论文部分内容阅读
摘要：阐述了常见基坑工程围护类型和基坑事故类型；从基坑围护设计、基坑围护与降排水施工、基坑土方开挖、基坑工程管理和应急措施4各方面对基坑工程事故的主要原因进行了深入分析。
关键词：基坑工程； 事故原因；土方开挖； 应急措施
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
1、引言
近年来，高层、超高层建筑中大量出现，深、大基坑施工，日益成为建筑施工中的难点和重点问题。由于基坑工程涉及工程地质勘察、原有场内管线布置、周边环境、基坑围护设计、基坑围护施工、基坑降排水、基坑土方开挖、施工季节和应急处理等多种环节和因素，往往会在基坑开挖过程，引发基坑坍塌或基坑周边沉降、位移过大，造成人员伤亡、工程桩破坏、直接经济损失以及周边建筑物开裂、管线断裂等。因此，基坑工程事故已成为建筑施工最为主要的质量、安全事故之一。
本文通过对许多工程事故的分析，总结常见基坑事故的主要原因，以供建筑施工技术人员加深对基坑事故原因的认识，采取有效措施预防基坑事故发生。
2、常见基坑工程围护与事故类型
2.1 常见基坑围护类型
目前，基坑围护主要有以下几种形式：
（1）挡土墙。一般采用多排水泥搅拌桩或土钉墙，水泥搅拌还兼有止水作用，因此在采取水泥搅拌桩的情况下无需设置其他止水设施，而土钉墙情况还需考虑结合其他止水设施。
当采取土钉墙支护时，通常会产生的较大的周边土体的水平位移。
（2）锚杆挂网喷浆。由锚杆承担土压力保持坡面稳定。锚杆支护一般情况周边土体的水平位移也较大。
（3）桩。一般适用于较浅的基坑，多采用钻孔灌注桩或钢板桩。当采取拉森钢板桩时可起到止水作用。
（4）桩加锚。采用钻孔灌注桩作为竖向支护体，并结合锚杆提高桩体的水平承载力，减少悬臂桩体的水平位移。
（5）SWM工法桩。在水泥搅拌桩中插入型钢提高桩体的水平力抵抗能力，待基坑周边回填土后，拔出型钢予以回收。
（6）桩加支撑。采取钻孔灌注桩作为竖向支护体，通过钢筋混凝土支撑或钢管支撑加强桩的水平承载能力。一般地，基坑面积不大时可采取对撑；当水平支撑长度较大时容易失稳应采取斜撑，支撑在基坑中承台等上。
（7）地下连续梁。由于造价较高，当周边地基变形要求较高时采用。
2.2 常见基坑工程事故类型
常见基坑工程事故从表现的形状上主要有以下几种类型。
(1)基坑边坡滑移、坑底隆起。土钉墙、锚杆支护的边坡滑移或基坑底部土体隆起（被动区破坏、深层滑动等）。
(2)基坑围护支撑失稳。基坑围护的对撑、斜撑等轴力过大失稳。
(3)坑周边土体过大沉降、位移。虽基坑未发生坍塌，但由于降水过大或支护体位移过大，造成周边土体过大沉降或位移。
从产生的影响来说，基坑工程事故又可分为：
（1）基坑坍塌造成工程桩位移甚至断裂；场内管线断裂。
（2）基坑工程施工所引起的直接或间接_人员伤亡。
（3）基坑邻近建(构)筑物严重开裂、倾斜甚至倒塌；邻近公用市政设施损坏；周边交通道路开裂、塌陷，致使交通中断；基坑邻近地下管线断裂破损，使电力、通讯、供水中断,煤气泄漏等。
3、基坑工程事故的主要原因
3.1 基坑围护设计不到位
导致基坑围护设计不到位的主要原因有以下几个方面：
（1）建设单位压缩基坑围护费用
目前，建设单位为了减少工程造价，往往对基坑围护费用进行压缩，要求设计单位尽可能降低围护费，采用简单的围护方式，如采取放坡、土钉墙、锚杆等费用较少的围护形式；或省去止水设施、降水设施等。
（2）工程地质勘察资料欠缺
工程地质勘察资料对土体特性和地下水的数据描述不够详细或与实际情况出入较大。尤其是在基坑面积较大情况，勘察点不能满足要求或场内存在暗河、暗塘情况而勘察点未覆盖。
（3）建设单位提供的场内管线等资料不全
