建筑工程安全管理-第1章 土方工程

1、第第1章章 土方工程土方工程秦浩秦浩20132013年年4 4月月 土方工程的特点是工程量大，施工条件复杂，施工期长，气候、水文、地质等难于确定的因素影响较多，因此，在土方工程施工前，根据工程及水文地质条件及施工所处的季节与气候条件，在确保安全施工的基础上，制定合理的专项施工方案。目 录1.1 1.1 土的工程分类土的工程分类1.2 1.2 基坑（槽）边坡的稳定基坑（槽）边坡的稳定1.3 1.3 土的开挖土的开挖1.4 1.4 挡土墙挡土墙1.5 1.5 基坑（槽）排水基坑（槽）排水 1.6 1.6 土方安全作业土方安全作业塌坍案例塌坍案例w某年1月14日上午，西安市*经济技术开发区一建筑工地

2、发生特大伤亡事故，塌方造成民工5人死亡，2人受伤。出事地点在工地上一个深11.6米的大坑西南角。 画面右侧一个未逃出塌方的民工在竹架、钢管和泥土的沉重包围下已被死亡轰然定格，救援人群正用铁锹奋力挖掘着塌方现场，泥土下面还有几个民工生死未卜，但一切显然都太晚了。 1.1 1.1 土的工程分类土的工程分类 1 1、分类、分类 按照土的坚硬程度和开挖方法以及使用工具将按照土的坚硬程度和开挖方法以及使用工具将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石等八类土。坚石、坚石、特坚石等八类土。 2 2、野外鉴别、野外鉴别粗砂粗砂碎碎 石石卵

3、卵石石杂杂填填土土淤淤泥泥黄黄土土泥炭泥炭1.2 1.2 基坑（槽）边坡的稳定基坑（槽）边坡的稳定影响边坡稳定的因素：影响边坡稳定的因素： 基坑开挖后，其边坡失稳坍塌的实质是边坡土体中的剪应力大于土的抗剪强度。而土体的抗剪强度又是来源于土体的内摩阻力和内聚力。因此，凡是能影响土体中剪应力、内摩阻力和内聚力的，都能影响边坡的稳定。 1）土的类别的影响。2）土的湿化程度的影响。3）气候的影响(使土质松软)如冬季冻融又风化，也可降低土体抗剪强度。.4）基坑边坡上面附加荷载或外力的影响(使土体中剪应力大大增加，甚至超过土体的抗剪强度，使边坡失去稳定而塌方)。 开挖深度较大的基坑，当采用放坡挖土宜设置多

4、级平台多层开挖，每级平台宽度不宜小于1.5米。1.3 1.3 土的开挖土的开挖1 1）斜坡土开挖）斜坡土开挖 土方开挖易从上至下依次开挖，并随时做成一定土方开挖易从上至下依次开挖，并随时做成一定坡度以利泄水，且不应在影响边坡稳定性的范围内积坡度以利泄水，且不应在影响边坡稳定性的范围内积水。水。 斜坡上弃土时应保证边坡稳定性。弃土堆顶面向斜坡上弃土时应保证边坡稳定性。弃土堆顶面向外倾斜，以防止水流流入挖方场地。但对于软土地区，外倾斜，以防止水流流入挖方场地。但对于软土地区，严禁在挖方上侧弃土。严禁在挖方上侧弃土。 2 2）滑坡地段挖方）滑坡地段挖方 不宜雨季施工，不应破坏挖方上方的自然植被。不宜

5、雨季施工，不应破坏挖方上方的自然植被。做好排水措施。做好排水措施。 先整治后开挖，先上后下。先整治后开挖，先上后下。 若用爆破施工，严防因爆破产生滑坡。若用爆破施工，严防因爆破产生滑坡。 尽量于旱季施工抗滑挡土墙，且开挖后及时施尽量于旱季施工抗滑挡土墙，且开挖后及时施工。工。 开挖过程注意滑坡预兆（如裂缝、滑动等）开挖过程注意滑坡预兆（如裂缝、滑动等） 3 3）基坑（槽）和管沟挖方）基坑（槽）和管沟挖方 施工中应防止地面水流入坑、沟内。施工中应防止地面水流入坑、沟内。 挖方随挖随撑，并支撑牢固，并及时检查。挖方随挖随撑，并支撑牢固，并及时检查。 4 4）湿土地区挖方）湿土地区挖方 施工中做好地

