探究某深基坑坍塌事故安全影響因素

王煦敦 （蕪湖市勘測設(shè)計研究院有限公司，安徽 蕪湖 241000）

0 前言

通常情況下深基坑的開挖深度會超過地下5m以上，且地質(zhì)條件和周圍環(huán)境相對復(fù)雜，因而對于基坑工程的合理施工需要進行綜合性管理，并要求巖土工程和結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的有序配合。尤其是在人口密集區(qū)域，深基坑需要強度更高的支護。所以探究深基坑坍塌事故產(chǎn)生的原因，分析其安全影響因素，對于今后的施工具有重要的現(xiàn)實意義。

1 深基坑工程概況

某深基坑長度為40.5m、寬20.1m，開挖深度10.5～11.7m，基坑?xùn)|、南二側(cè)緊靠公路，交通相對繁忙，且道路下埋設(shè)了市政管線和光纜。地質(zhì)情況如表1所示。

深基坑的地質(zhì)情況 表1

基坑的維護和設(shè)計采用地下連續(xù)墻與內(nèi)支撐的方式。事故發(fā)生產(chǎn)生的主要因素在于局部開挖較深，內(nèi)支撐未施工引發(fā)了工法樁型鋼的變形斷裂，使支護結(jié)構(gòu)坍塌變形。施工方在應(yīng)對措施方面采取了土方回填的反壓手段，防止坍塌事故進一步發(fā)展，有效減少了坍塌帶來的風(fēng)險。

2 深基坑坍塌事故的產(chǎn)生因素

2.1 基坑超挖

通過對坍塌事故的現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生坍塌的主要原因之一在于基坑超挖，即在施工前期的驗槽時發(fā)現(xiàn)坑底土質(zhì)和實際施工要求不符，軟土厚度過大，此時在沒有采取任何措施的情況下繼續(xù)向下超挖，且將土方堆于坑邊超載過大，加之下部為流塑狀軟土，讓支護結(jié)構(gòu)承受過大的彎矩和剪力，最終使工法樁無法承受過大水平剪力而變形坍塌。如果基坑的整體施工環(huán)節(jié)中一直存在超挖的情況，且沒有及時施加合理的支撐手段，那么內(nèi)力變形的程度會更大[1]。通常情況下會采用換填來應(yīng)對超挖情況，但需要注意的一點在于，換填并不是處理基坑超挖的唯一手段。在施工方確定各種方案時，需要考慮到各個方面的因素，例如安全性、成本、工期等，從而選定最合理的應(yīng)對措施。例如攪拌樁加固就是一項相對有效的措施。

本工程合理的施工工序應(yīng)為在設(shè)備進場前，對場地進行清理，尤其是在施工區(qū)域內(nèi)存在的表層硬物，之后將素土進行回填夯實找平，根據(jù)施工圖紙所提供的坐標(biāo)，進行測量放線工作，進行工法樁施工，在工法樁達到齡期后方可進行分層開挖，如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件不符或監(jiān)測到變形過大，應(yīng)立即停止開挖，在內(nèi)支撐做好且變形穩(wěn)定后方可進入更深的開挖。

2.2 鋼支撐問題

通常情況下，在鋼支撐的體系存在缺陷時，也有可能產(chǎn)生基坑的坍塌。首先是型鋼的接頭質(zhì)量問題方面，如果焊縫質(zhì)量不達標(biāo)，那么型鋼的接頭焊縫處就有可能出現(xiàn)斷裂，從而出現(xiàn)大面積破壞。通過對不少鋼支撐體系的分析，發(fā)現(xiàn)破壞通常為節(jié)點破壞，也驗證了焊接強度不足的特點。按照設(shè)計的要求，鋼支撐在系梁處應(yīng)該采用槽鋼來進行固定，但是實際的施工環(huán)節(jié)中，并沒有相關(guān)的固定措施，鋼管計算長度明顯提升，鋼管也存在受力彎曲的情況[2]。

解決鋼支撐問題，一般從兩個方面入手。首先是型鋼接頭應(yīng)該避免位于水平支撐位置，才能防止因一處出現(xiàn)破壞時產(chǎn)生的連鎖反映。此外，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)要求，要對焊縫質(zhì)量進行嚴(yán)格把控。如果沒有對焊縫的高度進行要求，則要將焊縫保持飽滿，嚴(yán)謹(jǐn)出現(xiàn)鼓包、裂紋等。對于一些不合格的材料，要堅決防止其流入施工現(xiàn)場。此外，采用螺栓拼接鋼支撐時需要保持穿向一致。另一方面，就是要對鋼支撐的施工過程進行全面管理和規(guī)劃。施工方要按照工程圖紙的具體要求對支撐位置進行定位放線，然后將基坑開挖至第一道冠梁下部支撐標(biāo)高處來進行第一道鋼支撐的布置，之后采用三角鋼托架進行焊接固定工作后，澆筑測墻形成第二、第三、第四道支撐等。在軟土區(qū)域應(yīng)采取分層開挖、分層支撐、先撐后挖的方式。鋼支撐拼裝要等兩側(cè)的鋼圍檁安裝完畢之后再進行，通過兩點起吊來保障吊裝的合理性。

