基坑工程事故施工问题的探讨

前言

近年来,深基坑工程事故时有发生,一般的发生率约占基坑工程数量的20%左右,有的城市甚至占到了30%左右。基坑工程事故的频频发生,造成了重大的损失和严重的后果,已成为制约我国建筑事业并引起各方面密切关注的重要问题。

1 基坑工程事故的技术分析

通过查阅国内140余起基坑工程事故的分析资料,可以将造成事故的原因归纳为五个方面,即建设单位管理问题、基坑工程勘察问题、基坑工程设计问题、基坑工程施工问题和基坑工程监理问题等。同时还可以统计出,首先,由于施工单位施工质量差、不严格遵守施工规程等诸多因素结合在一起而引发的基坑事故占总数的47%。

其次,由于设计不当造成基坑工程事故的占总数的38.5%,其中包括无证设计、盲目设计支护方案选择不当等。因此,由有资质、有经验的设计单位承担设计是取得基坑工程成功的一个关键因素。另外,属于基坑工程勘察方面的事故占了4.5%,也应引起工程勘察部门的注意。最后,关系到建设单位管理和监理单位监督方面的分别占了了7.5%和2.5%。

2 基坑工程事故的施工问题分析

(1)无施工资质或越级承包基坑工程。在我国建筑市场中,有相当多的农民施工队,他们往往技术水平较低、素质较差、管理混乱,但他们常通过一些不法手段,越级承包基坑工程得手,加之没有安全意识,多数发生险情或造成事故。

(2)施工质量差。如水下浇注支护桩时水泥浆流失过多;桩体、墙体钢筋搭接不足止水桩搭接出现裂缝起不到止水作用;地下连续墙钢筋不连续,墙体有严重蜂窝、露筋现象,锚杆灌浆不足,强度达不到设计要求等。

(3)没有严格遵守施工规程。如挖土机械压在支护桩附近反铲挖土,使支护结构所承受的荷载大大增加;基坑开挖过程中挖土机械随意碰撞支撑体系,造成不应有的损失;基坑开挖不分层,一次挖到底,或分层开挖但高差过大,支撑施工跟不上开挖;基坑底面暴露时间过长,基坑底面产生一定的回弹变形;基坑放坡开挖时坡角过陡;支撑结构的安装未遵守先撑后挖的原则等等。

(4)施工管理混乱,安全意识淡薄。如施工期间,将工棚、材料库建在基坑边缘,建筑垃圾堆放在基坑边缘;或大量向基坑一边倾倒生活用水、施工废水等,造成支护结构主动土压力大幅度增加,引起支护结构大变形;施工期间对附近的地下水管保护不力,使得水管泄露,冲走桩间土;为了运输方便,随意在基坑内开口,破坏了原有的支护结构和止水帷幕的整体性。

(5)降水、排水、止水的措施不力。在膨胀土场地,没有及时封闭基坑坡顶及坡面,使外部水浸入土层,或没有采用隔水和排水措施,使临空面附近受浸泡,基坑强度和稳定性降低;不及时排水,使得支护结构主动土压力增大,支护结构失去平衡;或者对基坑附近的排水管道保护不力,造成管道破裂,大水冲跨基坑。

(6)互相协调关系处理不当。如相邻基坑施工,一个基坑开挖,另一个工地打桩,打桩产生的超静孔隙水压力,造成严重的挤土作用,使相邻基坑的支护桩和工程桩严重移位。又如,同一基坑工程,但基坑开挖、支护桩施工、锚撑施工各为一施工队,相互配合不好,导致严重超挖、锚杆跟不上,使支护结构大变形,甚至破坏,基坑滑移。

(7)不重视信息化施工,没有加强监测。深基坑监测是指导正确施工,避免事故发生的必要措施,是一种信息技术。目前主要的问题有:没有安排施工监测,或监测不全面,不能形成综合判断;对监测数据分析不够,如忽略了沉降及位移变化的速率,导致事故;报警不正确不及时等,从而错过了抢险的机会。

(8)技术水平低,不能正确处理复杂问题。如淤泥场地中,大量的钢筋混凝土预制桩施工结束后不久,就进行基坑开挖,使得软土强度远远小于设计值,导致支护结构滑移。

(9)随意修改设计。擅自取消水平锚杆,将锚固结构变为悬臂结构,造成支护桩大面积倾覆;随意修改锚杆间距,造成支护结构就形过大;随意将深层搅拌止水桩变为压密注浆,造成严重的桩间流砂;随意减少支护桩的嵌固长度,使桩的悬臂部分相对加长,从而造成支护桩严重倾斜。

(10)运行期间管理不当。地下室施工时,泵车等离支护结构太近,支护结构荷载过大,产生大变形;忽略排降上层滞水,导致基坑土钉墙支护体坍塌。

(11)施工单位缺乏经验及延误抢险时机等原因。建筑基坑工程是一项系统工程,它的成败与管理、勘察、设计、施工和监理五个方面的相互协调和配合是密不可分的。而一支优秀的施工队伍,不仅能正确领会设计意图,严格按照设计图纸和施工规范进行施工,并具有信息化施工的手段和能力,为检验和发展设计理论、正确指导施工反馈大量的宝贵数据,并能及时地采取得力措施,将基坑工程隐患消灭在萌芽状态之中。也就是说,一支优秀的施工队伍,可以很好地在这五个方面之间协调好相互关系。

