基坑工程安全技术课件

基坑工程安全技术培训课件课程目录0102基坑工程概述与安全重要性基坑支护结构类型与适用条件了解基坑工程基本概念及安全管理的重要意义掌握各类支护结构的特点及选型原则0304典型基坑安全事故案例分析基坑施工安全技术规范解读深入剖析事故原因汲取安全教训系统学习国家标准与行业规范要求,0506地下水控制与降排水技术土方开挖与施工管理要点掌握地下水控制的关键技术措施规范施工流程确保开挖安全,07基坑监测与信息化施工应急预案与安全管理措施运用现代技术实现动态安全管理第一章基坑工程概述与安全重要性基坑工程是建筑施工中风险最高的工序之一关系到工程安全、周边环境保护以及施工人,员的生命安全本章将系统介绍基坑工程的基本概念、分类标准以及安全管理的重要性,为后续学习奠定理论基础基坑工程的定义与分类定义与特征基坑工程是指为满足建筑物基础施工需要在地表以下开挖形成的临时性空间结构其特点包括临时性、危险性高、受环境影响大等特征基坑,工程涉及土体开挖、支护结构设计、地下水控制等多个技术环节分类标准按开挖深度浅基坑、深基坑•:≤5m5m按支护类型放坡开挖、支护开挖•:按安全等级一级、二级、三级基坑•:基坑安全事故的高发性亿10%+85%3-5事故占比群死群伤比例平均经济损失基坑事故在建筑施工事故中占比超过是建基坑坍塌事故往往造成群死群伤重大事故率在每起重大基坑事故直接经济损失通常达到数亿元10%,,,筑业安全管理的重点领域各类施工事故中位居前列间接损失更难以估量事故后果的严重性人员伤亡经济损失社会影响基坑坍塌往往来不及撤离造成施工人员被包括直接施工损失、设备损毁、工期延误、引发周边建筑物损坏、道路塌陷、管线破裂,埋压导致重大人员伤亡事故赔偿费用以及品牌信誉损失等多方面等次生灾害造成严重社会影响,,基坑安全生命重于泰山,每一次事故都是用生命和鲜血换来的教训安全责任重于泰山我们必须时刻保持警,惕将安全意识贯穿于基坑工程的每一个环节从源头上杜绝安全隐患确保施工人员,,,的生命安全和工程的顺利进行第二章基坑支护结构类型与适用条件基坑支护结构是保证基坑安全的核心技术措施合理选择支护类型对于控制变形、保护周边环境、确保施工安全具有决定性作用本章将详细介绍各类支护结构的特点、适用条件及选型原则常见基坑支护结构土钉墙及复合土钉墙地下连续墙排桩与灌注桩围护钢支撑与混凝土支撑体系通过在土体中设置密集排列的土钉采用专用设备在地下挖槽并浇筑钢由间隔布置的钻孔灌注桩或预制桩通过在基坑内部设置水平支撑杆件,,与喷射混凝土面层共同作用形成支筋混凝土形成的连续墙体刚度大、组成的支护结构施工工艺成熟、支撑围护结构并抵抗土压力钢支护体系适用于地下水位以上的粘防渗性能好、适用范围广可用于深适应性强、造价适中广泛应用于中撑施工快、可周转使用混凝土支撑,,,性土、粉土等自稳性较好的土层开基坑及复杂地质条件是高标准工程等深度基坑工程配合内支撑或锚杆刚度大但施工周期长根据工程需求,,,,挖深度一般不超过米的首选支护形式使用效果更佳合理选择12支护结构选型原则地质条件与地下水状况基坑深度与周边环境限制施工工艺与经济性考量土层性质、承载力、地下水位及渗透系数是选开挖深度直接影响支护类型选择周边有重要综合考虑施工场地条件、工期要求、材料供应型的首要依据软土地区需考虑沉降控制高建筑物、地下管线或道路时需选择变形控制及造价因素在满足安全要求的前提下选择技,,,,水位区域需加强防渗措施能力强的支护结构术可行、经济合理的方案选型建议支护结构选型应遵循安全可靠、技术可行、经济合理、施工方便的原则建议优先选用成熟技术避免盲目追求新技术而增加风险对于复,杂工程应进行多方案比选必要时进行专家论证,,设计安全系数与计算方法抗隆起安全系数土压力计算理论Ks基坑底部土体抗隆起稳定性验算是深基坑设计的重要内容安全系数应根据基坑安全等级确定主动土压力当支护结构向基坑内侧变形达到一定值后土体达到极限平衡状态作用在支护结构上的土压力称为主动土压力是设计计算的主要依据Ks::,,,一级基坑:Ks≥

