深基坑事故處理案例

摘要：深基坑工程造價高、風險大、不可預見因素多，尤其是廣東湛江市等沿海軟土地基的深基坑；本文以湛江某基坑為例，分析了深基坑的危險源并對施工過程中出現的問題提出了處理措施。

關鍵詞：深基坑；危險源；處理措施。

一、概論

《建筑業10項新技術》（2010版）把“深基坑施工技術技術”列為推廣的新技術之一。

深基坑定義：一般指開挖深度超過5m的基坑或深度雖未超過5m但地質情況和周圍環境較復雜的基坑。深基坑工程包括基坑支護、基底加固、降水、土方開挖等內容。深基坑有以下特點：①具有很強的區域性、綜合性和個性。深基坑工程涉及土力學中穩定、變形和滲流3個基本課題，土壓力引起支護結構的失穩、滲流引起土體破壞、基坑周圍地面變形過大都可能引起事故。②具有很強的時空效應和環境效應。深基坑的空間效應表現為其深度和平面形狀對深基坑的穩定性和變形有較大影響。時間效應表現為土體蠕變使土體強度降低，使土坡穩定性降低。③具有很大的不確定性、風險性。影響基坑變形的因素眾多，地基土有非均質性，深基坑工程外力不確定性、變形不確定性和土性不確定性決定了基坑具有很大的風險性。④具有開挖深、工程量大、工期緊的特點。⑤深基坑事故具有突發性、危害大、損失多、影響范圍廣的特點。

二、危險源分析

1.按照責任主體單位分析

共分6類，包括：①建設單位無計劃盲目建設，無限度地壓價，無限度地壓縮工期；參與選擇或強行拍板開挖方法或者支護方案。②勘察資料不詳細，勘察資料提供的數據不完全相符；地質勘察數據處理失誤，勘察報告提供的粘聚力、內摩擦角均比實際數值有偏差，使支護結構設計不安全。③設計人員經驗不足、判斷失誤、考慮不周；采用的計算模型錯誤，支撐結構設計造型失誤，計算錯誤，超載取值出錯，止水帷幕設計不合理；過分相信軟件計算結果，未能根據實際地質情況做出判斷及調整。④施工方法不當，施工方案不合理，沒有經過專家論證；支護不及時跟上、挖土與支護嚴重脫節、超挖、基坑長時間暴露；水患措施處理不力、無基坑施工經驗。⑤委托第三方監測或監測數據不真實，監測點布置不合理等。這些單位造成事故所占比例如圖1所示。

2.按照破壞模式分析

按照破壞模式可分以下幾種破壞模式，各破壞模式所占比例如圖2所示。

（1）支護結構剛度破壞包括圍護墻體的強度破壞和支撐結構的強度破壞。

①支護結構的強度破壞：由于超挖、超載、支撐不及時等原因使得土壓力引起的墻體彎矩超過墻體的抗彎能力，導致墻體裂縫或斷裂破壞。

②輔助支撐的強度破壞：當設置的支撐強度不足或剛度過小時，在側壓力的作用下支撐破損或壓屈或折斷引起的破壞。

（2）支護結構穩定性破壞包括滑移整體失穩、踢腳隆起失穩、管涌失穩、底鼓失穩、槽壁坍塌失穩、坑內土體滑坡失穩。

①滑移整體失穩：軟土地層中，由于支撐位置不當或施工中支撐系統結合不牢固等使得墻體位移過大，要么地下連續墻插入比過小導致基坑外整個土體產生大滑坡或塌方使得支護系統整體失穩。

②坑底踢腳隆起失穩：軟弱的砂層粘土層中，基坑開挖使墻體向內側擠壓，基坑下方的土體向上抬起，如果墻體的插入比過小，開挖到一定程度后坑底土體就會隆起，坑外地面下陷，嚴重時，會導致墻體坍塌，支護體系破壞。

③基坑管涌失穩：在含水的砂層土中采取地下連續墻作為圍護結構時，坑內挖土抽水使坑內外產生水頭差，如果止水帷幕失效，在滲透水流的作用下水土流失，土體內形成通道，即管涌，嚴重時，會導致地面下降，圍護結構破壞。

④坍塌失穩：在飽和含水砂層，由于墻體存在裂縫等質量缺陷時使得圍護墻墻的止水效果不好或止水結構失效，導致大量的水夾帶砂粒由接縫涌向坑內，引起支護結構失穩和地面塌陷。

⑥土體滑坡失穩：長條形基坑內分段開挖時，降雨或其他原因引起土體滑坡，土體會沖毀基坑內支撐和立柱進而導致基坑破壞。

（3）基坑剛度破壞：圍護結構剛度不足、墻體滲漏引起地層損失或者由于高壓旋噴土體加固造成土體破壞使得圍護結構變形過大造成破壞事故。

3.和水有關的事故

軟土基坑中基坑工程常常遇到地下水，許多基坑事故都與降水、排水、止水特別是暴雨滲入、管道漏水等對基坑有很大的危害。水患是造成許多基坑工程事故的直接或間接的客觀原因之一。

