某基坑局部塌方原因及处理方案探讨

张莉，郭雄伟

（1.苏州建设交通高等职业技术学校建筑工程系 江苏 苏州215104）

（2.中建七局（上海）有限公司 上海201814）

0 引言

随着城市土地资源的紧张，为了节约用地，业主往往要求充分利用地下空间，尽可能的扩大使用面积，从而使得基坑边紧靠周边建筑；同时周围环境要求深基坑施工要确保其稳定安全，这就使得基坑的施工难度加大，基坑支护的设计与施工技术显得尤为重要。为了避免深基坑事故的发生，相关规范规定，对于基坑支护要进行结构设计[1]，对于深度大于5m的基坑必须要进行专家论证。

基坑开挖是基础工程和地下工程施工中关键的环节。基坑施工安全又是建筑工程安全管理中比较重要的一环。据统计，深基坑工程中，由于施工不当引起的事故约占总数的40%。为尽可能的减少施工过程中的塌方事故，在基坑工程施工中，必须事先制定好完善的施工方案，要做到预防为主，一旦出现问题，必须及时处理，尽可能减少损失。

1 常见的基坑支护塌方原因

在许多基础工程施工中，由于坑壁支护结构设计与施工的原因造成事故，不但会影响工程工期，对周围环境产生很大的影响，还会引起施工人员的伤亡。常见的基坑事故有[2]：

（1）重力式挡墙结构失稳。土方开挖后，由于周边土质的差异，使得一侧水泥土搅拌桩挡墙整体向坑内倾倒，工程桩被挤压位移，坑外土体裂缝、滑坡，致使临时房屋严重开裂。

（2）围护体整体失稳。由于施工或设计不合理，导致围护结构中支撑发生破坏，周边挡土墙裂陷。

2 工程案例分析

2.1 工程概况

某住宅项目位于苏州市吴江区，项目南侧和北侧均为道路，临近运河，西侧为正在施工地块（施工进度与本项目类似），东侧为拟拍地块。该工程由15栋2F联排别墅、15栋4F联排叠墅、4栋8F洋房和1个大底盘单层地下车库组成。洋房为剪力墙结构，其余为框架结构。项目总用地面积63 504.27m2，地上建筑面积67 823.74m2，地下建筑面积44 159.01m2。地下1层，基坑开挖面积约54 075 m2，基坑周长约1 005m，基坑开挖深度约4.00～4.20m。局部深坑落深1.35～1.70m，基坑围护安全等级为3级，围护结构设计使用年限为1年。基坑南侧采用搅拌桩重力式挡墙支护，拌桩墙宽度4.7m，桩长11.5m。基坑其余侧采用搅拌桩重力式挡墙支护，拌桩墙宽度4.2m，桩长11.5m（坑中坑14.0m）。坑内采用搅拌桩裙边加固，加固宽度4.2m，有效加固深度3.5m。集水井及电梯井区域采用宽1.2m搅拌桩加固。

2.2 局部塌方情况

工程施工过程中，北侧靠近一楼栋基坑围护出现整体下沉及向内倾斜，主要导致北侧路面出现大幅度下沉及多处出现裂缝，最大的约60cm，土体发生剪切断裂。初步判断为坑内隆起坑外下沉的稳定性破坏。项目部立即启动应急预案，将所有坑内作业人员撤离至安全区域，并第一时间对该部位土体进行机械回填，当回填结束，基坑边坡趋于稳定后，立即安排北侧所有堆载的卸荷工作。

