珠江三角洲地區(qū)的幾種典型巖土工程事故的原因詳細(xì)分析課件

1、珠江三角洲地區(qū)的幾種典型巖土工程事故的原因詳細(xì)分析一、中山地區(qū)的巖土性質(zhì)珠江三角洲是指以西江、北江和東江為主要干流的古海灣三角洲平原地帶，范圍大致包括深圳、東莞、惠州、廣州、江門(mén)、佛山、中山、珠海等區(qū)域，面積約11000km2。中山市地理位置和地貌簡(jiǎn)圖 中山市作為廣東省管轄地級(jí)市，下設(shè)24個(gè)鎮(zhèn)區(qū)，位于珠江三角洲中南部，北連廣州，毗鄰港澳珠，全市總面積1800平方公里。半徑100公里范圍內(nèi)有廣州、深圳、珠海、香港、澳門(mén)等5大機(jī)場(chǎng)；且已形成東有中山港、南有神灣港、北有小欖港的“品”字形碼頭布局，中山港的集裝箱年吞吐量更是躋身全國(guó)十強(qiáng)、世界百?gòu)?qiáng)；京珠高速公路、105國(guó)道、番中公路等交通干線(xiàn)縱貫全境。

2、中山市是我國(guó)的宜居城市，其經(jīng)濟(jì)地位在廣東省處于前列。中山市及鄰近地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖在大地構(gòu)造組成上，中山地區(qū)主要位于粵北、粵東北粵中拗陷帶(級(jí))內(nèi)。中山地區(qū)主要發(fā)育北東和北西向兩組斷裂，如翠亨田頭斷裂帶、五桂山北麓斷裂帶和珠江口斷裂帶、西江斷裂帶等，它們都是規(guī)模較大、切割較深的斷裂。工程實(shí)踐證明，斷裂活動(dòng)造成后果對(duì)工程建設(shè)具有顯著影響，在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中必須予以高度重視。五桂山斷裂是一條規(guī)模較大的斷裂，其北麓斷裂已經(jīng)接近甚至進(jìn)入了中心城區(qū)，成為城市發(fā)展不容忽視的問(wèn)題一、中山的巖土性質(zhì)雖然中山地區(qū)地勢(shì)總體較為平坦（中間地區(qū)為低山，南北部為平原），總體海拔較低，頻臨海洋，但由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖土工程性質(zhì)

3、多變、第四紀(jì)地質(zhì)時(shí)期發(fā)育了大面積的淤泥軟土，地下水豐富并活動(dòng)性大，給這個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的工程建設(shè)帶來(lái)了很不利的影響。長(zhǎng)期以來(lái)，工程事故頻頻發(fā)生，說(shuō)明工程技術(shù)人員對(duì)區(qū)域巖土的工程性質(zhì)掌握的還不夠深入，在采取的處理方法上還不很恰當(dāng)。因此，應(yīng)重視實(shí)踐與研究相結(jié)合，在失敗中總結(jié)教訓(xùn)，在成功中獲得經(jīng)驗(yàn)，最終減少工程事故。中山市東西向典型地層分布圖中山市南北向典型地層分布圖中山市基坑工程技術(shù)管理規(guī)定中建【2013】2號(hào)二、巖土工程事故類(lèi)型 報(bào)告以本人在珠江三角洲地區(qū)多年的工程實(shí)踐為基礎(chǔ)，結(jié)合中山地區(qū)的部分工程事故項(xiàng)目為線(xiàn)索，作一總結(jié)，并對(duì)事故的預(yù)防和處理方法提出看法，供同行參考。2.1 地質(zhì)構(gòu)造使得巖層向基