6、面排水和降低地下水位的工作。施工中做好地面排水和降低地下水位的工作。 相邻基坑和管沟开挖时，要先深后浅。相邻基坑和管沟开挖时，要先深后浅。 挖出的土体不要堆放在坡顶，要立即转运出场挖出的土体不要堆放在坡顶，要立即转运出场外。外。 5 5）坑壁支撑）坑壁支撑 支护体系包括围护墙体以及内支撑（或锚杆）组支护体系包括围护墙体以及内支撑（或锚杆）组成。成。 内支撑：挖土空间有限。内支撑：挖土空间有限。 锚杆：完全敞开的挖土空间。锚杆：完全敞开的挖土空间。 钢筋砼内撑支护技术钢筋砼内撑刚度好。中心区域采用了环梁，便于挖土机从坡道进入基坑5 5）一般规定）一般规定 (1) (1) 人工开挖时，两个人操作间

7、距应保持人工开挖时，两个人操作间距应保持23m23m，并，并应自上而下逐层挖掘，严禁采用掏洞的挖掘操作方法；应自上而下逐层挖掘，严禁采用掏洞的挖掘操作方法； (2) (2) 挖土时要随时注意土壁的变异情况，如发现有裂挖土时要随时注意土壁的变异情况，如发现有裂纹或部分塌落现象，要及时进行支撑或改缓放坡，并纹或部分塌落现象，要及时进行支撑或改缓放坡，并注意支撑的稳固和边坡的变化；注意支撑的稳固和边坡的变化；(4) (4) 用挖土机施工时，挖土机的作业范围内，不得进用挖土机施工时，挖土机的作业范围内，不得进行其他作业；且应至少保留行其他作业；且应至少保留0.3m0.3m厚不挖，最后由人工厚不挖，最后

8、由人工修挖至设计标高；多台机械开挖，挖土机间距大于修挖至设计标高；多台机械开挖，挖土机间距大于10m10m。 (5) (5) 在坑边堆放弃土、材料和移动施丁机械，应与坑在坑边堆放弃土、材料和移动施丁机械，应与坑边保持一定距离；当土质良好时，要距坑边边保持一定距离；当土质良好时，要距坑边1m1m以外，以外，堆放高度不能超过堆放高度不能超过1.5m1.5m。1.4 1.4 挡土墙挡土墙 挡土墙主要用于维护边坡稳定性，防止坡体的滑挡土墙主要用于维护边坡稳定性，防止坡体的滑动和边坡的坍塌。动和边坡的坍塌。 常用的挡土墙形式有：重力式挡重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、锚杆挡土土墙、钢筋混凝土挡土墙、锚杆

9、挡土墙、锚定板挡土墙和其他轻型挡土墙墙、锚定板挡土墙和其他轻型挡土墙等。重力式挡土墙重力式挡土墙 重力式挡土墙一般用块石、砖或素混凝土筑成，它是靠挡土墙本身所受到的重力保持稳定，通常用于h5m的低挡土墙。 定义：重力式挡土墙 分类：按墙背的倾斜程度分为 俯斜 垂直 仰斜重力式挡土墙特点： 1.结构简单，施工方便。 2.施工工期短。 3.能就地取材。 4. 对地基承载力要求高。 5.工程量大，沉降量大。适用范围： 墙高h5m且地基承载力较高地段 排水措施 锚定板挡土墙由预制的钢筋混凝土墙面板、立柱、钢拉杆和埋在填土中的锚定板所组成 锚杆挡土墙通常由立柱、墙面板和锚杆三部分组成的轻型支挡结构 锚杆

