基坑坍塌原因及对策分析：以某居民小区施工为例

刘 颖

(四川蜀渝石油建筑安装工程有限责任公司，四川成都610017)

基础施工是建筑施工的重要组成部分，根据建设部近几年的事故统计，在基础施工中，基坑坍塌已占坍塌事故总数的50%。基坑基槽的安全性对保证建筑基础施工的安全至关重要，并得到了相关技术人员的关注和重视[1～3］。

1 基坑坍塌的原因分析

1.1 坑壁的形式选用不合理

基础施工时，坑壁的形式主要有两种:一是采用坡率法，即自然放坡;二是采用支护结构。实践证明，基坑坑壁的形式直接影响基坑的安全性，若选用不当会为基坑施工埋下隐患。陕西省宝鸡市一大厦基坑，深8.8m，竟无基坑支护设计，施工中也未按规范放坡，导致基坑坍塌。

1.2 坑壁土方施工不规范

施工单位在基坑施工中，若不重视施工管理控制，随意更改施工设计，违反技术规范要求，也是带来基坑施工隐患，造成坑壁坍塌的主要原因。2004年8月，成都市某工地在进行土钉墙支护施工时，一次性开挖深度近5m，未能及时进行土钉墙支护，土方大面积坍塌，致使坑边的一层砖木结构房屋基础裸露、下沉，墙体开裂，不得不将此段砖墙拆除，基坑内用重力式挡土墙作为支护结构，回填土方，平整夯实后重新砌筑砖墙。

1.3 对地表水的处理不当

基坑施工的“水患”:一是地下水;二是地表水[4］。由于地下水处理不好将直接影响基础工程的施工并对基坑坑壁的稳定性造成威胁，因此建筑工程相关各方都对地下水的处理非常重视，从勘察、设计和资金投入等方面均能得到保证。现在，成都地区普遍采用管井降水，降水效果良好，有效地消除了地下水对基坑坑壁的不良影响。

1.4 忽视导致土体应力增加的因素

基坑边缘附近存在堆土、机具等，尤其是动荷载，会使土体剪应力增加。如果这时又有雨水、施工用水渗入边坡，不仅使粘土的夹层因浸水而产生润滑作用，而且增加土体的自重，最终导致土体中的剪应力超过其抗剪强度，产生失稳坍塌。

1.5 支护结构施工质量不符合设计要求

因基坑支护结构是建筑施工过程中的一项临时设施，许多施工单位对其施工质量重视不够，护壁施工单位的施工行为没有得到有效的约束，不按设计方案施工的现象时有发生，造成支护结构的施工质量达不到设计要求，存在坑壁坍塌隐患。如某工程采用土钉墙作基坑支护，设计土钉间距为1.2m，施工单位施工时却将土钉间距扩大至1.8m，降低了支护结构的强度，护壁开裂，出现了坍塌的先兆。

2 防止基坑坍塌的措施

依据对基坑坑壁坍塌的原因分析，可从技术和管理的层面加强以下几方面的管理。

2.1 选择适合的基坑坑壁形式

当基坑顶部无重要建(构)筑物，场地有放坡条件且基坑深度不大于10m时，可以优先采用坡率法。采用坡率法时，关键是要确定正确的坡率允许值。一般坑壁的坡率允许值可按工程类比的原则并结合已有稳定边坡的坡率值分析确定。如:土质均匀良好的硬塑粘性土，当坡高小于5m时，坡率允许值可确定为1∶1.00～1∶1.25。

若坑壁土质较软或基坑顶部边缘附近有较大荷载，坡率允许值还必须采用圆弧滑动法进行稳定性分析确定。

2.2 加强对土方开挖的监控

基坑土方一般采用机械挖运。开挖前，应根据基坑坑壁形式、降排水要求等制定开挖方案，并对机械操作人员进行交底。开挖时，应有技术人员在场，对开挖深度、坑壁坡度进行监控，防止超挖。对采用土钉墙支护的基坑，土方开挖深度应严格控制，不得在上一段土钉墙护壁未施工完毕前开挖下一段土方。软土基坑必须分层均衡开挖，层高不宜超过1m。

2.3 加强支护结构施工质量监督

建立健全施工企业内部支护结构施工质量检验制度，是保证支护结构施工质量的重要手段。质量检验的对象包括支护结构所用材料和支护结构本身。对支护结构原材料及半成品应遵照有关施工验收标准进行检验，主要内容有:①材料出厂合格证检查;②材料现场抽检;③锚杆浆体和混凝土的配合比试验，强度等级检验。

2.4 加强对地表水的控制

在基坑施工前，应摸清基坑周边的管网情况，避免在施工过程中对管网造成损害，出现爆管或渗漏。对采用支护结构的坑壁应设置泄水孔，保证护壁内侧土体内水压力能及时消除，减小土体含水率，也便于观察基坑周边土体内地表水的情况，及时采取措施。泄水孔外倾坡度不宜小于5%，间距宜为2～3m，并宜按梅花形布置。