建设单位提供的场内管线资料缺失，对场内的污水管、煤气管、自来水管和电缆线等未能提供详细资料。特别一些废弃的污水管等未在提供的资料中反映出来。
（4）对周边环境了解不够
对基坑周边的房屋的基础形式、地下室情况，周边的河流情况，周边的道路、管线等情况了解不够，不能掌握基坑施工对周边的影响和周边环境对基坑施工的影响。
（5）缺乏对当地基坑围护设计的经验
一些外地设计单位，未能掌握本地区的工程地质特性、气候特征和常用的基坑围护方式，缺乏当地基坑围护设计经验。
3.2 基坑围护与降、排水施工存在问题
（1）基坑围护施工质量得不到保证
常见基坑围护施工质量问题主要有：
①土钉墙施工存在问题。土钉孔眼的位置、钢筋安装位置、钢筋插入深度得不到保证；灌浆用的砂浆未做到拌和均匀，随用随拌，孔眼在灌浆前未用风吹净，灌浆时未从孔底开始连续均匀的进行；挂钢筋网前未将坡面清理平顺，使钢筋网紧靠坡面，导致钢筋网与土钉的联接不够牢固可靠。喷射混凝上的配合比未经试验确定，分层喷射混凝土时后层混凝土未在前层混凝土终凝后进行，导致混凝土开裂。目前，坡面开裂渗水导致土钉墙支护失效是基坑坍塌的最主要因素。②锚杆施工存在问题。钻孔直径和锚杆直径直径不匹配，锚杆眼深度不够或锚杆杆体锚固长度达不到，当锚杆眼超过设计眼深时，锚杆杆体插不到眼底，降低了锚固力，当锚杆眼小于设计的眼深时，锚杆外露过长，降低了锚杆的预紧力；锚杆眼内有粉尘和积水，锚杆眼内的粉尘和积水未清洗干净，相当于在锚固剂配料中加入了粉尘和水，从而削弱锚固剂的强度；锚杆杆体一般采用左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆，在装入锚孔内搅拌时，未按要求顺时针方向搅拌，这样锚固段密度得不到不断增大，甚至导致锚固剂向眼外推出，降低了锚固力；安装好的锚杆未能保持应有的一定预紧力，未能充分发挥锚杆主动及时支护的优点。③水泥搅拌桩施工存在问题。水泥搅拌桩常见问题主要为桩体偏位、喷浆不足、搅拌不匀，特别是深层水泥搅拌桩往往在桩底段不能形成完整的桩体。形成的挡土墙水平承载力不足。④支撑施工。支撑与围檩的接头强度不足，支撑梁的竖向支柱偏斜或强度不足等导致承受轴力不足引发支撑断裂失稳。
（2）基坑止水、降排水施工质量得不到保证
①水泥搅拌桩或止水帷謩。水泥搅拌桩常见问题主要为桩体偏位、喷浆不足、搅拌不匀，特别是深层水泥搅拌桩往往在桩底段不能形成完整的桩体。形成的止水帷謩不完整容易引起渗水。②轻型井点。轻型井点的数量和深度不能满足降水要求，轻型井点的滤网堵塞不能起到很好的降水作用。③管井。管井的数量和深度不能满足降水要求。管井的打设质量不符合要求。
3.3 基坑土方开挖存在问题
（1）土方开挖专项施工方案不合理
①未考虑土方开挖进出口坡道的加固。在重型土方运输车辆的反复作用下引发基坑局部坍塌。②未制定支撑立柱的保护措施。③土方开挖的施工工艺和程序不合理。
（2）未按方案进行土方开挖
①作业人员为图方便，局部超挖。②未做到“先支后挖”。土钉、锚杆以及围护结构混凝土强度还未达到设计要求的强度就开始挖土。③未实施分区、分段开挖和对称开挖。④未按要求分层开挖。土钉和锚杆支护情况下，未做到分层支护分层开挖。⑤未做到五边。即：“边挖、边凿、边铺、边浇、边砌”的施工方法。以致土体长期暴露，基坑失去稳定。
3.4 缺乏有效管理措施和应急措施
（1）缺乏有效管理措施
