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深基坑施工安全事故原因分析

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第6期作者：徐清

[导读] 摘要：由于现阶段深基坑工程的理论发展尚不完善，深基坑工程技术复杂、影响因素多、涉及范围广、对周围的环境影响大。

        身份证：36050219650818xxxx 十一冶建设集团有限责任公司
        摘要：由于现阶段深基坑工程的理论发展尚不完善，深基坑工程技术复杂、影响因素多、涉及范围广、对周围的环境影响大。一旦发生事故，后果十分严重，造成巨大的经济损失和不良的社会影响。深大基坑的事故，往往造成基坑破坏、人员伤亡、周围房屋受损甚至倒塌、地下管线断裂。如在古建筑或重点保护文物周围施工，由深基坑工程事故引起的损失更是难以估计。基坑事故既延误工期，引起较大的经济损失，又造成不良的社会影响，对于基坑工程事故的严重性特点，必须在施工中引起高度重视。本文结合深基坑安全事故案例分析深基坑工程施工过程安全事故发生的原因，以期为深基坑施工者借鉴，预防安全事故发生。
        关键词：深基坑；安全事故；分析
        近年来，深基坑工程施工造成的事故比例不断上升，不少工程因深基坑施工失误而造成重大经济损失，并延误建设工期。这些施工失误一方面是因为施工人员技术水平低，越级承包进行盲目施工，但更多的是施工质量差、没有严格遵守施工规程、施工管理混乱、互相协调处理不当而造成的，施工中出现失误五花八门，难以总结规律，笔者通过查询过去的事故经验，大体分析施工失误。
        1施工质量差造成深基坑工程事故
        施工质量差的根本原因是施工人员素质差、施工企业管理差、偷工减料、管理混乱造成的，在支护结构、支撑锚固体系、地下水处理体系，施工开挖等工序工种施工中造成各种事故隐患，最终造成大的工程事故。
        1.1护桩墙施工质量差
        支护结构设计中硷桩体施工强度严重不足、缩颈、断桩，造成支护结构大变形，酿成工程事故。钢筋硷支护桩纵向钢筋分布位置布错、受拉区布置受压导致拉弯程度不足，更有甚者钢筋数量偷工减料造成强度降低，引起支护桩体折断。采用地下连续墙的支护结构中，砼质量、钢筋数量不足等造成基坑事故也常见报道：上海东方龙邸基坑设计深度10m，支护结构采用20m的地下连续墙，在基坑开挖后，33幅地下连续墙中有28幅出现不同程度的槽壁倒塌；11幅深度不到位，最浅的仅11m；23幅有严重的蜂窝和露筋，造成多处渗漏地下水，使相邻建筑物产生不均匀沉降。
        1.2支撑锚固体系施工质量差
        支撑锚固体系的施工失误也会引起工程事故，如有些工程采用井字形支撑，支撑长度长，其交义点由于施工质量差，连接强度不足造成支撑平面失稳。各支撑杆件施工时位置精度差，受力后杆件弯曲，附加弯矩超过设计值，造成工程事故；采用钢管支撑时，由于部分采用旧钢管或薄壁钢管，使得局部变形大，造成整体失稳。钢管支撑中细部焊缝质量差而造成连接破坏。在钢筋硷支撑中，由于硷施工质量差、强度不足而造成杆件被压坏。支撑体系中中间支柱由于轴线偏差过大，造成偏心受压，导致中间柱失稳最终整体支撑失稳破坏。锚固体系中由于锚杆长度未达到设计长度，倾角同原设计出入较大，使锚杆的实际承受能力不满足设计要求，基坑产生大变形。锚固孔注浆中浆体的强度不足、水泥石的质量差，影响锚杆握裹力的发挥，又影响摩阻力的大小，造成基坑开挖后，锚筋脱离水泥石而拔出，造成支护结构倒塌事故。
        1.3地下水处理体系施工质量差
        地下水处理体系施工中施工质量差、止水帷幕失效而造成相邻建筑物开裂、倾斜、相邻道路开裂塌陷、基坑被水淹。例如南京山西路广场交通银行大楼，地上24层，高84.6m，深基坑设计为6.7m，采用直径800mm，间距1000mm的钢筋砼灌注桩悬臂支护，桩长14m，桩后设置ф300mm的旋喷桩形成止水帷幕，实施方案时，将基坑加深0.7m至7.4m，止水帷幕改为13m，由于桩后止水帷幕施工质量差，部分止水帷幕出现漏洞，没有起到止水效果，在水头差的作用下，水土流失，地面沉陷，事故造成经济损失达百万元。
        2深基坑工程各工序施工程序、工艺错误造成基坑事故
        ①常见的是基坑开挖中没有分层开挖，高差太大而改变了原土体的平衡状态，产生较大的水平位移，造成基坑滑坡。

