深基坑工程事故综合分析.docx

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深基坑工程事故综合分析

深基坑工程事故综合分析

1、深基坑工程事故分类

2、深基坑工程事故原因分析

深基坑工程事故原因很多，按照工程事故的责任划分，可以归纳为六个方面，即：

深基坑工程勘察失误、设计失误、施工失误、监理失误、监测失误、建设管理失误。

2.1勘察失误（占事故的5%左右）

⑴套用以往勘察资料

套用附近建筑物以往的勘察资料，造成勘察资料提供的土层构成、厚度以及土体的物理力学参数与实际情况不符，土压力计算失真，支护结构安全度不足。

⑵未按规范和工程的实际要求确定勘察范围

勘探孔离基坑及基坑侧壁过远，探孔间距过大，导致局部地段的软弱地层末能查明，以后对这一软弱地层缺乏特别的处理措施，给施工埋下重大隐患。

⑶勘察测量资料不全、不详细

深基坑勘察设计需要注意的是基坑及基坑底下一定深度的土层参数，这是设计必须的，而勘察时忽略了土体的常规实验，缺少这部分支护位置的土层参数，使设计人员失去设计依据。

⑷勘察资料的数据不准确

a最关键的土体设计参数：

内摩擦角、粘聚力取值错误，会造成设计失误，产生事故。

b同时需要注意地下水位，渗透系数的准确。

c参数采集要符合土体实际工作中的工况。

施工过程中由于渗水降雨等原因，土体的内摩擦力、摩擦角因含水量的增加而降低。

⑸忽视水文地质的勘察

以常规勘察对待深基坑工程的勘察。

a忽略对上层滞水评价；

b对承压水的顶板、水头大小以及各土层的渗透系数，引用本地区的经验数据，未进行专门试验，造成设计失误。

⑹其它勘察失误

如对暗塘、古河道及地下障碍物等未探明。

2.2设计失误（占工程事故35%左右）

深基坑工程事故中设计失误主要表现在：

方案选择错误、设计计算失误、地下水处理方法不当等方面。

⑴无证设计、盲目设计、越级设计、虚假设计导致设计低劣，造成险情事故。

※无证设计：

由私人设计或委托施工单位进行设计。

※盲目设计：

在地形、地质、水文等资料不全，对周边环境不熟悉的情况下，主观地凭经验进行设计。

※越级设计：

不具备相应的技术资质，越级承接设计。

往往因技术力量薄弱，经验不足，造成设计成果达不到要求，造成事故。

※虚假设计：

在设计的取值、计算依据和模式等方面弄虚作假，不惜一切代价地压低造价，以适合本单位经营需要和满足个别甲方的心理需要。

⑵深基坑方案选择失误

①、深基坑支护方案的选择处决于：

a.基坑开挖深度；

b.地基的物理力学性质；

c.水文地质条件

d.周边环境、建筑物的重要性、地下管道的限制变形控制要求。

e.工程造价

f.施工设备能力

②.支护方案选择失误的情况

a.支护方案选择不合适。

在软土地区，采用悬臂桩墙，因悬臂长度过大而产生较大变形，引起周边地表沉降、房屋开裂。

③.深基坑支护的设计荷载取值不当。

作用支护结构上的荷载包括：

水压力、土压力、周边结构物荷载、施工荷载、场地违章堆载。

这些土压力计算不是一成不变的，而是随着各种因素的变化而变化的。

如:

I、水土压力合算与分算问题

II、墙体位移对土压力的影响

III、外界因素对土压力的影响：

如雨季、地下水管的渗流导致基坑周围;土体含水量增加，粘聚力和内摩擦力降低，使支护承受的主动土压力增加。

土体含水量的增加，也会使寒冷地区土体冻胀力受到影响。

④.支护结构设计中强度指标取值不准确

合理选择地基土强度指标（c.中值）是支护结构设计成败的一个关键因素，如强度指标取值过高与实际情况有较大出入，就可能导致基坑工程事故的发生。

⑤.支撑结构设计失误

a、内支撑结构体系布置不当。

※.支撑水平间距过大,支撑杆体产生过大变形.