4、坑內(nèi)傾斜二、巖土工程事故類(lèi)型廣州某基坑坍塌現(xiàn)場(chǎng)（05年7月21日），造成3人死亡，1人失蹤二、巖土工程事故類(lèi)型珠江向斜南翼，巖層傾向北西，傾角2035，開(kāi)挖實(shí)測(cè)傾角25二、巖土工程事故類(lèi)型廣州某基坑南邊支護(hù)剖面二、巖土工程事故類(lèi)型廣州某基坑南側(cè)垮塌的內(nèi)在根源 場(chǎng)地位于珠江向斜南翼，巖性為白堊系泥質(zhì)粉砂巖，由東南向北西傾斜，傾角2035，開(kāi)挖期間實(shí)測(cè)傾角25。 雖然在6m以下即為巖層，但巖性破碎，存在3個(gè)全（強(qiáng)）風(fēng)化軟弱帶，開(kāi)挖期間出現(xiàn)流水和流泥現(xiàn)象； 基坑南側(cè)巖層順坡傾斜且?guī)r體裂隙發(fā)育風(fēng)化強(qiáng)烈，加上存在軟弱結(jié)構(gòu)面等不利因素相互交織，是造成本次基坑垮塌的內(nèi)在根源。 在施工和設(shè)計(jì)等不當(dāng)操作情況下，

5、基坑垮塌的風(fēng)險(xiǎn)概率極大增加。2.2 風(fēng)化程度不同造成地層單邊傾斜二、巖土工程事故類(lèi)型廣州某地鐵車(chē)站基坑支護(hù)平面圖二、巖土工程事故類(lèi)型某地鐵車(chē)站基坑中部的地連墻的變形達(dá)95mm 二、巖土工程事故類(lèi)型該地鐵車(chē)站風(fēng)化的花崗巖殘積土深槽由北向南傾斜角度達(dá)30，造成南邊土壓力大于北邊土壓力，結(jié)果造成變形南邊大北邊小。地連墻的變形北邊小南邊大并整體向北移動(dòng) 北邊的墻體測(cè)斜特點(diǎn)南邊的墻體測(cè)斜特征二、巖土工程事故類(lèi)型2.3 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型不當(dāng)珠海某基坑垮塌現(xiàn)場(chǎng)（逆作拱圈+鋼桁架內(nèi)支撐）二、巖土工程事故類(lèi)型 珠海某基坑支護(hù)垮塌的原因場(chǎng)地地質(zhì)條件差，淤泥深厚；鄰近海邊，地下水豐富，且具有流動(dòng)性；基坑規(guī)模大，深度

6、大，支護(hù)結(jié)構(gòu)選型采用逆作拱圈法值得商討；當(dāng)開(kāi)挖深度較大后，下層的拱圈施工需要在上部拱圈的底部陶土，造成承載力不足引起拱圈整體下沉；內(nèi)支撐采用鋼支撐，當(dāng)支撐跨度大時(shí)溫度應(yīng)力影響大，疲勞效應(yīng)明顯。珠江三角洲地區(qū)的總體地下水位高，砂層分布廣且有一定厚度（即使是巖層的風(fēng)化殘積土等也具有遇水軟化的特點(diǎn)），地下水量大且具有一定的承壓性和流動(dòng)性；地下水位隨雨季季節(jié)或潮汐作用而不斷變化當(dāng)基坑工程對(duì)地下水處理不當(dāng)時(shí)常引起工程事故。本類(lèi)型事故占基坑工程事故的60%以上。2.4 基坑因地下水處理不當(dāng)引起工程事故和周邊環(huán)境破壞二、巖土工程事故類(lèi)型二、巖土工程事故類(lèi)型佛山某基坑止水帷幕失敗，開(kāi)挖至地下5m左右出現(xiàn)涌水涌

