深基坑工程質量安全問題的探究

摘要：深基坑支護工程是高層建筑基礎工程施工中的難點和重點。它的成敗不僅對工程的造價、質量和工期有著重大的影響。而且更對周圍環境有著不可忽視的影響 因此，在施工中遵循有關規范和設計要求，狠抓事故隱患管理工作，加強安全教育，重視安全檢查等工作，是實現深基坑安全生產工作的根本。

關鍵詞：深基坑；安全質量；事故原因

一、深基坑工程施工的特點

1基坑距離周邊建筑越來越近

由于城市的改造與開發，基坑四周往往緊貼各種重要的建筑物，如軌道交通設施、地下管線、隧道、天然地基民宅、大型建筑物等，設計或施工不當，均會對周邊建筑造成不利影響。

2深基坑工程越來越深

隨著地下空間的開發利用，基坑越來越深，對設計理論與施工技術都提出的更難的要求。

3 基坑規模與尺寸越來越大

工程基坑面積規模與尺寸達幾萬平方米，這類基坑在支護結構的設計、施工中，特別是支撐系統的布置、圍護墻的位移及坑底隆起的控制均有相當的難度。

4施工場地越來越緊湊

市區大規模的改造與開發，其中不少以土地出讓形式吸引外資、內資開發，為充分利用土地資源，常要求建筑物地下室做足紅線。場地可用空間狹小大大的增加了施工難度，這必須通過有效的資源整合才能順利實現。

二、深基坑工程安全質量問題

深基坑工程安全質量問題類型很多，成因也較為復雜。在水土壓力作用下，支護結構可能發生破壞，支護結構型式不同，破壞形式也有差異。滲流可能引起流土、流砂、突涌，造成破壞。圍護結構變形過大及地下水流失，引起周圍建筑物及地下管線破壞也屬基坑工程事故。粗略地劃分，深基坑工程事故形式可分為以下三類：

1基坑周邊環境破壞

在深基坑工程施工過程中，會對周圍土體有不同程度的擾動，一個重要影響表現為引起周圍地表不均勻下沉，從而影響周圍建筑、構筑物及地下管線的正常使用，嚴重的造成工程事故。引起周圍地表沉降的因素大體有：基坑墻體變位；基坑回彈、隆起；井點降水引起的地層固結；抽水造成砂土損失、管涌流砂等。因此如何預測和減小施工引起的地面沉降已成為深基坑工程界亟需解決的難點問題。

2深基坑支護體系破壞

①基坑圍護體系折斷

圍護體系折斷主要是由于施工搶進度，超量挖土，支撐架設跟不上，是圍護體系缺少大量設計上必須的支撐，或者由于施工單位不按圖施工，抱僥幸心理，少加支撐，致使圍護體系應力過大而折斷或支撐軸力過大而破壞或產生大變形。

②基坑圍護體整體失穩

深基坑開挖后，土體沿圍護墻體下形成的圓弧滑面或軟弱夾層發生整體滑動失穩的破壞。

③基坑圍護踢腳破壞

由于深基坑圍護墻體插入基坑底部深度較小，同時由于底部土體強度較低，從而發生圍護墻底向基坑內發生較大的“踢腳”變形，同時引起坑內土體隆起。

④坑內滑坡導致基坑內撐失穩

在長條形深基坑內區放坡挖土時，由于放坡較陡、降雨或其他原因引起的滑坡可能沖毀基坑內先期施工的支撐及立柱，導致基坑破壞。

3土體滲透破壞

①基坑壁流土破壞

在飽和含水地層（特別是有砂層、粉砂層或者其他的夾層等透水性較好的地層），由于圍護墻的止水效果不好或止水結構失效，致使大量的水夾帶砂粒涌入基坑，嚴重的水土流失會造成地面塌陷。

②基坑底突涌破壞

由于對承壓水的降水不當，在隔水層中開挖基坑時，當基底以下承壓含水層的水頭壓力沖破基坑底部土層，將導致坑底突涌破壞。③基坑底管涌破壞

在砂層或粉砂底層中開挖基坑時，在不打井點或井點失效后，會產生冒水翻砂（即管涌），嚴重時會導致基坑失穩。

以上深基坑工程安全質量問題，只是從某一種形式上表現了基坑破壞，實際上深基坑工程事故發生的原因往往是多方面的，具有復雜性，深基坑工程事故的表現形式往往具有多樣性。

三、深基坑工程實例分析

1工程基本情況

某城市廣場項目基坑周長約340米，原設計地下室4層，基坑開挖深度為17米。該基坑東側為江南大道，隧道結構邊緣與本基坑東側支護結構距離為5.7米；基坑西側、北側鄰近河涌，北面河涌范圍為22米寬的渠箱；基坑南側東部距離賓館20米。由于本工程巖層埋深較淺，因此，原設計支護方案如下：

