深基坑事故處理案例

摘要：深基坑工程造價(jià)高、風(fēng)險(xiǎn)大、不可預(yù)見因素多，尤其是廣東湛江市等沿海軟土地基的深基坑；本文以湛江某基坑為例，分析了深基坑的危險(xiǎn)源并對(duì)施工過程中出現(xiàn)的問題提出了處理措施。

關(guān)鍵詞：深基坑；危險(xiǎn)源；處理措施。

一、概論

《建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)》（2010版）把“深基坑施工技術(shù)技術(shù)”列為推廣的新技術(shù)之一。

深基坑定義：一般指開挖深度超過5m的基坑或深度雖未超過5m但地質(zhì)情況和周圍環(huán)境較復(fù)雜的基坑。深基坑工程包括基坑支護(hù)、基底加固、降水、土方開挖等內(nèi)容。深基坑有以下特點(diǎn)：①具有很強(qiáng)的區(qū)域性、綜合性和個(gè)性。深基坑工程涉及土力學(xué)中穩(wěn)定、變形和滲流3個(gè)基本課題，土壓力引起支護(hù)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)、滲流引起土體破壞、基坑周圍地面變形過大都可能引起事故。②具有很強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)。深基坑的空間效應(yīng)表現(xiàn)為其深度和平面形狀對(duì)深基坑的穩(wěn)定性和變形有較大影響。時(shí)間效應(yīng)表現(xiàn)為土體蠕變使土體強(qiáng)度降低，使土坡穩(wěn)定性降低。③具有很大的不確定性、風(fēng)險(xiǎn)性。影響基坑變形的因素眾多，地基土有非均質(zhì)性，深基坑工程外力不確定性、變形不確定性和土性不確定性決定了基坑具有很大的風(fēng)險(xiǎn)性。④具有開挖深、工程量大、工期緊的特點(diǎn)。⑤深基坑事故具有突發(fā)性、危害大、損失多、影響范圍廣的特點(diǎn)。

二、危險(xiǎn)源分析

1.按照責(zé)任主體單位分析

共分6類，包括：①建設(shè)單位無計(jì)劃盲目建設(shè)，無限度地壓價(jià)，無限度地壓縮工期；參與選擇或強(qiáng)行拍板開挖方法或者支護(hù)方案。②勘察資料不詳細(xì)，勘察資料提供的數(shù)據(jù)不完全相符；地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)處理失誤，勘察報(bào)告提供的粘聚力、內(nèi)摩擦角均比實(shí)際數(shù)值有偏差，使支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不安全。③設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不足、判斷失誤、考慮不周；采用的計(jì)算模型錯(cuò)誤，支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造型失誤，計(jì)算錯(cuò)誤，超載取值出錯(cuò)，止水帷幕設(shè)計(jì)不合理；過分相信軟件計(jì)算結(jié)果，未能根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況做出判斷及調(diào)整。④施工方法不當(dāng)，施工方案不合理，沒有經(jīng)過專家論證；支護(hù)不及時(shí)跟上、挖土與支護(hù)嚴(yán)重脫節(jié)、超挖、基坑長時(shí)間暴露；水患措施處理不力、無基坑施工經(jīng)驗(yàn)。⑤委托第三方監(jiān)測或監(jiān)測數(shù)據(jù)不真實(shí)，監(jiān)測點(diǎn)布置不合理等。這些單位造成事故所占比例如圖1所示。

2.按照破壞模式分析

按照破壞模式可分以下幾種破壞模式，各破壞模式所占比例如圖2所示。

（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度破壞包括圍護(hù)墻體的強(qiáng)度破壞和支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度破壞。

①支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度破壞：由于超挖、超載、支撐不及時(shí)等原因使得土壓力引起的墻體彎矩超過墻體的抗彎能力，導(dǎo)致墻體裂縫或斷裂破壞。

②輔助支撐的強(qiáng)度破壞：當(dāng)設(shè)置的支撐強(qiáng)度不足或剛度過小時(shí)，在側(cè)壓力的作用下支撐破損或壓屈或折斷引起的破壞。

（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性破壞包括滑移整體失穩(wěn)、踢腳隆起失穩(wěn)、管涌失穩(wěn)、底鼓失穩(wěn)、槽壁坍塌失穩(wěn)、坑內(nèi)土體滑坡失穩(wěn)。