1.8被动土压力当支护结构向土体方向挤压时产生的土压力通常用于验算支护结构的抗滑移能力二级基坑:,:Ks≥

1.6三级基坑:Ks≥

1.5静止土压力:土体处于自然平衡状态时的土压力,介于主动与被动土压力之间,用于刚性支护结构的计算抗隆起验算公式:其中、为承载力系数为土体粘聚力为土体重度为开挖深度为嵌固深度:Nc Nq,c,γ,H,D第三章典型基坑安全事故案例分析事故案例是最宝贵的安全教材通过对典型基坑事故的深入分析我们能够识别常见的安,全隐患、了解事故发生的机理、总结预防措施本章精选三起典型事故案例进行详细剖,析为安全施工提供警示,案例一上海宝山基坑坡脚失稳事故:事故背景该项目位于上海宝山区基坑开挖深度米采用复合土钉墙支护施工期间基坑西侧发生局部边坡失稳坡脚土体隆起喷射混凝土面层开裂险些酿成重,

8.5,,,,,大事故事故原因分析土钉施工质量不达标部分土钉钻孔深度不足注浆不饱满与设计要求存在较大偏差:,,地质勘察不充分事故区域存在软弱夹层勘察报告未能准确反映设计参数偏于乐观:,,施工监测滞后未按规范要求进行系统监测变形发展未能及时发现和预警:,应急措施不到位发现异常后未立即采取加固措施导致险情进一步扩大:,事故后果局部边坡坍塌约立方米•200施工停滞天进行加固处理•15直接经济损失约万元•180周边道路临时封闭造成交通影响•,案例二地铁排桩折断与支护结构失稳:年月日月日凌晨2019315320某地铁车站基坑开挖至米深度按原设计应架设第二道钢支撑但施工单位为赶工期继续向下开挖北侧根围护桩突然发生剪切破坏折断引发连锁反应相邻根桩体出现严重变形基坑局部坍塌7,,,3,,8,123月日318基坑北侧围护桩出现裂缝监测数据显示水平位移超过预警值现场未引起足够重视,20%,深层次原因剖析事故损失统计设计与施工脱节设计要求分层开挖、及时架设支撑施工方擅自改变施工顺序:,118000支撑架设滞后违反先支撑后开挖原则围护结构长时间处于无支撑悬臂状态:,监测数据未有效利用虽有监测数据异常但缺乏有效的反馈机制和决策机制:,受损桩数经济损失安全管理失控现场安全员未能有效履职项目经理安全意识淡薄:,围护桩万元以上90工期延误天案例启示基坑施工必须严格按照设计方案和施工组织设计执行不得随意变更施工顺序支撑体系必须及时架设确保围护结构始终处于受控状态监测数据必须每日分析超过预警值立即停工处理:,,,案例三污水管渗漏引发基坑涌水坍塌:事故经过某商业综合体基坑工程开挖深度米采用地下连续墙内支撑支护体系基坑西侧紧邻一条污水干管该管道因年久失修存在多处渗漏,

10.5,+DN800,点施工期间污水长期渗入基坑周边土体导致土体强度逐渐降低,,事故发生前两周现场发现基坑西侧有污水渗出迹象但未采取有效处理,,措施某日凌晨污水管道突然破裂大量污水涌入基坑在水压作用下,,,,西侧地连墙底部出现管涌随后墙后土体流失第三道斜向钢支撑因失去,,支撑点而脱落倒塌引发大面积坍塌,关键致灾因素地下管线调查不详细未发现污水管渗漏隐患•,基坑降排水措施不到位未设置应急排水系统•,发现异常后应急响应迟缓错失最佳处置时机•,支撑系统连接节点设计存在缺陷抗冲击能力不足•,事故教训总结充分调查地下管线必须查明基坑周边所有管线的位置、状态和产权

