安全员教材课件PPT课件.ppt
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1、建设工程安全管理建设工程安全管理第章第章基坑支护和降水工程基坑支护和降水工程 基础工程是工程建设的重要组成部分,随着基础工程基础工程是工程建设的重要组成部分,随着基础工程施工难度的增大,基础工程的安全技术也不断发展,其内施工难度的增大,基础工程的安全技术也不断发展,其内容涉及到打桩、容涉及到打桩、基坑支护、基坑降水基坑支护、基坑降水、土方开挖等。搞好、土方开挖等。搞好基础施工的安全防范十分重要。近年来,施工过程中由于基础施工的安全防范十分重要。近年来,施工过程中由于对基础工程施工安全技术的认识不足,引发了多起安全事对基础工程施工安全技术的认识不足,引发了多起安全事故,基坑坍塌事故属建筑工程中常
2、见的多发型事故之一。故,基坑坍塌事故属建筑工程中常见的多发型事故之一。.基坑安全等级的划分基坑安全等级的划分建筑地基基础工程施工质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002GB50202-2002规定规定一级基坑:一级基坑:)重要工程或支护结构作为主体结构的一部分;)重要工程或支护结构作为主体结构的一部分;)开挖深度大于;)开挖深度大于;)与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;)与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;4)基坑邻近有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等严加)基坑邻近有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等严加保护的基坑。保护的基坑。三级基
3、坑:三级基坑:开挖深度小于开挖深度小于7m且周围环境无特别要求时的基坑且周围环境无特别要求时的基坑二级基坑:二级基坑:除一级和三级外的基坑除一级和三级外的基坑天津市轨道交通地下工程的质量安全风险控制指导书对天津市轨道交通地下工程的质量安全风险控制指导书对深基坑安全分级:深基坑安全分级:一级基坑:一级基坑:1)基坑开挖深度)基坑开挖深度20m;20m;2 2)距基坑)距基坑1.0H 1.0H 范围内有地铁、高速铁路、煤气管、大型范围内有地铁、高速铁路、煤气管、大型压力水管、大型立交桥、重要铁路干线、大型重力流管线压力水管、大型立交桥、重要铁路干线、大型重力流管线或有压管、在施的深基坑;距基坑或有
4、压管、在施的深基坑;距基坑0.7H 0.7H 范围内有必须保护范围内有必须保护的建筑、管线等设施。的建筑、管线等设施。H H 为基坑开挖深度为基坑开挖深度二级基坑:二级基坑:1 1)基坑开挖深度在)基坑开挖深度在14m20m14m20m之间之间2 2)距基坑)距基坑1.0H 2.0H 1.0H 2.0H 范围内有地铁、高速铁路、煤气管、范围内有地铁、高速铁路、煤气管、大型压力水管、大型立交桥、重要铁路干线、大型重力流管大型压力水管、大型立交桥、重要铁路干线、大型重力流管线或有压管、在施的深基坑;距基坑线或有压管、在施的深基坑;距基坑1.5H 1.5H 范围内有必须保范围内有必须保护的建筑、管线
5、等设施。护的建筑、管线等设施。三级基坑:三级基坑:开挖深度开挖深度14m,14m,且环境安全无特殊要求且环境安全无特殊要求二二.排桩土层锚杆支护排桩土层锚杆支护 系在稳定土层钻孔,用系在稳定土层钻孔,用水泥浆或其砂浆水泥浆或其砂浆将钢筋和土体粘结将钢筋和土体粘结 在一起在一起拉结排桩拉结排桩档土。档土。特点特点:与土体结合能承受较大拉力。与土体结合能承受较大拉力。变形小、适用性强;不用大型机械,变形小、适用性强;不用大型机械,需工作场地小,省钢材,费用低。需工作场地小,省钢材,费用低。适用条件:基坑安全等级适用条件:基坑安全等级一、二、一、二、三级三级。适用于难以采用支撑的适用于难以采用支撑的
