太原某基坑事故原因分析

苏 培 仁

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

太原某基坑事故原因分析

苏 培 仁

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

介绍了太原某事故基坑的基本情况，通过现场调查，分析了该基坑西侧发生垮塌的原因，提出了具体的处理措施，并总结了基坑勘察、设计、施工、管理等方面取得的经验与教训，以减少或避免基坑事故的发生。

基坑，事故，支护设计，勘察

0 引言

2015年8月10日17时太原某基坑西侧突然发生局部垮塌，事故发生后业主请了相关专家查看了事故现场，调查了有关资料，召开讨论会，对事故原因进行了分析并提出处理意见，本文作者参与了事故调查及处理的全过程，以下则是对该基坑事故原因的分析。

1 事故基坑的基本情况

1.1 工程概况

该基坑长75.5 m，宽73.4 m，深约8.5 m～14.0 m(西侧为10.0 m)，北侧紧邻主要市政道路，东侧紧邻临时道路，南侧紧邻在建住宅楼(高地面上18层，地下2层，基础埋深8.5 m)，西侧为临时围挡，围挡后侧为另外一个场地，当时已停工，建筑施工尚未进行，场地为低洼平地(原为一条南北向排水沟，已回填)。本基坑为建筑物层高22层(-3层)，采用钢筋混凝土剪力墙结构及筏板基础。主楼位于基坑中央，四周为裙楼，主楼基底较裙楼基底深1 m。

基坑及周边环境平面图见图1。

1.2 地层及物理力学参数

表1 与基坑支护设计有关的土层参数

1.3 基坑支护设计

基坑南侧深8.5 m，西侧基坑深10 m，采用预应力锚索钢筋混凝土灌注桩进行支护，灌注桩外侧采用水泥土搅拌桩作为止水帷幕；基坑东、北两侧基坑深14.0 m，上部按1∶0.3放坡，坡高4.0 m，坡面采用土钉墙进行支护，在自然地面下4.0 m处设置一平台，平台宽2 m，下部采用锚索钢筋混凝土灌注桩进行支护，灌注桩外侧采用水泥土搅拌桩作为止水帷幕(见图2)。

基坑西侧剖面处共设置2排锚索(见图2)，水平间距1.4 m，第一排锚索距灌注桩顶1.5 m，锚索竖向间距3.5 m，入射角15°，第一排锚索长22 m，锚固段12.5 m，第二排锚索长24.5 m，锚固段17 m。

2 基坑施工事故发生过程

2015年5月份桩基完成，6月份挖土开始后，正赶上雨季开始，由于土方开挖无序，导致原打设的降水井全部损坏，无法继续降水，基坑内水仅靠明排。基坑四周开挖到距基底3 m时，围护结构水平位移均小于1 cm，竖向位移几乎没有。继续下挖，先开挖北侧西段和西侧，采取了分段开挖措施，每段长20 m，第一个循环变形发展不大，第二个循环开始后，先开挖到基底标高处的北侧西部梁上的变形有向外发展的趋势，同时梁顶下沉，最大达到17 cm。8月10日基坑西部最后一步(深3 m)开挖到底后，凌晨进行位移监测，早晨8时支护结构水平位移突然变大，变形从6 cm逐渐发展到20 cm(见图3)。这时要求建设单位立即调现场挖掘机进行反压，但由于其主要负责人员动作缓慢，迟疑不决，直到下午5点才准备反压，但为时已晚，下午5点30分，西部支护结构突然倾倒垮塌。

3 事故产生原因分析

经现场调查分析，笔者认为西侧基坑垮塌主要原因如下：

1)基坑超挖是出现事故的主要原因，原设计基坑抗倾覆安全系数KS=1.88,事故工况基坑抗倾覆安全系数KS=0.2,设计10 m深的基坑，由于总体单位数据掌握有误，错把主楼基坑标高当成基坑标高，在西部及北部西侧超挖了1 m多，土压力与开挖深度是立方关系，超挖1 m土体推力和抗力均发生显著变化。另外业主代表擅自将西侧锚索锚固段减少了4 m。

2)降水井底部损坏，降水工作取消，在基坑西部和北部西侧一直积水，导致土体软化扰动严重，支护结构被动区上部土体受扰动后强度降低，现场用人力将钢筋直接插入土中近2 m。

