太原某基坑事故原因分析

蘇 培 仁

(山西省交通科學研究院，山西 太原 030006)

太原某基坑事故原因分析

蘇 培 仁

(山西省交通科學研究院，山西 太原 030006)

介紹了太原某事故基坑的基本情況，通過現場調查，分析了該基坑西側發生垮塌的原因，提出了具體的處理措施，并總結了基坑勘察、設計、施工、管理等方面取得的經驗與教訓，以減少或避免基坑事故的發生。

基坑，事故，支護設計，勘察

0 引言

2015年8月10日17時太原某基坑西側突然發生局部垮塌，事故發生后業主請了相關專家查看了事故現場，調查了有關資料，召開討論會，對事故原因進行了分析并提出處理意見，本文作者參與了事故調查及處理的全過程，以下則是對該基坑事故原因的分析。

1 事故基坑的基本情況

1.1 工程概況

該基坑長75.5 m，寬73.4 m，深約8.5 m～14.0 m(西側為10.0 m)，北側緊鄰主要市政道路，東側緊鄰臨時道路，南側緊鄰在建住宅樓(高地面上18層，地下2層，基礎埋深8.5 m)，西側為臨時圍擋，圍擋后側為另外一個場地，當時已停工，建筑施工尚未進行，場地為低洼平地(原為一條南北向排水溝，已回填)。本基坑為建筑物層高22層(-3層)，采用鋼筋混凝土剪力墻結構及筏板基礎。主樓位于基坑中央，四周為裙樓，主樓基底較裙樓基底深1 m。

基坑及周邊環境平面圖見圖1。

1.2 地層及物理力學參數

表1 與基坑支護設計有關的土層參數

1.3 基坑支護設計

基坑南側深8.5 m，西側基坑深10 m，采用預應力錨索鋼筋混凝土灌注樁進行支護，灌注樁外側采用水泥土攪拌樁作為止水帷幕；基坑東、北兩側基坑深14.0 m，上部按1∶0.3放坡，坡高4.0 m，坡面采用土釘墻進行支護，在自然地面下4.0 m處設置一平臺，平臺寬2 m，下部采用錨索鋼筋混凝土灌注樁進行支護，灌注樁外側采用水泥土攪拌樁作為止水帷幕(見圖2)。

基坑西側剖面處共設置2排錨索(見圖2)，水平間距1.4 m，第一排錨索距灌注樁頂1.5 m，錨索豎向間距3.5 m，入射角15°，第一排錨索長22 m，錨固段12.5 m，第二排錨索長24.5 m，錨固段17 m。

2 基坑施工事故發生過程

2015年5月份樁基完成，6月份挖土開始后，正趕上雨季開始，由于土方開挖無序，導致原打設的降水井全部損壞，無法繼續降水，基坑內水僅靠明排。基坑四周開挖到距基底3 m時，圍護結構水平位移均小于1 cm，豎向位移幾乎沒有。繼續下挖，先開挖北側西段和西側，采取了分段開挖措施，每段長20 m，第一個循環變形發展不大，第二個循環開始后，先開挖到基底標高處的北側西部梁上的變形有向外發展的趨勢，同時梁頂下沉，最大達到17 cm。8月10日基坑西部最后一步(深3 m)開挖到底后，凌晨進行位移監測，早晨8時支護結構水平位移突然變大，變形從6 cm逐漸發展到20 cm(見圖3)。這時要求建設單位立即調現場挖掘機進行反壓，但由于其主要負責人員動作緩慢，遲疑不決，直到下午5點才準備反壓，但為時已晚，下午5點30分，西部支護結構突然傾倒垮塌。

3 事故產生原因分析

經現場調查分析，筆者認為西側基坑垮塌主要原因如下：

1)基坑超挖是出現事故的主要原因，原設計基坑抗傾覆安全系數KS=1.88,事故工況基坑抗傾覆安全系數KS=0.2,設計10 m深的基坑，由于總體單位數據掌握有誤，錯把主樓基坑標高當成基坑標高，在西部及北部西側超挖了1 m多，土壓力與開挖深度是立方關系，超挖1 m土體推力和抗力均發生顯著變化。另外業主代表擅自將西側錨索錨固段減少了4 m。

2)降水井底部損壞，降水工作取消，在基坑西部和北部西側一直積水，導致土體軟化擾動嚴重，支護結構被動區上部土體受擾動后強度降低，現場用人力將鋼筋直接插入土中近2 m。

