2020年巖土工程師答疑:基坑坍塌的常見原因分析?

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問題：

基坑坍塌的常見原因分析?

答疑：

基礎(chǔ)施工是建筑施工的重要組成部分，搞好基礎(chǔ)施工的安全防范十分重要。根據(jù)建設(shè)部近幾年的事故統(tǒng)計(jì)，在基礎(chǔ)施工中，基坑基槽、人工挖孔樁施工造成的坍塌占坍塌事故總數(shù)的65%，說明基坑基槽的安全性對(duì)保證建設(shè)基礎(chǔ)施工的安全至關(guān)重要。目前成都地區(qū)的房層建筑進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，普遍采用基坑形式，基坑坍塌的事故時(shí)有發(fā)生，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡，因此，分析事故原因，制定預(yù)防措施，可以幫助我們減少基坑坍塌的可能性，搞好基礎(chǔ)施工的安全防范。

基坑坍塌的常見原因

1.坑壁的形式選用不合理

基礎(chǔ)施工時(shí)，坑壁的形式主要有兩種：一是采用坡率法，即自然放坡;二是采用支護(hù)結(jié)構(gòu)。實(shí)踐證明，基坑坑壁的形式直接影響基坑的安全性，若選用不當(dāng)會(huì)為基坑施工埋一隱患。施工單位在進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，過多考慮節(jié)省投資和縮短工期，忽視對(duì)坑壁形式的正確選用，從而出現(xiàn)坑壁形式選用不當(dāng)。在大多數(shù)工程中，由于采用坡率法比采用支護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)省投資，因此，這種方式常被施工單位作為基坑施工的首選形式。但坡率法只能在工程條件許可時(shí)才能采用，如果施工場地有限不能滿足規(guī)范所要求的坡率或者地下水豐富、土質(zhì)穩(wěn)定性差，一般不能考慮坡率法，否則，容易出現(xiàn)隱患，造成坑壁坍塌。

當(dāng)不具備采用坡率法的條件時(shí)，應(yīng)對(duì)基坑采用支護(hù)措施。成都地區(qū)常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)有：土釘墻支護(hù)、噴錨支護(hù)、混凝土灌注支護(hù)等。施工前，應(yīng)根據(jù)工程所處周邊環(huán)境、地質(zhì)水文條件以及工程施工工藝要求對(duì)支護(hù)形式進(jìn)行合理選擇、設(shè)計(jì)，若為節(jié)省資金僅憑經(jīng)驗(yàn)確定支護(hù)形式，很可能達(dá)不到支護(hù)的目的，同樣容易出現(xiàn)坑壁坍塌的情況，造成安全事故。如2001年5月，我市某工地噴錨護(hù)壁發(fā)生坍塌事故，坍塌范圍長13m，寬2.5m，高6m，造成緊鄰該施工現(xiàn)場的某大樓汽車通道中斷，基坑邊一φ200mm的地下供水管漏水，排水溝破裂，基坑周圍民房、圍墻及道路開裂嚴(yán)重。究其原因，就是因?yàn)樵撎幓优c某大樓地下室僅隔一條汽車通道，采用噴錨護(hù)壁，錨桿的長度受到限制，因此，對(duì)這種坑壁，采用混凝土灌注樁效果更為理想，安全性更高。

2.坑壁土方施工不規(guī)范

一些施工單位在基坑施工中，不重視施工管理控制，隨意更改施工設(shè)計(jì)，違反技術(shù)規(guī)范要求，也是帶來基坑施工隱患，造成坑壁坍塌的主要原因。

