2008年11月15日下午3時15分，正在施工的杭州地鐵湘湖站北2基坑現場發生大面積坍塌事故，造成21人死亡，24人受傷(截止2009年9月已先后出院)，直接經濟損失4961萬元。

經調查，事故直接原因是施工單位違規施工、冒險作業、基坑嚴重超挖；支撐體系存在嚴重缺陷且鋼管支撐架設不及時；墊層未及時澆筑。監測單位施工監測失效，施工單位沒有采取有效補救措施。

二、杭州地鐵深基坑事故工程簡介

杭州地鐵事故基坑，長107.8m，寬21m，開挖深度15.7～16.3m。設計采用800mm厚地下連續墻結合四道（端頭井范圍局部五道）Φ609鋼管支撐的圍護方案。地下連續墻深度分別為31.5m～34.5m。基坑西側緊臨大道，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，東側有一河道。

基坑平面圖

基坑土方開挖共分為6個施工段，總體由北向南組織施工至事故發生前，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施工段完成土方開挖及全部鋼支撐施工，第4施工段完成土方開挖及3道鋼支撐施工、開始安裝第4道鋼支撐，第5、6施工段已完成3道鋼支撐施工、正開挖至基底的第5層土方同時，第1施工段木工、鋼筋工正在作業;第3施工段雜工進行基坑基底清理，技術人員安裝接地銅條;第4施工段正在安裝支撐、施加預應力，第5、6施工段坑內2臺挖機正在進行第5層土方開挖。

基坑開挖工序

首先西側中部地下連續墻橫向斷裂并倒塌，倒塌長度約75m，墻體橫向斷裂處最大位移約7.5m，東側地下連續墻也產生嚴重位移，最大位移約3.5m。由于大量淤泥涌入坑內，風情大道隨后出現塌陷，最大深度約6.5m。地面塌陷導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水，基坑內最大水深約9m。

三、原因分析

根據勘查結果對基坑土體破壞滑動面及地下連續墻破壞模式進行了分析：

（1）西側地下連續墻靜力觸探試驗表明，在絕對標高-8m～-10m處(近基坑底部)，qc值為0.20MPa（qc僅為原狀土的30％左右），土體受到嚴重擾動，接近于重塑土強度，證明土體產生側向流變，存在明顯的滑動面。

（2）西側地下連續墻墻底（相應標高-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，但沒有產生明顯的側向流變，主要是地下連續墻底部產生過大位移而所致。

勘察方的主要問題：

不符合規范要求

（1）基坑采取原狀土樣及相應主要力學試驗指標較少，不能完全反映基坑土性的真實情況。

（2）勘察單位未考慮薄壁取土器對基坑設計參數的影響，以及未根據當地軟土特點綜合判斷選用推薦土體力學參數。

（3）勘察報告推薦的直剪固結快剪指標c、Φ值采用。平均值，未按規范要求采用標準值，指標偏高。

（4）勘察報告提供的④2層的比例系數m值（m=2500kN/m4)與類似工程經驗值差異顯著。

提供的土體力學參數互相矛盾，不符合土力學基本理論。

(1）推薦用于設計的主要地層土的三軸CU、UU試驗指標、無側限抗壓強度指標與驗證值、類似工程經驗值差異顯著。

試驗原始記錄已遺失，無法判斷其數據的真實性。

設計方出現的問題：

設計單位未能根據當地軟土特點綜合判斷、合理選用基坑圍護設計參數，力學參數選用偏高降低了基坑圍護結構體系的安全儲備。

設計中考慮地面超載20kPa較小。基坑西側為一大道，對汽車動荷載考慮不足。根據實際情況，重載土方車及混凝土泵車對地面超載宜取30kPa，與設計方案20kPa相比，挖土至坑底時第三道支撐的軸力、地下連續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備。

設計單位考慮不周，經驗欠缺

1）設計圖紙中未提供鋼管支撐與地下連續墻的連接節點詳圖及鋼管節點連接大樣，也沒有提出相應的施工安裝技術要求。沒有提出對鋼管支撐與地連墻預埋件焊接要求。

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，降低了基坑圍護結構體系的安全儲備。經計算，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，抗傾覆安全系數大大提高。

