本科毕业论文---土方工程施工安全事故分析及预防.doc

土方工程施工安全事故分析及预防 摘要随着近年来中国经济建设和城市建设的快速发展，建筑行业中的地下工程越来越多，规模越来越大，这就要求施工单位对建筑基础土方开挖进行正确的施工。而土方工程是建筑工程施工中最为重要的环节之一，它不仅是建筑施工工程的基础，还是建筑工程施工的核心内容。如果在工程施工中，对其土方工程的施工质量没有进行有效的保障，那么就会影响整个建筑工程的结构可靠性。因此，我们建筑工程施工中，一定要做好对建筑土方工程的施工技术控制管理。但是，由于城市建设规模不断扩大，与之相对应的施工安全事故发生率也呈上升趋势，尤其是深基础土方施工存在的问题更为严重。所以，如何搞好土方工程施工安全事故分析及预防，对建筑土方工程的安全施工具有重要意义。本文以土方工程施工安全事故分析及预防为探讨对象，主要解决土方工程施工中的安全问题。关键词 土方工程施工 安全事故分析 安全事故预防Earthwork construction safety Accident Analysis and Prevention AbstractWith the recent rapid development of Chinas economic development and urban construction, underground engineering construction industry, more and more increasing scale, which requires the construction unit of the building foundation earth excavation proper construction. The building construction earthworks are the most important part, it is not only the foundation construction project, or core construction works. If the construction, the quality of its construction earthworks no effective protection, it will affect the structural reliability of the entire building project. So we building construction, we must do a good job of building earthworks construction technology control management. However, due to the expanding urban construction, with the corresponding construction safety accident rate is also on the rise, especially in the presence of deep foundation earthwork construction problems are more serious. So, how to improve the safety of earthworks construction accident analysis and prevention, is important for the safety of construction building earthworks. In this paper, earthworks construction safety Accident Analysis and Prevention to investigate the object, the main settlement earthworks construction safety issues.Keywords: earthworks construction safety accident analysis safety and accident preventionII目录1.