3)最后一步開挖沒有按分段開挖原則進行。一步開挖到底違背了基坑土方開挖原則，導致變形突然增加。

4)基坑西側過去為一大的水溝，后回填，回填土質松散，開挖期間連續的降雨使基坑西側工地基槽溝內匯積的大量雨水通過對填土溝填土的潛蝕流入支護樁后土體中，同時滲水使得填土下沉，土體軟化，土壓力加大，大量的外來水使得支護結構承受的水壓力也急劇增加，也導致錨索(已張拉鎖定)錨固體與土的摩擦力大大降低，錨索失效，大量水的涌入導致錨索作用基本喪失，支護變形加劇，整個支護墻下座傾倒。

5)搶險工作不力，西側基坑沒有及時反壓。現場就有挖機和可用來反壓的土，完全有條件進行反壓，先阻止排樁變形的繼續發展，待變形穩定后再查看原因采取補救措施，遺憾的是這項工作支護單位多次反復提出，但得不到業主和總包單位的響應，只能眼睜睜地看著基坑傾倒。

4 幾點體會

通過分析事故原因，總結出以下幾個方面的經驗教訓：

1)勘察方面，應針對基坑支護進行專門勘察。場地勘察范圍

不夠，建設單位僅在基坑界限范圍內進行鉆探，對影響基坑穩定的外側沒有布置鉆孔，未能查明西側有松散回填土的情況。

2)設計方面，設計單位對勘察要求不到位，在勘察資料未能滿足設計要求的情況下就采用。應經常到施工現場，發現問題，及時派設計代表解決。

3)施工方面，后期施工單位在水中作業沒有進行降水，導致土體軟化，未充分固結。

4)管理方面，總包和分包的關系，業主協調非常重要。沒有精細化管理，未能及時發現問題以及對存在的施工安全隱患沒有及時處理。

5)周邊環境方面，由于西側有臨時圍墻隔擋，施工期間忽視觀察圍墻另一側環境的變化，導致降雨后，大量雨水通過對填土溝的潛蝕流入支護樁后土體中而未能察覺。同時，西側相鄰場地被水浸泡，地面大面積下沉開裂，這個異常情況未被發現。

5 事后處理

基坑西側坍塌物清理后，采用向西放坡開挖，坡比1∶1，坡面壓入直徑48 mm鋼管，長度3 m，水平間距1.5 m，管內注入水泥漿，水灰比為0.5，注漿壓力0.5 MPa；防護面層采用掛網噴射混凝土法，厚度10 cm，強度C15，在每一步噴射層設置直徑100 mm的PVC管作為泄水管，長0.5 m，角度上仰20°；封堵基坑西側基槽溝，以免雨水再度流入基坑側壁土體內，造成危險。

北側西段加固搶險措施：

1)堆土反壓：用挖掘機盡快將基坑內的干土反壓在北側西段超挖段，堆土高度宜達到第二道槽鋼下，即地面下5 m位置，以避免已破壞的基坑向內繼續傾斜，威脅基坑外側各種已有管溝和道路的安全。

2)在原來第一道錨索下1.5 m和第二道錨索下3 m處各設置一道預應力錨索，長20 m和18 m，構造同原來錨索。

6 結語

1)基坑支護工作中勘察工作是基礎，一定要進行詳細的調查和針對性勘察，設計單位必須取得基坑支護涉及范圍內的地質資料。2)基坑管理工作非常重要，業主一定要由一個公正、客觀、協調能力強的人擔當，項目負責人能做好各參建方的協調工作。3)設計、施工、勘察、監理及業主有必要經常開碰頭會，做好溝通工作。4)合理的施工方法很重要，挖土需分層分步進行；同時一定要做好變形監測工作，根據監測結果報告指導開挖支護施工?；邮┕け仨氂袘鳖A案，發現意外情況應及時處理。5)基坑開挖前的降水工作和開挖過程中坑內排水非常必要。開挖季節盡量避開雨季，另外避免基坑土的擾動。6)基坑開挖到底后應及時封閉基底，縮短基坑底面土體暴露時間。

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[6] JGJ 120—99，建筑基坑支護技術規程[S].

Analysis on foundation pit accident causes in Taiyuan city

Su Peiren

(ShanxiAcademyofTrafficScience,Taiyuan030006,China)

The paper introduces basic accident foundation conditions in Taiyuan city. Through field investigation,it analyzes west foundation collapse causes,puts forward specific processing measures,and summarizes foundation survey,design,construction and management experience and lessons,with a view to reduce or avoid foundation accident.

foundation pit,accident,bearing design,survey

2015-10-15

蘇培仁(1967- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)36-0047-03

TU463 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A