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典型事故是海口市某大厦，基坑开挖深度6.0m，开挖中一次挖深达到3m，有的地方达到4m，远远大于该地段土体的临界高度，计算表明，对于本工程的地基属软性砂土，每次作业的最大施工高度为1.8m。由于超快超深开挖，造成长33.5m的塌方，深5~6m，经济损失8万元。另外开挖中支撑结构的安装必须遵守先撑后挖的原则，如果先挖后撑，或为了施工方便，挖土至一定深度未及时加撑，会导致支护结构产生大变形，甚至局部塌方或整体失稳。如杭州某电站地下站房基坑工程中，地基土为淤泥质粘土，地质情况较差。支护采用两排ф426mm沉管灌柱桩加二层内支撑方案。上下两道支撑均由中部三道对撑和角部四道斜撑组成，对撑采用ф325mm厚10mm的钢管，斜撑采用250槽钢。施工土方开挖时，由于挖土至-5.30m时，未能及时加设支撑，没有形成支护设计方案中的围护结构，改变了围护结构受力情况，使得北部围护桩产生滑移倾斜。也有工程施工时盲目施工，在支撑上施加设计未考虑的施工荷载，导致支护结构破坏。另外，在支撑体系的拆除过程中应注意采取换撑措施，如设挡木，临时撑或补强小梁等，如支撑拆除后土压力没有换撑分担，会导致挡土墙、支护桩体发生较大变形，甚至失稳破坏。
        ②深基坑施工中必须考虑时空效应:在施工中要做到在软土基坑的开挖中，适当减少每步开挖土方的空间尺寸，并减少每步开挖后未支撑前的基坑挡墙的暴露时间。基坑开挖完后，基坑底面暴露时间过长也会导致基坑事故。由于基坑开挖后地基卸载，土体自重应力减少，土体的弹性效应将使基坑底面产生回弹和隆起。若基坑有积水，土体吸水膨胀，回弹量更大，可能会引起支撑体系的失稳。如基坑暴露时间过长，未进行垫层的施工，将导致设计中以砼垫层为一道支撑的设计方案未及时实施，支撑结构产生大的变形，发生基坑事故。
        ③深基坑工程施工中，各工种工序之间的协调和保护不周，是基坑事故产生的另一个原因。如土方开挖机械停放于基坑支护结构附近挖土，使支护所受荷载增大，同时在较大的荷载出现的情况下，造成支护变形增大。土方开挖过程中，挖土机械随意碰撞支撑系统，锚固系统及支护结构，造成支锚体系和支护结构之问的连接处破坏，产生事故隐患。后续工程施工中注意不能随意堆载，防止产生支护结构过大变形。某基坑工程在基坑开挖完后，基础施工期间在基坑边堆放400吨钢材，造成支护结构破坏，基坑倒塌。基坑开挖中，当开挖到设计标高进行垫层施工前，需进行基底清淤，清淤过程中如对支护结构保护不周，清底措施不力，也会发生事故。由于基坑内积水，开发过深，位置又靠近支护桩根部，造成支护桩被动土压力严重不足，形成“踢脚”。施工中对支护桩后卸载、支护桩前留置反压土体的措施必须重视。施工期间对附近地下水管保护不力，使得水管渗漏，冲走桩间土，使得基坑周围土体大量进水，支护结构荷载大增造成支护结构变形，发生深基坑事故。
        3施工管理混乱，造成施工事故隐患
        施工中管理是保证施工顺利完成、基坑安全的重要保障。施工管理者必须有强烈的安全意识，才能够保证施工中不出现言目施工，造成事故隐患。南宁市宫华大酒店，主楼28层，地下2层，基坑深12~13m，支护采用土钉墙支护，止水帷幕采用高压摆喷形成的地下摆喷墙，同时灌注化学浆液进行固结，形成30cm厚的地下连续摆喷墙，深度-5m~-25m，施工中，为了出土方便，施工单位在挖方将要近尾声时，在不做支护措施情况下，挖深6m，宽4m，长6m的出土口。不仅破坏了封闭的止水帷幕结构，也破坏了喷锚支护结构，造成大量水土流失，基坑倒塌，群楼底板下沉的特大工程事故。在基坑开挖后的施工管理中，安全意识淡薄，也会造成不该发生的事故。如在地下室施工中，将硷搅拌车和浇注硷的泵车停于支护结构基坑边际，导致支护承担超过设计的荷载值，发生大变形破坏。地下室施工期间忽略上层滞水的排水，导致土钉墙坍塌；在地下室建成后，对支护结构和地下室边墙之间的空隙不及时回填，造成支护结构过大变形，相邻建筑物产生裂缝等等。
        4结束语
        深基坑工程的施工中，必须领会设计意图，按照深基坑支护规范要求严格施工，而且要安全意识强，从深基坑工程的开工到结束都要认真，避免施工失误造成的深基坑工程事故，一个环节出问题就会产生无法弥补的损失。
        参考文献
        [1]胡敏，熊宇璟.建筑深基坑工程施工质量及安全管理措施分析[J].住宅与房产，2019(04):113.
        [2]赵海敏.建筑深基坑支护工程的安全施工与管理措施探讨[J].江西建材，2016(07):58-60.