测结果达到报警值后,启动应急预案,组织专家会同基坑设计、监测、监理等单位进行专门论证,查明原因后恢复施工。
2、在基坑开挖和支护结构使用期内,必须进行支护结构的水平位移监测和基坑开挖影响范围内建筑物的沉降监测。
3、支挡式结构顶部水平位移监测点间距不宜大于20米;土钉墙、重力式挡墙顶部水平位移监测点不宜大于15米,且基坑边监测点不应少于3个。
4、基坑周边建筑物沉降监测点设在建筑物结构墙、柱上,并分别沿平行、垂直于基坑边的方向布设,布点范围能反应建筑物基础沉降差。
5、基坑各监测点采用的检测仪器的检测精度、分辨率应能反映检测对象的实际情况。
三、常用的基坑监测方法
1、水平位移监测
(1)基坑水平位移监测可采用小角度法和极坐标法进行水平位移观测。对工作基点的稳定性宜采用前方交会、导线测量和后方交会法观测。
(2)在基坑变形监测中,对于基坑的位移变化量,利用极坐标法进行基坑水平位移监测,一般选择基坑长边为X轴,垂直基坑长边为Y轴。
(3)小角度法主要用于基坑水平位移变形点的观测。小角度法必须设置观测墩,采用强制对中方式。
(4)前方交会观测法,尽量选择较远的稳固目标作为定向点,测站点与定向点之间的距离要求一般不小于交会边的长度,观测点应埋设在适合不同方向观测的位置。
(5)导线测量法主要用于基坑周边建筑物、构筑物密集,对工作基点稳定性检查用前方交会法和后方交会法都难以实现的情况下,通过导线测定工作基点的稳定性。
2、沉降监测
(1)沉降监测工作基点埋设后根据监测点的分布情况,首先沿监测点规划一条水准线路,采用闭合水准路线,观测时应满足变形监测路线固定、仪器固定、人员固定的“三定”要求。
(2)依据水准控制线路,观测周围的各建(构)筑物沉降点、支撑立柱沉降点、采用闭合水准线路测量各沉降点高程。建筑物沉降点观测时,各观测也可采用支点观测,但支点不得超过2站,且支点观测必须进行两次观测。为保证高程基点的可靠性,每次观测前应对基准点进行检测,并作出分析判断,以保证观测成果的可靠性。
(3)监测系统对监测原始数据进行数据改正、平差计算、生成监测报表和变形曲线图、计算各点的高程及沉降量、累计沉降量。
(4)建筑物倾斜观测的方法是通过测量建筑物基础相对沉陷的方法来确定建筑物的倾斜,利用沉降观测数据进行建筑物倾斜计算。
3、测斜监测
(1)测斜观测分为正测与反测,观测时先进行正测,然后进行反测。一般每0.5米读数一次,测斜探头放入测斜管底部应等候5分钟待探头适应管内水温后读数,应注意仪器探头和电缆线的密封性,防止进水。
(2)测斜观测时每0.5米标记读数点一定要卡在相同的位置,电压值稳定后才能读数,确保读数的准确性。
4、维护体系内力监测
主要包括支撑内力、锚杆拉力、围护墙内力、围檩内力、立柱内力等。
对设置内支撑的基坑工程,一般选择部分典型支撑进行轴力监测,以掌握支撑系统的受力情况;钢筋混凝土支撑其内力和轴力通常是测定构件受力钢筋的应力然后根据钢筋与混凝土的共同受力状态下变形协调条件计算得到,钢筋应力一般通过在构件受力钢筋上串联钢筋应力传感器予以测定。
轴力计可直接监测支撑轴力,表面应变计则是通过量测到的应变再计算支撑轴力,钢筋应力计则通过钢筋和混凝土应变协调的假定来换算支撑轴力。
5、孔隙水压力监测
主要用于堆载预压的施工速率控制、沉桩施工及基坑开挖等施工项目中。
静态孔隙水压力监测相当于水位监测。潜水层的静态孔隙水压力测出的是孔隙水压力计上方的水头压力,可以通过换算计算出水位高度。
结合土压力监测,量测结果可应用于固结度计算及进行土体有效应力分析,作为土体稳定计算的依据。不同深度孔隙水压力监测可以为围护墙后水、土压力分算提供设计依据。
6、土压力监测
主要用于量测围护结构内、外侧的土压力。用土压力盒进行量测时,主要是针对法向的总应力。
结合孔隙水压力监测,可以进行土体有效应力分析,作为土体稳定计算的依据。
不同深度土压力的监测可以为围护墙后水、土压力分算提供设计依据。量测所获得的土压力可能为土中压力和土体结构间接触压力。
7、地下水位监测
包含坑内、坑外水位监测。基坑工程地下水位监测又有浅层潜水和深层承压水位之分。
通过坑内水位观测可以检验降水方案的实际效果,如:降水速率和降水深度。坑内应采用大井。通过坑外水位观测可以了解坑内降水对周围地下水位的影响范围和影响程度,防止基坑工程施工中坑外水土流失。坑外水位监测为基坑监测必测项目。
精彩阅读
北斗智慧云守护西南第一高“中海超高层”基坑安全中科川信受邀参加泥石流监测预警技术研讨会撰稿:中科川信市场发展部
参考资料:
1、柳州晚报《不幸!广西一工地基坑突然坍塌!4人被埋,3人遇难》
2、住房和城乡信息网《事鉴
南京基坑坍塌事故致2死事故后续!总包不得在江苏承揽新工程!》
3、中国应急管理《基坑坍塌3人死亡!项目经理等20人被追责!事故调查报告公布》
4、辽宁省应急管理厅《“6·3”事故快报》
5、青岛应急管理《3人死亡!广西、四川连发2起基坑坍塌事故》
6、建筑安全生产《务必收藏!深基坑施工安全控制措施》
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