※.中间立柱数量不足或持力层选择不当。

b、支撑结构体系设计计算错误造成事故。

※.采用H型钢作圈梁时，要考虑荷载传递偏心造成翼缘失衡性扭转，弯曲变形。

※.要验算H型钢在剪应力状况下，腹板发生局部破坏性。

※.软土地质，要验算支撑的长细比，长细比过大会产生弯曲变形，整体失稳。

※.温度变化大会引起支撑系统产生较大的附加应力（可达20%左右）。

c、围护结构与支撑要作为一个系统来考虑，即要考虑围护结构变形和位移对支撑杆件强度、整体稳定性的影响。

⑥.锚固结构设计失误

a、锚杆竖向间距过大、长度不足、倾角过大、设计承载力不足引起结构大变形，或整体滑移。

b、锚固体末设在良好土层中，水泥浆配合比不合适，导致拉力不足，开挖后锚固体被拔出，基坑倒塌。

c、挡土桩（墙）与锚杆设计不匹配。

⑦.地下水处理方法不当

深基坑工程事故大多数是和地下水相关的。

a、软土地区深基坑工程当地下水位较高时，未设置防水帷幕，支护结构间渗涌水，造成地表失水失土沉降、开裂，建筑物倾斜，地下管道沉降破裂。

b、深基坑降水末设置降水帷幕，同样引起上述情况。

止水帷幕设计长度不足，导致基坑内发生管涌。

C.基坑周边坡面未设置防排水措施，导致地表水、雨水渗入基坑，造成支护结构变形或边坡失稳。

d、采用变形较大的支护方式，造成地下管线破裂，地下水渗入。

e、软土地区，支护桩和工程桩采用打入桩，在事前基坑降水效果不理想的情况下，易形成超静孔隙水压力。

开挖过程中，改变了基坑内土体应力平衡，使土体产生移动并带动桩体移动，导致基坑事故。

f、支撑体系设计未对渗透引起基坑稳定性进行检查。

2.3深基坑工程的施工失误（占事故的50.9%左右）

⑴、无资质或越级承包深基坑工程

由于缺乏施工技术能力，对深基坑施工出现的复杂情况措手无策，对突发事故盲目处理，造成事故。

⑵.施工质量差造成深基坑工程事故

承包商层层转包，无资质或低资质承包商随意蛮干，偷工减料，从而造成各种事故隐患，最终造成大的事故。

①、支护桩（墙）施工质量差

a.旋喷拔管速度不当，穿过较硬的粘性土时产生缩颈，注浆量不足；

b.钻孔桩:

土体坍入砼中、沉渣末清净、粗粒径使导管堵塞等导致断桩；

c.连续墙：

局部塌方、沉碴末清净、导管埋入太浅，或接头不密实等，导致墙体强度严重不足、缩颈、断桩、墙体有蜂窝。

②.支撑锚固体系质量差

a.井字形支撑长度大，交叉点连接强度不足，造成支撑平台失稳或扭曲。

b.中间立柱因偏心受压，致中间柱失稳，最终使整体支撑体系失稳破坏。

c.支撑杆件加工精度差，弯曲造成偏心受压，附加弯矩超过设计值，造成险情。

d.采用旧钢管、再生钢管、薄壁钢管作支撑或中间焊缝质量差，使得局部变形大，造成整体失稳。

e.钢支撑末按设计要求施加预应力，或预应力偏小，造成支护墙变形过大。

f.钢筋砼支撑的施工质量差，造成杆件被压坏。

g.锚固体系中的锚杆（索）长度、倾角不符设计要求，注浆锚固质量差，基坑开挖后造成锚筋被拔出。

③.地下水处理体系施工质量差

墙体防水帷幕和基底止水帷幕失效渗水。

⑶.深基坑工程施工程序、工艺不合理造成基坑事故。

①施工中未坚持分区、分层开挖、先支后挖或随挖随支、先撑后拆的原则，或开挖高差太大，造成基坑滑波，支护桩墙发生较大变形，甚至失稳破坏。

②.未能掌控好深基坑施工中的时空效应。

软基坑开挖中应适当减小每步开挖的空间尺寸，并减少每步开挖后基坑挡墙无支撑暴露时间，以免支撑结构产生过大变形或基底回弹变形（隆起）。

③.野蛮施工造成基坑事故。

表现在基坑周边随意堆载；大型机械设备离支护结构太近；挖机随意碰撞支撑系统、锚固系统；对附近水管保护不力、水管渗漏；挖到设计标高后，清底不干净等，均会引起支护结构变形，造成基坑事故。

