2008年11月15日下午3時(shí)15分，正在施工的杭州地鐵湘湖站北2基坑現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生大面積坍塌事故，造成21人死亡，24人受傷(截止2009年9月已先后出院)，直接經(jīng)濟(jì)損失4961萬(wàn)元。

經(jīng)調(diào)查，事故直接原因是施工單位違規(guī)施工、冒險(xiǎn)作業(yè)、基坑嚴(yán)重超挖；支撐體系存在嚴(yán)重缺陷且鋼管支撐架設(shè)不及時(shí)；墊層未及時(shí)澆筑。監(jiān)測(cè)單位施工監(jiān)測(cè)失效，施工單位沒(méi)有采取有效補(bǔ)救措施。

二、杭州地鐵深基坑事故工程簡(jiǎn)介

杭州地鐵事故基坑，長(zhǎng)107.8m，寬21m，開(kāi)挖深度15.7～16.3m。設(shè)計(jì)采用800mm厚地下連續(xù)墻結(jié)合四道（端頭井范圍局部五道）Φ609鋼管支撐的圍護(hù)方案。地下連續(xù)墻深度分別為31.5m～34.5m。基坑西側(cè)緊臨大道，交通繁忙，重載車輛多，道路下有較多市政管線(包括上下水、污水、雨水、煤氣、電力、電信等)穿過(guò)，東側(cè)有一河道。

基坑平面圖

基坑土方開(kāi)挖共分為6個(gè)施工段，總體由北向南組織施工至事故發(fā)生前，第1施工段完成底板混凝土施工，第2施工段完成底板墊層混凝土施工，第3施工段完成土方開(kāi)挖及全部鋼支撐施工，第4施工段完成土方開(kāi)挖及3道鋼支撐施工、開(kāi)始安裝第4道鋼支撐，第5、6施工段已完成3道鋼支撐施工、正開(kāi)挖至基底的第5層土方同時(shí)，第1施工段木工、鋼筋工正在作業(yè);第3施工段雜工進(jìn)行基坑基底清理，技術(shù)人員安裝接地銅條;第4施工段正在安裝支撐、施加預(yù)應(yīng)力，第5、6施工段坑內(nèi)2臺(tái)挖機(jī)正在進(jìn)行第5層土方開(kāi)挖。

基坑開(kāi)挖工序

首先西側(cè)中部地下連續(xù)墻橫向斷裂并倒塌，倒塌長(zhǎng)度約75m，墻體橫向斷裂處最大位移約7.5m，東側(cè)地下連續(xù)墻也產(chǎn)生嚴(yán)重位移，最大位移約3.5m。由于大量淤泥涌入坑內(nèi)，風(fēng)情大道隨后出現(xiàn)塌陷，最大深度約6.5m。地面塌陷導(dǎo)致地下污水等管道破裂、河水倒灌造成基坑和地面塌陷處進(jìn)水，基坑內(nèi)最大水深約9m。

三、原因分析

根據(jù)勘查結(jié)果對(duì)基坑土體破壞滑動(dòng)面及地下連續(xù)墻破壞模式進(jìn)行了分析：

（1）西側(cè)地下連續(xù)墻靜力觸探試驗(yàn)表明，在絕對(duì)標(biāo)高-8m～-10m處(近基坑底部)，qc值為0.20MPa（qc僅為原狀土的30％左右），土體受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)，接近于重塑土強(qiáng)度，證明土體產(chǎn)生側(cè)向流變，存在明顯的滑動(dòng)面。

（2）西側(cè)地下連續(xù)墻墻底（相應(yīng)標(biāo)高-27.0左右），C1孔靜探qc值約為0.6MPa（qc為原狀土的70％左右），土體有較大的擾動(dòng)，但沒(méi)有產(chǎn)生明顯的側(cè)向流變，主要是地下連續(xù)墻底部產(chǎn)生過(guò)大位移而所致。

勘察方的主要問(wèn)題：

不符合規(guī)范要求

（1）基坑采取原狀土樣及相應(yīng)主要力學(xué)試驗(yàn)指標(biāo)較少，不能完全反映基坑土性的真實(shí)情況。

（2）勘察單位未考慮薄壁取土器對(duì)基坑設(shè)計(jì)參數(shù)的影響，以及未根據(jù)當(dāng)?shù)剀浲撂攸c(diǎn)綜合判斷選用推薦土體力學(xué)參數(shù)。