基坑東側、基坑南側偏東34米、北側偏東30米范圍內，上部5.2米采用噴錨支護方案，下部采用挖孔樁結合鋼管內支撐的方案，挖孔樁底標高為▽—20.0米。基坑西側上部采用挖孔樁結合預應力錨索方案，下部采用噴錨支護方案。 基坑南側、北側的剩余部分，采用噴錨支護方案。后由于±0.00標高調整，后實際基坑開挖深度調整為15.3米。

2事故影響

7月21日，在該項目深基坑工程發生滑坡，導致三人死亡，4人受傷，賓館倒塌，多加商鋪失火被焚，一棟7層居民樓受損，三棟居民被迫轉移。

3事故原因分析

（1）本基坑原設計深度只有10.2米，而實際開挖深度為13.3米，超深3.1米，造成原支護樁成為吊腳樁，盡管后來設計有所變更，但對已施工的圍護樁和錨索等構件已無法調整，成為隱患。

（2）從地質勘察資料反應和實際開挖揭露，南邊地層向坑內傾斜，并存在軟弱透水夾層，隨著開挖深度增大，導致深部滑動。

（3）本基坑施工時間長達2年9個月，基坑暴露時間大大超過臨時支護為一年的時間，導致開挖地層的軟化滲透水和已施工構件的銹蝕和錨索預應力的損失，強度降低，甚至失效。

（4）事故發生前在南邊坑頂因施工而造成東段嚴重超載，成為了基坑滑坡的導火線。

（5）從施工紀要和現場監測結果分析，在基坑滑坡前已有明顯預兆，但沒有引起應有的重視，更沒有采取針對性的措施，也是導致事故的原因之一。

4深基坑工程施工中安全控制的要點

（1）設計、施工安全性報告控制：初步設計階段施工單位應制定深基坑設計、施工安全性報告。安全性報告應通過專家評審。

（2）支護結構和土體加固工程施工安全質量控制：地下連續墻、SMW工法、鋼或混凝土支撐等基坑支護結構和土體加固施工中涉及安全性能的重要工序的施工質量應滿足法規標準和設計要求。

（3）安全管理人員監管：作業時，施工單位專職安全生產管理人員應在現場進行管理。

（4）基坑臨邊防護：基坑四周、操作平臺等臨邊處應設置防護欄桿，應牢固可靠。

（5）立體交叉作業控制：當應用土代模澆筑混凝土支撐，支撐下的土方開挖后，施工單位應及時清除支撐下粘結的土石。上下層立體交叉作業時，應設置隔離設施。

（6）施工進度控制：施工單位報送的進度計劃應滿足基坑安全性要求。

5經驗與總結分析

（1）對深基坑工程特點應有深刻的認識，基坑工程時空效應強，環境效應明顯，挖土順序、挖土速度和支撐速度對基坑圍護體系受力和穩定性具有很大影響。施工應嚴格按經審查的施工組織設計進行。應及時安裝支撐（鋼支撐），及時分段分塊澆筑墊層和底板，嚴禁超挖。深基坑圍護結構設計應方便施工，深基坑工程施工應有合理工期。

（2）基坑工程不確定因素多，應實施信息化施工

監測點設置應符合規范和設計要求。監測單位應認識科學測試，及時如實報告各項監測數據。項目各方要重視基坑的監測工作，通過監測施工過程中的土體位移、圍護結構內力等指標的變化，及時發現隱患，采取相應的補救措施，確保基坑安全。

（3）有多道內支撐的基坑圍護體系應加強支撐體系整體穩定性

考慮到基坑工程施工中，第一道支撐可能產生拉應力，建議第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐。對鋼支撐體系應改進鋼支撐節點連接型式，加強節點構造措施，確保連接節點滿足強度及剛度要求。施工過程中應合理施加鋼管支撐預應力。應明確鋼支撐的質量檢查及安裝驗收要求，加強對檢查和驗收工作的監督管理。

（4）巖土工程穩定分析中，要合理選用分析方法

抗剪強度指標的選用，與其測定方法、安全系數的確定要協調一致。在土工參數選用時應綜合判斷，并結合地區工程經驗，合理選用。