6、大面积深基坑大面积深基坑。不宜于不宜于地下水大,含化学腐蚀物地下水大,含化学腐蚀物的土层。的土层。主动滑动面l三三.排桩内支撑支护排桩内支撑支护 系在排桩内侧设置系在排桩内侧设置型钢或钢筋混凝土型钢或钢筋混凝土水平支撑,以支挡基水平支撑,以支挡基坑侧壁进行挡土。坑侧壁进行挡土。三三.排桩内支撑支护排桩内支撑支护特点:受力合理、易于控制变形,安全可靠,但需大量支撑特点:受力合理、易于控制变形,安全可靠,但需大量支撑材料。材料。适用条件:适用条件:1.1.基坑安全等级基坑安全等级一、二、三级一、二、三级。2.2.适用于适用于不宜设置锚杆不宜设置锚杆的较松软土层。的较松软土层。3.3.当地下水位高于
7、基坑底面时,宜采取当地下水位高于基坑底面时,宜采取降水措施或止降水措施或止 水结构水结构。四四.水泥土墙支护水泥土墙支护系由水泥土桩形成的系由水泥土桩形成的格栅状、壁状等形式格栅状、壁状等形式的连续的连续重力式重力式挡土挡土止水墙体。止水墙体。特点:具有挡土截水双重功能;施工机具设备简单;成墙特点:具有挡土截水双重功能;施工机具设备简单;成墙速度快,适用材料单一,造价低。速度快,适用材料单一,造价低。适用条件:适用条件:1.1.基坑安全等级基坑安全等级二、三级二、三级。2.2.水泥土墙施工范围内的水泥土墙施工范围内的地基土承载力地基土承载力不宜小于不宜小于 150KPa 150KPa。3.3.
8、基坑深度基坑深度6m6m。4.4.基坑周围基坑周围具备水泥土墙施工的具备水泥土墙施工的宽度宽度。五五.土钉墙或喷锚支护土钉墙或喷锚支护系由系由土钉土钉或预应力或预应力锚杆加固锚杆加固的基坑侧壁土体,与喷射混凝土的基坑侧壁土体,与喷射混凝土护面护面组成的支护结构。组成的支护结构。特点:结构简单、承载力较高;可阻水,变形小,安全可靠,特点:结构简单、承载力较高;可阻水,变形小,安全可靠,适用性强;施工机具简单,施工灵活,污染小,噪音低,适用性强;施工机具简单,施工灵活,污染小,噪音低,对周边环境影响小,支护费用低。对周边环境影响小,支护费用低。适用条件:适用条件:1.1.基坑安全等级基坑安全等级二
9、、三级二、三级的非软土地基。的非软土地基。2.2.基坑深度基坑深度12m12m。适用于无流砂、含水量不适用于无流砂、含水量不 高、非淤泥等流塑土层的基坑,开挖深度高、非淤泥等流塑土层的基坑,开挖深度18m.18m.3.3.当地下水位高于基坑底面时,应采取当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水降水或截水 措施措施。五.土钉墙或喷锚支护六六.钢板桩钢板桩采用特制的钢板桩,机械打入地下,构成一道连续的板墙,采用特制的钢板桩,机械打入地下,构成一道连续的板墙,作为挡土挡水的围护结构。作为挡土挡水的围护结构。特点:承载力高、刚度大、整体性好、锁口紧密、水密性强,特点:承载力高、刚度大、整体性好、锁口
10、紧密、水密性强,能适应各种平面形状和土质,打设方便、施工快速,可回能适应各种平面形状和土质,打设方便、施工快速,可回收利用;但需大量钢材,一次性投资较高。收利用;但需大量钢材,一次性投资较高。适用条件:适用条件:1.1.基坑安全等级基坑安全等级二、三级二、三级 2.2.基坑深度基坑深度10m10m。3.3.当地下水位高于基坑底面时,应采取当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水降水或截水 措施措施。1.3 深基坑支护结构体系的方案选择深基坑支护结构体系的方案选择一、深基坑的定义:建设部建质一、深基坑的定义:建设部建质200987200987号文关于印发号文关于印发危险性较大的分部分项工程安全