①坑边超载。在场地周边堆放钢筋、砂石料等；土方运输或材料运输道路离坑边距离不满足要求；在基坑周边临时堆放挖出的土方。②地表面排水。基坑四周地表未按要求设置排水沟和集水井，以确保防止地表水向地下渗透流入基坑；或是设置的排水沟存在裂缝引发渗水。在基坑的挖土过程中，未根据实际情况在基坑内设明沟、集水坑，排除坑内明水。坑底排水未按要求送到远离基坑处，防止排出的水再回流基坑，以确保坑底干燥。③支撑保护。未对支撑梁及其立柱采取保护措施，导致支撑梁压断或碰撞支撑梁立柱导致支撑体系破坏。④基坑监测。对基坑周边建筑物、道路、地下管网、边壁顶部未采取水平位移与垂直沉降量监测；未加强对雨天和雨后的监测和周边巡视，并对各种可能危害支护安全的水害来源进行仔细观察。⑤管线保护。未对场内的管线采取有效保护措施，特别是污水管、自来水管断裂后引发突然性水害导致基坑坍塌。
（2）缺乏有效应急措施
①缺乏有效的渗漏水应急。未对基坑开挖过程产生的渗漏水，分析可能因素制定相应的应急措施。如采取堵漏或外引排水措施，对局部出现的桩间有较大漏土、渗水现象需及时用砖块砌筑，并用水泥砂浆抹面等。②缺乏快速的卸载应急。在发现基坑突然性沉降、位移超过预警或报警值需要紧急卸载时，不能快速组织卸载导致基坑坍塌。③降水设施停电应急。在采用轻型井点或管井降水时发生停电而缺乏应急措施，导致降水中断，基坑围护结构的水压力突然增大导致基坑坍塌。④台风暴雨应急。未对基坑阶段的台风暴雨作出充分准备，在突降暴雨时未能组织地表排水、坑内排水和坡面防水等措施导致基坑坍塌。⑤未设置有效上下人安全应急通道。基坑施工时，设有未按要求设置足够的专用临时通道，供作业人员上下。
4、结语
基坑土方开挖涉及的影响因素多，而且有些因素事先无法掌控；又若基坑围护设计、工程地质勘察资料、建设单位提供的管线资料、围护施工质量、土方开挖方法、管理措施和应急措施等存在问题，不仅会引发工程质量安全事故，还会给周边造成严重的环境破坏。因此，工程技术人员充分认识基坑工程事故的各种主要原因，对基坑工程的关键问题及时监管，采取有效措施才能确保基坑土方开挖的正常进行，防范基坑坍塌事故的发生。
参考文献：
[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012).
[2]《建筑基坑工程技術规程》(DB33/T1008-2000).）
关键词：基坑工程； 事故原因；土方开挖； 应急措施
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
1、引言
近年来，高层、超高层建筑中大量出现，深、大基坑施工，日益成为建筑施工中的难点和重点问题。由于基坑工程涉及工程地质勘察、原有场内管线布置、周边环境、基坑围护设计、基坑围护施工、基坑降排水、基坑土方开挖、施工季节和应急处理等多种环节和因素，往往会在基坑开挖过程，引发基坑坍塌或基坑周边沉降、位移过大，造成人员伤亡、工程桩破坏、直接经济损失以及周边建筑物开裂、管线断裂等。因此，基坑工程事故已成为建筑施工最为主要的质量、安全事故之一。
本文通过对许多工程事故的分析，总结常见基坑事故的主要原因，以供建筑施工技术人员加深对基坑事故原因的认识，采取有效措施预防基坑事故发生。
2、常见基坑工程围护与事故类型
2.1 常见基坑围护类型
目前，基坑围护主要有以下几种形式：
（1）挡土墙。一般采用多排水泥搅拌桩或土钉墙，水泥搅拌还兼有止水作用，因此在采取水泥搅拌桩的情况下无需设置其他止水设施，而土钉墙情况还需考虑结合其他止水设施。
当采取土钉墙支护时，通常会产生的较大的周边土体的水平位移。
（2）锚杆挂网喷浆。由锚杆承担土压力保持坡面稳定。锚杆支护一般情况周边土体的水平位移也较大。
（3）桩。一般适用于较浅的基坑，多采用钻孔灌注桩或钢板桩。当采取拉森钢板桩时可起到止水作用。
（4）桩加锚。采用钻孔灌注桩作为竖向支护体，并结合锚杆提高桩体的水平承载力，减少悬臂桩体的水平位移。
（5）SWM工法桩。在水泥搅拌桩中插入型钢提高桩体的水平力抵抗能力，待基坑周边回填土后，拔出型钢予以回收。