10、、锚定板式挡土墙锚杆、锚定板式挡土墙锚杆挡土墙锚杆、锚定板式挡土墙锚定板式挡土墙特点： 1.结构轻，柔性大。 2.工程量少，造价低。 3.施工工艺较复杂。 适用范围： 适用于地基承载力较低的重要工程，墙高可达27m。 锚杆、锚定板式挡土墙加筋挡土墙 加筋挡土墙w 定义：加筋挡土墙由面板、拉筋组成。依靠填土、拉筋之间的摩擦力使填土与拉筋结合成一个整体。w 特点： 1、结构轻，刚度大。 2、设计、施工简单。w 适用范围：加固河堤、围堰等在土方开挖过程中，地下水渗入坑内，不但会使施工在土方开挖过程中，地下水渗入坑内，不但会使施工条件恶化，而更严重的是会造成边坡塌方和地基承载条件恶化，而更严重的是会造

11、成边坡塌方和地基承载能力下降。因此，在基坑土方开挖前和开挖过程中，能力下降。因此，在基坑土方开挖前和开挖过程中，必须采取措施降低地下水位。必须采取措施降低地下水位。 多采用明沟集水井抽水、井点降水或二者相结合的办多采用明沟集水井抽水、井点降水或二者相结合的办法排除地下水。法排除地下水。1.5 1.5 基坑（槽）排水基坑（槽）排水 w 采用方法： 1、明沟排水法 2、人工降低地下水位法明沟排水法w 当基地挖至地下水位以下时，沿基坑四周挖一定坡度的排水沟，设置集水井，使地下水沿沟流入井内，然后用水泵抽走。w 特点：明排水法构造简单（其由集水井、排水沟和水泵组成），施工成本低，应尽可能采用。w 优点

12、：方法简单、经济，对周围影响小，应用较广。w 缺点：当涌水量较大、水位差较大或土质为细砂或粉砂，有产生流砂、边坡塌方及管涌等可能。53人工降低地下水位w 在基坑开挖前，预先在基坑四周或坑内埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备连续不断的抽水，使地下水位降至基底以下，直至基础施工完毕为止。w 人工降水的方法主要有：轻型井点、喷射井点、深井井点，以及电渗井点等。 基坑放坡基坑放坡大开挖是一大开挖是一种最简单的种最简单的基坑施工方基坑施工方法，优点是法，优点是施工速度快，施工速度快，相对措施费相对措施费用不高；缺用不高；缺点是周边场点是周边场地要空旷，地要空旷，开挖和回填开挖和回填土方量大。土方量大。放

13、坡坡度的放坡坡度的大小与地区大小与地区土质有关。土质有关。1）施工人员按安全交底进行挖掘作业）施工人员按安全交底进行挖掘作业2）挖土要从上而下层进行开挖，严禁掏底）挖土要从上而下层进行开挖，严禁掏底开挖；开挖；3）不得在坑壁上掏坑攀登上下，要从坡壁）不得在坑壁上掏坑攀登上下，要从坡壁或爬梯上下；或爬梯上下；4）不得在挖机挖斗回旋半径内作业，防止）不得在挖机挖斗回旋半径内作业，防止机械伤害；机械伤害；1.6 1.6 土方安全作业土方安全作业5）作业中要注意土壁变化，发现裂纹或局部塌）作业中要注意土壁变化，发现裂纹或局部塌方等危险情况，要及时撤离危险区域并报告现方等危险情况，要及时撤离危险区域并报

14、告现场施工负责人；场施工负责人；6）不要在距离坑槽沟边）不要在距离坑槽沟边1米的范围内堆土、堆料米的范围内堆土、堆料或停放机械，以防止土方坍塌；或停放机械，以防止土方坍塌；7）防止地面水流入坑槽内，引起土方坍塌。）防止地面水流入坑槽内，引起土方坍塌。11.15 杭州地铁湘湖站坍塌事故 2008年11月15日下午3时15分，正在施工的杭州地铁湘湖站北2基坑现场发生大面积坍塌事故，造成21人死亡，24人受伤(截止2009年9月已先后出院)，直接经济损失4961万元。 事故的直接原因是施工单位(中铁四局集团第六工程有限公司)违规施工、冒险作业、基坑严重超挖；支撑体系存在严重缺陷且钢管支撑架设不及时；