2.5 合理安排支护结构现场监测

支护结构的监测是防止支护结构发生坍塌的重要手段。在支护结构设计时应提出监测要求，由有资质的监测单位编制监测方案，经设计、监理认可后实施。监测方案应包括监测目的、监测项目、测试方法、测点布置、监测周期、监测项目报警值、信息反馈制度和现场原始状态资料记录等内容。

3 某居民小区基坑坍塌处理实例

3.1 工程概况

川中某居民小区位于遂宁市南航大道(遂宁二中西侧)与渠河路之间，由重庆规划设计研究院设计。拟建小区总占地面积116 930.6m2，总建筑面积 205 034m2，分为A、B组团，本次施工方案主要为B组团1～10#楼部分，1～9#楼设地下室1层，埋深5.2m。

建筑基坑工程采用管井井点降水和锚喷支护的施工方案。降水面积约为16 000m2;设计基坑抽降地下水位从自然地面以下1.0～1.5m，降至自然地面以下7.5m。本方案喷锚支护面积约3000.00m2，基坑开挖深度为5m，基坑顶部水平位移小于30mm。

3.1.1 管井井点降水方案

按相关数据分析计算，并结合场地实际，对场地降水方案布置如下。

(1)降水井数量:根据计算需要降水井21口，按两排布置，如图1所示。为加快降水进度，方便施工，在基坑内增设降水井3口(J20，J21，J22)，此3口井随基础施工，基坑回填逐渐失效;

(2)降水井深度:h=18m;

(3)井孔直径≥600mm，井管内径300mm;

(4)降水井排水采用管道内排水系统，并在现场设沉砂池。井内排水由泵管就近接入沉砂池，最终排入市政雨水管道。

3.1.2 锚喷支护方案

根据相关地质勘查报告，经计算锚喷支护壁采用锚杆为48的普通钢管，在护壁垂直高度间距1.5m，以10°～15°角度击入，5m高基坑护壁在L1、L2、L3布置三层锚杆，依次长度为6m、4m、2m。护壁钢筋采用14主筋将水平、垂直的锚杆连接，间距250mm的6.5为网筋。喷射面层为50～80mm的C20的混凝土。

3.2 事故实例原因分析

图1 遂宁市川中某居民小区一标段工程降水井平面示意

当基坑分层开挖深度为5m至J17和J18号降水井坑壁附近，靠近南航大道边缘的坑壁突然坍塌，坍塌导致J17和J18号降水井一侧长近22m的基坑壁自地面以下3m已支护锚喷护壁散塌，无人员伤亡和器械损毁，但J17和J18号降水井之间沉砂池上临时建筑物和围墙面临倾覆的危险。

结合基坑坑壁坍塌的原因，从现场的具体情况判断分析此次坍塌的原因有如下几方面:

(1)降水井点的混凝土排水管和J17和J18之间的沉砂池疑有渗漏;

(2)持续的雨天使得地表水增多;

(3)J17和J18号降水井之间沉砂池上临时建筑的荷载对基坑土壁的剪应力增加。

3.3 处理措施

(1)对靠近坍塌部分的围墙周围附近3m内进行围护并禁止行人通行;

(2)撤除J17和J18号降水井之间沉砂池及上面的临时建筑，将该段混凝土排水管换成PVC排水管并另设沉砂池;

(3)坍塌处凉晒3d后，将坍塌土体夯压成1∶0.8的坡度(原坡度为1∶0.3);

(4)在坍塌处A轴交16轴至19轴边坡基坑顶部增设48的钢管锚杆，锚喷护壁面板混凝土C20浇筑厚度为150mm(原厚度为80mm)，6.5的网筋间距由250mm变为200mm;

(5)严格控制土方开挖深度。不得在上一段土钉墙护壁未施工完毕前开挖下一段土方。软土基坑必须分层均衡开挖，层高不宜超过1m;

(6)加强现场的监测工作。

4 结束语

结合工程实例分析基坑坍塌的原因及相关防治措施，可得出以下有益结论:

(1)从基坑支护的技术和管理两个方面总结基坑坍塌的原因，将对基坑坍塌事故的即时预防，即时发现和处理得当起到至关重要的作用;

(2)加强现场的监测工作。当监测值超过报警值时即时通知设计、施工和监理单位，分析原因，采取措施，防止事故的发生;

(3)建筑基坑的安全维护，不仅需要从技术措施严格把关，而且一定得从施工管理人员的意识上敲响警钟。一再发生的基坑事故提醒我们，严格正确的技术措施和规范管理才是建筑基础安全施工的有力保障。

[1]贺铁军．某基坑边坡坍塌事故分析[J］．工程质量，2007，27(7):60－63

[2]李宏伟，王国欣．某地铁站深基坑坍塌事故原因分析与建议[J］．施工技术，2010，39(3):56－62

[3]黄海松，李原，李莹．某基坑坍塌事故处理与研究[J］．四川建筑，2009，29(2):118－112

[4]刘宗仁．基坑工程[M］．哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2008