3)最后一步开挖没有按分段开挖原则进行。一步开挖到底违背了基坑土方开挖原则，导致变形突然增加。

4)基坑西侧过去为一大的水沟，后回填，回填土质松散，开挖期间连续的降雨使基坑西侧工地基槽沟内汇积的大量雨水通过对填土沟填土的潜蚀流入支护桩后土体中，同时渗水使得填土下沉，土体软化，土压力加大，大量的外来水使得支护结构承受的水压力也急剧增加，也导致锚索(已张拉锁定)锚固体与土的摩擦力大大降低，锚索失效，大量水的涌入导致锚索作用基本丧失，支护变形加剧，整个支护墙下座倾倒。

5)抢险工作不力，西侧基坑没有及时反压。现场就有挖机和可用来反压的土，完全有条件进行反压，先阻止排桩变形的继续发展，待变形稳定后再查看原因采取补救措施，遗憾的是这项工作支护单位多次反复提出，但得不到业主和总包单位的响应，只能眼睁睁地看着基坑倾倒。

4 几点体会

通过分析事故原因，总结出以下几个方面的经验教训：

1)勘察方面，应针对基坑支护进行专门勘察。场地勘察范围

不够，建设单位仅在基坑界限范围内进行钻探，对影响基坑稳定的外侧没有布置钻孔，未能查明西侧有松散回填土的情况。

2)设计方面，设计单位对勘察要求不到位，在勘察资料未能满足设计要求的情况下就采用。应经常到施工现场，发现问题，及时派设计代表解决。

3)施工方面，后期施工单位在水中作业没有进行降水，导致土体软化，未充分固结。

4)管理方面，总包和分包的关系，业主协调非常重要。没有精细化管理，未能及时发现问题以及对存在的施工安全隐患没有及时处理。

5)周边环境方面，由于西侧有临时围墙隔挡，施工期间忽视观察围墙另一侧环境的变化，导致降雨后，大量雨水通过对填土沟的潜蚀流入支护桩后土体中而未能察觉。同时，西侧相邻场地被水浸泡，地面大面积下沉开裂，这个异常情况未被发现。

5 事后处理

基坑西侧坍塌物清理后，采用向西放坡开挖，坡比1∶1，坡面压入直径48 mm钢管，长度3 m，水平间距1.5 m，管内注入水泥浆，水灰比为0.5，注浆压力0.5 MPa；防护面层采用挂网喷射混凝土法，厚度10 cm，强度C15，在每一步喷射层设置直径100 mm的PVC管作为泄水管，长0.5 m，角度上仰20°；封堵基坑西侧基槽沟，以免雨水再度流入基坑侧壁土体内，造成危险。

北侧西段加固抢险措施：

1)堆土反压：用挖掘机尽快将基坑内的干土反压在北侧西段超挖段，堆土高度宜达到第二道槽钢下，即地面下5 m位置，以避免已破坏的基坑向内继续倾斜，威胁基坑外侧各种已有管沟和道路的安全。

2)在原来第一道锚索下1.5 m和第二道锚索下3 m处各设置一道预应力锚索，长20 m和18 m，构造同原来锚索。

6 结语

1)基坑支护工作中勘察工作是基础，一定要进行详细的调查和针对性勘察，设计单位必须取得基坑支护涉及范围内的地质资料。2)基坑管理工作非常重要，业主一定要由一个公正、客观、协调能力强的人担当，项目负责人能做好各参建方的协调工作。3)设计、施工、勘察、监理及业主有必要经常开碰头会，做好沟通工作。4)合理的施工方法很重要，挖土需分层分步进行；同时一定要做好变形监测工作，根据监测结果报告指导开挖支护施工。基坑施工必须有应急预案，发现意外情况应及时处理。5)基坑开挖前的降水工作和开挖过程中坑内排水非常必要。开挖季节尽量避开雨季，另外避免基坑土的扰动。6)基坑开挖到底后应及时封闭基底，缩短基坑底面土体暴露时间。

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[6] JGJ 120—99，建筑基坑支护技术规程[S].

Analysis on foundation pit accident causes in Taiyuan city

Su Peiren

(ShanxiAcademyofTrafficScience,Taiyuan030006,China)

The paper introduces basic accident foundation conditions in Taiyuan city. Through field investigation,it analyzes west foundation collapse causes,puts forward specific processing measures,and summarizes foundation survey,design,construction and management experience and lessons,with a view to reduce or avoid foundation accident.

foundation pit,accident,bearing design,survey

2015-10-15

苏培仁(1967- )，男，高级工程师

1009-6825(2015)36-0047-03

TU463 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A