（6）桩加支撑。采取钻孔灌注桩作为竖向支护体，通过钢筋混凝土支撑或钢管支撑加强桩的水平承载能力。一般地，基坑面积不大时可采取对撑；当水平支撑长度较大时容易失稳应采取斜撑，支撑在基坑中承台等上。
（7）地下连续梁。由于造价较高，当周边地基变形要求较高时采用。
2.2 常见基坑工程事故类型
常见基坑工程事故从表现的形状上主要有以下几种类型。
(1)基坑边坡滑移、坑底隆起。土钉墙、锚杆支护的边坡滑移或基坑底部土体隆起（被动区破坏、深层滑动等）。
(2)基坑围护支撑失稳。基坑围护的对撑、斜撑等轴力过大失稳。
(3)坑周边土体过大沉降、位移。虽基坑未发生坍塌，但由于降水过大或支护体位移过大，造成周边土体过大沉降或位移。
从产生的影响来说，基坑工程事故又可分为：
（1）基坑坍塌造成工程桩位移甚至断裂；场内管线断裂。
（2）基坑工程施工所引起的直接或间接_人员伤亡。
（3）基坑邻近建(构)筑物严重开裂、倾斜甚至倒塌；邻近公用市政设施损坏；周边交通道路开裂、塌陷，致使交通中断；基坑邻近地下管线断裂破损，使电力、通讯、供水中断,煤气泄漏等。
3、基坑工程事故的主要原因
3.1 基坑围护设计不到位
导致基坑围护设计不到位的主要原因有以下几个方面：
（1）建设单位压缩基坑围护费用
目前，建设单位为了减少工程造价，往往对基坑围护费用进行压缩，要求设计单位尽可能降低围护费，采用简单的围护方式，如采取放坡、土钉墙、锚杆等费用较少的围护形式；或省去止水设施、降水设施等。
（2）工程地质勘察资料欠缺
工程地质勘察资料对土体特性和地下水的数据描述不够详细或与实际情况出入较大。尤其是在基坑面积较大情况，勘察点不能满足要求或场内存在暗河、暗塘情况而勘察点未覆盖。
（3）建设单位提供的场内管线等资料不全
建设单位提供的场内管线资料缺失，对场内的污水管、煤气管、自来水管和电缆线等未能提供详细资料。特别一些废弃的污水管等未在提供的资料中反映出来。
（4）对周边环境了解不够
对基坑周边的房屋的基础形式、地下室情况，周边的河流情况，周边的道路、管线等情况了解不够，不能掌握基坑施工对周边的影响和周边环境对基坑施工的影响。
（5）缺乏对当地基坑围护设计的经验
一些外地设计单位，未能掌握本地区的工程地质特性、气候特征和常用的基坑围护方式，缺乏当地基坑围护设计经验。
3.2 基坑围护与降、排水施工存在问题
（1）基坑围护施工质量得不到保证
常见基坑围护施工质量问题主要有：
①土钉墙施工存在问题。土钉孔眼的位置、钢筋安装位置、钢筋插入深度得不到保证；灌浆用的砂浆未做到拌和均匀，随用随拌，孔眼在灌浆前未用风吹净，灌浆时未从孔底开始连续均匀的进行；挂钢筋网前未将坡面清理平顺，使钢筋网紧靠坡面，导致钢筋网与土钉的联接不够牢固可靠。喷射混凝上的配合比未经试验确定，分层喷射混凝土时后层混凝土未在前层混凝土终凝后进行，导致混凝土开裂。目前，坡面开裂渗水导致土钉墙支护失效是基坑坍塌的最主要因素。②锚杆施工存在问题。钻孔直径和锚杆直径直径不匹配，锚杆眼深度不够或锚杆杆体锚固长度达不到，当锚杆眼超过设计眼深时，锚杆杆体插不到眼底，降低了锚固力，当锚杆眼小于设计的眼深时，锚杆外露过长，降低了锚杆的预紧力；锚杆眼内有粉尘和积水，锚杆眼内的粉尘和积水未清洗干净，相当于在锚固剂配料中加入了粉尘和水，从而削弱锚固剂的强度；锚杆杆体一般采用左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆，在装入锚孔内搅拌时，未按要求顺时针方向搅拌，这样锚固段密度得不到不断增大，甚至导致锚固剂向眼外推出，降低了锚固力；安装好的锚杆未能保持应有的一定预紧力，未能充分发挥锚杆主动及时支护的优点。③水泥搅拌桩施工存在问题。水泥搅拌桩常见问题主要为桩体偏位、喷浆不足、搅拌不匀，特别是深层水泥搅拌桩往往在桩底段不能形成完整的桩体。形成的挡土墙水平承载力不足。④支撑施工。支撑与围檩的接头强度不足，支撑梁的竖向支柱偏斜或强度不足等导致承受轴力不足引发支撑断裂失稳。