土方工程施工工艺11.1基坑土方开挖方法11.1.1土方开挖准备11.1.2土方开挖方案的选择1 1.1.3土方开挖图的绘制11.1.4基坑的机械开挖方法11.1.5土方开挖方法21.2回填土施工方法31.2.1人工夯实方法31.2.2机械压实方法31.3填土压实方法31.3.1碾压法31.3.2夯实法41.3.3振动压实法42.土方工程施工安全事故原因分析42.1土方工程施工安全主要问题42.2土方工程滑坡的产生原因52.3土方工程边坡塌方和土方坍塌的产生原因53.土方工程施工安全事故预防措施63.1做好土方开挖准备工作63.2土方开挖施工安全控制措施73.2.1制定科学合理的开挖方案73.2.2掌握施工场地有关情况73.2.3强化土方开挖中的施工措施73.2.4土方施工中可能出现的不安全状态的预防措施83.3土方开挖的安全防护措施83.4土方工程滑坡的预防措施93.5土方工程边坡塌方和土方坍塌的预防措施9总结10参考文献11第 IV 页1.土方工程施工工艺1.1基坑土方开挖方法1.1.1土方开挖准备查勘现场一学习和审查图纸一绘制土方开挖图一清除现场障碍物一做好“四通一平”一做好降排水设施一进行地下墓探一修建基坑施工必需的临时设施一做好测量放线工作一准备机具和施工人员。1.1.2土方开挖方案的选择土方开挖方法，一般采用大开口开挖，有机械、人工、机械与人工相结合三种方式。在机具条件设备具备时，应尽量采用机械化开挖方案，以节约劳力，加速工程进程。有的基坑底部具有多个标高，较深部位用机械开挖工作面难以展开，需要大量混凝士填充，不够经济。此时宜采用机械与人工相结合开挖方案。在基坑工程中,当周边环境条件许可时，宜采用不放坡，或放坡、分级放坡开挖。这种基坑工程造价较低，施工期较短，是首先应当选用的开挖方法。1.1.3土方开挖图的绘制绘图目的：高层建筑深基坑一般场地都较狭窄，基坑较深，土方开挖量大，应对土方开挖的平面和竖向进行合理的规划，做到合理使用场地，使开挖有序进行，有条不紊，土方开挖量最少、运距最短、旨达到最经济的目的。基坑开挖应绘制士方开挖图。其内容应包括：机械开挖路线、顺序、范围、基底部各层标高、边坡坡度、基坑几何尺寸、排水沟，集水井位置、支护位置、土方运输道路以及挖出土方堆放地点等。绘制士方开挖图应尽可能使机械多挖，减少机械超挖和人工挖方；深基坑开挖还应提出支护、边坡保护和降水方案。1.1.4基坑的机械开挖方法基坑坡度确定基坑采用放坡开挖，应具有稳定的边坡坡度，以避免坍方和危害安全施工。确定挖方边坡度应根据土质情况、场地大小、地下水情况和基坑深度等而定，同时还要考虑施工环境，相邻道路及边坡地面荷载等的影响其坡度允许值见表一，开挖深度较大的基坑，当采用放坡挖土，宜设置多级平台分层开挖，每级平台的宽度不宜小于15米。使用时间较长的临时性挖方边坡坡度值土的类别容许边坡值(高宽比)坡度在5米以内坡高510米砂土(不含细砂、粉砂)1:1.15一1:1.001:1.00一1:1.50粘性土及粉土坚硬1:0.75一l:1.001:1.00一1:1.25软塑1:1.00一1:1.251:1.25一1:1.50碎石土密实1:0.35一1:0.501:0.50一1:0.75中密1:0.50一1:0.751:0.75一1:1.00稍密1:0.75一1:1.001:1.00一1:1.251.1.5土方开挖方法土方开挖方法主要有分层挖土、分段挖土、盆式挖土、中心岛式挖土几种，应根据基坑面积大小、开挖深度、支护结构形式、环境条件等因素来选用。下面就对这几种开挖方式进行论述：分层挖土：系将基坑按深度分为多层进行逐层开挖，分层厚度软土地基应控制在2米以内；硬质土应控制在5米以内为宜，开挖顺序可从基坑的某一边向另一边平行开挖。分段挖土：系将基坑分成几段或几块分别进行开挖。分段与分块的大小、位置和开挖顺序。根据开挖场地工作面条件、地下室平面与深浅和施工期要求而定。盆式挖土：系先分层开挖基坑中间部分的土方，基坑周边一定范围内的土暂不开挖，可视土质情况按1：l或1：25放坡，使之形成对四周围护结构的被动土反压力区，以增强围护结构的稳定性。中心岛式挖土：系先开挖基坑周边土方，在中间留土墩作为支点搭设栈桥。土墩留土高度、边坡的坡度和高层均应经仔细研究后再确定。1.2回填土施工方法1.2.1人工夯实方法机械压实不到之处和小面积回填土采取人工夯实办法。