11、管理办法的通知规定:危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知规定:一般深基坑是指开挖深度超过一般深基坑是指开挖深度超过5 5米(含米(含5 5米)或地下室米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过三层以上(含三层),或深度虽未超过5 5米,但地质条件米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。和周围环境及地下管线特别复杂的工程。二、方案的选择二、方案的选择 由于基坑的支护结构既要由于基坑的支护结构既要挡土又要挡水挡土又要挡水,所以在进行,所以在进行支护结构设计之前,需要对影响基坑支护结构设计和施工支护结构设计之前,需要对影响基坑支护结构设计和施工的基础资料进行全面的收集,资料包括工
12、程地质和水文地的基础资料进行全面的收集,资料包括工程地质和水文地质资料,周围坏境及地下管线状况调查,主体工程地下结质资料,周围坏境及地下管线状况调查,主体工程地下结构设计资料调查。构设计资料调查。常用支护结构形式见表常用支护结构形式见表1-3-11.4 1.4 1.4 1.4 深基坑支护的常见问题及处理方法(表深基坑支护的常见问题及处理方法(表深基坑支护的常见问题及处理方法(表深基坑支护的常见问题及处理方法(表1-4-11-4-11-4-11-4-1)位移位移:支护结构向基坑:支护结构向基坑内侧向内侧向产生产生位移位移,而导致桩后地面沉,而导致桩后地面沉降或附近房屋降或附近房屋裂缝裂缝、边坡、
13、边坡滑移滑移、失失去去稳稳定。定。注意:其产生的注意:其产生的原因原因和和防治处理防治处理方法方法管涌或流砂:基坑开挖时基坑底以下面的土产生管涌或流砂:基坑开挖时基坑底以下面的土产生流动状态流动状态,随地下水一起随地下水一起从坑底或四侧涌入从坑底或四侧涌入基坑,引起周围地面基坑,引起周围地面沉陷沉陷、建筑物建筑物裂缝裂缝。注意:其产生的注意:其产生的原因原因和和防治处理防治处理方法方法塌方:基坑开挖中支护结构塌方:基坑开挖中支护结构失效失效,边坡局部,边坡局部大面积失稳大面积失稳塌塌方。方。注意:其产生的注意:其产生的原因原因和和防治处理防治处理方法方法基坑塌方的产生原因有哪些?(一章)基坑塌
14、方的产生原因有哪些?(一章)原因:(原因:(1 1)挡土墙强度不够或锚杆质量差,使支护)挡土墙强度不够或锚杆质量差,使支护结构破坏,失去作业进而造成塌方。结构破坏,失去作业进而造成塌方。(2 2)挡土桩入土深度不够或未深入到坚实土层,造)挡土桩入土深度不够或未深入到坚实土层,造成整个支护系统失稳塌方。成整个支护系统失稳塌方。(3 3)基坑开挖未进行有效的降水或降水井点系统失)基坑开挖未进行有效的降水或降水井点系统失效,动水压力和土压力增大而导致滑塌。效,动水压力和土压力增大而导致滑塌。(4 4)未按支护结构程序施工,随意改变支护结构受)未按支护结构程序施工,随意改变支护结构受力模型和尺寸,使支
15、护结构强度、刚度和整体性力模型和尺寸,使支护结构强度、刚度和整体性下降或失去作用。下降或失去作用。(5 5)支护结构未完成施工,而在桩顶部随意增加大)支护结构未完成施工,而在桩顶部随意增加大量附加荷载。量附加荷载。5 5页页1.5 基坑降水与排水基坑降水与排水 降低地下水位是基坑工程施工技术中一项非常重要的降低地下水位是基坑工程施工技术中一项非常重要的技术措施。当基坑开挖深度低于地下水位时或是在雨季施工技术措施。当基坑开挖深度低于地下水位时或是在雨季施工时,此项工作尤为重要。时,此项工作尤为重要。如在雨季施工时出现泡槽时,若不及时排降水,不仅如在雨季施工时出现泡槽时,若不及时排降水,不仅会使施