7、砂，無(wú)法繼續(xù)施工，后回填處理二、巖土工程事故類(lèi)型佛山某基坑，回填后仍可見(jiàn)管涌點(diǎn) 由于原先的支護(hù)采用鉆孔樁+攪拌樁帷幕+樁間高壓旋噴+預(yù)應(yīng)力錨索，加固時(shí)在外側(cè)因這些障礙已無(wú)法再處理，只能在內(nèi)側(cè)的外墻與支護(hù)樁間補(bǔ)做連續(xù)墻+內(nèi)支撐2、巖土工程事故類(lèi)型該基坑的地層中砂層厚深，在地下動(dòng)水和承壓水作用下，帷幕不能成型，止水失敗基坑的常用止水方案主要為相互搭接的深層水泥攪拌樁和高壓旋噴樁形成止水帷幕；水泥漿液在地層深處一般需要三天時(shí)間才能凝固；當(dāng)有流動(dòng)的地下水時(shí)造成水泥漿液被稀釋或流失不能成型；因施工機(jī)械的垂直度控制困難造成止水帷幕出現(xiàn)漏縫，導(dǎo)致涌砂涌泥。地下連續(xù)墻因具有多功能性（擋土、止水、兼做地下室外墻

8、、邊樁基礎(chǔ)、抗浮構(gòu)件）逐步得到推廣采用。三軸攪拌樁形成的SMW工法因止水失效造成事故；長(zhǎng)度36m深的三軸攪拌樁進(jìn)入底部的風(fēng)化巖層中，當(dāng)開(kāi)挖到8.6m時(shí)坑底突涌，每天抽水5000多方也只降到9.7m再無(wú)法下降，坑外水位下降到-7.0m。2.5 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)大變形引起的風(fēng)險(xiǎn)和事故二、巖土工程事故類(lèi)型基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)（樁+錨）水平位移達(dá)到60mm應(yīng)采取搶險(xiǎn)措施，基坑開(kāi)挖到底是最大的考驗(yàn)期。二、巖土工程事故類(lèi)型基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形分4個(gè)階段：1、當(dāng)水平位移達(dá)到20-25mm時(shí)即在坑外1-2m處產(chǎn)生第一條裂縫，縫寬8-10mm左右；2、當(dāng)水平位移達(dá)30-40mm時(shí)坑外1-2m出現(xiàn)的第一條裂縫加寬到15-20m

9、m左右，同時(shí)在坑外8-10m處出現(xiàn)第二條裂縫（2-3mm）；這時(shí)如基坑開(kāi)挖到底則最佳狀態(tài)，安全經(jīng)濟(jì)。 3、當(dāng)水平位移達(dá)45-55mm時(shí)第一條裂縫加寬到20-25mm左右，第二條裂縫加寬到5-8mm；同時(shí)在坑頂外15m附近出現(xiàn)第三條裂縫，不連續(xù)可見(jiàn)，這時(shí)基坑已處于高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)！如在非雨季且不再進(jìn)行坑底的基礎(chǔ)施工則可搏；但要注意坑頂卸載。4、當(dāng)水平位移60mm以上時(shí)應(yīng)采取搶險(xiǎn)措施，錨索已經(jīng)處于極限狀態(tài)。 基坑開(kāi)挖到底是最大的考驗(yàn)期。2.6 基坑土方開(kāi)挖引起的樁基礎(chǔ)工程事故二、巖土工程事故類(lèi)型基坑或承臺(tái)開(kāi)挖土體不當(dāng)，造成管樁斜樁，甚至斷樁，高差超過(guò)1.2m就將引起土體的移動(dòng)。二、巖土工程事故類(lèi)型基坑或