1.:单位对老旧管线进行检测评估,建立监测预警体系对地下水位、管线变形进行实时监测设置多级

2.:,预警阈值完善应急预案针对涌水、管涌等突发情况配备应急抽水设备和堵

3.:,漏材料加强协调配合与市政管理部门建立联动机制及时获取管线安全信

4.:,息事故现场对比分析通过对比事故前后的现场状态可以清晰看到基坑坍塌造成的巨大破坏事故前基坑支护结构完整施工有序进行事故后支护体系严重损毁土体大量流,,;,失周边道路塌陷险情十分严重这些触目惊心的画面警示我们必须时刻绷紧安全这根弦将各项安全措施落到实处,,,,第四章基坑施工安全技术规范解读规范是保障安全的基本准则国家和行业制定了一系列基坑工程安全技术规范涵盖设计、,施工、监测等全过程本章将重点解读现行主要规范的核心要求帮助从业人员准确理解,和执行规范条文施工安全专项方案编制要求1危险性较大工程识别2专项方案编制内容3超过一定规模的工程开挖深度超过米含米的基坑、地下室工程应包括工程概况、编制依据、施工计划、施工开挖深度超过米的基坑工程开挖深度超过55;10;5开挖深度虽未超过米但地质条件、周边环境工艺技术、施工安全保证措施、劳动力计划、米且地下水位较高的基坑工程属于超过一定规5,,复杂的基坑工程均属于危险性较大的分部分项计算书及相关图纸等内容方案应由施工单位模的危险性较大工程专项方案须经专家论证审,,工程必须编制专项施工方案技术负责人审核签字加盖单位公章查后方可实施,,专家论证与技术交底流程组建专家组论证会审查由名及以上符合相关专业要求的专家组成专家应具有高级职称或同等能力专家对方案的可行性、安全性进行评审提出书面论证意见5,,方案修改完善技术交底实施根据专家意见修改方案重大问题须再次论证向施工管理人员和作业人员进行分级交底确保理解到位,,施工环境调查与风险评估地质勘察要求基坑工程必须进行详细的岩土工程勘察,勘察深度应达到基坑开挖深度以下2倍基坑宽度,且不小于10米勘察报告应包含:•地层分布、土质特性及物理力学指标•地下水类型、水位及变化规律•特殊性岩土的分布与性质•对基坑稳定性的评价与建议地下管线调查查明基坑周边影响范围内的地下管线,包括给水、排水、燃气、热力、电力、通信等各类管线的位置、埋深、管径、材质、使用年限及运行状态重要管线应进行检测评估,必要时采取加固或改移措施支护结构施工规范要点土钉墙施工地下连续墙施工排桩施工钻孔孔径孔深应满足设计要求导墙导墙顶宽度墙厚深度定位放线桩位偏差垂直度偏差:90-150mm,,:≥+400mm,

1.0-:≤50mm,≤1%倾角偏差°插钉土钉应居中放置保护层垂直度偏差成槽槽段长度钻孔孔径比设计桩径大孔深进≤5:,

1.5m,≤1/250::50-100mm,厚度注浆水泥浆水灰比槽壁垂直度偏差泥浆性能指入持力层清孔孔底沉渣厚度灌注桩≥15mm:

0.4-

0.5,4-8m,≤1/300,≥1m:注浆应饱满确保钉体与周边土体结合牢固面标符合规范要求钢筋笼分段制作、整体吊装端承桩钢筋笼制作主筋,:,≤300mm,≤50mm:层喷射混凝土强度厚度接头采用焊接或机械连接混凝土浇筑采用导连接采用机械连接或焊接箍筋间距符合设计要:≥C20,80-150mm,:,分层喷射每层厚度管法坍落度连续浇筑不得中求混凝土灌注首灌量应确保导管埋深,50-80mm,180-220mm,:≥1m,断连续灌注支撑系统安装与验收标准钢支撑安装混凝土支撑施工验收检查要点支撑轴线偏差模板支撑牢固不得漏浆材料质量证明文件齐全•≤20mm•,•支撑标高偏差混凝土强度隐蔽工程验收记录完整•≤50mm•≥C30•预加轴力误差振捣密实养护到位施工测量记录准确•≤10%•,•焊缝质量符合规范要求达到设计强度方可拆模监测数据符合设计要求••75%•节点连接可靠螺栓紧固达到强度才能开挖下层观感质量良好•,•100%•第五章地下水控制与降排水技术地下水是影响基坑安全的重要因素之一合理的降排水措施不仅能保证基坑施工的顺利进行还能有效控制周边环境的沉降变形本章将系统介绍地下水的影响机理、控制技术,及环境保护措施地下水对基坑安全的影响承压水突涌潜水层渗流当基坑底板下存在承压含水层时若隔水层厚度不足基坑开挖改变了地下水的渗流场在水力梯度作用下,,,,在水头压力作用下可能发生突涌导致基坑失稳需地下水向基坑渗流可能引起周边地面沉降影响临,,,通过降压井或加深围护结构来控制近建筑物和管线安全土体强度降低管涌与流土地下水位变化会改变土体的有效应力和含水量软土在渗透力作用下细颗粒土体随地下水流失形成管,,,在水作用下强度显著降低增加支护结构荷载影响涌当渗透坡降超过临界值时土体发生整体移动形,,;,,基坑整体稳定性成流土严重威胁基坑稳定性,地下水控制的重要性地下水控制是基坑工程成败的关键因素之一统计表明约的基坑事故与地下水控制不当有关因此必须在勘察阶段查明水文地质条件在设计阶段制定,30%,,合理的降排水方案在施工阶段严格执行并加强监测确保地下水始终处于受控状态,,降水与截水技术措施降水井布置原则截水帷幕技术降水井应布置在基坑外侧距围护结构外边线米井深应进入含水层底板以下米确通过在基坑周边设置连续的防渗墙体阻断地下水向基坑内渗流减少降水量控制周边沉降常用方法,

1.0-

2.

00.5-

1.0,,,,保降水效果降水井间距根据土层渗透系数和要求降深确定一般为米包括,10-30:1深层搅拌桩采用水泥土搅拌工艺形成连续防渗帷幕适用于软土地层施工简便成本较低,,,,2高压旋喷桩利用高压水泥浆破坏土体并与之混合形成防渗墙体适应性强防渗效果好,,,3地下连续墙兼具支护和截水双重功能刚度大、防渗性能优异适用于深基坑和重要工程,,回灌技术应用在基坑降水的同时通过回灌井将抽出的地下水回灌到降水影响范围外的含水层中补充地下水减少周,,,边地面沉降回灌井应布置在降水井外侧间距适当回灌量应根据水量平衡计算确定,,常用降水方法轻型井点适用于渗透系数的粉土、砂土降深米:

0.1-50m/d,6-8喷射井点适用于渗透系数较小的土层降深米:,8-20管井井点适用于渗透系数大于的砂土、砂砾石降深可达米以上:20m/d,15深井降水适用于深基坑和渗透性好的地层单井降深可达数十米:,环境影响预测与防护基坑周边地面沉降控制基坑降水会引起周边土层有效应力增加产生固结沉降沉降量与降水深度、含水层厚度、土层压缩性等因素有关预测沉降时应综合考虑降水引起的,沉降、开挖卸荷引起的回弹以及土体侧向变形引起的沉降沉降控制标准防护措施环境扰动控制一般建筑物优化降水方案减少降深降水前进行环境调查和评估•:≤30mm•,•框架结构采用截水帷幕控制影响范围与周边单位签订保护协议•:≤20mm•,•重要建筑物实施回灌技术补充地下水建立应急联动机制•:≤10mm•,•古建筑、文物加强监测及时调整降水参数降水结束后及时封井•:≤5mm•,•地下管线根据类型确定对敏感建筑物采取加固措施做好降水引起的沉降补偿•:••环保理念基坑降水不仅是技术问题更是环境保护问题必须树立绿色施工理念在保证基坑安全的前提下最大限度减少对地下水资源和周边环境:,,,的影响实现工程建设与环境保护的协调发展,第六章土方开挖与施工管理要点土方开挖是基坑施工的核心环节直接影响基坑的安全和工程进度科学的开挖方案、合,理的施工组织、严格的过程管控是确保土方开挖安全的关键本章将详细阐述土方开挖的技术要点和管理措施分层分段开挖原则1分层开挖厚度控制2分段开挖长度限制每层开挖深度应根据支护结构类型、土质条件确定一般情况下土钉墙分层厚度米排桩加内支撑分层厚度米确保分段开挖长度应根据支护结构刚度、土质条件和施工能力确定一般不超过米相邻段高差不宜大于层土方开挖厚度防止产生过大,