（2）基坑止水、降排水施工质量得不到保证
①水泥搅拌桩或止水帷謩。水泥搅拌桩常见问题主要为桩体偏位、喷浆不足、搅拌不匀，特别是深层水泥搅拌桩往往在桩底段不能形成完整的桩体。形成的止水帷謩不完整容易引起渗水。②轻型井点。轻型井点的数量和深度不能满足降水要求，轻型井点的滤网堵塞不能起到很好的降水作用。③管井。管井的数量和深度不能满足降水要求。管井的打设质量不符合要求。
3.3 基坑土方开挖存在问题
（1）土方开挖专项施工方案不合理
①未考虑土方开挖进出口坡道的加固。在重型土方运输车辆的反复作用下引发基坑局部坍塌。②未制定支撑立柱的保护措施。③土方开挖的施工工艺和程序不合理。
（2）未按方案进行土方开挖
①作业人员为图方便，局部超挖。②未做到“先支后挖”。土钉、锚杆以及围护结构混凝土强度还未达到设计要求的强度就开始挖土。③未实施分区、分段开挖和对称开挖。④未按要求分层开挖。土钉和锚杆支护情况下，未做到分层支护分层开挖。⑤未做到五边。即：“边挖、边凿、边铺、边浇、边砌”的施工方法。以致土体长期暴露，基坑失去稳定。
3.4 缺乏有效管理措施和应急措施
（1）缺乏有效管理措施
①坑边超载。在场地周边堆放钢筋、砂石料等；土方运输或材料运输道路离坑边距离不满足要求；在基坑周边临时堆放挖出的土方。②地表面排水。基坑四周地表未按要求设置排水沟和集水井，以确保防止地表水向地下渗透流入基坑；或是设置的排水沟存在裂缝引发渗水。在基坑的挖土过程中，未根据实际情况在基坑内设明沟、集水坑，排除坑内明水。坑底排水未按要求送到远离基坑处，防止排出的水再回流基坑，以确保坑底干燥。③支撑保护。未对支撑梁及其立柱采取保护措施，导致支撑梁压断或碰撞支撑梁立柱导致支撑体系破坏。④基坑监测。对基坑周边建筑物、道路、地下管网、边壁顶部未采取水平位移与垂直沉降量监测；未加强对雨天和雨后的监测和周边巡视，并对各种可能危害支护安全的水害来源进行仔细观察。⑤管线保护。未对场内的管线采取有效保护措施，特别是污水管、自来水管断裂后引发突然性水害导致基坑坍塌。
（2）缺乏有效应急措施
①缺乏有效的渗漏水应急。未对基坑开挖过程产生的渗漏水，分析可能因素制定相应的应急措施。如采取堵漏或外引排水措施，对局部出现的桩间有较大漏土、渗水现象需及时用砖块砌筑，并用水泥砂浆抹面等。②缺乏快速的卸载应急。在发现基坑突然性沉降、位移超过预警或报警值需要紧急卸载时，不能快速组织卸载导致基坑坍塌。③降水设施停电应急。在采用轻型井点或管井降水时发生停电而缺乏应急措施，导致降水中断，基坑围护结构的水压力突然增大导致基坑坍塌。④台风暴雨应急。未对基坑阶段的台风暴雨作出充分准备，在突降暴雨时未能组织地表排水、坑内排水和坡面防水等措施导致基坑坍塌。⑤未设置有效上下人安全应急通道。基坑施工时，设有未按要求设置足够的专用临时通道，供作业人员上下。
4、结语
基坑土方开挖涉及的影响因素多，而且有些因素事先无法掌控；又若基坑围护设计、工程地质勘察资料、建设单位提供的管线资料、围护施工质量、土方开挖方法、管理措施和应急措施等存在问题，不仅会引发工程质量安全事故，还会给周边造成严重的环境破坏。因此，工程技术人员充分认识基坑工程事故的各种主要原因，对基坑工程的关键问题及时监管，采取有效措施才能确保基坑土方开挖的正常进行，防范基坑坍塌事故的发生。
参考文献：
[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012).
[2]《建筑基坑工程技術规程》(DB33/T1008-2000).）