2.3 基坑周邊施工超載

基坑在設(shè)計施工過程中，會對周圍地面的荷載進行計算。如果施工過程中的坑邊荷載超過了合理范圍，就應(yīng)該與技術(shù)人員進行協(xié)調(diào)后，商討是否要進行修改。周邊施工超載問題是加速基坑坍塌的關(guān)鍵因素。需要注意的一點在于，基坑設(shè)計時需要對超載取值進行合理規(guī)劃，否則不僅會影響工程的安全性，還會導(dǎo)致后期的施工成本提升，影響工程造價。一般情況下，基坑設(shè)計周邊的超載數(shù)據(jù)會控制在10kPa～20kPa之間，東南兩側(cè)為市政道路超載應(yīng)不小于30kPa，但施工過程本身存在一定的不確定性，施工人員也要根據(jù)實際的施工要求，結(jié)合設(shè)計的坑邊超載數(shù)據(jù)來進行管理，減少基坑出現(xiàn)的風(fēng)險。在《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》中有明確要求，土體的穩(wěn)定性和支護結(jié)構(gòu)的承載能力都應(yīng)該按照極限狀態(tài)來進行計算。因此，一旦坑邊出現(xiàn)超載，例如重載車行走或布置材料堆場等，都有可能產(chǎn)生坍塌事故的原因。

3 針對事故改進的管理方式

3.1 提升管理意識

無論是施工方、業(yè)主還是監(jiān)理部門，都應(yīng)該對基坑工程的施工要求和技術(shù)手段有深刻認(rèn)識，從意識上提升管理的有效性。且基坑工程受到環(huán)境影響的可能性相對較大，挖土的方式、支撐設(shè)置等都會影響到基坑的穩(wěn)定性和安全性。因此施工環(huán)節(jié)需要按照計劃和圖紙來有序開展，對于易產(chǎn)生隱患的部位，要即時進行支撐設(shè)置，并且對于超挖等現(xiàn)象進行控制，減少因施工方案和施工手段引起的各類事故。此外對于一些突發(fā)性狀況，也需要進行有效應(yīng)對。例如施工中出現(xiàn)降雨，則應(yīng)該立即對基坑坑壁進行檢查工作，以防因水土流失產(chǎn)生失穩(wěn)，而此時一些大型機械設(shè)備也應(yīng)該遠(yuǎn)離基坑，做到全方位的安全管理。

3.2 信息化施工

信息技術(shù)的快速發(fā)展也給工程建設(shè)提供了重要的幫助。在未來的施工環(huán)節(jié)中，也應(yīng)該采用信息化的手段來應(yīng)對基坑工程的不確定因素。例如對監(jiān)測點的設(shè)置要符合實際的施工需要，監(jiān)理單位也應(yīng)該對檢測的數(shù)據(jù)即時分析記錄[3]。承包雙方對于工程質(zhì)量的要求要結(jié)合監(jiān)測工作的結(jié)果，通過監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)變化、荷載變化等需及時處理，保障基坑施工的安全。

3.3 風(fēng)險預(yù)警

對于基坑工程的風(fēng)險預(yù)警也是安全施工的重要保障。對于施工方來說，需要從考察規(guī)劃、設(shè)計施工、現(xiàn)場監(jiān)理、分項驗收等多個環(huán)節(jié)進行風(fēng)險管控，對于相關(guān)技術(shù)人員的技能培訓(xùn)和安全培訓(xùn)也是不可或缺的，建立完善的風(fēng)險預(yù)警機制，從根源上減少事故產(chǎn)生的可能性。

4 結(jié)語

終上所述，可以看到基坑工程作為安全事故多發(fā)環(huán)節(jié)，在實際的工作中需要對可能出現(xiàn)事故的因素進行深入分析，結(jié)合基坑工程的特點在進行管理，消除可能出現(xiàn)的安全隱患，有效提升施工質(zhì)量，為工程建設(shè)作出貢獻，為經(jīng)濟發(fā)展提供技術(shù)保障。