采用蛙式打夯机等小型机具夯实时，一般填土厚度不宜大于25cm，每层压实遍数3遍4遍。打夯之前对填土初步平整，打夯机依次夯打，均匀分布，不留间隙。在打夯机工作不到的地方用人力打夯，虚铺厚度不大于20cm人力打夯前应将填土初步整平，打夯要按一定方向进行。一夯压半夯，夯夯相连，行行相连，两遍纵横交，分层夯打。夯实基槽及地坪时行夯路线应由四边开始，然后夯向中间。1.2.2机械压实方法为保证填土压实的均匀性及密实度，避免碾轮下陷，提高碾压效率，在碾压机械碾压之前，宜先用轻型推土机推平，低速预压4遍5遍。碾压机械压实填方时，应控制行驶速度，一般平碾和振动碾不超过2km/h，并要控制压实遍数。用平碾压路机进行填方压实，应采用“薄填、慢驶、多次”的方法，填土厚度均不应超过25cm30cm，每层压实遍数6遍8遍，碾压方向应从两边逐渐压向中间，碾轮每次重叠宽度约15cm25cm，避免漏压。平碾碾压一层完后：应用人工或推土机将表面拉毛，土层表面太干时，应洒水湿润后继续回填，以保证上、下层结合良好。1.3填土压实方法1.3.1碾压法碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。碾压机械有平碾及羊足碾等。平碾是一种以内燃机为动力的自行式压路机，重量615t。羊足碾单位面积的压力比较大，土壤压实的效果好。羊足碾一般用于碾压粘性土不适于砂性土。因在砂土中碾压时，土的颗粒受到羊足较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。松土碾压宜先用轻碾压实，再用重碾压实，效果较好。碾压机械压实填方时，行驶速度不宜过快一般平碾不应超过2kmPh，羊足碾不应超过3kmDh。1.3.2夯实法夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力夯实土壤，使土体中孔隙被压缩，土粒排列得更加紧密。夯击式中除人工使用的石夯、木夯外，机动设备中有夯锤、夯板、风动夯等。夯实法适用于粘性土、湿陷性黄土、碎石类填土地基的深层加固。1.3.3振动压实法振动压实法将振动压实机放在土层表面，在压实振动作用下，土颗粒发生相对位移，而达到紧密状态。在正常条件下，对于砂性土的压实效果，振动式效果较好。2.土方工程施工安全事故原因分析2.1土方工程施工安全主要问题土方工程施工中安全是一个很突出的问题，因土方坍塌造成的事故占每年工程死亡人数的5%左右，成为五大伤亡之一。土方工程是建筑工程中主要的分部分项工程之一，包括土方的挖掘、运输、填筑和压实等主要过程。施工中常见的土方工程有:基坑开挖、场地平整、路基填筑、基坑回填及地坪填土等。其施工常具有量大面广、劳动繁重、施工条件复杂和施工工期长等特点。由于设计、施工、组织等方面的原因，在土方工程施工中安全事故时有发生，并且事故类型较多，这其中最常见的有两种事故，即土方滑坡和土方坍塌事故。在建筑施工安全中坍塌事故近几年来呈上升趋势，并成为继高处坠落、触电、物体打击和机器伤害“四大伤害”后的第五大伤害事故。“五大伤害事故”占建筑安全事故总数的86.6%。而土方工程中塌方伤害事故占坍塌事故总数的65%，可见土方坍塌给施工安全带来了严重的危害。要深入明确土方施工过程中安全常见事故。只要认清了这三种情况产生的机理，并采取针对性的措施，就能确保施工安全。2.2土方工程滑坡的产生原因(1）水的作用：多数滑坡的发生都与水的参与有关水的作用能增大土体重度降低土的抗剪强度和内聚力产生静水和动水压力。因此，滑坡多发生在雨季。(2）震动的影响：如工程中采用大爆破而触发滑坡。(3)土体本身层理发达，破碎严重，内部夹有软泥或软弱层受水浸或震动而滑坡。(4)土层下岩层或夹层倾斜度较大，上表面堆土或堆材料过多增加了土体重量致使土体与夹层间、土体与岩石之间的抗剪强度降低而引起滑坡。(5）不合理的开挖或加荷，引起土体内部存在着有利于滑坡发生的条件，在开挖坡脚或在山坡上加荷过大时，破坏原有的平衡而产生滑坡。(6)如路堤、土坝筑于尚未稳定的古滑坡体上，或者易滑动的土层上，使其重心改变触发产生滑坡。2.3土方工程边坡塌方和土方坍塌的产生原因（1）由于边坡太陡，土体本身的稳定性不够而发生塌方。