3 基坑工程事故的措施

基坑工程发生事故后,首先要查明导致事故的确切原因,判断事故的发展动态,正确制定处理方案,并迅速组织力量进行抢救,避免丧失良机,酿成严重的后果。基坑工程事故中主要采用的措施有以下几种:

(1)悬臂式支护结构过大内倾变位。可采取坡顶卸载,桩后适当挖土或人工降水,坑内桩前堆筑砂石或增设撑、锚结构等方法处理。

(2)有内撑或锚杆支护的桩墙发生较大的内凸变位。首先要在坡顶或桩墙后卸载,坑内停止挖土作业,适当增加内撑或锚杆,桩前堆筑砂石袋,严防锚杆失效或拨出。

(3)基坑发生整体或局部土体滑塌失稳。首先应在可能条件下降低土中水位和进行坡顶卸载,加强未滑塌区段的监测和保护,严防事故的扩大。就是忽视基坑整体稳定和信息施工的结果。对欠固结淤泥土、软粘土或易失稳的砂土,应根据整体稳定验算,采用预先加固的措施,防止土体失稳。

(4)未设止水帷幕或止水墙漏水、流土、坑内降水开挖,造成坑周地面或路面下陷和周边建筑物倾斜、地下管线断裂等。事故发生后,首先应停止坑内降水和施工开挖,迅速用堵漏材料处理止水墙的渗漏,坑外新设置若干口回灌井,高水位回灌,抢救断裂或渗漏管线,或重新设置止水墙,对已倾斜建筑物进行纠倾扶正和加固,防止其继续恶化。同时要加强对坑周围地面和建筑物的观测,在水位较高地区基坑开挖时,还应进行止水处理。

(5)施工前单位偷工减料,支护结构质量低劣,如桩径过小、断桩、缩径等引发基坑事故。首先要停止挖土、降水,再根据基坑深度、土质和水位等条件采取补桩、注浆或其他加固手段。

(6)桩间距过大,发生流砂、流土,坑周地面开裂塌陷。应立即停止挖土,采取补桩、桩间加挡土板,利用桩后土体已形成的拱状断面,用水泥砂浆抹面或挂铁丝网,有条件时可配合桩顶卸载、降水等措施。

(7)设计安全储备不足,桩入土深度不够,发生桩墙内倾或踢脚失稳。首先要停止基坑开挖,在已开挖而尚未发生踢脚失稳段,在坑底桩前堆筑砂石袋或土料反压,同时对桩顶适当卸载,再根据失稳原因进行被动区土体加固,也可在原挡土桩内侧补打短桩。

(8)基坑内外水位差较大,桩墙未进入不透水层或嵌固深度不足,坑内降水引起土体失稳。处理方法:首先停止基坑开挖,降水,必要时进行灌水反压或堆料反压。管涌、流砂停止后,应通过桩后压浆,补桩,堵漏,被动区土体加固等措施加固处理。

(9)对侵入相邻建筑场地或建筑下影响施工或基础安全的锚杆的拆除,危及尚在施工的基坑支护结构的安全。处理措施:在锚杆被拆除剪断前,采用墙后注浆,并局部扩大锚固体断面。

(10)两相邻基坑施工相互影响,引起支护结构或工程桩破坏、桩顶位移或基坑护坡坍塌。事故发生后,首先要停止施工或限制施工振动影响,对破坏的支护桩采取有效的处理措施,协调施工,减少相互干扰和破坏。就是由于打桩振动引起土质液化或触变,对支护结构或边坡产生侧向挤压所致。

(11)因基坑土方超挖引起支护结构破坏。应暂时停止施工,回填土方或在桩前堆载,保持支护结构稳定,再根据实际情况,采取有效的措施处理。

(12)在有较高地下水位的场地,采用喷锚、土钉墙等护坡加固措施不力,基坑开挖后加固边坡大量滑塌破坏。首先停止基坑开挖,有条件时,就进行坑外降水。无条件坑外降水时,应重新设计、施工支护结构,方可可进行基坑开挖施工。

(13)在寒冷地区或地下水位上升的土层中,锚杆的锚固体因冻融或水位上升而降低锚拉力,导致锚杆松动、失效,使支护结构产生破坏。预防的措施是:降低基坑外周围的水位,高寒地区应尽可能避免基坑越冬。

(14)井点降水过程中,井内涌砂严重,中断作业。一旦发生这种情况,应立即更换滤料和包砂网,以阻止流砂的进入,对于已打成的井点,只需将泥浆洗出后,就暂停洗井,以免涌砂造成井孔周围地面塌陷。

4 结束语

基坑工程是一项施工开挖与结构工程、岩土工程、环境工程等诸多因素相互交叉,同时也是一项涉及范围广泛又具有时空效应的综合性工程。在基坑工程中,目前还只能是边实践边摸索,缺乏成熟技术规范的指导,任何一家施工企业都必须在系统掌握理论知识的同时,加强实践,才能不断累积经验,减少基坑工程事故造成的损失并防止类似事故的重复发生。

摘要：本文对施工问题引起的深基坑工程事故进行了分析并详细介绍了目前基坑工程事故采用的主要处理措施。

关键词：深基坑,问题分析,措施