15、垫层未及时浇筑。照片记录的现场实际情况11.15杭州地铁湘湖站坍塌事故 杭州地区，因土层软，水量丰富，且地质条件复杂，又加上投资方要求的工期紧，导致勘测设计阶段不能很好的了解基坑情况 附近污水管道一直漏水，加之杭州前段时间连续10多天降雨 附近道路整修，车流量猛增，超标10倍，且有大量超重车通行造成地铁工程承受严重过多的的荷载天灾人祸 设计方案不合理施工中的安全隐患未能及时的予以处理 典型的地方政绩工程 “边规划、边建设、边修改、边拆迁”11.15杭州地铁湘湖站坍塌事故（）主要是地下连续墙设置深度不足，插入深度不到1倍，据西南交大地质专家曹教授分析，在杭州地区，因土层软，水量丰富，至少要达1.

16、5倍，甚至2倍，他说这样的问题在东南沿海城市地铁施工中就已暴露，并发生了事故，可惜杭州地铁却没有吸取这样的教训，致使事故再次重演。11.15杭州地铁湘湖站坍塌事故（）据称施工单位多次向资方反应，要求限制车辆通行，且报告路面出现裂纹和下沉的现象，但资方反应冷淡，说要限制车辆通行，他说了不算，有本事自己去找市长，拒绝受理，态度相当强硬。拍脑袋决策，长官意见代替专家论证。对一个城市地铁路网的层次和分工缺乏系统性、整体性的考量；线路设计的前期论证做得不够扎实，开工不久就左改右改，造成重大的工程变更和投资失控，给后期工作带来很多隐患。一号线江南终点站由城厢街道变更为远离萧山老城区的湘湖区块。由于该区域并

17、无密集居住区，仅有宋城、万科等集团开发在建的高档别墅区，该方案一经公布就曾广遭质疑，认为是为少数富人服务，而特意设线于此。（）好大喜功，盲目求快。杭州地铁1号线国家发改委批复完工日期为2010年，而该线主管部门的部分领导，不顾在拆迁滞后一年，于今年6月才实际开工的客观实事，仍要求工期提前至2009年完成，实际工期仅1年半，要求打造全国最快，甚至世界第一快的“杭州”速度（据查资料，合理的工期应为34年，而国外发达国家却往往为67年），迫使将原分段分层的开挖方法改变为大区段整体开挖，以满足工期要求。（）有专家指出杭州地铁存在“边规划、边建设、边修改、边拆迁”等多个不科学现象。各种不合理的情况，最终

18、不在施工阶段暴发，就会在运营阶段暴发，据知情人介绍，在拆迁红线范围内的别墅在事故几天内仍未拆迁，增加了许多多余的荷载。w 案例一案例一w （一）事故概况（一）事故概况w 20022002年年3 3月月1313日，在江苏某市政公司承接的苏州河日，在江苏某市政公司承接的苏州河支流污水截流工程金钟路某号路段工地上，施工单位正支流污水截流工程金钟路某号路段工地上，施工单位正在做工程前期准备工作。在做工程前期准备工作。w 为了了解地下管线情况、土质情况及实测原有排水管涵位置为了了解地下管线情况、土质情况及实测原有排水管涵位置标高，下午标高，下午1515时时3030分开始地下管线探摸、样槽开挖作业。下午分

19、开始地下管线探摸、样槽开挖作业。下午1616时时3030分左右，当挖掘机将样槽挖至约分左右，当挖掘机将样槽挖至约2 2m深时，突然土体发生塌方深时，突然土体发生塌方（如图），当时正在坑底进行挡土板支撑作业的工人周某避让不（如图），当时正在坑底进行挡土板支撑作业的工人周某避让不及，身体头部以下被埋人土中。及，身体头部以下被埋人土中。 w （二）事故原因分析（二）事故原因分析w 1 1直接原因直接原因w （1 1）施工过程中土方堆置不合理。土方堆置未按规范单侧堆土）施工过程中土方堆置不合理。土方堆置未按规范单侧堆土高度不得超过高度不得超过1.51.5m、离沟槽边距离不得小于、离沟槽边距离不得小于1