1.0-

1.5,

2.0-

3.0,302,支护结构及时受力防止悬臂过高的侧向土压力,3先支撑后开挖要求4开挖顺序合理安排严格执行先支撑后开挖分层开挖严禁超挖的原则每层开挖后应立即安装该层支撑支撑达到设计要求后方可进行下层开挖确保围一般采用竖向分层、纵向分段、先深后浅、先撑后挖的开挖顺序对于大型基坑可采用盆式开挖岛式开挖等方法利用土体自身稳,,,,,护结构始终处于受控状态定性减小支护结构变形,避免超挖与施工扰动超挖的危害超挖会破坏原状土体降低土体强度增加支护结构荷载引起过大变形对于坑底土体超挖会降低承载力影响基础施工质量:,,,,,控制措施:开挖前精确测量放线设置控制桩•,机械开挖时预留保护层人工修整•20-30cm,严禁用机械直接开挖到设计标高•及时进行标高测量发现超挖立即处理•,减少施工扰动:选用合适的挖掘机械避免重型机械在基坑边缘行走•,施工机械安全管理吊车安全操作规范挖掘机安全管理运输车辆安全控制吊车必须在坚实平整的地面作业与基坑边缘距挖掘机司机必须持证上岗熟悉基坑开挖方案和运土车辆进出基坑应设置专用通道坡度不大于,,,离应根据土质条件确定一般不小于米作业安全要求作业时观察周边环境注意地下管线路面应硬化处理保持平整车辆不得在基,3,1:6,,半径内严禁站人大风天气级停止作业吊和障碍物挖掘机行走路线应事先规划避开支坑边缘倒车、调头装土量不得超过额定载重量,≥6,,装前检查钢丝绳、吊钩等安全装置确认无误后撑、降水井等设施在坑边作业时与坑边保持基坑内行驶速度不超过与基坑边缘保,,5km/h,方可作业严禁超载指挥信号明确操作平稳安全距离防止边坡失稳每日作业前检查液压持不小于米的安全距离配备专人指挥确保,,,2,系统、行走机构等确保机械状态良好行车安全,施工现场防护与人员安全临边防护个人防护基坑周边应设置高度不低于米的防护栏杆夜间设置红色警示灯防护栏所有进入基坑作业人员必须佩戴安全帽高处作业系安全带禁止穿拖鞋、

