探究某深基坑坍塌事故安全影響因素

王煦敦 （蕪湖市勘測設計研究院有限公司，安徽 蕪湖 241000）

0 前言

通常情況下深基坑的開挖深度會超過地下5m以上，且地質條件和周圍環(huán)境相對復雜，因而對于基坑工程的合理施工需要進行綜合性管理，并要求巖土工程和結構設計人員的有序配合。尤其是在人口密集區(qū)域，深基坑需要強度更高的支護。所以探究深基坑坍塌事故產(chǎn)生的原因，分析其安全影響因素，對于今后的施工具有重要的現(xiàn)實意義。

1 深基坑工程概況

某深基坑長度為40.5m、寬20.1m，開挖深度10.5～11.7m，基坑東、南二側緊靠公路，交通相對繁忙，且道路下埋設了市政管線和光纜。地質情況如表1所示。

深基坑的地質情況 表1

基坑的維護和設計采用地下連續(xù)墻與內支撐的方式。事故發(fā)生產(chǎn)生的主要因素在于局部開挖較深，內支撐未施工引發(fā)了工法樁型鋼的變形斷裂，使支護結構坍塌變形。施工方在應對措施方面采取了土方回填的反壓手段，防止坍塌事故進一步發(fā)展，有效減少了坍塌帶來的風險。

2 深基坑坍塌事故的產(chǎn)生因素

2.1 基坑超挖

通過對坍塌事故的現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生坍塌的主要原因之一在于基坑超挖，即在施工前期的驗槽時發(fā)現(xiàn)坑底土質和實際施工要求不符，軟土厚度過大，此時在沒有采取任何措施的情況下繼續(xù)向下超挖，且將土方堆于坑邊超載過大，加之下部為流塑狀軟土，讓支護結構承受過大的彎矩和剪力，最終使工法樁無法承受過大水平剪力而變形坍塌。如果基坑的整體施工環(huán)節(jié)中一直存在超挖的情況，且沒有及時施加合理的支撐手段，那么內力變形的程度會更大[1]。通常情況下會采用換填來應對超挖情況，但需要注意的一點在于，換填并不是處理基坑超挖的唯一手段。在施工方確定各種方案時，需要考慮到各個方面的因素，例如安全性、成本、工期等，從而選定最合理的應對措施。例如攪拌樁加固就是一項相對有效的措施。

本工程合理的施工工序應為在設備進場前，對場地進行清理，尤其是在施工區(qū)域內存在的表層硬物，之后將素土進行回填夯實找平，根據(jù)施工圖紙所提供的坐標，進行測量放線工作，進行工法樁施工，在工法樁達到齡期后方可進行分層開挖，如發(fā)現(xiàn)地質條件不符或監(jiān)測到變形過大，應立即停止開挖，在內支撐做好且變形穩(wěn)定后方可進入更深的開挖。

2.2 鋼支撐問題

通常情況下，在鋼支撐的體系存在缺陷時，也有可能產(chǎn)生基坑的坍塌。首先是型鋼的接頭質量問題方面，如果焊縫質量不達標，那么型鋼的接頭焊縫處就有可能出現(xiàn)斷裂，從而出現(xiàn)大面積破壞。通過對不少鋼支撐體系的分析，發(fā)現(xiàn)破壞通常為節(jié)點破壞，也驗證了焊接強度不足的特點。按照設計的要求，鋼支撐在系梁處應該采用槽鋼來進行固定，但是實際的施工環(huán)節(jié)中，并沒有相關的固定措施，鋼管計算長度明顯提升，鋼管也存在受力彎曲的情況[2]。

