基坑坍塌常見(jiàn)原因的分析及預(yù)防措施

基坑坍塌常見(jiàn)原因的分析及預(yù)防措施基礎(chǔ)施工是建筑施工的重要組成部分，搞好基礎(chǔ)施工的安全防范十分重要。依據(jù)建設(shè)部近幾年的事故統(tǒng)計(jì)，在基礎(chǔ)施工中，基坑基槽、人工挖孔樁施工造成的坍塌占坍塌事故總數(shù)的65％，說(shuō)明基坑基槽的安全性對(duì)保證建設(shè)基礎(chǔ)施工的安全至關(guān)重要。目前成都地區(qū)的房層建筑進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，普遍采納基坑形式，基坑坍塌的事故時(shí)有發(fā)生，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡，因此，分析事故原因，制定預(yù)防措施，可以幫助我們減少基坑坍塌的可能性，搞好基礎(chǔ)施工的安全防范。

一、基坑坍塌的常見(jiàn)原因

基礎(chǔ)施工時(shí)，坑壁的形式主要有兩種：一是采納坡率法，即自然放坡；二是采納支護(hù)結(jié)構(gòu)。施行證實(shí)，基坑坑壁的形式直接影響基坑的安全性，假設(shè)選用不當(dāng)會(huì)為基坑施工埋一隱患。施工單位在進(jìn)行施工組織制定時(shí)，過(guò)多合計(jì)節(jié)省投資和縮短工期，忽視對(duì)坑壁形式的正確選用，從而出現(xiàn)坑壁形式選用不當(dāng)。

在大多數(shù)工程中，由于采納坡率法比采納支護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)省投資，因此，這種方式常被施工單位作為基坑施工的首選形式。但坡率法只能在工程條件許可時(shí)才能采納，如果施工場(chǎng)地有限不能滿足規(guī)范所要求的坡率或者地下水豐富、土質(zhì)穩(wěn)定性差，一般不能合計(jì)坡率法，否則，容易出現(xiàn)隱患，造成坑壁坍塌。

當(dāng)不具備采納坡率法的條件時(shí)，應(yīng)對(duì)基坑采納支護(hù)措施。成都地區(qū)常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)有：土釘墻支護(hù)、噴錨支護(hù)、混凝土灌注支護(hù)等。施工前，應(yīng)依據(jù)工程所處周邊環(huán)境、地質(zhì)水文條件以及工程施工工藝要求對(duì)支護(hù)形式進(jìn)行合理選擇、制定，假設(shè)為節(jié)省資金僅憑經(jīng)驗(yàn)確定支護(hù)形式，很可能達(dá)不到支護(hù)的目的，同樣容易出現(xiàn)坑壁坍塌的狀況，造成安全事故。如2001年5月，我市某工地噴錨護(hù)壁發(fā)生坍塌事故，坍塌范圍長(zhǎng)13m，寬2.5m，高6m，造成緊鄰該施工現(xiàn)場(chǎng)的某大樓汽車(chē)通道中斷，基坑邊一φ200mm的地下供水管漏水，排水溝破裂，基坑四周民房、圍墻及道路開(kāi)裂嚴(yán)重。究其原因，就是因?yàn)樵撎幓优c某大樓地下室僅隔一條汽車(chē)通道，采納噴錨護(hù)壁，錨桿的長(zhǎng)度受到限制，因此，對(duì)這種坑壁，采納混凝土灌注樁效果更為理想，安全性更高。

一些施工單位在基坑施工中，不重視施工管理控制，隨意更改施工制定，違反技術(shù)規(guī)范要求，也是帶來(lái)基坑施工隱患，造成坑壁坍塌的主要原因。

主要表現(xiàn)在：一是采納坡率法時(shí)坡率值不夠。當(dāng)工程條件許可時(shí)，基坑施工一般采納坡率法。但采納坡率法必須嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范的要求，搞好基坑施工的坡率控制。然而，在實(shí)際工作中，施工單位經(jīng)常因?yàn)橥练介_(kāi)挖時(shí)坡率控制不好或地勘資料不準(zhǔn)確，造成開(kāi)挖深度大于估計(jì)深度，出現(xiàn)基坑坑壁坡率小于制定值的狀況，使基坑坑壁處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，最容易出現(xiàn)坑壁坍塌。如我市某工地基坑施工，依據(jù)地勘報(bào)告制定開(kāi)挖深度為2.7m，開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)土質(zhì)狀況與地勘報(bào)告不符，需要超挖2.1m，由于場(chǎng)地所限，無(wú)法滿足制定放坡系數(shù)，造成基坑坑壁坡率小于制定值，施工過(guò)程中坑壁出現(xiàn)坍塌，在對(duì)坑壁采用支護(hù)措施后才持續(xù)施工。