（2）气候干燥，基坑暴露时间长，使土质松软或粘土中的夹层因浸水而产生润滑作用，以及饱和的细砂、粉砂因受振动而液化等原因引起土体内抗剪强度降低而发生塌方。（3）边坡顶面附近有动荷载，或下雨使土体的含水量增加。导致土体的自重增加和水在土渗流产生一定的动力压水，以及土体裂缝中的水产生静水压力等原因，引起土体剪应力的增加而产生塌方。施工单位在施工过程中野蛮施工，节约成本，不遵守安全技术规程，不设安全坡度，边坡稳定系数小，强调进度，忽视安全生产，对危险的基坑和边坡不设支撑保护，或支撑的强度不够等。(5)把土方工程转包给无施工资质等级、又没有安全资格认证的二包队伍施工，有的总包单位转包时，既无施工方案，又无相应的技术措施，凭经验施工，造成坍塌事故发生。(6)施工方法不正确，也是造成事故的主要原因。有的人开挖取土，没有按照规程要求分层次阶梯式取土，采用掏洞或挖空脚的方法，造成土方坍塌伤害事故。(7)施工环境与地质条件较差。如施工场地狭小，防护设施不齐全，防护措施不力，设防不及时，以及地质情况异常等。(8)受坡顶面静动荷载的影响，在边坡顶部的静荷载太大，或边沿有机械设备动力和运输车通行震动，会造成坡壁土体的粘聚力、磨擦力减小，并在某一坡面产生剪切应力，从而造成滑动而下落坍塌。3.土方工程施工安全事故预防措施通过以上对土方坍塌事故和土方滑坡事故产生原因的调查、研究，可以得出相应的预防技术措施。3.1做好土方开挖准备工作(l)勘察土方开挖的现场，清除地面及地上的障碍物。(2)做好施工现场的防洪排水工作，场地周围设置必要的排水沟、截水沟。(3)对于深基坑，要先做好挡土桩。(4)准备好施工用电、用水、道路及其他设施。(5)保护好测量基准桩，确保土方开挖标高位置与尺寸准确无误3.2土方开挖施工安全控制措施3.2.1制定科学合理的开挖方案深基坑开挖的原则土方的开挖顺序、方法必须与设计一致，其原则就是：开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖。土方开挖施工前，要制定可行、合理、详尽的开挖方案，尤其对于开挖过程中可能会出现的防水问题及相关应急措施要做专门设计。方案一旦经论证批准，就要向所有施工人员就开挖施工中的每一细节做详细交底，确保全体施工人员都清楚明白，心中有数。3.2.2掌握施工场地有关情况土方施工前，应了解建筑现场及周边，地表至支护结构底面下一定深度范围内地层结构、岩土性状、地下水位、含水层性质、渗透系数等，掌握建筑施工现场及其附近的地下管线，地下埋设物的位置、结构形式、深度及埋设时间等，以及已有邻近建筑的深基坑施工情况，以及邻近建筑物位置、结构类型、层数、基础类型高度等。3.2.3强化土方开挖中的施工措施与普通基坑的大开挖形式不同，带有内支撑的深基坑在土方开挖时，为减少支撑施工对挖土工期的影响，土方开挖的工序需要与支撑体系配合施工，并尽量按“分层、分块、对称、限时开挖支撑”的总原则进行。土方分区开挖时，应充分考虑到传力的合理性，每步土方均分块开挖，以减小单边开挖断面，随挖随撑，严格控制基坑变形，确保周围建筑物及道路的安全。3.2.4土方施工中可能出现的不安全状态的预防措施对在施工过程中引发的土体性状、环境、临近建筑物、地下设施变化的监测必不可少。在土方开挖中，可能出现的不安全状态及其预防措施，可概括如下：支护结构内倾变形较大。其原因可能是支护结构设计不当地面荷载过大。因此，施工过程中必须严格控制地面超载。内支撑的支护桩结构发生较大的内凸变位。造成这样的原因可能是内支撑结构布置过少，连接处松动，支撑间距过大。基坑发生整体或局部土体滑塌失稳。其原因可能是基坑未做整体稳定验算，或忽视了可能失稳的诱因及信息化施工的监测及预报。3.3土方开挖的安全防护措施(1)挖土前对周围环境要认真检查，不能在危险岩石或建筑物下面进行。(2)人工开挖基坑时，操作人员要保持一定的安全距离，多台机械开挖，挖土机间应保证安全施工距离，严禁先挖坡脚。(3)基坑开挖应严格按照要求放坡，操作时工作人员应随时注意边坡的稳定情祝，发现问题应及时加固处理。(4)施工期间若无法避免降雨时，应首先制定安全保护措施，采取适当的挡水和排水方法，防止地面水流入基坑和土坡内，防止地下水渗泡扰动基础。(5)挖方中遇到回填土，松软土、砂土等易塌方土质，应加大边坡安全系数，采取有效的稳定边坡和支撑;如遇到淤泥、流砂、地下水位较高的地段，可选用集水坑降水、井点、降水或两者相结合等措施降低地下水位，必须使地下水位低于开挖面。