10、承臺(tái)開(kāi)挖土體不當(dāng)，造成管樁斜樁，甚至斷樁土方開(kāi)挖不當(dāng)造成基坑失穩(wěn)移動(dòng)和工程樁嚴(yán)重偏斜事故本類(lèi)型事故主要發(fā)生在淤泥等軟土地層中，在珠三角地區(qū)為常見(jiàn)事故。事故淤泥層中開(kāi)挖4m的基坑因大移動(dòng)失穩(wěn)造成鉆孔樁斜斷基坑到底時(shí)是最大考驗(yàn) 基坑到底后往往要施工樁基礎(chǔ)和承臺(tái)，加大坑深；坑底為淤泥造成流動(dòng)對(duì)被動(dòng)抗力影響大，基坑失穩(wěn)。（2012.3.31）2.7 地面塌陷事故（溶土洞）二、巖土工程事故類(lèi)型08年1月，大坦沙島約10萬(wàn) m2范圍連續(xù)發(fā)生6處地面塌陷，造成7間房屋倒塌，21間房屋墻壁開(kāi)裂和多處地面裂縫。二、巖土工程事故類(lèi)型08年11月荔灣區(qū)橋中路發(fā)生嚴(yán)重的地面塌陷，出現(xiàn)5個(gè)陷坑，多間房屋倒塌，路面出現(xiàn)約

11、500m2的下陷。2.8 地下工程施工引發(fā)地面塌陷二、巖土工程事故類(lèi)型2009年1月廣州某地鐵工程施工，造成附近路段地面塌陷，民房沉陷傾斜。2.9 邊坡工程事故二、巖土工程事故類(lèi)型邊坡坡腳超挖引起邊坡滑動(dòng)邊坡治理不當(dāng)造成垮塌：先板后錨再填土，擠土使得錨桿頭脫落二、巖土工程事故類(lèi)型 邊坡工程（巖質(zhì)邊坡及土巖混合邊坡）的穩(wěn)定性與巖層性質(zhì)、巖層走向和構(gòu)造產(chǎn)狀等有較大關(guān)聯(lián)，順層邊坡的風(fēng)險(xiǎn)很大，計(jì)算分析難于把握，如果對(duì)邊坡的排水系統(tǒng)處理不當(dāng)，更增加邊坡工程或基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)，造成工程事故。巖層走向和產(chǎn)狀對(duì)邊坡的影響二、巖土工程事故類(lèi)型巖層的單斜層理巖層走向和產(chǎn)狀對(duì)邊坡的影響二、巖土工程事故類(lèi)型單斜順坡與局

12、部逆坡層理邊坡治理措施二、巖土工程事故類(lèi)型 邊坡工程治理的主要措施包括：削頂、壓腳、緩坡、阻滑。 邊坡治理應(yīng)全面考慮永久性使用過(guò)程中可能發(fā)生的多種情況，包括天然狀態(tài)、暴雨?duì)顟B(tài)、地震狀態(tài)，暴雨和地震耦合狀態(tài)等工況。 需按照各工況出現(xiàn)的概率來(lái)確定安全系數(shù)的大小。 排水系統(tǒng)的完備是邊坡治理的重點(diǎn)，排水不暢造成水體下滲，引起土體強(qiáng)度降低，增加坡體的下滑力，并可能成為巖土界面的潤(rùn)滑劑。 錨桿防腐關(guān)系到邊坡使用的耐久性問(wèn)題，同樣需認(rèn)真對(duì)待。 2.10 地基處理引起的事故二、巖土工程事故類(lèi)型今年3月南沙某工程的地基處理過(guò)程中的機(jī)械倒塌至2人死亡。 2.10 地基處理引起的事故二、巖土工程事故類(lèi)型地基失穩(wěn)引起

