基坑坍塌原因及對策分析：以某居民小區施工為例

劉 穎

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責任公司，四川成都610017)

基礎施工是建筑施工的重要組成部分，根據建設部近幾年的事故統計，在基礎施工中，基坑坍塌已占坍塌事故總數的50%。基坑基槽的安全性對保證建筑基礎施工的安全至關重要，并得到了相關技術人員的關注和重視[1～3］。

1 基坑坍塌的原因分析

1.1 坑壁的形式選用不合理

基礎施工時，坑壁的形式主要有兩種:一是采用坡率法，即自然放坡;二是采用支護結構。實踐證明，基坑坑壁的形式直接影響基坑的安全性，若選用不當會為基坑施工埋下隱患。陜西省寶雞市一大廈基坑，深8.8m，竟無基坑支護設計，施工中也未按規范放坡，導致基坑坍塌。

1.2 坑壁土方施工不規范

施工單位在基坑施工中，若不重視施工管理控制，隨意更改施工設計，違反技術規范要求，也是帶來基坑施工隱患，造成坑壁坍塌的主要原因。2004年8月，成都市某工地在進行土釘墻支護施工時，一次性開挖深度近5m，未能及時進行土釘墻支護，土方大面積坍塌，致使坑邊的一層磚木結構房屋基礎裸露、下沉，墻體開裂，不得不將此段磚墻拆除，基坑內用重力式擋土墻作為支護結構，回填土方，平整夯實后重新砌筑磚墻。

1.3 對地表水的處理不當

基坑施工的“水患”:一是地下水;二是地表水[4］。由于地下水處理不好將直接影響基礎工程的施工并對基坑坑壁的穩定性造成威脅，因此建筑工程相關各方都對地下水的處理非常重視，從勘察、設計和資金投入等方面均能得到保證。現在，成都地區普遍采用管井降水，降水效果良好，有效地消除了地下水對基坑坑壁的不良影響。

1.4 忽視導致土體應力增加的因素

基坑邊緣附近存在堆土、機具等，尤其是動荷載，會使土體剪應力增加。如果這時又有雨水、施工用水滲入邊坡，不僅使粘土的夾層因浸水而產生潤滑作用，而且增加土體的自重，最終導致土體中的剪應力超過其抗剪強度，產生失穩坍塌。

1.5 支護結構施工質量不符合設計要求

因基坑支護結構是建筑施工過程中的一項臨時設施，許多施工單位對其施工質量重視不夠，護壁施工單位的施工行為沒有得到有效的約束，不按設計方案施工的現象時有發生，造成支護結構的施工質量達不到設計要求，存在坑壁坍塌隱患。如某工程采用土釘墻作基坑支護，設計土釘間距為1.2m，施工單位施工時卻將土釘間距擴大至1.8m，降低了支護結構的強度，護壁開裂，出現了坍塌的先兆。

2 防止基坑坍塌的措施

依據對基坑坑壁坍塌的原因分析，可從技術和管理的層面加強以下幾方面的管理。

2.1 選擇適合的基坑坑壁形式

當基坑頂部無重要建(構)筑物，場地有放坡條件且基坑深度不大于10m時，可以優先采用坡率法。采用坡率法時，關鍵是要確定正確的坡率允許值。一般坑壁的坡率允許值可按工程類比的原則并結合已有穩定邊坡的坡率值分析確定。如:土質均勻良好的硬塑粘性土，當坡高小于5m時，坡率允許值可確定為1∶1.00～1∶1.25。

若坑壁土質較軟或基坑頂部邊緣附近有較大荷載，坡率允許值還必須采用圓弧滑動法進行穩定性分析確定。

2.2 加強對土方開挖的監控

基坑土方一般采用機械挖運。開挖前，應根據基坑坑壁形式、降排水要求等制定開挖方案，并對機械操作人員進行交底。開挖時，應有技術人員在場，對開挖深度、坑壁坡度進行監控，防止超挖。對采用土釘墻支護的基坑，土方開挖深度應嚴格控制，不得在上一段土釘墻護壁未施工完畢前開挖下一段土方。軟土基坑必須分層均衡開挖，層高不宜超過1m。

2.3 加強支護結構施工質量監督

建立健全施工企業內部支護結構施工質量檢驗制度，是保證支護結構施工質量的重要手段。質量檢驗的對象包括支護結構所用材料和支護結構本身。對支護結構原材料及半成品應遵照有關施工驗收標準進行檢驗，主要內容有:①材料出廠合格證檢查;②材料現場抽檢;③錨桿漿體和混凝土的配合比試驗，強度等級檢驗。

2.4 加強對地表水的控制

在基坑施工前，應摸清基坑周邊的管網情況，避免在施工過程中對管網造成損害，出現爆管或滲漏。對采用支護結構的坑壁應設置泄水孔，保證護壁內側土體內水壓力能及時消除，減小土體含水率，也便于觀察基坑周邊土體內地表水的情況，及時采取措施。泄水孔外傾坡度不宜小于5%，間距宜為2～3m，并宜按梅花形布置。