三、工程事故的應急處理

深基坑工程不可預見因素多，對可能發生的事故做好應急預案，以防止事故的發生，最大限度地降低事故對基坑及其周邊環境的影響。

1.整體或局部土體滑塌失穩

（1）采取坡頂卸載，降低水位，加強監測。

（2）當坑頂監測到土體嚴重變形且變形速率持續增加有滑動趨勢時，應視為基坑整體滑移失穩的前兆。需對支護結構進行回填反壓，并加強監測。

2.坑底踢腳失穩

立即停止土方開挖及一切施工，在坑底樁墻前堆砂包反壓，在基坑外側挖土卸載，找出失穩原因進行被動區土體加固，如在檔土樁被動區打入短樁加固等。

3.管涌失穩

停止基坑開挖、停止降水、灌水反壓，等管涌、流砂停止后，進行坑外樁后壓漿堵漏、被動區土體加固措施。如果管涌水流仍然很大，可在出水口上堆壓砂包以分散滲透路徑減小動水壓力，然后再進行雙液注漿。

4.槽壁失穩破壞

（1）若發現連續墻滲漏或者止水帷幕止水效果達不到要求，應立即對漏水量大、漏水點較深的情況，采用雙液灌漿進行堵水，采用水泥漿和水玻璃的混合漿液進行堵漏，不僅速度快，而且效果好。

（2）若漏水點較多，必要時，需在止水帷幕外側進行旋噴加固。

5.圍護結構位移變形過大

（1）支護結構位移過大坡頂產生裂縫時，需采用黏土或水泥砂漿對裂縫進行封堵，防止雨水溶入，土體軟化，坡面水壓力增大，防止支護結構位移進一步加大

（2）支護結構變形過大，明顯傾斜時，可在坑底與坑壁之間加設斜撐等。

（3）坡頂或樁墻后卸載，坑內停止挖土作業，適當增加內撐或錨桿，增大內支撐預應力等補強措施。

6.周邊地面沉降過大、建筑物、構筑物破壞

（1）按需要進行沉降控制的建筑物和降水井之間設置回灌水井或回灌水溝，向土層注水以維持坑外地下水位的原始高度，減小土體有效應力從而減少地基沉降量。

（2）通過劈裂注漿使得地層中形成脈狀或厚板狀膠結體，以達到地基土體加固的目的。

（3）如發現基坑周圍建筑物發生嚴重開裂、傾斜時，應立即組織人員緊急疏散，并立即用支撐加固或拆除。

四、工程案例

1、背景資料

2013年8月，廣東省湛江市某深基坑發生一起管涌坍塌事故。因大量水、流砂涌入旁通道，引起周邊地區地面沉降，造成五幢建筑物傾斜，防汛墻由裂縫、沉降演變至塌陷，由滲水、進水發展為結構損壞，附近地面也出現不同程度的裂縫、沉降，并發生了防汛墻圍堰管涌等險情。

2、事故原因分析

由于發生事故的基坑地質條件比較復雜，處在第6層承壓水地層中，開挖過程中承壓水沖破土層發生流砂，流砂的產生帶動土層擾動、移動，造成結構破壞，造成地面土體深陷，繼而發生地面建筑物傾斜、部分倒塌，防汛墻沉陷、坍塌等險情。事故原因是施工單位在發生故障、險情征兆出現、工程已經停工的情況下，沒有及時采取有效措施，排除險情，現場管理人員違章指揮施工，施工單位未按規定程序調整施工方案，且調整后的施工方案存在欠缺。總包單位現場管理失控，監理單位現場監理失職。

3、事故處置措施

（1）通過設立鋼筋混凝土封堵墻、架設支撐和預埋加水管、設置混凝土塞以封閉 ，同時向坑內灌水，盡快形成和保持坑內外水土壓力平衡。通過監測，實時檢測水位、水壓和流量。

（2）為進一步防止海潮和地表水進入事故區段，搶筑防汛圍堰、對風井實施加蓋、封閉；采用旋噴樁，對滲水處緊急封堵、在主堤內側增設鋼板柱、對主堤和內側地面進行注漿，采取吹泥管袋鎮壓棱體、土工布和模袋混凝土罩面，全面加固防汛主堤。

五、結束語

施工單位是事故發生的主要責任單位，約一半以上的事故都與施工單位有關，管涌破壞約占總事故的30%，與水有關的破壞約占總事故的70%。

基坑突發事故應急處理措施，準備必要的應急物質，制定合理的應急預案，可以最大限度地較少事故的發生。

參考文獻

1、《建筑基坑工程檢測技術規范》GB50497-09

2、《建筑地基基礎設計規范》GB50007-02

3、《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012

[作者簡介] 黃茂香，女，1981年生，廉江市第三建筑工程有限公司工程師，研究方向為房屋建筑施工及管理。