（3）勘察報(bào)告推薦的直剪固結(jié)快剪指標(biāo)c、Φ值采用。平均值，未按規(guī)范要求采用標(biāo)準(zhǔn)值，指標(biāo)偏高。

（4）勘察報(bào)告提供的④2層的比例系數(shù)m值（m=2500kN/m4)與類似工程經(jīng)驗(yàn)值差異顯著。

提供的土體力學(xué)參數(shù)互相矛盾，不符合土力學(xué)基本理論。

(1）推薦用于設(shè)計(jì)的主要地層土的三軸CU、UU試驗(yàn)指標(biāo)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度指標(biāo)與驗(yàn)證值、類似工程經(jīng)驗(yàn)值差異顯著。

試驗(yàn)原始記錄已遺失，無(wú)法判斷其數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

設(shè)計(jì)方出現(xiàn)的問(wèn)題：

設(shè)計(jì)單位未能根據(jù)當(dāng)?shù)剀浲撂攸c(diǎn)綜合判斷、合理選用基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)，力學(xué)參數(shù)選用偏高降低了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的安全儲(chǔ)備。

設(shè)計(jì)中考慮地面超載20kPa較小。基坑西側(cè)為一大道，對(duì)汽車動(dòng)荷載考慮不足。根據(jù)實(shí)際情況，重載土方車及混凝土泵車對(duì)地面超載宜取30kPa，與設(shè)計(jì)方案20kPa相比，挖土至坑底時(shí)第三道支撐的軸力、地下連續(xù)墻的最大彎矩及剪力均增加約4%~5%，也降低了一定的安全儲(chǔ)備。

設(shè)計(jì)單位考慮不周，經(jīng)驗(yàn)欠缺

1）設(shè)計(jì)圖紙中未提供鋼管支撐與地下連續(xù)墻的連接節(jié)點(diǎn)詳圖及鋼管節(jié)點(diǎn)連接大樣，也沒(méi)有提出相應(yīng)的施工安裝技術(shù)要求。沒(méi)有提出對(duì)鋼管支撐與地連墻預(yù)埋件焊接要求。

2）同意取消施工圖中的基坑坑底以下3m深土體抽條加固措施，降低了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的安全儲(chǔ)備。經(jīng)計(jì)算，采取坑底抽條加固措施后，地下墻的最大彎矩降低20%左右，第三道支撐軸力降低14%左右，地下墻的最大剪力降低13%左右，由于在坑底形成了一道暗撐，抗傾覆安全系數(shù)大大提高。

3）從地質(zhì)剖面和地下連續(xù)墻分布圖中可以看出，對(duì)于本工程事故誘發(fā)段的地下連續(xù)墻插入深度略顯不足，對(duì)于本工程，應(yīng)考慮墻底的落底問(wèn)題。

4）設(shè)計(jì)提出的監(jiān)測(cè)內(nèi)容相對(duì)于規(guī)范少了3項(xiàng)必測(cè)內(nèi)容。

施工方面的主要問(wèn)題：

土方超挖

土方開(kāi)挖未按照設(shè)計(jì)工況進(jìn)行，存在嚴(yán)重超挖現(xiàn)象。特別是最后兩層土方（第四層、第五層）同時(shí)開(kāi)挖，垂直方向超挖約3m，開(kāi)挖到基底后水平方向多達(dá)26m范圍未架設(shè)第四道鋼支撐，第三和第四施工段開(kāi)挖土方到基底后約有43m未澆筑混凝土墊層。土方超挖導(dǎo)致地下連續(xù)墻側(cè)向變形、墻身彎矩和支撐軸力增大

支撐設(shè)計(jì)不合理

與設(shè)計(jì)工況相比，如第三道支撐施加完成后，在沒(méi)有設(shè)置第四道支撐的情況下，直接挖土至坑底，第三道支撐的軸力增長(zhǎng)約43%，作用在圍護(hù)體上的最大彎矩增加約48%，最大剪力增加約38%；超過(guò)截面抗彎承載力設(shè)計(jì)值1463kN?m/m。

鋼支撐與地下連續(xù)墻預(yù)埋件未進(jìn)行有效連接。

鋼管支撐與地連墻預(yù)埋件沒(méi)有焊接，直接擱置在鋼牛腿上，沒(méi)有效連接易使支撐鋼管在偶發(fā)沖擊荷載或地下連續(xù)墻異常變形情況下喪失支撐功能。