主要表現(xiàn)在：一是采用坡率法時(shí)坡率值不足。當(dāng)工程條件許可時(shí)，基坑施工一般采用坡率法。但采用坡率法必須嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范的要求，搞好基坑施工的坡率控制。然而，在實(shí)際工作中，施工單位常常因?yàn)橥练介_挖時(shí)坡率控制不好或地勘資料不準(zhǔn)確，造成開挖深度大于預(yù)計(jì)深度，出現(xiàn)基坑坑壁坡率小于設(shè)計(jì)值的情況，使基坑坑壁處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，最容易出現(xiàn)坑壁坍塌。如我市某工地基坑施工，依據(jù)地勘報(bào)告設(shè)計(jì)開挖深度為2.7m，開挖后發(fā)現(xiàn)土質(zhì)情況與地勘報(bào)告不符，需要超挖2.1m，由于場地所限，無法滿足設(shè)計(jì)放坡系數(shù)，造成基坑坑壁坡率小于設(shè)計(jì)值，施工過程中坑壁出現(xiàn)坍塌，在對(duì)坑壁采取支護(hù)措施后才繼續(xù)施工。

二是支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)未按要求進(jìn)行土方開挖。在進(jìn)行土釘墻支護(hù)或噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)，按照規(guī)范要求，應(yīng)根據(jù)土釘或錨桿的排距分層開挖，開挖一層土方后立即進(jìn)行支護(hù)，待支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再開挖下一層土方。但現(xiàn)場施工時(shí)，常因土方開挖作業(yè)與護(hù)壁施工未緊密配合，土方挖運(yùn)速度過快，使坑壁直立土方大面積長時(shí)間裸露，為坑壁坍塌創(chuàng)造了條件。2004年8月，我市某工地在進(jìn)行土釘墻支護(hù)施工時(shí)，一次性開挖深度近5m，未能及時(shí)進(jìn)行土釘墻支護(hù)，土方大面積坍塌，致使坑邊一層磚木結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)裸露、下沉、墻體開裂，不得不將此段磚墻拆除，基坑內(nèi)用重力式擋土墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，回填土方，平整夯實(shí)后重新砌筑磚墻。

3.對(duì)地表水的處理不重視

基坑施工的“水患”一是地下水，二是地表水。由于地下水處理不好將直接影響基礎(chǔ)工程的施工并對(duì)基礎(chǔ)坑坑壁的穩(wěn)定性造成威脅，因此建筑工程相關(guān)各方都對(duì)地下水的處理非常重視，從勘察、設(shè)計(jì)和資金投入等方面均能得到保證?，F(xiàn)在，成都地區(qū)普遍采用管井降水，降水效果良好，有效地消除了地下水對(duì)基坑坑壁的不良影響。

而地表水因其對(duì)基礎(chǔ)施工影響不明顯而常常被忽略，其實(shí)，地表水對(duì)基坑坑壁穩(wěn)定性的作用同樣影響很大。地表水可分為“一明一暗”兩種情況，“明”主要是指施工現(xiàn)場內(nèi)地面可能出現(xiàn)的地表水，如雨水、施工用水、從降水井中抽出的地下水等;“暗”主要是指基坑周邊地面以下的管網(wǎng)滲漏、爆管等產(chǎn)生的地表水。這兩種情況若不及時(shí)處理都會(huì)對(duì)坑壁的穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅，有可能造成坑壁坍塌，特別是地下管網(wǎng)產(chǎn)生的地表水，因其不易被發(fā)現(xiàn)，造成的后果往往更為嚴(yán)重。2004年8月底，成都市區(qū)降暴雨，某工地土釘墻護(hù)壁突然發(fā)生坍塌，事后分析原因，發(fā)現(xiàn)坍塌部位有一廢棄的雨水溝，雨量大時(shí)，其他雨水溝不能及時(shí)排水，雨水倒灌在該溝內(nèi)，直接流入護(hù)壁內(nèi)側(cè)土方，導(dǎo)致護(hù)壁整體下墜，發(fā)生坍塌。

4.支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求

因基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑施工過程中的一項(xiàng)臨時(shí)設(shè)施，目前許多施工單位對(duì)其施工質(zhì)量重視不夠，護(hù)壁施工單位的施工行為沒有得到有效約束，不按設(shè)計(jì)方案施工的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，存在坑壁坍塌隱患。如某工程采用土釘墻作基坑支護(hù)，設(shè)計(jì)土釘間距為1.2m，施工單位施工時(shí)卻將土釘間距擴(kuò)大到1.8m，降低了支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，護(hù)壁開裂，出現(xiàn)了坍塌的先兆。

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