论某建筑工程深基坑施工安全事故分析与处理措施

王祖青

摘 要：目前，各地在深基坑开挖和支护技术方面积累了丰富的设计和施工经验, 新技术、新结构、新工艺不断涌现。其施工安全值得关注，文章是作者结合某建筑工程实例，就该深基坑工程施工出现的安全事故原因进行了分析，并提出了有效的处理措施，供参考！

关键词： 深基坑；安全事故；支护

0前言：

建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集土力学、水力学、材料力学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因如此, 无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发, 将各组成部分协调好, 才能确保它的安全可靠、经济合理。

在建筑基坑施工时, 为确保施工安全, 防止塌方事故发生, 必须对开挖的建筑基坑采取支护措施。建筑基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基坑类型、基坑挖掘深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求, 基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素, 做到合理设计、精心施工、经济安全。

1 工程概况

1.1 基坑设计概况

该工程，深基坑长95m，宽37m，深7～8m，采用φ800钻孔灌注桩作为支护结构体系，钻孔桩深度为24m，桩间距900m。桩间止水采用双排φ1000旋喷桩止水帷幕，桩体之间咬合100mm，旋喷桩体中心线外扩600mm，旋喷桩桩体深度为基坑底下8m。基坑工程环境保护等级高，该深基坑工程监测项目：坡（墙）顶水平位移和垂直位移、围护结构(坡体)深层水平位移、周边建（构）筑物变形、地下水位、支撑轴力或变形、立柱变形、基坑周边地表沉降等。受基坑影响较大的主要为1#、2#簀，基坑周边主要建筑物情况和监测点布置。

1.2 工程地质状况

场地上部地层从上到下主要为松散状态的人工填土（杂填土和素填土）、第四系湖相淤泥、第五系全新统冲积软—可塑黏性土、流塑状态淤泥质粉质黏土、稍密—中密状态粉土、粉细砂、中粗砂等。地下水主要有上层滞水、潜水、孔隙承压水三种类型，其中，上层滞水主要赋存于人工填土层中，大气降水是其主要补给来源；淤泥质土及软黏性土中含有潜水，具有一定水量；孔隙承压水主要赋存于粉细砂层中，地下水动态受区域水文地质条件控制，与当地水系有密切水力联系，其含水层厚度大，水量丰富。场地上部滞水的水位埋深在0.5～1.5m之间（相当于标高6.5～7.5m）。场地承压水水头在2～7m之间（相当于标高0.0～5.0m）。

2 基坑事故情况

基底搅拌桩加固施工结束后不到一周，由于工期紧迫，施工单位采用中间拉槽进行土方开挖，当土方开挖到7～8m时，先后出现了格构柱和围护结构大变形，同时在2#楼附近桩体间发生渗漏水，从而引起地表沉降增大，房屋开裂。具体经过如下。

2.1 支护结构变形和失效

施工单位为方便出渣，未及时架设支撑，且围护桩周边留置土条宽度偏小；坡度过陡。在基坑土方开挖到6m左右时，基坑两侧地表沿纵向出现开裂，土体纵向滑移导致格构柱严重变形，以至倾斜0.5m左右；围护结构LWPH01的顶部变形最大已达30.8mm，超过基坑预警值；施工方对第一、第二道支撑进行了补架，继续进行拉槽开挖，在随后的几天内，01号围护桩水平位移继续增大，但并没有明显的异常情况出现，最大水平位移仍出现在桩体顶端，其值保持在55mm左右。

由于地表下沉造成基坑东侧排水管道接头箱破裂，LWPH01号桩附近的钢支撑也出现了严重变形，从外观上可以明显看出支撑与联系梁的连接件、传力垫块和支撑支座破坏以及钢围檩凹陷等，LWPH01号围护桩的水平位移也发生了突变，最大水平位移出现在桩体8m处，其值也一下子突变到97.4mm，该处桩体明显出现裂缝，可以判定基本失去作用。

2.2 1#建筑物开裂

随着LWPH01号桩变形的进一步扩大，附近地表裂缝加大，基坑整体向西侧移动，与此同时，相邻的建筑物（1#楼）也出现了较大幅度的沉降，靠近基坑的两个测点下沉，房屋产生了裂缝，在这种情况下，施工单位对基坑东侧的1#建筑物进行注浆，但仍未能制止房屋下沉趋势，排水管接头箱破裂后，明水冲溃地基，房屋裂缝加剧最终导致房屋被拆除。

2.3 2#房屋位移增大

土方开挖到6.5～8m时，RWPH02处桩体间一处发生渗漏水，施工单位先对出水点处采用引流管进行引流，然后进行支模板浇混凝土封堵，再对引流管进行水泥水玻璃双液注浆，但发现一处封堵成功后水就从另一个地方渗出，最终只能采用对坑外进行大面积注浆封堵。桩体渗水引起2#建筑物沉降速率增大，但围护结构变形不大，渗水点封堵完成后，建筑物的沉降就基本停止。