13、的裂縫測(cè)斜表明土體已經(jīng)發(fā)生大位移一）工程現(xiàn)象和資料分析二、巖土工程事故類(lèi)型1、建設(shè)場(chǎng)地位于南沙區(qū)虎門(mén)水道右岸的灘涂區(qū)，地勢(shì)低凹，因在該區(qū)建設(shè)項(xiàng)目，需對(duì)灘涂進(jìn)行補(bǔ)填并地基處理，采用“梅花形1.5m間距插打塑料排水板+1.5m間距350mm的振動(dòng)沉管袋裝水泥砂漿樁”進(jìn)行地基處理（待地基強(qiáng)度提高后再補(bǔ)填到設(shè)計(jì)標(biāo)高）。2、依據(jù)廣州市氣象局提供的氣象資料，事故期間南沙區(qū)普降中到大雨；并在當(dāng)日凌晨4-5時(shí)伴有強(qiáng)陣風(fēng)，風(fēng)級(jí)達(dá)6-7級(jí)。3、由于本區(qū)處于珠江入?？冢铀皇艹毕饔妹黠@，從時(shí)間分析正處于每月的高潮期，依據(jù)廣東海事局海測(cè)大隊(duì)從珠江口監(jiān)測(cè)到的潮汐水位，在該時(shí)段的潮位變化為前日23時(shí)30分為最高潮位

14、（最高潮位為320cm），然后退潮，至當(dāng)日7時(shí)0分降到最低潮位(最低潮位為80cm)，按照等時(shí)間隔推算潮差水頭為160cm。4、從現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)資料反映，4區(qū)地面的累計(jì)沉降量為126-566mm，沉降速率為6.57-14.71mm/d。測(cè)斜資料反映測(cè)孔在地面下4-10m段淤泥層出現(xiàn)明顯向河心移動(dòng)的趨勢(shì)，累計(jì)170mm，速率為1.27mm/d。二）地基處理引起的事故原因二、巖土工程事故類(lèi)型1、場(chǎng)地的地形地質(zhì)條件差，地貌上處于河岸的灘涂區(qū)，淤泥深厚且天然強(qiáng)度低（標(biāo)貫擊數(shù)小于1擊），高含水量（達(dá)到78%），力學(xué)參數(shù)低（凝聚力C=1.55kPa=1.36）；2、地基處理采用塑料排水板和振動(dòng)沉管袋裝水泥砂漿

15、樁的設(shè)計(jì)方案，是一個(gè)“先破后立”的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程必然造成對(duì)地基的擾動(dòng)和破壞，強(qiáng)度的發(fā)揮往往需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間，也即在處理的砂漿樁的強(qiáng)度得到有效發(fā)揮前處理地基的強(qiáng)度處于最低或最不利的狀態(tài)。在地形不利及地質(zhì)條件差的場(chǎng)地，如果兩種工藝同時(shí)或連續(xù)作業(yè)則對(duì)地基穩(wěn)定最為不利。3、事故前天降連續(xù)的中到大雨已達(dá)十?dāng)?shù)小時(shí)，不僅雨水浸泡并滲入地基中使得地基軟化并自重增加，同時(shí)地基的強(qiáng)度也進(jìn)一步降低，導(dǎo)致淤泥出現(xiàn)流動(dòng)現(xiàn)象并伴有地基的不均勻下沉，垂直沉降速率和側(cè)向水平移動(dòng)速率均較大，且總量累計(jì)也大，使得淤泥處于抗剪強(qiáng)度的極限狀態(tài)。地面下沉和淤泥的側(cè)向流動(dòng)加大了樁基的傾斜狀況，使得機(jī)架的重心發(fā)生較大偏移。4、事故時(shí)段的

16、潮汐正處于快速落潮時(shí)段，潮位陡降，增大了補(bǔ)填土體的臨空高度，而淤泥及其上部的補(bǔ)填土體中的孔隙水來(lái)不及排出，處于不固結(jié)不排水狀態(tài)，強(qiáng)度進(jìn)一步減低；再加上大雨大風(fēng)的作用，使得機(jī)架失去平衡而倒塌，導(dǎo)致正在進(jìn)行排水的工人壓死事故。5、經(jīng)綜合分析，專(zhuān)家組認(rèn)為：受地質(zhì)、水文、天氣等自然條件因素影響，地表產(chǎn)生不均勻沉降，造成樁機(jī)傾斜，增加了樁機(jī)設(shè)備構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)荷載，斜撐桿A與立柱導(dǎo)管的連接部位分離而導(dǎo)致機(jī)架倒塌，是事故的直接原因。3.1 針對(duì)工程特點(diǎn)，重視勘察三、事故處理對(duì)策 勘察是設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)，但勘察的階段有不同，需按照各工程的特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)目辈旆绞健?基坑工程的勘察項(xiàng)目應(yīng)包括：地質(zhì)構(gòu)造背景、巖土地