監(jiān)測(cè)問(wèn)題

（1）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不全

電腦中的原始數(shù)據(jù)被人為刪除，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)人員使用的電腦進(jìn)行的數(shù)據(jù)恢復(fù)，發(fā)現(xiàn)以下3個(gè)問(wèn)題。

1）2008年10月9日開(kāi)始有路面沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)11個(gè)，至11月15日發(fā)生事故前最大沉降316mm，監(jiān)測(cè)報(bào)表沒(méi)有相應(yīng)的記錄。

2）11月1日49號(hào)（北端頭井東側(cè)地連墻）測(cè)斜管18m深處最大位移達(dá)43.7mm，與監(jiān)測(cè)報(bào)表不符。

3）2008年11月13日CX45號(hào)測(cè)斜管最大變形數(shù)據(jù)達(dá)65mm，超過(guò)報(bào)警值(40mm)，與監(jiān)測(cè)報(bào)表不符。

通過(guò)以上可以發(fā)現(xiàn)，電腦中的數(shù)據(jù)與報(bào)表中的數(shù)據(jù)不一致，實(shí)際變形已超設(shè)計(jì)報(bào)警值而未報(bào)警，可以認(rèn)為監(jiān)測(cè)方有偽造數(shù)據(jù)或?qū)��?nèi)對(duì)外兩套數(shù)據(jù)的可能性。

（2）監(jiān)測(cè)內(nèi)容不符

其它問(wèn)題

(1)專項(xiàng)方案審批管理混亂，未嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求監(jiān)理。

(2)監(jiān)理未按規(guī)定程序驗(yàn)收，違反監(jiān)理規(guī)范。

(3)發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重質(zhì)量安全隱患，而未采取進(jìn)一步措施予以控制。

經(jīng)調(diào)查結(jié)果顯示：由于在該工程基坑土方開(kāi)挖過(guò)程中，基坑超挖，鋼管支撐架設(shè)不及時(shí)，墊層未及時(shí)澆筑，鋼支撐體系存在薄弱環(huán)節(jié)等因素，引起局部范圍地下連續(xù)墻產(chǎn)生過(guò)大側(cè)向位移，造成支撐軸力過(guò)大及嚴(yán)重偏心。同時(shí)基坑監(jiān)測(cè)失效，隱瞞報(bào)警數(shù)值，未采取有效補(bǔ)救措施。以上直接因素致使部分鋼管支撐失穩(wěn)，鋼管支撐體系整體破壞，基坑兩側(cè)地下連續(xù)墻向坑內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重位移，其中西側(cè)中部墻體橫向斷裂并倒塌，風(fēng)情大道塌陷。

四、深基坑安全事故啟示

（1）施工應(yīng)嚴(yán)格按經(jīng)審查的施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行。應(yīng)及時(shí)安裝支撐(鋼支撐)，及時(shí)分段分塊澆筑墊層和底板，嚴(yán)禁超挖。

（2）基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)方便施工，基坑工程施工應(yīng)有合理工期。

（3）基坑工程不確定因素多，應(yīng)實(shí)施信息化施工。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。監(jiān)測(cè)單位應(yīng)認(rèn)識(shí)科學(xué)測(cè)試，及時(shí)如實(shí)報(bào)告各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。項(xiàng)目各方要重視基坑的監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)監(jiān)測(cè)施工過(guò)程中的土體位移、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力等指標(biāo)的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，確保基坑安全。

（4）有多道內(nèi)支撐的基坑圍護(hù)體系應(yīng)加強(qiáng)支撐體系的整體穩(wěn)定性。對(duì)鋼支撐體系應(yīng)改進(jìn)鋼支撐節(jié)點(diǎn)連接型式，加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施，確保連接節(jié)點(diǎn)滿足強(qiáng)度及剛度要求。施工過(guò)程中應(yīng)合理施加鋼管支撐預(yù)應(yīng)力。

應(yīng)明確鋼支撐的質(zhì)量檢查及安裝驗(yàn)收要求，加強(qiáng)對(duì)檢查和驗(yàn)收工作的監(jiān)督管理。

（5）施工中應(yīng)加強(qiáng)基坑工程風(fēng)險(xiǎn)管理，建立基坑工程風(fēng)險(xiǎn)管理制度，落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)管理責(zé)任。每個(gè)環(huán)節(jié)都要重視工程風(fēng)險(xiǎn)管理，要加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)、安全教育和考核，嚴(yán)格執(zhí)行基坑工程風(fēng)險(xiǎn)管理制度，確保基坑工程安全。