深基坑工程事故原因的分析与探讨

王道翔，刘松，赵振国，靳泽龙，李宁，林壮

（中国铁工投资建设集团有限公司城市建设分公司，北京 100070）

0 引言

在建筑行业快速发展背景下，建筑类型呈现出高、大、深的发展趋势，开挖深度也越来越深，其中深基坑工程决定了整体建筑工程的安全性和稳定性，特别是在建筑规模不断扩大的情况下，地下空间开发和建设受到广泛关注。实际上，深基坑工程在建设过程中由于一些不确定的外在因素，再加上一些内在因素，很容易发生一些事故问题，影响施工的正常进行。尽管在施工过程中已经明确施工流程，任意一个环节出现问题都会导致工程发生事故，降低深基坑工程的施工质量，甚至还会出现坍塌事故，严重危害施工人员的生命安全，造成巨大经济损失。

1 深基坑工程的特点

1.1 深度不断增大

现阶段的建筑物规模逐渐扩大，深度也越来越深，促使深基坑工程也快速发展，扩大深度和面积。

1.2 风险性大

由于深基坑工程是整体建筑建设过程中的一项临时工程，安全管理普遍缺乏，风险较大。同时，施工技术较为复杂，涉及范围广，很容易发生事故，安全风险较大。另外，深基坑的工程造价较高，一些临时工程不愿意增加投入，很容易发生事故，会造成严重的经济损失。

环境效应强在对深基坑进行开挖和支护的过程中，必定会改变周围地基中地下水位、应力场等，导致地基土层发生变形，严重影响周围建筑、地下管网等，而且大量土方运输也会影响交通，环境效应较强。

综合性强深基坑工程涉及到土力学中变形、渗流、强度等三个内容，这三者需要融在一起进行综合性处理。

2 深基坑常见事故原因的分析

2.1 支护事故

很多深基坑工程事故是支护结构出现变形或者破坏情况，究其原因主要存在以下几方面：

（1）缺乏详细勘测。一方面，一些勘测单位在对深基坑工程施工现场进行勘测的过程中选择的勘测点较少，忽视一些软弱土层的存在，导致提供的勘测资料中的土质、土壤分层、水位等情况与实际相差较大，这样很容易选择不合适的支护形式。另一方面，勘测资料不全面，缺乏重要数据支撑，导致设计人员在设计过程中采用评估方式评估数据，尤其是一些缺乏经验的人员，很容易导致工程出现事故。

（2）设计缺陷由于深基坑工程建设包含的学科内容较多，再加上一些设计人员并不具备专业技能，未掌握全面的设计理念和能力，这种设计缺陷容易导致后期出现支护事故。例如，珠海某工程发生的深基坑事故，原因在于设计阶段未未邀请专业人员进行论证，应用错误支护设计，在施工过程中出现坍塌现象。而且一些设计人员为了便捷性设计，直接套用相关参数，或者减弱土压力等，导致支护结构安全不够，发生支护变形情况。

（3）支护结构变形或破坏。深基坑工程建设位置一般在城市中，由于施工场地较为狭窄，工程建设需要的设备、材料以及开挖的土石也较多，直接堆放在基坑周围，会增加基坑周围土壤的承受压力，导致支护结构产生变形或破坏等。

2.2 降水、降排水事故

（1）防排措施不当一般该工程在施工中存在时间长的问题，假如施工单位并做好坑顶保护工作或者设置排水沟，在雨雪天气容易有雨水渗漏，减少地基土的粘聚力以及内摩擦角，降低锚杆锚固力，增加基坑周围土壤的承受压力，造成支护结构变形，最后出现基坑塌陷情况。

（2）未做好降水措施对于存在地下水，且水位高度较高的地区，在施工过程中需要关注降水措施工作的应用，假如未提高重视程度，或者在止水帷幕设置中出现问题，在降水过程中会将坑内的一些土粒带出，或者出现土体固结沉降的情况，会导致工程周围道路、建筑等出现一定的沉降情况，或者开裂。尽管一些施工队伍关注止水帷幕工作的落实，但是坑内的降水依旧较多，这样会增加坑内土体的浮密度，在内外差较大的情况下出现管涌问题。

2.3 锚杆和支撑事故

（1）选择的锚杆长度与实际不相符，与土体之间产生的摩擦力相比主体主动压力较低，会导致基坑坑壁下滑。

（2）选择的锚杆支护位置不准确，或者预应力与实际不相符，出现结构的抵抗能力出现变形情况。

（3）支撑刚度缺乏，出现变形、弯曲的问题，再加上支撑节点强度不够，会导致节点位置先出现问题，然后无法支撑整体结构，支撑效果不高。

3 案例分析

3.1 案例一

某工业类型建筑楼高60米，楼层数量为15层，加上两层地下结构，一共有17层。该建筑施工中包含深基坑施工，在深基坑工程施工期间开挖深度为10米，应用深基坑施工技术。为了保证建筑工程施工质量，技术人员在施工之前对工程实施实地勘测，了解实地地质情况，发现该地区存在淤泥、杂填土等，而且地下水位较低，可能会增加深基坑施工的难度。在进行深基坑工程施工过程中，突然发生基坑坍塌事故，造成路面塌陷，影响正常交通。如图1所示。