1.2,,杆应牢固可靠能承受的水平荷载栏杆外侧设置安全网或密目网防止高跟鞋进入现场特种作业人员持证上岗严格遵守操作规程,1kN,,物体坠落安全通道警示标识基坑内外应设置安全便捷的上下通道可采用坡道或楼梯通道坡度不大于在危险区域设置醒目的安全警示标志包括当心坠落禁止攀登禁止跨越,,宽度不小于米设置防滑措施严禁攀爬支撑、护壁上下等在施工现场入口设置安全告示牌公示安全注意事项和应急电话1:3,1,,第七章基坑监测与信息化施工基坑监测是信息化施工的核心内容通过对基坑及周边环境的实时监测及时掌握工程动,,态预警安全风险指导施工决策本章将介绍基坑监测的内容、方法及信息化管理技术,,,帮助建立完善的监测预警体系监测内容与布点原则变形监测应力应变监测包括围护结构水平位移、坑周地表沉降、建筑物沉降与倾斜、支撑结构变形等采用全站仪、测斜仪、监测支撑轴力、围护结构内力、土压力、孔隙水压力等采用钢筋应力计、土压力盒、孔隙水压力计等沉降观测仪等进行测量,监测频率根据变形速率确定传感器,实时采集应力数据,判断结构受力状态裂缝与渗漏监测地下水位监测对围护结构、支撑系统、周边建筑物的裂缝进行观察记录,测量裂缝宽度、长度和发展趋势对基坑渗漏在基坑内外布设水位观测井,监测降水效果和地下水位变化观测井应进入主要含水层,每日观测不少于1水情况进行观测,记录渗漏位置、范围和流量次,降水初期和暴雨后应增加观测频率监测点布置要求平面布置原则监测频率要求•监测断面选在基坑长边中部、阳角、地质条件变化处、周边环境复杂处监测频率应根据基坑开挖深度、变形速率和气候条件确定:•变形监测点间距15-30米,关键部位加密开挖前:不少于2次,作为初始值•周边建筑物监测点每栋不少于4个开挖期间:每天1-2次,关键工序增加频率•地下管线监测点每30米不少于1个稳定阶段:每2-3天1次•基准点应设在变形影响范围以外的稳定区域暴雨、冻融期:每天增加1次出现报警:每天不少于3次或连续监测信息化施工与预警机制实时数据采集与分析建立基坑监测信息管理系统实现监测数据的自动采集、传输、存储和分析系统应具备以下功能,:数据采集通过传感器和自动化仪器实时采集监测数据减少人工观测误差提高数据时效性,,数据处理对原始数据进行校核、整理和分析生成变形曲线、应力分布图等图表直观反映工程状态,,趋势预测采用数学模型对变形趋势进行预测提前识别潜在风险为施工决策提供科学依据,,报表生成自动生成日报、周报和专项分析报告及时向项目管理人员和相关方通报监测情况,异常预警与应急响应流程预警分级1根据监测数据与控制值的关系设置三级预警黄色预警,:达到控制值、橙色预警达到控制值、红80%100%色预警超过控制值或变形速率异常2信息上报监测人员发现预警信息后立即报告项目负责人和技术负责人同时通知设计、监理等相关方启动应急预案,,原因分析3组织专家对异常情况进行分析查找原因评估风险等级,,,提出处置建议4应急处置根据分析结果采取相应措施调整施工参数、增设支撑、:卸载反压、注浆加固等直至险情解除,跟踪监测5处置期间加密监测频率持续跟踪效果确认稳定后方可,,恢复正常施工结语安全责任与持续改进:安全是基坑工程的生命线通过本课程的学习我们系统了解了基坑工程的安全技术要点从支护设计到施工管理从监测预警到应急处置每个环节都关系到工程的安全基坑工程安全不仅是技术问题更是管理问题和责任问题,,,,,1强化安全意识2落实安全责任树立安全第

一、预防为主、综合治理的安全理念克服麻痹大意思想时刻保持警惕将安全责任内化建立健全安全生产责任制明确各级人员的安全职责做到管生产必须管安全层层传导压力级级落实,,,,,,,于心、外化于行责任3加强技术管理4完善应急机制严格执行国家和行业技术标准编制科学合理的施工方案加强施工过程质量控制确保各项技术措施落制定切实可行的应急预案配备充足的应急物资和救援力量定期组织演练提高应急处置能力,,,,,,到实处持续改进追求卓越,安全管理没有终点只有起点我们要善于总结经验教训不断改进工作方法提升技术水平和管理能力要加强学习交流关注行业新技术新工艺将先进理念和成功经验应用到实际工作中要建立持续改进机制定期开展安,,,,,,全检查和评估及时发现和整改隐患,让我们携手共进筑牢基坑安全防线,安全是一切工作的基础没有安全就没有一切让我们以对生命负责、对工程负责、对社会负责的态度认真履行安全职责严格落实安全措施用我们的专业知识和敬业精神确保每一个基坑工程的安全为建筑行业的健,,,,,,康发展贡献力量!。