17、層分布和性質(zhì)、地下水的滲透系數(shù)和承壓性，巖土體的強(qiáng)度，不良地質(zhì)情況等；基坑外圍周邊的條件等。 邊坡工程勘察項(xiàng)目包括：地質(zhì)構(gòu)造背景、地層的走向和產(chǎn)狀確定，地層的軟弱結(jié)構(gòu)面確定，巖土體的強(qiáng)度，地下水的特點(diǎn)及不良地質(zhì)特點(diǎn)等；3.1 針對(duì)工程特點(diǎn)，重視勘察三、事故處理對(duì)策 勘察是設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)，但勘察的階段有不同，需按照各工程的特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)目辈旆绞健?基坑工程的勘察項(xiàng)目應(yīng)包括：地質(zhì)構(gòu)造背景、巖土地層分布和性質(zhì)、地下水的滲透系數(shù)和承壓性，巖土體的強(qiáng)度，不良地質(zhì)情況等；基坑外圍周邊的條件等。 邊坡工程勘察項(xiàng)目包括：地質(zhì)構(gòu)造背景、地層的走向和產(chǎn)狀確定，地層的軟弱結(jié)構(gòu)面確定，巖土體的強(qiáng)度，地下水的特點(diǎn)

18、及不良地質(zhì)特點(diǎn)等；全深度對(duì)剖面的巖土組成、分布、產(chǎn)狀、巖土界面進(jìn)行劃分；充分對(duì)巖層的風(fēng)化殘積土和風(fēng)化巖（全風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖等）遇水軟化性質(zhì)的機(jī)理的認(rèn)識(shí)；高度重視地下水的特點(diǎn)（承壓性、流動(dòng)性，水位的起伏變化特點(diǎn)）3.2 充分認(rèn)知場(chǎng)地的巖土結(jié)構(gòu)和其工程性質(zhì)三、事故處理對(duì)策對(duì)基坑規(guī)模進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，包括面積形狀、邊長(zhǎng)大小、開(kāi)挖深度及其變化；充分了解基坑周邊的環(huán)境條件和氣各種限制；對(duì)地層性質(zhì)和地下水特點(diǎn)要把握；對(duì)多種支護(hù)方案進(jìn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工可行性、工期保證性的比選，確定支護(hù)形式。3.3 重視支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型分析與比較三、事故處理對(duì)策3.4 尊重事實(shí)，全過(guò)程動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)三、事故處理對(duì)策 每一個(gè)巖土工程都具有自己的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)切忌照搬照套，需到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘，分析現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境情況，了解相關(guān)工藝的施工可行性，針對(duì)不同工程的特點(diǎn)，做到仔細(xì)分析，尊重事實(shí)，合理設(shè)計(jì)，在施工過(guò)程中要跟蹤施工過(guò)程，隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變化情況進(jìn)行變更設(shè)計(jì)，不要貽誤時(shí)機(jī)，是避免工程事故的前提。 3.5 牢記責(zé)任，認(rèn)真施工三、事故處理對(duì)策 巖土工程施工是在理解設(shè)計(jì)意圖基礎(chǔ)上的信息化施工。 如何由圖紙變?yōu)楫a(chǎn)品和結(jié)構(gòu)，施工方責(zé)任重大，責(zé)任感缺失，不重視細(xì)節(jié)常常造成極其嚴(yán)重的后果，此類(lèi)實(shí)例也是舉不勝舉。 施工方的責(zé)任不僅是按圖施工，還需根據(jù)現(xiàn)