图1 某深基坑工程坍塌事故现场

事故发生后，当地相关部门人员立即调查，造成该事故发生的主要原因包括如下几个方面：

（1）施工单位未严格按照相关设计标准和要求做好深基坑土石方支护作业，施工工序错乱，缺乏有效支护，在没有做好支护的情况下继续进行开挖工作，出现超挖现象[1]。

（2）一些锚杆缺乏张拉预应力，支护抵抗力较小。

（3）在基坑边坡存在不明水管漏水情况，并未及时有效的处理，导致施工土壤出现松软情况。

3.2 案例二

某深基坑工程建设期间经过多天阴雨天气，开挖了一道上方宽为5米，下方宽为4.5米，深度为5米的沟槽，施工人员进入到沟槽内对管线和边坡进行清理时，拟作支护，结果发生南侧发生塌陷，导致两名施工人员受伤，如图2所示。

图2 某基坑塌陷事故现场

该事故发生的原因主要包括四点：①缺乏有效支护。从数据可以看出，在开挖深度为5米之后才开始进行支护，属于严重超挖，而且坡度较为陡峭，加强阴雨天气影响，施工作业风险较大。②缺乏安全保护。未在实施开挖工作的过程中进行支护保护，也没有应用其他保护措施。③没有结合要求进行降水措施。没有在基坑顶面设置排水沟或者没有做好护面保护，出现雨水渗透到基坑的问题，土地粘聚力会明显降低，进而出现塌陷事故。④现场管理者未做好本职工作，不考虑实际情况安排人员作业。

4 深基坑工程事故对策

对于比较常见的深基坑工程事故原因，应该采用针对性的解决对策，确定各方职责。

（1）工程建设地地质状况应该由专业人员进行勘测，选择均匀的勘测点，保证勘测数据资料的全面性和详细性。同时，充分了解施工现场周围建筑物、地下水、管线、周围环境等，制作评估报告。

（2）工程设计人员应该具备设计经验，对于设计过程中勘测人员提交的缺乏全面数据或者数据模糊的资料，应该及时与相关人员沟通和交流，而不是直接套用相关参数或者随意评估数据等，减少土侧压力，致使支护结构配筋缺乏。另外，设计方案还应该由专业人员进行评审，选择合适的支护方案和施工方案。

（3）施工单位应该具备专业能力，人员素质高、能力高、安全意识高，并落实现场管理工作，提升管理意识和责任意识，能够时常到施工现场进行施工指导和安全检查，不随意更改施工流程，并且结合施工实际情况制定严格的奖惩制度。同时，对于深基坑工程施工应用合理的防降排水方式，在坑顶做好防水措置，设置相关围护结构，避免出现雨水下渗情况等。在对坑内降水实施排水的过程中，应该保证止水帷幕的全面性和，严格控制坑内外部水位差，以免出现不均匀沉降以及管涌情况。另外，在施工过程中应该提升安全意识，以“先支撑后开挖，严格禁止超挖”为原则，做好支护工作。并加强对支护的跟踪监测，及时掌握支护变形情况的数据，做到防范于未然。并对基坑周围放置的设备、材料等进行检查和清理，避免增加坑侧土的压力[2]。

（4）要求监理人员定期到施工现场进行监督和管理，针对施工单位施工过程中存在的问题及时反馈和处理，落实施工质量检查。针对施工手段落后、机械设备老化、管理混乱、施工方法使用错误等应加大检查力度，针对深基坑工程重点始终环节进行旁站监理。另外监理人员还需要对施工单位施工图纸、施工方案等进行审查，确保图纸和方案满足施工要求和实际情况，并加强检查深基坑支护质量，掌握基坑开发进度和流程。

（5）构建详细的检测和巡视检查系统，预警报警系统，突发事件抢险系统等，尽可能保证数据准确和全面，及时预警，及时处理事故。

（6）充分利用信息化技术，实现信息化施工，做好到防范于未然。由于深基坑工程施工过程具有动态性，不可避免的会出现一些意外情况，再加上基坑影响因素较多，周围环境错综复杂，向下开挖时会出现土体卸荷情况，影响土体应力分布，出现移位或者塌陷的呢个情况。可以利用信息技术，如BIM技术，加强对施工过程的监督和检查[3-5]。

5 结语

总之，随着深基坑工程的不断发展，需提升对其事故发生的重视程度，明确事故内容和发生原因。在工程建设过程中要加强管理和监督，落实职责，做好深基坑支护、开挖工作，防患于未然，保证深基坑工程质量，才能更好的推动社会发展。