16、工条件恶化,当土被泡软后,会造成边坡坍塌和坑底会使施工条件恶化,当土被泡软后,会造成边坡坍塌和坑底承载力下降。所以为保安全必须做好排降水工作,即保持土承载力下降。所以为保安全必须做好排降水工作,即保持土体干燥才能保证安全。体干燥才能保证安全。基坑排降水的一般规定见基坑排降水的一般规定见P5,明排水法见,明排水法见P6.基坑排降水一般有明排水法井点降水法明排水法:由排水沟、集水井(坑)及水泵组成的排水体系。人工降低地下水位(也称井点降水法)(一章)就是在基坑开挖前,预先在基坑(槽)四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备抽水,是地下水位降落到坑底以下;同时在基坑开挖过程中仍然持续不断的抽水,
17、使所挖的土始终保持干燥状态,从根本上防止细砂和粉砂土产生流沙现象,改善挖土的工作条件;同时土内的水分排出后,边坡可改陡,以便减少挖土量。6页1.6 基坑支护工程施工安全技术基坑支护工程施工安全技术 近年来,由于高层建筑和超高层建筑的大量涌现,深近年来,由于高层建筑和超高层建筑的大量涌现,深基坑工程也随之增多,由于深基坑的施工安全技术未能及基坑工程也随之增多,由于深基坑的施工安全技术未能及时引起足够的重视,造成了不少重大事故。时引起足够的重视,造成了不少重大事故。一、常见的基坑事故一、常见的基坑事故1、水泥围护结构失稳,造成工程桩被挤压位移等事故。、水泥围护结构失稳,造成工程桩被挤压位移等事故。
18、2、支撑强度不足施工质量差,造成支撑折断围护整体失稳。、支撑强度不足施工质量差,造成支撑折断围护整体失稳。3、挡土结构强度不足,产生严重裂缝,工程出现险情。、挡土结构强度不足,产生严重裂缝,工程出现险情。4、挡土结构严重位移,造成坑外地表严重下陷,影响周围、挡土结构严重位移,造成坑外地表严重下陷,影响周围建筑物、道路及管线安全。建筑物、道路及管线安全。5 5、因设计不合理,施工时卸载太快而没有及时支撑,造成、因设计不合理,施工时卸载太快而没有及时支撑,造成围护结构整体失稳。围护结构整体失稳。6 6、由于隔水帷幕选用不当,或围护结构质量不能达到保证、由于隔水帷幕选用不当,或围护结构质量不能达到保
19、证造成围护结构漏水,并出现严重流砂现象,使周围建筑物、造成围护结构漏水,并出现严重流砂现象,使周围建筑物、道路产生裂缝,管线断裂。道路产生裂缝,管线断裂。二、安全技术要点(二、安全技术要点(P6P6)深基坑支护工程案例深基坑支护工程案例一、支护桩断裂事故一、支护桩断裂事故1、工程与事故概况、工程与事故概况 某综合楼主楼某综合楼主楼20层,高约层,高约75m,地下,地下2层,基坑开挖层,基坑开挖深度为深度为10m,基坑场地土质差,开挖深度范围内均为杂填,基坑场地土质差,开挖深度范围内均为杂填土、素填土、淤泥质土、淤泥质粉土,地下水位仅在地面以土、素填土、淤泥质土、淤泥质粉土,地下水位仅在地面以下
20、下0.91.8m。该综合楼基坑支护结构采用钻孔灌注桩和。该综合楼基坑支护结构采用钻孔灌注桩和钢支撑作为受力结构。桩直径采用钢支撑作为受力结构。桩直径采用800mm,800mm,有效桩长有效桩长19m19m。钢支撑采用钢支撑采用60910mm60910mm钢管,在基坑东西向设置二层各钢管,在基坑东西向设置二层各3 3根根水平支撑,在四角各设置二层角支撑。采用密排深层搅拌桩水平支撑,在四角各设置二层角支撑。采用密排深层搅拌桩作为阻水帷幕,桩径作为阻水帷幕,桩径700mm700mm,搭接,搭接200mm200mm,有效桩长,有效桩长18m18m。该综合楼临某工业局大楼,东临紧靠某教育中心大楼。该综合