2.3 事故原因分析

事故发生后，施工方总结原因共有以下5点[3]：

（1）重力坝未及时进行强度检测；

（2）北侧中部区域搅拌桩桩顶压板及挡土墙等未进行施工；

（3）搅拌桩桩顶压板施工过程中钢管全部拔除，用钢筋替代，未完全按图纸施工；

（4）基坑北侧坡顶外材料堆场超载；

（5）重力坝边长开挖过长过快。

2.4 处理措施

出现问题后，施工单位第一时间联系基坑设计单位，按照设计单位的要求去进行施工，具体支护处理方案见图1：

（1）应急处理结束后，变形区域范围的坑外土体进行卸载，宽度2m范围内，高度下降2m并喷浆硬化，设置排水沟；

（2）再向外按1：3进行放坡喷浆；北侧现有一段水沟抽干后进行回填；

（3）未施工压顶的部位按图纸要求施工完善；

（4）北侧严禁任何超载堆载，加强雨季期间排水及巡视措施；

（5）加强监测频率，并及时上报；做好自监工作，对10号楼塔吊基础进行观测，检查土体挤压是否对塔吊基础造成影响；

（6）留置部分断面的的土方，并适当硬化，将所有材料堆场均移至基坑内，减轻对基坑坡顶的压力。

图1 支护处理示意图

2.5 事故处理总结

2.5.1 加强雨季施工

由于该基坑工程施工正处于雨季，因此必须做好防雨、防雷、防风等工作。主要措施如下：

（1）做好现场的排水系统，将地面雨水及时排出场外，并安排抽水设备，防止场地内积水（特别是北侧已发生坍塌区域）。施工前应做好场内的道路畅通，排水通畅，使场内雨后不陷不滑、不积水。

（2）提前备好防雨器具，薄膜3 000m2，3寸水泵5台，排水胶管500m，沙袋500个、铁锹30把、雨衣、雨靴等防雨物资，确保雨季正常施工不受影响。

（3）做好中长期天气预报收听工作，及时调整施工顺序。如果暴雨后基坑内积水，把提前准备好的5台水泵立即安装启动，将基坑内水排出，确保基坑安全。

（4）对于留置土体区域，可调动应急库存的薄膜把坡面覆盖，防止坡面冲塌。

（5）雨期施工期间，必须派专人昼夜值班，并准备好抢险材料和人力，时刻准备排除险情。

2.5.2 做好应急预案

土质极差，周围环境复杂，在土方开挖过程中，随时都可能再次出现小范围坍塌，同时土方开挖又必须和支护密切配合。

针对预测支护结构施工中可能出现的意外情况，编制如下施工应急计划：

（1）对于局部土体剥落的位置，及时采用土袋填充，随后喷射混凝土封闭，在混凝土终凝后注浆填实。

（2）现场准备一定数量的砂袋及砂土，必要时可对被动区采取压重法，可有效减少基坑变形和抵抗基坑隆起。

（3）挖土时分段开挖，严格控制每段开挖长度不超过30m。

（4）在开挖过程中，若有流沙层涌入基坑，作业人员要在第一时间内撤离施工现场，同时采取措施制止流沙继续。

（5）北侧基坑开挖期间，加强基坑监测工作，监测结果及时上报，若再次出现预警，采取的措施为：a、进一步卸土放坡；b、邀请有关专家及设计院共同制订方案并组织实施。

（6）突降大雨或暴雨时，立即起动备用水泵抽水，并安排专人不间断观察基坑的稳定情况。

另外，在处理塌方的过程中要注意做好安全防护，防止二次塌方。看到塌方问题后，立即制定处理方案，尽可能在短时间内解决问题，并不断对塌方段进行检查，一旦发现异常，要及时上报。

3 结语

基坑支护虽是基坑施工过程中的临时设施，但却较容易出现安全问题。在勘察、设计、施工、监测、管理任何环节出现问题，都可能导致基坑事故的发生，故在工程建设中任意过程都不得马虎。

就施工方面而言，施工前要做好基坑降水方案、施工应急预案等，并检查地下管线有无渗漏等情况。施工过程中要加强基坑监测、地下水位的监测。一旦发现边坡、周边道路、临近建筑物有塌陷、裂缝等现象应立即启动应急预案，并采取必要的措施，防止发生更严重的事故。造成基坑支护发生稳定破坏的最主要的原因是地下水位的变化，水打破了原始土体的平衡。所以在雨季施工时，一定要加强防范[4]。