①滑移整體失穩(wěn)：軟土地層中，由于支撐位置不當(dāng)或施工中支撐系統(tǒng)結(jié)合不牢固等使得墻體位移過大，要么地下連續(xù)墻插入比過小導(dǎo)致基坑外整個(gè)土體產(chǎn)生大滑坡或塌方使得支護(hù)系統(tǒng)整體失穩(wěn)。

②坑底踢腳隆起失穩(wěn)：軟弱的砂層粘土層中，基坑開挖使墻體向內(nèi)側(cè)擠壓，基坑下方的土體向上抬起，如果墻體的插入比過小，開挖到一定程度后坑底土體就會(huì)隆起，坑外地面下陷，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致墻體坍塌，支護(hù)體系破壞。

③基坑管涌失穩(wěn)：在含水的砂層土中采取地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，坑內(nèi)挖土抽水使坑內(nèi)外產(chǎn)生水頭差，如果止水帷幕失效，在滲透水流的作用下水土流失，土體內(nèi)形成通道，即管涌，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致地面下降，圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞。

④坍塌失穩(wěn)：在飽和含水砂層，由于墻體存在裂縫等質(zhì)量缺陷時(shí)使得圍護(hù)墻墻的止水效果不好或止水結(jié)構(gòu)失效，導(dǎo)致大量的水夾帶砂粒由接縫涌向坑內(nèi)，引起支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和地面塌陷。

⑥土體滑坡失穩(wěn)：長條形基坑內(nèi)分段開挖時(shí)，降雨或其他原因引起土體滑坡，土體會(huì)沖毀基坑內(nèi)支撐和立柱進(jìn)而導(dǎo)致基坑破壞。

（3）基坑剛度破壞：圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度不足、墻體滲漏引起地層損失或者由于高壓旋噴土體加固造成土體破壞使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大造成破壞事故。

3.和水有關(guān)的事故

軟土基坑中基坑工程常常遇到地下水，許多基坑事故都與降水、排水、止水特別是暴雨滲入、管道漏水等對(duì)基坑有很大的危害。水患是造成許多基坑工程事故的直接或間接的客觀原因之一。

三、工程事故的應(yīng)急處理

深基坑工程不可預(yù)見因素多，對(duì)可能發(fā)生的事故做好應(yīng)急預(yù)案，以防止事故的發(fā)生，最大限度地降低事故對(duì)基坑及其周邊環(huán)境的影響。

1.整體或局部土體滑塌失穩(wěn)

（1）采取坡頂卸載，降低水位，加強(qiáng)監(jiān)測。

（2）當(dāng)坑頂監(jiān)測到土體嚴(yán)重變形且變形速率持續(xù)增加有滑動(dòng)趨勢時(shí)，應(yīng)視為基坑整體滑移失穩(wěn)的前兆。需對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行回填反壓，并加強(qiáng)監(jiān)測。

2.坑底踢腳失穩(wěn)

立即停止土方開挖及一切施工，在坑底樁墻前堆砂包反壓，在基坑外側(cè)挖土卸載，找出失穩(wěn)原因進(jìn)行被動(dòng)區(qū)土體加固，如在檔土樁被動(dòng)區(qū)打入短樁加固等。

3.管涌失穩(wěn)

停止基坑開挖、停止降水、灌水反壓，等管涌、流砂停止后，進(jìn)行坑外樁后壓漿堵漏、被動(dòng)區(qū)土體加固措施。如果管涌水流仍然很大，可在出水口上堆壓砂包以分散滲透路徑減小動(dòng)水壓力，然后再進(jìn)行雙液注漿。

4.槽壁失穩(wěn)破壞

（1）若發(fā)現(xiàn)連續(xù)墻滲漏或者止水帷幕止水效果達(dá)不到要求，應(yīng)立即對(duì)漏水量大、漏水點(diǎn)較深的情況，采用雙液灌漿進(jìn)行堵水，采用水泥漿和水玻璃的混合漿液進(jìn)行堵漏，不僅速度快，而且效果好。

（2）若漏水點(diǎn)較多，必要時(shí)，需在止水帷幕外側(cè)進(jìn)行旋噴加固。

5.圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移變形過大

（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)位移過大坡頂產(chǎn)生裂縫時(shí)，需采用黏土或水泥砂漿對(duì)裂縫進(jìn)行封堵，防止雨水溶入，土體軟化，坡面水壓力增大，防止支護(hù)結(jié)構(gòu)位移進(jìn)一步加大