二是支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)未按要求進(jìn)行土方開(kāi)挖。在進(jìn)行土釘墻支護(hù)或噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)，按照規(guī)范要求，應(yīng)依據(jù)土釘或錨桿的排距分層開(kāi)挖，開(kāi)挖一層土方后馬上進(jìn)行支護(hù)，待支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到制定要求后再開(kāi)挖下一層土方。但現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，常因土方開(kāi)挖作業(yè)與護(hù)壁施工未緊密配合，土方挖運(yùn)速度過(guò)快，使坑壁直立土方大面積長(zhǎng)時(shí)間裸露，為坑壁坍塌創(chuàng)造了條件。2004年8月，我市某工地在進(jìn)行土釘墻支護(hù)施工時(shí)，一次性開(kāi)挖深度近5m，未能及時(shí)進(jìn)行土釘墻支護(hù)，土方大面積坍塌，致使坑邊一層磚木結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)裸露、下沉、墻體開(kāi)裂，不得不將此段磚墻拆掉，基坑內(nèi)用重力式擋土墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，回填土方，平整夯實(shí)后重新砌筑磚墻。

基坑施工的“水患〞一是地下水，二是地表水。由于地下水處理不好將直接影響基礎(chǔ)工程的施工并對(duì)基礎(chǔ)坑坑壁的穩(wěn)定性造成威脅，因此建筑工程相關(guān)各方都對(duì)地下水的處理非常重視，從勘察、制定和資金投入等方面均能得到保證。現(xiàn)在，成都地區(qū)普遍采納管井降水，降水效果優(yōu)良，有效地消除了地下水對(duì)基坑坑壁的不良影響。

而地表水因其對(duì)基礎(chǔ)施工影響不顯然而經(jīng)常被忽略，其實(shí)，地表水對(duì)基坑坑壁穩(wěn)定性的作用同樣影響很大。地表水可分為“一明一暗〞兩種狀況，“明〞主要是指施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)地面可能出現(xiàn)的地表水，如雨水、施工用水、從降水井中抽出的地下水等；“暗〞主要是指基坑周邊地面以下的管網(wǎng)滲漏、爆管等產(chǎn)生的地表水。這兩種狀況假設(shè)不及時(shí)處理都會(huì)對(duì)坑壁的穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅，有可能造成坑壁坍塌，特別是地下管網(wǎng)產(chǎn)生的地表水，因其不易被發(fā)現(xiàn)，造成的后果往往更為嚴(yán)重。2004年8月底，成都市區(qū)降暴雨，某工地土釘墻護(hù)壁突然發(fā)生坍塌，事后分析原因，發(fā)現(xiàn)坍塌部位有一廢棄的雨水溝，雨量大時(shí)，其他雨水溝不能及時(shí)排水，雨水倒灌在該溝內(nèi)，直接流入護(hù)壁內(nèi)側(cè)土方，導(dǎo)致護(hù)壁整體下墜，發(fā)生坍塌。

因基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑施工過(guò)程中的一項(xiàng)臨時(shí)設(shè)施，目前許多施工單位對(duì)其施工質(zhì)量重視不夠，護(hù)壁施工單位的施工行為沒(méi)有得到有效約束，不按制定方案施工的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量達(dá)不到制定要求，存在坑壁坍塌隱患。如某工程采納土釘墻作基坑支護(hù)，制定土釘間距為1.2m，施工單位施工時(shí)卻將土釘間距擴(kuò)展到1.8m，降低了支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，護(hù)壁開(kāi)裂，出現(xiàn)了坍塌的先兆。

二、防止基坑坍塌的措施

基坑施工前，首先應(yīng)按照規(guī)范的要求，依據(jù)基坑坑壁破壞后可能造成后果的嚴(yán)重性確定基坑坑壁的等級(jí)，然后依據(jù)坑壁安全等級(jí)、基坑周邊環(huán)境、開(kāi)挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、施工作業(yè)設(shè)備和施工季節(jié)的條件等因素選擇坑壁的形式。