④.随意更改设计方案

表现在：

a.擅自取消支护方案中的锚固体系或更改锚固间距；

b.随意更改支护桩的长度，减少支护桩的嵌入深度；

c.更改支撑间距、材料、减少断面尺寸，导致支撑失稳；

d.随意更改止水帷幕设计，造成支护结构渗漏，水土流失，建筑物倾斜和地面深陷开裂。

⑤.安全意识淡薄，施工管理混乱。

表现在：

a.在基坑边缘随意搭设生产生活设施，对基坑支护结构增加附加压力，使其发生较大变形。

b.将生产生活废水无意识地倾倒在基坑边缘，致使支护结构主动土压力大幅增加。

为方便出土，在基坑边开口或接斜坡道，使封闭的支护结构遭到破坏；暴雨时大量地表水注入基坑，使基坑壁出现位移和下滑险情。

d.基坑开挖与锚撑施工各自为战，导致工艺步距不合理，锚撑严重滞后开挖，使支撑结构大变形，甚至破坏，基坑滑移。

2.4深基坑工程监理的失误（占事故的1.9%左右）

在深基坑施工质量方面监理主要存在以下问题：

⑴.缺乏相应的资质、监理人员素质不高。

监理人员对业务不熟，不能及时发现问题，及时向业主提供相关信息，也不善于提出解决问题的建议，错过决策良机。

⑵.缺乏相应的监理设备。

⑶.未履行好监理的职责

a.总监在多个项目中挂名；监理人员思想麻痹，工作不认真主动；

b.忽略对设计质量的严格把关；忽视对主要建材的抽检工作；

c.对重要工序不坚持旁站监理，也不提醒施工单位高度重视；

d.对施工单位不良或错误的施工行为和违规作业未能及时制止。

2.5深基坑工程的监测失误（占事故的2.6%左右）

深基坑开挖有两个应予关注的问题：

一是基坑支护结构的稳定与安全；二是对基坑周围环境的影响。

做好深基坑工程信息化施工，监测是必不可少的。

常见的问题有：

⑴.深基坑工程施工中未进行监测

个别业主为了节约投资，未安排监测工作，光凭人的经验无法对施工的安全性进行判读；

⑵.深基坑工程施工监测内容过少或不合理

深基坑工程监测内容包括两个部分：

支护结构的监测和周边环境的监测。

一些项目监测内容太少或不合理，没有形成有效的监测系统，达不到监测的目的，从而产生深基坑事故。

⑶.监测工作形同虚设，未起到有应有的作用；

a.对监测数据分析能力欠缺或不及时分析，更说不上提出合理建议，贻失处理事故机会，酿成事故。

b.监测报警不及时。

迁就施工单位的要求，未能及时报警；

监测数据错误或报警标准不准确，导致报警不及时；

施工单位对监测报警未及时采取正确的对策。

c.对监测数据弄虚作假。

监测元件被损坏或失效，仍每天假报监测数据；

没有进行监测，伪造数据；

使得建设各大方对施工的安全情况无法进行判断，从而导致深基坑工程事故的发生。

2.6建设单位管理的失误（占事故的5%左右）

主要有以下方面：

⑴.无计划地进行建设工程项目投资——不按建设程序办事，资金筹集不足，致使施工不能顺利进行，工程质量得不到保证。

⑵.未严格按规定进行招投标，一些资质低、技术水平低、素质差的勘察、设计、施工队伍承担深基坑工程施工，造成安全隐患。

⑶.压低单价，要求不合理工期，致使设计质量低，施工单位不按图施工，而给工程留下隐患。

⑷.在缺乏专家认证的情况下，随意修改支护结构体系设计，造成深基坑事故。

3、深基坑开挖阶段的应急措施

3.1支护墙渗水与漏水

因钻孔桩和止水桩施工质量差，未形成止水帷幕，开挖后形成渗漏水，严重时桩间出现涌泥和流砂。

常见的处理方法：

⑴.渗水量较少，不影响施工和周边环境

处理：

采用坑底设沟排水

⑵.渗水量较大，但不带泥沙，造成施工困难

处理：

采用“引流修补”方法，即在渗水处先打入导水管，再修补封堵渗水处的砼桩墙，待修补砼达到强度后注浆封堵引水管。

⑶.渗漏水量很大

处理：

先查明原因，再采取相应措施。

如漏水位置离地面不深处，可在墙背开挖至漏水处下0.5~1.0m，再用密实砼封堵。

如漏水处位置较深，可在墙后采用压密注浆（双液注浆）或高压喷射注浆进行封堵。

如条件许可，也可在坑外设井点降水，以降低地下水位。

3.2断桩及漏桩的处理

钻孔桩施工中会遇到坍孔或无法清除的地下障碍等原因造成断桩、漏桩现象，这不仅对支护墙带来影响，断桩、漏桩处也易造成严重的漏水：

（1）.对已知或怀疑可能发生的断桩或漏桩.

