浅谈基坑塌方的原因与防治措施

顾烨

摘 要：在工程的基坑开挖的过程中，如果施工不当或者对土质研究分析不详细，就很容易造成基坑的塌方现象，这将影响到整个施工状况、危及到周边建筑物的安全以及较易出现人身伤亡事故。该文就针对基坑塌方的产生原因和防治措施进行了一系列的分析与介绍。通过对原因的分析，认清基坑问题产生的机理，采取针对性的施工措施，对今后的施工过程中在基坑开挖方面的施工提供了解决方法与防治措施，用以提高排管工程的施工质量，并确保工程的施工安全。

关键词：滑坡 边坡塌方 流砂 基坑塌方防治

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（a）-0071-01

一般认为，基坑开挖要具备以下的必要条件：首先保持基坑干燥状态，创造有利于施工的环境；其次是确保边坡稳定，确保施工的安全。基坑施工安全的不安全因素分为滑坡、边坡塌方、流砂三类。

基坑塌方的三类原因如下。

1 滑坡的产生与防治

1.1 滑坡的产生

（1）水分过多：雨季是滑坡的多发季节。（2）震动的作用：比如在工程中使用大爆破所引发的滑坡。（3）岩体或土体本身的层理发达，严重破损。（4）土层下有倾斜度较大的夹层或岩层，上表面处有过多的材料或土堆积，降低了岩石和土体、夹层和土体之间的抗剪强度，导致滑坡。（5）加荷或开挖不合理，使原来的平衡遭到破坏而引起滑坡。

1.2 滑坡的防治

（1）排水：合理设计排水沟，对施工用水和生活、生产用水进行合理排放，防止水的浸入。

（2）保证边坡的坡度足够，减少土坡的坡度或者将土坡尽量削成台阶式。

（3）对于施工地段设置抗滑结构，如抗滑挡墙、抗滑柱、锚杆挡墙等。

（4）去掉不稳定的陡坡部分，降低滑坡体的重量，从而减少下滑力。

（5）禁止对滑坡体的坡脚随意切割，严禁在坡体被动区挖土。

2 边坡的塌方与防治

2.1 边坡塌方的原因

（1）因为边坡过陡使得土体自身的稳定性差，从而引起塌方。（2）基坑长时间暴漏在干燥环境中，造成土质松软或者是夹层由于长期的浸水，形成润滑的功能。（3）在边坡顶面周边有动荷载，或者由于下雨增加了土体的含水量。

2.2 边坡塌方的防治

（1）对坑边要停放机械、施工时间长、开挖深度大等，应该按照规定适当的放缓坡度。（2）若挖基坑时限制了场地，而造成无法放坡或者放坡后的土方量过大，为避免出现边坡塌方，需要设置挡土支撑。（3）避免地表水流入土坡体或者坑槽。（4）避免坡顶护道内出现较大的动荷载或静荷载。

2 流砂的产生与防治

2.1 流砂形成的原因

水流在水位差作用下，对单位土体（土颗粒）产生动水压力（如图1）

而动水压力方向与水流（流线）方向一致。当浸水容量小于或等于动水压力时，土颗粒会失去自重，形成悬浮状态，土的抗剪强度变为零，土颗粒随渗流的水一起流入基坑（槽），即发生流砂现象。

当地下水位越高，坑（槽）内外水位差愈大时，动水压力愈大，愈容易发生流砂现象。因此，流砂现象经常发生在细砂、粉砂及粉质砂土中。

2.2 流砂的危害

一旦出现流砂，土体边挖边冒流砂，土完全丧失承载力，严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。

基坑的塌方有许多种表现情况：

（1）增加挖方量。（2）严重危及施工安全。（3）地基土受到扰动。（4）危及周边建（构）筑物的安全和稳定。（5）延长工期，造成经济损失。

2.3 流砂的防治方法

在基坑开挖中，防治流砂应从“治水”着手，其具体措施有：

（1）枯水期施工法。枯水期地下水位较低，不易产生流砂。（2）抢挖并抛大石块法分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，以平衡动水压力，将流砂压住。（3）止水帷幕法。将连续的止水支护结构打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕。（4）冻结法将出现流砂区域的土进行冻结，阻止地下水的渗流，以防止流砂发生。（5）人工降低地下水位法即采用井点降水法，可有效地防止流砂的发生。

3 基坑塌方的防治

3.1 施工前期预控

（1）熟悉该工程的地质勘察报告，采取支护与降水措施。（2）调查基坑周邊的地下设施、管线，并与有关部门协商制订保护措施。（3）熟悉施工图，既要遵循设计的意图，又要保证设施和邻近建筑物的安全。（4）如是深基坑，需有深基坑专用设计，并按设计编制施工方案。

3.2 施工中期控制

（1）挖掘时必须依照规定的分层高度和开挖顺序，根据土质的不同，放坡的坡度也应该不一样，必要时可以采取边坡防护。（2）在地下水位较高的地区或者软土地区，需要做好地下降水和地面排水。（3）在粘性土层地区施工时，应根据方案进行支顶防护，若有相邻基坑同时施工，需要遵循先深后浅的原则。（4）在基坑挖土施工时，不允许在坑顶架设有振动作用的机械或者任意挖沟、停车、堆土。（5）在坑顶设置截水设施，避免地表水向基坑流入，从而冲刷坡面。（6）基坑设计有护坡桩时，要用槽钢打拉伸桩，板桩接缝要严密、精确。（7）基坑挖土与基底标高相接近时，应有效控制且密切监视，避免超挖，预留20cm厚度由人工挖除。

3.3 时刻注意塌方征兆，及时采取措施，制定应急预案

（1）若在基坑开挖中出现坑壁塌方的征兆，需要马上停止开挖，并向现场的相关人员报告，防止意外事故。（2）若在基坑开挖时发现流沙，许马上向相关人员报告，并进行监测、调查、分析，在没有查清楚原因和制定措施之前，不允许继续开挖。（3）若在基坑开挖时出现护坡桩身倾斜、桩顶位移，马上停挖，并采取支护、锚拉等措施。（4）基坑开挖中如发生局部塌方或方位性塌方时，要迅速查明原因，中止塌方。

4 结语

基坑的开挖将影响到整个工程的施工质量，只有详细地分析土质，采取有效的措施，才能避免基坑塌方事故的发生。

参考文献

[1] 地基与基础[M].建工出版社，2004.

[2] 王杰.土力学与基础工程[M].中国建筑工业出版社，2003.

[3] 陈跃庆.地基与基础工程施工技术[M].机械工业出版社，2004.7.

[4] 中国机械工业教育协会.土力学及地基基础[M].机械工业出版社，2001.

[5] 国家标准.建筑地基基础工程施工质量验收规范.GB 50202—2002[S].

[6] 国家标准.建筑地基基础设计规范.GB 50007—2002[S].

[7] 国家标准.土工试验方法标准.GB/T 50123—1999[S].

[8] 南科院土工研究所.土工试验技术手册[M].交通出版社，2003.