(6)地质条件较好、土质均匀且地下水位低于基坑底高程时可不放坡，开挖成直壁。但必须控制在规范的允许深度以内。 若超过允许深度， 应根据土质类别和深度对照规定的边坡系数进行放坡，同时采取支撑等必要的固壁安全保护措施。(7)地处市区内或临街建筑的土方工程，周围应设置栏杆和警示牌，禁止闲杂人员入内。在靠公路旁和常有行人过往的地方开挖时， 夜间需增设红灯警示。 夜间施工时应合理安排施工项目，防止挖方超深，施工现场应根据需要安设足够亮度的照明设施，在危险地段应设置明显标志。(8)拆除支撑前，应先检查坑壁、边坡，并按回填顺序依次自下而上逐层拆除，随拆随填，要换支撑时，必须先支牢新撑，再拆除旧撑。3.4土方工程滑坡的预防措施排水：将滑坡范围以外的地表水设置成道环形截水沟，使水流入滑坡区域以内。为迅速排出在滑坡范围以内的地表水和减少下渗，应修设排水系统缩短地表水流经的距离，主沟应与滑坡方向一致，并铺砌防渗层支沟一般与滑坡方向成30到40斜交。妥善处理生产、生活、施工用水，严防水的浸入。对于滑坡体内的地下水，则应采取疏干和引出的原则，可在滑坡体内修筑地下渗沟沟底应在滑动面以下，主沟应与滑坡方向一致。使边坡有足够的坡度，并应尽量将土坡削成较平缓的坡度或做成台阶形，使中间具有数个平台以增加稳定。土质不同时可按不同土质削成不同坡度，一般可使坡度角小于土的内摩擦角。对于施工地段或危及建筑物安全的地段设置抗滑结构，如抗滑挡墙、抗滑柱、锚杆挡墙等。这些结构物的基础底必须设置在滑动面以下的稳定土层或基岩中。将不稳定的陡坡部分削去，以减轻滑坡体重量、减少滑坡体的下滑力从而达到滑体的静力平衡。严禁随意切割滑坡体的坡脚，同时也切忌在坡体被动区挖土。3.5土方工程边坡塌方和土方坍塌的预防措施在深坑基础结构施工时，每次开工前（早上、中午）由安全员或工长先对坑壁进行查看并做好记录，确认无险情后其他人员再进入现场。如果发现问题及时报告和处理，施工作业期间临近危险区域的作业班组要指定专人进行监护，以保证坑内施工人员的人身安全。由于挡土墙壁靠近坑壁，空间太小，无法搭设防护棚，因此需在坑壁上方铺设安全网加以覆盖，以防石块滑落。对开挖深度大、施工时间长、坑边要停放机械应按规定允许坡度适当的放平缓。当基坑附近有主要建筑时，基坑边坡的最大坡度为1：11：15。开挖基抗(槽)时，若因场地限制不能放坡或放坡后所增加的土方量太大，为防止边坡塌方，可采用设置挡土支撑的方法。防止地表水流入坑槽和渗流人土坡体。严格控制坡顶护道内的静荷载或较大的动荷载。当遇存在危险性土体时，要立即进行边坡防护。遇土体坍塌时，要立即停止施工组织人员撤出危险区，并上报监理、建设单位，待提出具体解决方案后再继续施工。总结总而言之，基础土方施工是一项十分复杂的工程，对技术要求十分严格，在具体施工中，要合理选择施工程序，选择合适机械，根据地质条件，遵循施工要求来选择其相应的开挖方式。严格按照部颁施丁技术规范进行施工和作业，加大安全防护设施方面的投入不得任意简化安全防护措施，杜绝麻痹思想和冒险蛮干，认真做好安全生产交底工作；加强劳动保护用品的使用和管理，对违章作业者要严肃处理。认真做好土方工程施工过程中的安全防护，坚持预防为主，综合治理的方针，使土方施工向更安全，更经济的方向发展。参考文献1张桂花.论公路路基土方施工期刊论文-科技创新导报.2009(11)2田丰，李旭亮建筑基础土方施工技术探讨J中国新技术新产品2010(06）3符树华建筑工程中的土方施工管理J】热带农业工程2009(06)4杨志明.基坑工程安全事故及原因分析J.地质勘探安全.19985包其国.建筑施工安全管理与技术仁M.成都:四川科学技术出版社.19936毛国江.毕强.徐瑾.建筑土石方工程管理系列讲座(续1)如何决策是否分包J.建筑工人.2013(02)7邱创兴.建筑施工安全管理的探讨期刊论文-中国新技术新产品.2011(05)8何磊.浅析深基坑土方开挖工程施工安全J.建材与装饰.2011（7）9钟剑锋.深基坑开挖施工技术及安全管理探讨J.科技博览.2011（14）10蒙文君.浅析建筑基础土方施工工艺分析J.科学与财富.201311叶书麟编著.地基处理，北京：中国建筑工业出版社，1988第 11 页