3）從地質剖面和地下連續墻分布圖中可以看出，對于本工程事故誘發段的地下連續墻插入深度略顯不足，對于本工程，應考慮墻底的落底問題。

4）設計提出的監測內容相對于規范少了3項必測內容。

施工方面的主要問題：

土方超挖

土方開挖未按照設計工況進行，存在嚴重超挖現象。特別是最后兩層土方（第四層、第五層）同時開挖，垂直方向超挖約3m，開挖到基底后水平方向多達26m范圍未架設第四道鋼支撐，第三和第四施工段開挖土方到基底后約有43m未澆筑混凝土墊層。土方超挖導致地下連續墻側向變形、墻身彎矩和支撐軸力增大

支撐設計不合理

與設計工況相比，如第三道支撐施加完成后，在沒有設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約43%，作用在圍護體上的最大彎矩增加約48%，最大剪力增加約38%；超過截面抗彎承載力設計值1463kN?m/m。

鋼支撐與地下連續墻預埋件未進行有效連接。

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

監測問題

（1）監測數據不全

電腦中的原始數據被人為刪除，通過對監測人員使用的電腦進行的數據恢復，發現以下3個問題。

1）2008年10月9日開始有路面沉降監測點11個，至11月15日發生事故前最大沉降316mm，監測報表沒有相應的記錄。

2）11月1日49號（北端頭井東側地連墻）測斜管18m深處最大位移達43.7mm，與監測報表不符。

3）2008年11月13日CX45號測斜管最大變形數據達65mm，超過報警值(40mm)，與監測報表不符。

通過以上可以發現，電腦中的數據與報表中的數據不一致，實際變形已超設計報警值而未報警，可以認為監測方有偽造數據或對內對外兩套數據的可能性。

（2）監測內容不符

其它問題

(1)專項方案審批管理混亂，未嚴格按設計及規范要求監理。

(2)監理未按規定程序驗收，違反監理規范。

(3)發現存在嚴重質量安全隱患，而未采取進一步措施予以控制。

經調查結果顯示：由于在該工程基坑土方開挖過程中，基坑超挖，鋼管支撐架設不及時，墊層未及時澆筑，鋼支撐體系存在薄弱環節等因素，引起局部范圍地下連續墻產生過大側向位移，造成支撐軸力過大及嚴重偏心。同時基坑監測失效，隱瞞報警數值，未采取有效補救措施。以上直接因素致使部分鋼管支撐失穩，鋼管支撐體系整體破壞，基坑兩側地下連續墻向坑內產生嚴重位移，其中西側中部墻體橫向斷裂并倒塌，風情大道塌陷。

四、深基坑安全事故啟示

（1）施工應嚴格按經審查的施工組織設計進行。應及時安裝支撐(鋼支撐)，及時分段分塊澆筑墊層和底板，嚴禁超挖。

（2）基坑圍護結構設計應方便施工，基坑工程施工應有合理工期。

（3）基坑工程不確定因素多，應實施信息化施工。

監測點設置應符合規范和設計要求。監測單位應認識科學測試，及時如實報告各項監測數據。項目各方要重視基坑的監測工作，通過監測施工過程中的土體位移、圍護結構內力等指標的變化，及時發現隱患，采取相應的補救措施，確保基坑安全。

（4）有多道內支撐的基坑圍護體系應加強支撐體系的整體穩定性。對鋼支撐體系應改進鋼支撐節點連接型式，加強節點構造措施，確保連接節點滿足強度及剛度要求。施工過程中應合理施加鋼管支撐預應力。

應明確鋼支撐的質量檢查及安裝驗收要求，加強對檢查和驗收工作的監督管理。

（5）施工中應加強基坑工程風險管理，建立基坑工程風險管理制度，落實風險管理責任。每個環節都要重視工程風險管理，要加強技術培訓、安全教育和考核，嚴格執行基坑工程風險管理制度，確保基坑工程安全。