2.5 合理安排支護結構現場監測

支護結構的監測是防止支護結構發生坍塌的重要手段。在支護結構設計時應提出監測要求，由有資質的監測單位編制監測方案，經設計、監理認可后實施。監測方案應包括監測目的、監測項目、測試方法、測點布置、監測周期、監測項目報警值、信息反饋制度和現場原始狀態資料記錄等內容。

3 某居民小區基坑坍塌處理實例

3.1 工程概況

川中某居民小區位于遂寧市南航大道(遂寧二中西側)與渠河路之間，由重慶規劃設計研究院設計。擬建小區總占地面積116 930.6m2，總建筑面積 205 034m2，分為A、B組團，本次施工方案主要為B組團1～10#樓部分，1～9#樓設地下室1層，埋深5.2m。

建筑基坑工程采用管井井點降水和錨噴支護的施工方案。降水面積約為16 000m2;設計基坑抽降地下水位從自然地面以下1.0～1.5m，降至自然地面以下7.5m。本方案噴錨支護面積約3000.00m2，基坑開挖深度為5m，基坑頂部水平位移小于30mm。

3.1.1 管井井點降水方案

按相關數據分析計算，并結合場地實際，對場地降水方案布置如下。

(1)降水井數量:根據計算需要降水井21口，按兩排布置，如圖1所示。為加快降水進度，方便施工，在基坑內增設降水井3口(J20，J21，J22)，此3口井隨基礎施工，基坑回填逐漸失效;

(2)降水井深度:h=18m;

(3)井孔直徑≥600mm，井管內徑300mm;

(4)降水井排水采用管道內排水系統，并在現場設沉砂池。井內排水由泵管就近接入沉砂池，最終排入市政雨水管道。

3.1.2 錨噴支護方案

根據相關地質勘查報告，經計算錨噴支護壁采用錨桿為48的普通鋼管，在護壁垂直高度間距1.5m，以10°～15°角度擊入，5m高基坑護壁在L1、L2、L3布置三層錨桿，依次長度為6m、4m、2m。護壁鋼筋采用14主筋將水平、垂直的錨桿連接，間距250mm的6.5為網筋。噴射面層為50～80mm的C20的混凝土。

3.2 事故實例原因分析

圖1 遂寧市川中某居民小區一標段工程降水井平面示意

當基坑分層開挖深度為5m至J17和J18號降水井坑壁附近，靠近南航大道邊緣的坑壁突然坍塌，坍塌導致J17和J18號降水井一側長近22m的基坑壁自地面以下3m已支護錨噴護壁散塌，無人員傷亡和器械損毀，但J17和J18號降水井之間沉砂池上臨時建筑物和圍墻面臨傾覆的危險。

結合基坑坑壁坍塌的原因，從現場的具體情況判斷分析此次坍塌的原因有如下幾方面:

(1)降水井點的混凝土排水管和J17和J18之間的沉砂池疑有滲漏;

(2)持續的雨天使得地表水增多;

(3)J17和J18號降水井之間沉砂池上臨時建筑的荷載對基坑土壁的剪應力增加。

3.3 處理措施

(1)對靠近坍塌部分的圍墻周圍附近3m內進行圍護并禁止行人通行;

(2)撤除J17和J18號降水井之間沉砂池及上面的臨時建筑，將該段混凝土排水管換成PVC排水管并另設沉砂池;

(3)坍塌處涼曬3d后，將坍塌土體夯壓成1∶0.8的坡度(原坡度為1∶0.3);

(4)在坍塌處A軸交16軸至19軸邊坡基坑頂部增設48的鋼管錨桿，錨噴護壁面板混凝土C20澆筑厚度為150mm(原厚度為80mm)，6.5的網筋間距由250mm變為200mm;

(5)嚴格控制土方開挖深度。不得在上一段土釘墻護壁未施工完畢前開挖下一段土方。軟土基坑必須分層均衡開挖，層高不宜超過1m;

(6)加強現場的監測工作。

4 結束語

結合工程實例分析基坑坍塌的原因及相關防治措施，可得出以下有益結論:

(1)從基坑支護的技術和管理兩個方面總結基坑坍塌的原因，將對基坑坍塌事故的即時預防，即時發現和處理得當起到至關重要的作用;

(2)加強現場的監測工作。當監測值超過報警值時即時通知設計、施工和監理單位，分析原因，采取措施，防止事故的發生;

(3)建筑基坑的安全維護，不僅需要從技術措施嚴格把關，而且一定得從施工管理人員的意識上敲響警鐘。一再發生的基坑事故提醒我們，嚴格正確的技術措施和規范管理才是建筑基礎安全施工的有力保障。

[1]賀鐵軍．某基坑邊坡坍塌事故分析[J］．工程質量，2007，27(7):60－63

[2]李宏偉，王國欣．某地鐵站深基坑坍塌事故原因分析與建議[J］．施工技術，2010，39(3):56－62

[3]黃海松，李原，李瑩．某基坑坍塌事故處理與研究[J］．四川建筑，2009，29(2):118－112

[4]劉宗仁．基坑工程[M］．哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社，2008