1.事故概况
2008年11月15日15时，杭州风情大道地铁施工工地，正在施工的杭州地铁湘湖站北2基坑现场发生大面积坍塌事故（图16-1、图16-2），造成21人死亡，24人受伤，直接经济损失达4962万余元，属重大事故。
2.事故简介
杭州地铁事故基坑，长107.8 m，宽21 m，开挖深度15.7～16.3 m。设计采用800 mm厚地下连续墙结合四道φ609钢管支撑的围护方案。地下连续墙深度为31.5～34.5 m。基坑西侧紧临风情大道，风情大道交通繁忙，重载车辆多，道路下有较多市政管线穿过，东侧有一河道。
基坑土方开挖共分为6个施工段，总体由北向南组织施工。至事故发生前，第1施工段完成底板混凝土施工；第2施工段完成底板垫层混凝土施工；第3施工段完成土方开挖及全部钢支撑施工；第4施工段完成土方开挖及3道钢支撑施工，开始安装第4道钢支撑，第5、6施工段已完成3道钢支撑施工，正开挖至基底的第5层土方。同时，第1施工段木工、钢筋工正在作业；第3施工段杂工正在进行基坑基底清理，技术人员在安装接地铜条；第4施工段正在安装支撑，施加预应力，第5、6施工段坑内2台挖掘机正在进行第5层土方开挖。
图16-1 杭州地铁湘湖站北2基坑坍塌事故现场图片一
图16-2 杭州地铁湘湖站北2基坑坍塌事故现场图片二
事故发生前，出现地裂缝（图16-3）。事故发生过程如下：首先西侧中部地下连续墙横向断裂并倒塌（图16-4），倒塌长度约75 m，墙体横向断裂处最大位移约7.5 m；然后，东侧地下连续墙产生严重位移，最大位移约3.5 m。由于大量淤泥涌入坑内，风情大道随后开始塌陷，塌陷最大深度约6.5 m。地面塌陷导致地下污水等管道破裂，河水倒灌，造成基坑和地面塌陷处进水，基坑内最大水深约9 m。
图16-3 事故的征兆
图16-4 地下连续墙横向断裂并倒塌
3.原因分析
事故发生后，事故调查组形成了“杭州地铁湘湖站“11·15”基坑坍塌事故技术分析报告”以及“岩土工程勘察调查分析”等9项专项调查分析报告，已查明，北2基坑坍塌是由于参与项目建设及管理的勘察、设计、施工、检测、管理咨询、地铁等单位工作中存在一些严重缺陷和问题，且没有重视和积极防范整改，多方面因素综合作用最终导致了事故的发生，这是一起重大责任事故。
（1）直接原因。
根据勘查结果对基坑土体破坏滑动面及地下连续墙破坏模式进行了分析，结果如下。
①西侧地下连续墙静力触探试验表明，在绝对标高-10～-8 m处（近基坑底部），qc（贯入锥尖阻力）值为0.20 MPa（qc值仅为原状土的30%左右），土体受到严重扰动，接近于重塑土强度，证明土体产生侧向流变，存在明显的滑动面。
②西侧地下连续墙墙底（相对标高-27.0 m左右），C1孔静探qc值约为0.6 MPa（qc值为原状土的70%左右），土体受到较大的扰动，但没有产生明显的侧向流变，其破坏主要是地下连续墙底部产生过大位移所致。
（2）勘察单位的主要问题：不符合规范要求。
①基坑采取原状土样，相应主要力学试验指标较少，不能完全反映基坑土性的真实情况。
②勘察单位未考虑薄壁取土器对基坑设计参数的影响，以及未根据当地软土特点综合判断并选用推荐土体力学参数。
③勘察报告推荐的直剪试验固结快剪指标c、Φ值采用平均值，未按规范要求采用标准值，数值偏高。
④勘察报告提供的2层的比例系数m值（m=2500 kN/m4）与类似工程经验值差异显著。
⑤提供的土体力学参数互相矛盾，不符合土力学基本理论。
a.推荐用于设计的主要地层土的三轴CU试验指标、UU试验指标、无侧限抗压强度指标与验证值、类似工程经验值差异显著。
b.试验原始记录已遗失，无法判断其数据的真实性。
（3）设计单位出现的问题。
①设计单位未能根据当地软土特点综合判断、合理选用基坑围护设计参数，力学参数选用偏高，降低了基坑围护结构体系的安全储备。
②设计中考虑地面超载20 kPa，但基坑西侧为风情大道，因此设计单位对汽车动荷载考虑不足。根据实际情况，重载土方车及混凝土泵车对地面超载宜取30 kPa，与设计方案的20 kPa相比，挖土至坑底时第三道支撑的轴力、地下连续墙的最大弯矩及剪力均增加4%～5%，也降低了一定的安全储备。(www.xing528.com)
③设计单位考虑不周，经验欠缺。