21、楼临某工业局大楼,东临紧靠某教育中心大楼。为确保基坑开挖期间临近建筑物的安全,建设单位在基坑为确保基坑开挖期间临近建筑物的安全,建设单位在基坑施工过程中采用了现场安全检测手段。施工过程中采用了现场安全检测手段。按施工组织设计,基坑开挖先南后北。在基坑南部开挖按施工组织设计,基坑开挖先南后北。在基坑南部开挖至坑底至坑底-9m-9m时,安全监测测得土体向基坑内侧的最大水平时,安全监测测得土体向基坑内侧的最大水平位移达位移达57mm57mm,超过报警值(,超过报警值(40mm40mm)。一天后,基坑南侧支)。一天后,基坑南侧支护桩半数出现横向裂缝,钢支撑与支护桩连系梁连接件扭屈护桩半数出现横向裂缝,
22、钢支撑与支护桩连系梁连接件扭屈,支护桩连系梁断裂,支护桩外侧地面出现多条裂缝,最宽,支护桩连系梁断裂,支护桩外侧地面出现多条裂缝,最宽缝达缝达15mm15mm左右,土层松动,局部塌陷,整个基坑南侧出现倒左右,土层松动,局部塌陷,整个基坑南侧出现倒塌的迹象。塌的迹象。2 2、事故原因分析、事故原因分析 1 1)该基坑事故的主要原因是)该基坑事故的主要原因是基坑支护设计方案基坑支护设计方案欠妥,设欠妥,设计者对周边实际环境调查分析不够,支护结构实际承受计者对周边实际环境调查分析不够,支护结构实际承受主主动土压力大于设计值动土压力大于设计值,设计支护结构地面附加荷载考虑不,设计支护结构地面附加荷载考
23、虑不全面,基坑南侧临近有土建施工临时设施房屋两排、钢材全面,基坑南侧临近有土建施工临时设施房屋两排、钢材堆场和加工区。堆场和加工区。2 2)施工单位基坑开挖时)施工单位基坑开挖时违反了违反了“先撑后挖,分层开挖先撑后挖,分层开挖”的原的原则,出现超挖、未撑就挖的现象则,出现超挖、未撑就挖的现象,造成基坑卸载较快,基底,造成基坑卸载较快,基底回弹支护变形过大。回弹支护变形过大。3 3)钢支撑施工时未在支护桩预埋铁件,用)钢支撑施工时未在支护桩预埋铁件,用气锤敲碎桩混凝土气锤敲碎桩混凝土使其主筋外露。焊接围檩支架。因此使其主筋外露。焊接围檩支架。因此损伤了支护桩的混凝土损伤了支护桩的混凝土。4)钢
24、角支撑施工时,)钢角支撑施工时,必须反复预加荷载必须反复预加荷载,第一道和第二道,第一道和第二道钢角支撑内力会重分布,而施工单位加了第二道支撑时,第钢角支撑内力会重分布,而施工单位加了第二道支撑时,第一道角支撑卸载,一道角支撑卸载,未及时补荷载未及时补荷载,这样支护变形,支护结构,这样支护变形,支护结构主要主要压力主要集中在第二道支撑压力主要集中在第二道支撑上,使其与支护桩连系梁连上,使其与支护桩连系梁连接件发生扭屈破坏。接件发生扭屈破坏。3、事故处理、事故处理 根据监测数据,在基坑内根据监测数据,在基坑内分块打垫层分块打垫层,以,以工程桩为支撑工程桩为支撑点,在垫层内点,在垫层内设置设置6根
25、水平钢支撑根水平钢支撑,在基坑底浇捣一根混凝,在基坑底浇捣一根混凝土大梁,把支护桩连接在一起,在基坑南侧外土大梁,把支护桩连接在一起,在基坑南侧外采用三排压密采用三排压密注浆的方法注浆的方法,起了防水防渗和加固土层的作用,回填了一部,起了防水防渗和加固土层的作用,回填了一部分挖土,分挖土,内角支撑重新预加荷载内角支撑重新预加荷载,加固支护桩连系梁连接件。,加固支护桩连系梁连接件。第第 2 章章 土方开挖工程土方开挖工程 2.1 2.1 土方开挖的种类土方开挖的种类无无支护结构的基坑开挖支护结构的基坑开挖有支护结构的基坑开挖有支护结构的基坑开挖一、放坡开挖一、放坡开挖1 1、开挖深度、开挖深度不
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