深基坑施工過程中的質量事故及預防

楊樹清

近年來，隨著高層建筑在基本建設中所占的比例越來越大，深基坑施工過程中的質量問題也成為一個越來越值得關注的問題，對這一問題進行分析和研究，也具有十分重要的現實意義，上海蓮花河畔景苑樓盤的倒塌事故就深刻地說明這一問題。在對常見的深基坑質量問題及其產生的原因進行分析的基礎上，分別針對每一種深基坑質量事故提出了相應的預防和處理措施，淺談個人看法，僅供參考。

一、深基坑質量事故的類型

深基坑施工過程中因地質條件的不確定性及其它不可預見因素常會導致各種施工事故，嚴重影響工程質量和施工安全。施工過程中常見的事故有：支護結構位移，邊坡失穩，基底回彈變形，滲流破壞，坑底突涌，周圍地面沉降及其它因設計、施工不當而造成的事故。

1.支檔結構位移

開挖深基坑時，當施工到某一階段因故暫停一段時間，結構變形會隨時間的推移而不斷增長。開挖土體的高度、寬度以及開挖土體所處的深度，對墻體變形影響也相當顯著。在同一開挖深度下，開挖土體的寬度越寬、高度越高，則墻體水平位移的變化速率越大。支護結構完成后，使基坑形成巨大臨空面，由于支護結構失效可能導致邊坡失穩，甚至基坑坍塌。

2.邊坡失穩

凡影響土體剪應力和土體抗剪強度的因素，皆影響土方邊坡的穩定。引起剪應力增加的原因主要包括基坑上邊緣附近存在載荷（堆土、機具等），尤其是存在動載；雨水、施工用水滲入邊坡，使土的含水量增加，從而使土體自重增加；有地下水時，地下水在土中滲流產生一定的動力壓力；水浸入土體中的裂縫內產生靜水壓力。

3.基底回彈變形

深基坑土體開挖后，地基土產生卸荷，由于土體中壓力變小，土的彈性效應會使基坑底產生一定的回彈變形，回彈變形值與土的種類、坑深、坑的面積、是否浸水、暴露時間和挖土順序等有關。如基坑積水，粘性土因吸水使體積增加，不但抗剪強度降低，回彈變形亦增大。為此，軟土地基要防止回彈過大，否則將增大建筑物的后期沉降甚至建筑周圍地表沉降。大型深基坑的黏性土、膨脹土更要注意基坑回彈和變形。如果不注意處理，將降低坑底的土體強度，影響基坑圍護結構的安全，同時也會造成底板上凸、開裂，甚至箱形基礎、工程樁上拔、斷裂，柱子高程錯位和上部主體結構后期的較大沉降變形。

4.滲流破壞

滲流破壞現象是在地下動水壓力的作用下而引起的，由于破壞現象不相同，分為流砂和管涌兩種。流砂是指在動水壓力作用下，坑底的土形成流動狀態，隨地下水涌入基坑。發生流砂現象時，土完全喪失承載力，土邊挖邊冒，且施工條件惡化。嚴重時會引起基坑邊坡塌方，如果附近有建筑物，會因地基被掏空而使建筑物下沉、傾斜甚至倒塌。

當基坑坑底位于不透水層內，而不透水層下面為承壓蓄水層，坑底不透水層的覆蓋厚度的重力小于承壓水的頂托力時，基坑底部即可能發生管涌現象。

5.坑底突涌

如果基坑坑底以下存在承壓水，隨著基坑開挖的進行導致基坑底部隔水層的厚度減小一定程度時，承壓水的水頭壓力會沖破基坑底板，造成大量涌砂。突涌不僅給基坑施工帶來困難，而且降低了地基的強度，危及圍護結構的安全。突涌的產生隨承壓水頭大小及土層條件的不同，表現不同的破壞形式：①基底頂裂，在基坑底部出現不規則樹枝狀裂縫，承壓水從裂縫中涌出。嚴重時，出現噴水、冒砂現象。②基底沖毀，基底土體結構破壞，下部含水層中的砂土大量涌出，旦懸浮流動狀態。