a.设计图纸中未提供钢管支撑与地下连续墙的连接节点详图及钢管节点连接大样，没有提出相应的施工安装技术要求，没有提出对钢管支撑与地下连续墙预埋件焊接要求。
b.同意取消施工图中的基坑坑底以下3 m深土体抽条加固措施，降低了基坑围护结构体系的安全储备。经计算，采取坑底抽条加固措施后，地下连续墙的最大弯矩降低20%左右，第三道支撑轴力降低14%左右，地下连续墙的最大剪力降低13%左右。由于坑底形成了一道暗撑，抗倾覆安全系数大大降低。
③从地质剖面和地下连续墙分布图中可以看出，本工程事故诱发段的地下连续墙插入深度略显不足，对于本工程，应考虑墙底的落底问题。
④设计提出的监测内容相对于规范少了3项必测内容。
（4）施工方面的主要问题。
①土方超挖。土方开挖未按照设计工况进行，存在严重超挖现象。特别是最后两层土方（第四层、第五层）同时开挖，垂直方向超挖约3 m，开挖到基底后水平方向多达26 m范围内未架设第四道钢支撑，第三施工段和第四施工段开挖土方到基底后约有43 m未浇筑混凝土垫层。土方超挖导致地下连续墙侧向变形、墙身弯矩和支撑轴力增大。
②支撑设计不合理。第三道支撑施加完成后，在没有设置第四道支撑的情况下，直接挖土至坑底，第三道支撑的轴力增加约43%；作用在围护体上的最大弯矩增加约48%，最大剪力增加约38%；超过截面抗弯承载力设计值1463 kN/m。
③钢管支撑与地下连续墙预埋件未进行有效连接。钢管支撑与地下连续墙预埋件没有焊接，直接搁置在钢牛腿上，未有效连接可导致支撑钢管在偶发冲击荷载或地下连续墙异常变形情况下丧失支撑功能。
（5）监测问题。
①监测数据不全。计算机中的原始数据被人为删除，通过对监测人员使用的计算机进行的数据恢复，发现以下3个问题。
a.2008年10月9日开始，路面沉降监测点有11个，至11月15日发生事故前最大沉降达316 mm，但监测报表没有相应的记录。
b.2008年11月1日49号（北端头井东侧地连墙）测斜管18 m深处最大位移达43.7 mm，与监测报表不符。
c.2008年11月13日CX45号测斜管最大变形量达65 mm，超过报警值（40 mm），与监测报表不符。
通过以上可以发现，计算机中的数据与报表中的数据不一致，实际变形已超过设计报警值而未报警，可以认为监测方有伪造数据或对内对外两套数据的可能性。
②专项方案审批、管理混乱，未严格按设计及规范要求监理。
③监理未按规定程序验收，违反监理规范。
④发现存在严重质量安全隐患，而未采取进一步措施予以控制。
（6）环境因素。
①经勘探发现，事发路段土壤属于淤泥质黏土，含水量大，流动性强，强度低，变形大。
②事故坍塌所在地点风情大道来往车流量大，荷载量很大的客车、货车都来往于这条路上，这给基坑西面的承重墙带来太大冲击。
③2008年10月份杭州出现的一次罕见的持续性降雨，使得地基土含水量和流动性进一步加大。
4.深基坑安全事故启示
杭州地铁坍塌事故调查结束，10名责任人被追究法律责任，另有11名责任人受到政纪处分。
本次深基坑安全事故给我们的启示如下。
（1）要认真做好工程地质勘察工作，提供可靠的工程地质勘察报告。地铁车站、线路选择应尽量避开不良地质区段。
（2）施工应严格按经审查的施工组织设计进行，及时安装支撑（钢支撑），及时分段分块浇筑垫层和底板，严禁超挖。基坑围护结构设计应方便施工，基坑工程施工应有合理工期。
（3）基坑工程不确定因素多时，应实施信息化施工。监测点设置应符合规范和设计要求。监测单位应认真进行科学测试，及时如实报告各项监测数据。项目各方要重视基坑的监测工作，通过监测施工过程中的土体位移、围护结构内力等指标的变化，及时发现隐患，采取相应的补救措施，确保基坑安全。
（4）有多道内支撑的基坑围护体系应加强支撑体系的整体稳定性。对钢支撑体系应改进钢支撑节点连接形式，加强节点构造，确保连接节点满足强度及刚度要求。施工过程中应合理施加钢管支撑预应力。应明确钢支撑的质量检查及安装验收要求，加强对检查和验收工作的监督管理。
（5）施工中应加强基坑工程风险管理，建立基坑工程风险管理制度，落实风险管理责任。每个环节都要重视工程风险管理，要加强技术培训、安全教育和考核，严格执行基坑工程风险管理制度，确保基坑工程安全。
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