3 事故分析和处理

3.1 支护结构失效的原因与补救措施

施工单位在土方开挖中，未按设计图纸及施工规范及时架设钢支撑，违规操作，以致基坑土体长期处于超挖和无撑状态，导致桩体不断变形，引起周边地表的沉降并造成排水管接头箱因沉降过大而拉裂。流水冲进基坑边上的裂缝内，使主动土压力突增，桩体严重变形，虽然后来架设了钢支撑，但由于支撑与联系梁采用钢筋连接和活络端头钢锲块采用钢筋替代违规，钢支撑架设得不平顺，影响了钢支撑节点受力和支撑次应力，使支撑的可靠性、有效性不足，在较大的侧向土压力作用下，发生了支撑破坏或压屈，引起围护桩体变形过大，导致支护结构破坏。

搅拌桩进行基底加固时产生一定的挤压力，泥浆对附近土层产生挤压作用并向土层中的裂缝和空隙渗透，超静孔隙水压力在短时间内难以消散，土的抗剪强度明显降低。随即进行基坑开挖，容易引起土体纵向滑移，而6.5～8m深处为粉质黏土与粉土或粉砂互层，在开挖过程中承压水头往往不能及时下降，放坡开挖渗流所产生的动水压力会增加边坡土体的下滑力。加上施工单位土方开挖时坡度过陡，开挖速度过快且未分层分段开挖，使基坑纵向土体发生滑动，由于土体的收缩及张力作用在坡顶出现裂缝，产生静水压力，加速了土坡滑动的速度，造成因格构柱受力不均而致严重倾斜变形。

基坑支护结构失效主要是因为土方开挖工艺不合理，支撑架设不及时，存在超挖，致使主动土压力增大，以及施工工况与设计工况不符等。

鉴于1#建筑物附近围护结构已失效，为确保下步土方开挖的安全性，首先应将基坑回填至已架支撑位置，然后采用双排桩对围护结构进行补救，在原有围护结构外5m处重新设置一排钻孔桩，横向采取连接梁与原有桩体进行连接，同时在被动区内采用旋喷桩进行加固，主动区采用注浆加固。

3.2 1#建筑物开裂的原因

1#建筑物的变形主要受墙体位移影响，随着围护结构变形的增大，建筑物沉降也随之增大。同时因该建筑年久失修，房屋地下室有大量积水浸泡地基，当基坑周边土体随围护桩一起向基坑方向位移时，地下室与围护结构间土体受到扰动，地下室积水顺着土层裂隙从基坑围护桩体间薄弱处流出，而1#建筑物处桩体的渗水未能引起施工单位的重视和治理，导致长时间渗漏造成房屋下地基土体流失形成空洞。后期施工单位注入的浆液非但没有起到应有的作用来加固建筑物，反而进一步扰动了该建筑物的地基，从而导致该建筑物变形的加剧。

3.3 桩间渗水的原因与补救措施

由于在施工围护结构时出现塌孔和错位，使旋喷止水帷幕与桩体因搭接不紧密而出现空隙，此外，6.5～8m处粉土或粉砂互层具有弱承压水性质，水平渗透系数约10-2～10-3cm/s，垂直方向渗透系数为10-5cm/s。土层多呈软塑状态，饱水、桩体间产生涌砂冒水及坑壁管涌。该层的厚度和压缩模量值，对因降水引起的地面沉降有密切关系，该层越厚，压缩模量越低，降水后导致坑周地面沉降的幅度相对也越大。因该层土弹性模量比较大，基本上不影响土压力，对支护位移影响不大。

由于原制定的施工组织设计缺乏相应的施工预案，更没有技术措施与堵漏器材的准备，在事故发生后，未能及时有效地制止事态发展，使得基坑侧壁长期流土是造成损失增大的一个重要原因。

对RWPH02桩旋喷后采用双液浆进行注浆加固，深度为基坑底下2m，采用跳孔间隔注浆方式，先外围后内部的方法，同时在2#建筑物前2m处设置两排旋喷桩作为隔离桩，减少下步基坑施工时对该建筑物的影响。

4 结论

要确保深基坑工程的安全，必须做到以下几点：

选择科学的开挖方法，做好施工监测，为适时支护提供科学的依据。基坑开挖方案的优劣直接影响着基坑的安全。在施工过程中，应认真研究土层性质和土层结构，以减少施工对基坑四周的扰动，以最大限度地提高土层的自稳能力为前提来研究开挖的方式和顺序，通过监测反馈信息，及时了解基坑四周的动态，调整开挖方式和方法，修正支护参数，选择合理的支护结构，完善支护体系，适时进行动态管理基坑支护施工。开挖阶段支撑围护是稳定基坑的重要传力杆件，必须高度重视施工质量，形成稳定的支护结构体系。

软土地区基坑失稳和周边建筑物受损大都程度不同地、直接或间接地与水的处理不当有关，在基坑施工过程中，突降的暴雨、暴雪、不可预见的地下涌水对基坑的安全构成严重的威胁，基坑会因水的浸泡而降低自稳能力，支护会因水的作用而失去稳定。因此，在基坑施工过程中，对地表水、地下水的科学而有效地控制是基坑成败与否的关键因素。

施工前应制订详细的应急预案，要备足施工材料和设备，积极组织抢险，及时彻底消除因突发事件而引发的基坑安全事故。

参考文献

[1] 苏宏阳．基础工程施工手册[M]．北京：中国计划出版社，1996

[2] 陈忠汉．深基坑工程[M]．北京：机械工业出版社，2002

[3] 熊秋梅．基坑工程的风险评估与质量监督[J]．土工基础，2006