20、.21.2m要求进行，实际堆要求进行，实际堆土高度达土高度达2 2m，距沟槽边距离仅，距沟槽边距离仅1 1m。w （2 2）现场土质较差。现场为原沟浜回填土约）现场土质较差。现场为原沟浜回填土约4 4m深，且紧靠开挖深，且紧靠开挖的沟槽，其中夹杂许多垃圾，土体非常松散。的沟槽，其中夹杂许多垃圾，土体非常松散。w 2 2间接原因间接原因w （1 1）施工现场安全措施针对性较差。未能考虑员工）施工现场安全措施针对性较差。未能考虑员工逃生办法，对事故的预见性较差，麻痹大意。逃生办法，对事故的预见性较差，麻痹大意。w （2 2）施工人员安全意识淡薄。对三级安全教育、安）施工人员安全意识淡薄。对三级安全

21、教育、安全技术交底、进场安全教育未能引起足够重视，凭经验全技术交底、进场安全教育未能引起足够重视，凭经验作业。作业。w （3 3）坑底作业人员站位不当，自身防范意识不强，）坑底作业人员站位不当，自身防范意识不强，逃生时晕头转向，从而发生了事故。逃生时晕头转向，从而发生了事故。 w （4 4）施工现场管理不力。由于刚进场作业，对于安）施工现场管理不力。由于刚进场作业，对于安全生产各方面准备不充分，思想上未能引起足够重视，管全生产各方面准备不充分，思想上未能引起足够重视，管理不到位。理不到位。w 3 3主要原因主要原因w （1 1）施工过程中土方堆置不合理。）施工过程中土方堆置不合理。w （2 2

22、）开挖后未按规范规定在深度达）开挖后未按规范规定在深度达1.21.2m时，应及时时，应及时进行分层支撑。而实际施工开挖至进行分层支撑。而实际施工开挖至2 2m后，才开始支撑挡后，才开始支撑挡板。板。w （3 3）现场土质较差，土体非常松散。）现场土质较差，土体非常松散。w 案例二案例二w （一）事故概况（一）事故概况w 20022002年年1212月月2929日，在上海某建筑安装工程有限公司日，在上海某建筑安装工程有限公司承建的某旧区改造工程的工地上，正在进行基础工程的挖承建的某旧区改造工程的工地上，正在进行基础工程的挖土施工作业。其中土施工作业。其中6 6号房位于施工现场道路东侧，基础开号房

23、位于施工现场道路东侧，基础开挖后为防止基坑边坡塌方，瓦工班长邱某安排瓦工张某等挖后为防止基坑边坡塌方，瓦工班长邱某安排瓦工张某等砌筑边坡挡土墙。砌筑边坡挡土墙。1212月月2929日晚日晚8 8时时3030分左右，正在分左右，正在6 6号房基号房基坑西北角砌筑挡土墙的张某被突然坍塌下来的部分土体压坑西北角砌筑挡土墙的张某被突然坍塌下来的部分土体压住。住。 w （二）事故原因分析（二）事故原因分析w 1 1直接原因直接原因w 张某等人在张某等人在6 6号房基础内，砌筑边坡挡土墙的过程中，偏西号房基础内，砌筑边坡挡土墙的过程中，偏西北角的部分松弛的土体突然坍塌，将正在低头砌墙的张某压住，北角的部分