當(dāng)坑基頂部無(wú)重要建〔構(gòu)〕筑物，場(chǎng)地有放坡條件且基坑深度≤10m時(shí)，可以優(yōu)先采納坡率法。采納坡率法時(shí)，關(guān)鍵是要確定正確的坡率同意值。一般坑壁的坡率同意值可按工程類(lèi)比的原則并結(jié)合已有穩(wěn)定邊坡的坡率值分析確定。如：土質(zhì)均勻優(yōu)良的硬塑粘性土，當(dāng)坡高小于5m時(shí)，坡率同意值可確定為：1：1.00～1：1.25。假設(shè)坑壁土質(zhì)較軟或基坑頂部邊緣四周有較大荷載，坡率同意值還必須采納圓弧滑動(dòng)法進(jìn)行穩(wěn)定性分析確定。

當(dāng)施工場(chǎng)地不能滿足制定坡率值的要求時(shí)，應(yīng)對(duì)坑壁采用支護(hù)措施。選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)，首先要確定基坑坑壁的安全等級(jí)。按照規(guī)范的要求，坑壁的安全等級(jí)按其損壞后可能造成的破壞后果的嚴(yán)重性、坑壁類(lèi)型和基坑深度等因素，確定為一、二、三級(jí)?？颖诎踩燃?jí)一、二級(jí)合適采納挖孔灌注樁護(hù)壁，坑壁安全等級(jí)二、三級(jí)合適采納土釘墻護(hù)壁。

基坑土方一般采納機(jī)械挖法，開(kāi)挖前，應(yīng)依據(jù)基坑坑壁形式、降排水要求等制定開(kāi)挖方案，并對(duì)機(jī)械操作人員進(jìn)行交底。開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)有技術(shù)人員在場(chǎng)，對(duì)開(kāi)挖深度、坑壁坡度進(jìn)行監(jiān)控，防止超挖。對(duì)采納土釘墻支護(hù)的基坑，土方開(kāi)挖深度應(yīng)嚴(yán)格控制，不得在上一段土釘墻護(hù)壁未施工完畢前開(kāi)挖下一段土方。軟土基坑必須分層均衡開(kāi)挖，層高不宜超過(guò)1m。對(duì)采納自然放坡的基坑，坑壁坡度是監(jiān)控的重點(diǎn)，當(dāng)出現(xiàn)基坑實(shí)際深度大于制定深度時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整坑頂開(kāi)挖線，保證坑壁坡率滿足要求。

建立健全施工企業(yè)內(nèi)部支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢驗(yàn)制度，是保證支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要手段。質(zhì)量檢驗(yàn)的對(duì)象包括支護(hù)結(jié)構(gòu)所用材料和支護(hù)結(jié)構(gòu)本身。對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)原材料及半成品應(yīng)遵照有關(guān)施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，主要內(nèi)容有：〔1〕材料出廠合格證檢查；〔2〕材料現(xiàn)場(chǎng)抽檢；〔3〕錨桿漿體和混凝土的配合比試驗(yàn)，強(qiáng)度等級(jí)檢驗(yàn)。對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的檢驗(yàn)要依據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的形式選擇，如土釘墻應(yīng)對(duì)土釘采納抗拉試驗(yàn)檢測(cè)承載力、對(duì)混凝土灌注應(yīng)檢測(cè)樁身完整性等。

在基坑施工產(chǎn)前，應(yīng)摸清基坑周邊的管網(wǎng)狀況，避免在施工過(guò)程中對(duì)管網(wǎng)造成損害，出現(xiàn)爆或滲漏。同時(shí)為減少地表水滲入坑壁土體，基坑頂部四周應(yīng)用混凝土封閉，施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)應(yīng)設(shè)地表排水系統(tǒng)，對(duì)雨水、施工用水、從降水井中抽出的地下水等進(jìn)行有組織排放，對(duì)坑邊的積水坑、降水沉砂池應(yīng)做防水處理，防止出現(xiàn)滲漏。對(duì)采納支護(hù)結(jié)構(gòu)的坑壁應(yīng)設(shè)置泄水孔，保證護(hù)壁內(nèi)側(cè)土體內(nèi)水壓力能及時(shí)消除，減少土體含水率，也便于觀察基坑周邊土體內(nèi)地表水的狀況，及時(shí)采用措施。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。

支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)是防止支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌的重要手段。在支護(hù)結(jié)構(gòu)制定時(shí)應(yīng)提出監(jiān)測(cè)要求，由有資質(zhì)的監(jiān)測(cè)單位編制監(jiān)測(cè)方案，經(jīng)制定、監(jiān)理認(rèn)可后實(shí)施。監(jiān)測(cè)方案應(yīng)包括監(jiān)測(cè)目的、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、測(cè)試方法、測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)測(cè)周期、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目報(bào)警值、信息反饋制度和現(xiàn)場(chǎng)原始狀態(tài)