解決鋼支撐問題，一般從兩個方面入手。首先是型鋼接頭應該避免位于水平支撐位置，才能防止因一處出現(xiàn)破壞時產(chǎn)生的連鎖反映。此外，根據(jù)鋼結構的焊接技術要求，要對焊縫質量進行嚴格把控。如果沒有對焊縫的高度進行要求，則要將焊縫保持飽滿，嚴謹出現(xiàn)鼓包、裂紋等。對于一些不合格的材料，要堅決防止其流入施工現(xiàn)場。此外，采用螺栓拼接鋼支撐時需要保持穿向一致。另一方面，就是要對鋼支撐的施工過程進行全面管理和規(guī)劃。施工方要按照工程圖紙的具體要求對支撐位置進行定位放線，然后將基坑開挖至第一道冠梁下部支撐標高處來進行第一道鋼支撐的布置，之后采用三角鋼托架進行焊接固定工作后，澆筑測墻形成第二、第三、第四道支撐等。在軟土區(qū)域應采取分層開挖、分層支撐、先撐后挖的方式。鋼支撐拼裝要等兩側的鋼圍檁安裝完畢之后再進行，通過兩點起吊來保障吊裝的合理性。

2.3 基坑周邊施工超載

基坑在設計施工過程中，會對周圍地面的荷載進行計算。如果施工過程中的坑邊荷載超過了合理范圍，就應該與技術人員進行協(xié)調后，商討是否要進行修改。周邊施工超載問題是加速基坑坍塌的關鍵因素。需要注意的一點在于，基坑設計時需要對超載取值進行合理規(guī)劃，否則不僅會影響工程的安全性，還會導致后期的施工成本提升，影響工程造價。一般情況下，基坑設計周邊的超載數(shù)據(jù)會控制在10kPa～20kPa之間，東南兩側為市政道路超載應不小于30kPa，但施工過程本身存在一定的不確定性，施工人員也要根據(jù)實際的施工要求，結合設計的坑邊超載數(shù)據(jù)來進行管理，減少基坑出現(xiàn)的風險。在《建筑基坑支護技術規(guī)程》中有明確要求，土體的穩(wěn)定性和支護結構的承載能力都應該按照極限狀態(tài)來進行計算。因此，一旦坑邊出現(xiàn)超載，例如重載車行走或布置材料堆場等，都有可能產(chǎn)生坍塌事故的原因。

3 針對事故改進的管理方式

3.1 提升管理意識

無論是施工方、業(yè)主還是監(jiān)理部門，都應該對基坑工程的施工要求和技術手段有深刻認識，從意識上提升管理的有效性。且基坑工程受到環(huán)境影響的可能性相對較大，挖土的方式、支撐設置等都會影響到基坑的穩(wěn)定性和安全性。因此施工環(huán)節(jié)需要按照計劃和圖紙來有序開展，對于易產(chǎn)生隱患的部位，要即時進行支撐設置，并且對于超挖等現(xiàn)象進行控制，減少因施工方案和施工手段引起的各類事故。此外對于一些突發(fā)性狀況，也需要進行有效應對。例如施工中出現(xiàn)降雨，則應該立即對基坑坑壁進行檢查工作，以防因水土流失產(chǎn)生失穩(wěn)，而此時一些大型機械設備也應該遠離基坑，做到全方位的安全管理。

3.2 信息化施工

信息技術的快速發(fā)展也給工程建設提供了重要的幫助。在未來的施工環(huán)節(jié)中，也應該采用信息化的手段來應對基坑工程的不確定因素。例如對監(jiān)測點的設置要符合實際的施工需要，監(jiān)理單位也應該對檢測的數(shù)據(jù)即時分析記錄[3]。承包雙方對于工程質量的要求要結合監(jiān)測工作的結果，通過監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)的結構變化、荷載變化等需及時處理，保障基坑施工的安全。

3.3 風險預警

對于基坑工程的風險預警也是安全施工的重要保障。對于施工方來說，需要從考察規(guī)劃、設計施工、現(xiàn)場監(jiān)理、分項驗收等多個環(huán)節(jié)進行風險管控，對于相關技術人員的技能培訓和安全培訓也是不可或缺的，建立完善的風險預警機制，從根源上減少事故產(chǎn)生的可能性。

4 結語

終上所述，可以看到基坑工程作為安全事故多發(fā)環(huán)節(jié)，在實際的工作中需要對可能出現(xiàn)事故的因素進行深入分析，結合基坑工程的特點在進行管理，消除可能出現(xiàn)的安全隱患，有效提升施工質量，為工程建設作出貢獻，為經(jīng)濟發(fā)展提供技術保障。