处理：

a.基坑开挖前对该桩位的桩背进行压密注浆或高压旋喷注浆止水；

b.若断桩发生在基坑底面以上，开挖后对断桩漏桩部位用混凝土修补；

c.若断桩发生在基坑底面以下，则应在开挖前在该桩后增补2～3根桩，桩长与原桩相同；

（2）.对施工中未知的断桩和漏桩.

处理：

a.发现后立即进行止水处理，再用混凝土修补：

b.若止水困难，则采用“引流修补”的方法：

c.若断桩漏桩发生在基坑底面以下，开挖后可能发生支护桩有严重管涌、冒砂或土体隆起现象，此时应先堵漏。

确系断桩，可采用高压喷射注浆予以修补；

3.3防止侧向位移发展的措施

基坑开挖后，支护结构发生一定的位移是正常的，问题是位移过大，速率过快，则往往会造成严重的后果。

（1）重力式支护结构

①开挖后基坑的位移量超过基坑深度的1%或设计值，则应予以重视。

处理：

a.首先应做好位移监测，绘制位移时间曲线，掌握位移发展趋势。

如果位移超过设计值很小，以后又趋于稳定，可不采取措施；

b.注意尽量减少坑边堆载，严禁动荷载作用于基坑周边；

c.加快垫层和底板混凝土浇筑，减少基坑敞开时间；

d.作好墙背止水工作。

②如果位移超过设计值较多，且无减缓趋势，则应采取一些辅助措施。

a.水泥土墙背后卸荷，卸土深度约2米，宽度不小于3米；

b.增加垫层的厚度；

c.加设支撑

d.水泥土加设支撑比较困难，一定要注意围檩与支撑的安设的可靠性。

（2）悬臂式支护结构

悬臂式支护结构位移主要是其上部向基坑倾斜或存在一定的深部滑动。

处理：

a.加设支撑或拉锚；

b.尽早浇筑垫层，必要时加厚垫层；

c.也可采用支护墙背卸土的方法；

（3）支撑式支护结构

一般情况下，带支撑的支护结构的位移较小，基坑开挖后，最下一道支撑距坑底距离较大，造成墙背后土体沉陷。

处理：

主要是设法控制桩（墙）嵌入部分的位移；

a.坑内降水，有条件时也可在坑外降水；

b.对坑底进行注浆或旋喷注浆加固；

c.垫层随挖随浇，加厚垫层，采用配筋垫层；

d.必要时可在基底设置钢筋混凝土暗支撑（也应设置围檩）。

3.4流砂及管涌的处理

在细砂、粉砂层土中往往会出现局部流砂或管涌情况，给施工带来困难，引起基坑周围建筑、管线的倾斜、沉降。

处理：

（1）基坑底存在轻微流砂现象，加快垫层浇筑，加厚垫层的方法，“压住”流砂。

（2）基底流砂较严重，若支护本身不存在渗漏，可增加坑内降水措施，降水是防治流砂最有效的方法。

（3）若坑底流砂是由于坑下部断桩或孔洞引起，则采用3.2中所述方法处理。

（4）若流砂是在上部排桩间的缝隙中出现，则采用“引流修补”的方法，先打管引流，再清除约3/4桩径深度的桩间土，然后嵌补防水细石混凝土，最后注浆封堵引流管。

3.5临近建筑与管线位移的控制

基坑开挖后，土体平衡发生变化，引起坑外建筑、管线、位移沉降，基至造成建筑混凝土倾斜、房屋开裂，管线断裂、泄漏。

处理：

（1）对建筑沉降的控制：

一般采用跟踪注浆的方法，即在支护墙背及建筑物前各布置一排注浆孔，孔深低于坑底2~4米，并注意控制注浆压力，注浆量根据地层孔隙率进行估算，同时加强监测。

（2）条件许可，在基坑开挖前对临近建筑物下的地基或支护墙土体先行加固处理。

（3）若地下管线离基坑较远，可打设封闭桩（树根桩、钢板桩）隔离，封闭桩离管线一定距离。

（4）若地下管线离基坑较近，可采用管线架空的方法，使其与土体分离，规避土体沉降位移对它的影响。