（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大，明顯傾斜時(shí)，可在坑底與坑壁之間加設(shè)斜撐等。

（3）坡頂或樁墻后卸載，坑內(nèi)停止挖土作業(yè)，適當(dāng)增加內(nèi)撐或錨桿，增大內(nèi)支撐預(yù)應(yīng)力等補(bǔ)強(qiáng)措施。

6.周邊地面沉降過大、建筑物、構(gòu)筑物破壞

（1）按需要進(jìn)行沉降控制的建筑物和降水井之間設(shè)置回灌水井或回灌水溝，向土層注水以維持坑外地下水位的原始高度，減小土體有效應(yīng)力從而減少地基沉降量。

（2）通過劈裂注漿使得地層中形成脈狀或厚板狀膠結(jié)體，以達(dá)到地基土體加固的目的。

（3）如發(fā)現(xiàn)基坑周圍建筑物發(fā)生嚴(yán)重開裂、傾斜時(shí)，應(yīng)立即組織人員緊急疏散，并立即用支撐加固或拆除。

四、工程案例

1、背景資料

2013年8月，廣東省湛江市某深基坑發(fā)生一起管涌坍塌事故。因大量水、流砂涌入旁通道，引起周邊地區(qū)地面沉降，造成五幢建筑物傾斜，防汛墻由裂縫、沉降演變至塌陷，由滲水、進(jìn)水發(fā)展為結(jié)構(gòu)損壞，附近地面也出現(xiàn)不同程度的裂縫、沉降，并發(fā)生了防汛墻圍堰管涌等險(xiǎn)情。

2、事故原因分析

由于發(fā)生事故的基坑地質(zhì)條件比較復(fù)雜，處在第6層承壓水地層中，開挖過程中承壓水沖破土層發(fā)生流砂，流砂的產(chǎn)生帶動(dòng)土層擾動(dòng)、移動(dòng)，造成結(jié)構(gòu)破壞，造成地面土體深陷，繼而發(fā)生地面建筑物傾斜、部分倒塌，防汛墻沉陷、坍塌等險(xiǎn)情。事故原因是施工單位在發(fā)生故障、險(xiǎn)情征兆出現(xiàn)、工程已經(jīng)停工的情況下，沒有及時(shí)采取有效措施，排除險(xiǎn)情，現(xiàn)場管理人員違章指揮施工，施工單位未按規(guī)定程序調(diào)整施工方案，且調(diào)整后的施工方案存在欠缺?？偘鼏挝滑F(xiàn)場管理失控，監(jiān)理單位現(xiàn)場監(jiān)理失職。

3、事故處置措施

（1）通過設(shè)立鋼筋混凝土封堵墻、架設(shè)支撐和預(yù)埋加水管、設(shè)置混凝土塞以封閉 ，同時(shí)向坑內(nèi)灌水，盡快形成和保持坑內(nèi)外水土壓力平衡。通過監(jiān)測，實(shí)時(shí)檢測水位、水壓和流量。

（2）為進(jìn)一步防止海潮和地表水進(jìn)入事故區(qū)段，搶筑防汛圍堰、對(duì)風(fēng)井實(shí)施加蓋、封閉；采用旋噴樁，對(duì)滲水處緊急封堵、在主堤內(nèi)側(cè)增設(shè)鋼板柱、對(duì)主堤和內(nèi)側(cè)地面進(jìn)行注漿，采取吹泥管袋鎮(zhèn)壓棱體、土工布和模袋混凝土罩面，全面加固防汛主堤。

五、結(jié)束語

施工單位是事故發(fā)生的主要責(zé)任單位，約一半以上的事故都與施工單位有關(guān)，管涌破壞約占總事故的30%，與水有關(guān)的破壞約占總事故的70%。

基坑突發(fā)事故應(yīng)急處理措施，準(zhǔn)備必要的應(yīng)急物質(zhì)，制定合理的應(yīng)急預(yù)案，可以最大限度地較少事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

1、《建筑基坑工程檢測技術(shù)規(guī)范》GB50497-09

2、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-02

3、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012

[作者簡介] 黃茂香，女，1981年生，廉江市第三建筑工程有限公司工程師，研究方向?yàn)榉课萁ㄖ┕ぜ肮芾怼?/p>