24、松弛的土体突然坍塌，将正在低头砌墙的张某压住，头部碰撞挡土墙，是本次造成事故的直接原因。头部碰撞挡土墙，是本次造成事故的直接原因。w 2 2间接原因间接原因w 夜间施工作业场所照明不足，张某等人在施工时，未对现场夜间施工作业场所照明不足，张某等人在施工时，未对现场周围土体松弛脱落现象引起重视，没有及时发现和消除事故隐患，周围土体松弛脱落现象引起重视，没有及时发现和消除事故隐患，自我保护意识不强，是本次造成事故的间接原因。自我保护意识不强，是本次造成事故的间接原因。 w w 3 3主要原因主要原因w 项目部在进行项目部在进行6 6号房基础开挖施工时，对临近施工道路一侧，号房基础开挖施工时，对临近

25、施工道路一侧，未设置有效的安全防护隔离栏，致使道路侧基坑边坡在车辆碾压未设置有效的安全防护隔离栏，致使道路侧基坑边坡在车辆碾压下严重变形造成土体松弛，在未对该部位进行临时加固措施情况下严重变形造成土体松弛，在未对该部位进行临时加固措施情况下，安排未进行安全技术交底的职工张某等进行砌筑墙施工，以下，安排未进行安全技术交底的职工张某等进行砌筑墙施工，以致松弛的土体坍塌压住张某致死。致松弛的土体坍塌压住张某致死。w 因此，施工现场对危险作业部位监控不力，安全防护措施不因此，施工现场对危险作业部位监控不力，安全防护措施不到位，对职工未进行有效的安全技术交底，是造成本次事故的主到位，对职工未进行有效的安

26、全技术交底，是造成本次事故的主要原因。要原因。w 案例三案例三w （一）事故概况（一）事故概况w 20012001年年8 8月月2020日，上海某建筑公司土建主承包、某土方公日，上海某建筑公司土建主承包、某土方公司分包的上海某地铁车站工程工地上司分包的上海某地铁车站工程工地上( (监理单位为某工程咨询监理单位为某工程咨询公司公司) )，正在进行深基坑土方挖掘施工作业。，正在进行深基坑土方挖掘施工作业。w w 下午下午1818点点3030分，土方分包项目经理陈某将分，土方分包项目经理陈某将1111名普工交予领班褚某，名普工交予领班褚某，1919点左右，褚某向点左右，褚某向1111名工人交代了生产

27、任务，名工人交代了生产任务，1111人就下基坑开始人就下基坑开始在在1414轴至轴至1515轴处平台上施工轴处平台上施工( (褚某未下去，电工贺某后上基坑未褚某未下去，电工贺某后上基坑未下去下去) )。w 大约大约2020点左右，点左右，1616轴处土方突然开始发生滑坡，当即有轴处土方突然开始发生滑坡，当即有2 2人被人被土方所掩埋，另有土方所掩埋，另有2 2人埋至腰部以上，其他人埋至腰部以上，其他6 6人迅速逃离至基坑上。人迅速逃离至基坑上。w 现场项目部接到报告后，立即准备组织抢险营救。现场项目部接到报告后，立即准备组织抢险营救。2020时时1010分，分，1616轴至轴至1818轴处，发

28、生第二次大面积土方滑坡。轴处，发生第二次大面积土方滑坡。滑坡土方由滑坡土方由1818轴开始冲至轴开始冲至1212轴，将另外轴，将另外2 2人也淹没，并冲人也淹没，并冲断了基坑内钢支撑断了基坑内钢支撑1616根。根。w 事故发生后，虽经项目部极力抢救，但被土方掩埋事故发生后，虽经项目部极力抢救，但被土方掩埋的四人终因窒息时间过长而死亡。的四人终因窒息时间过长而死亡。w （二）事故原因分析（二）事故原因分析w 1 1直接原因直接原因w 该工程所处地基软弱，开挖范围内基本上均为淤泥质该工程所处地基软弱，开挖范围内基本上均为淤泥质土，其中淤泥质黏土平均厚度达土，其中淤泥质黏土平均厚度达9.659.65m，土体抗剪强度低，土体抗剪强度低，灵敏度高达灵敏度高达5.95.9，这种饱和软土受扰动后，极易发生触变，这种饱和软土受扰动后，极易发生