6.周圍地面沉降

深基坑施工引起周圍地面沉降也是常出現的問題，它危害性也很大，可造成建筑物的不均勻沉降、結構裂縫、甚至倒坍，地下管網斷裂、道路沉陷破壞等。

二、常用的預防及解決措施

針對以上六種類型深基坑質量事故，可以有針對性地分別采取以下幾個方面的措施來預防或解決。

1. 支護結構位移的預防及解決措施

預防懸臂式支護結構內傾位移，首先要根據有關勘察設計資料，做好結構的合理選型。在打入式群樁打設后，宜停留一段時間待土體重新固結后，才能開始開挖土方；不能在基坑頂周圍搭設臨時建筑物、庫房，不得停放大型的施工機械和車輛，嚴禁超載堆土、堆材料；施工機械不能碰撞圍護結構和工程樁；對由于內撐或錨桿圍護結構失穩發生較大向內變形，也應在坡頂或樁后卸載，坑內停止一切作業，在坑內增設支撐、錨桿。

2. 邊坡失穩的預防及解決措施

預防邊坡失穩首先是邊坡設計要根據水文地質條件，嚴格按規定坡度放坡，做好降水、排水和邊坡保護的設計和施工；其次在坑內和坡頂要做好排水溝，將地面水、雨水排出場地外，還應防止水浸泡基坑和邊坡；接近邊坡處的土方開挖速度要放慢，嚴禁坡腳掏土和超挖；要嚴格控制地面荷載，嚴禁在坡頂堆土、堆材料設備等。

3. 基底回彈變形的預防及解決措施

防止或減少基坑回彈變形的有效措施是較少暴露時間，并防止地基浸水。因此，在基坑開挖過程中，應使降水設備始終正常運行；分區挖土時，應盡快澆筑墊層，如底板允許分塊澆筑則更好，在特殊情況下，需對下部土層進行加固處理。

4.滲流破壞的預防及解決措施

當基坑挖深超過地下水位線0.5m左右時就要注意流砂的發生。防治流砂的原則是“治流砂必先治水”。防治的主要途徑有：減少或平衡動水壓力，設法使動水壓力方向向下，截斷地下水流。防治管涌通常是采用降低水力坡度和在管涌出口處增設反濾層。其具體應急措施基本與流砂相同。反濾層的作用也是降低出口處水力坡度，讓水流流出，又能阻止土層中的土粒從孔隙中通過。

5.坑底突涌的預防及解決措施

當判斷可能或已出現突涌時，主要采取用降壓井降低承壓水頭。其余的應急措施與流砂處理方法基本相同，首先停止坑內抽水，在采取降低承壓水頭措施的同時，采取快凝壓力注漿或灌筑快凝混凝土等堵住涌口。在基坑圍護結構設計前要查地下承壓含水層高程，然后采取降壓井降低承壓水頭，同時止水帷幕墻要進入不透水層，以防止管涌、突涌的出現。

6.周圍地面沉降的預防及解決措施

預防措施是，要合理設計圍護結構，如地下水位高的地區要根據土質情況設置止水帷幕墻，對圍護結構周圍進行止水處理，坑外要設置若干回灌井、觀察井，或在周圍建筑物與圍護結構之間設隔水墻，防止因降水而影響原有建筑物穩定。同時要建立監測系統，在施工全過程對圍護結構、周圍地面、建筑物等進行變形監測，發現沉降，立即進行回灌和其它相應措施。

三、積極應對、采取措施、警種長鳴。

深基坑施工是一個復雜的與實際聯系緊密的工程問題，在工程實踐過程中，只要采取適當的措施，深基坑質量事故完全可以避免。這就要求設計和施工人員應杜絕麻痹大意的思想，對深基坑施工過程中可能出現的各種質量事故，分別提前采取相應的預防措施，保證施工的順利進行，避免再次出現類似上海蓮花河畔景苑樓盤傾覆的事故，警鐘長鳴。