吳偉明

（廣東省 湛江市）

一、深基坑支護(hù)事故類別與原因

（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)。常見的有兩種情況：一是支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部發(fā)生較大位移，嚴(yán)重向基坑內(nèi)滑動(dòng)或傾覆；二是支護(hù)樁底發(fā)生較大位移，樁身后仰，支護(hù)結(jié)構(gòu)倒塌。

（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)斷裂破壞。

（3）基坑周圍產(chǎn)生過大的地面沉降，影響周圍建筑物、地下管線、道路的使用和安全，嚴(yán)重的造成破壞。

（4）基坑底部隆起變形。其后果一是破壞了坑底土體的穩(wěn)定性，使坑底上體的承載力降低；二是造成基坑周圍地面沉降；三是當(dāng)基坑內(nèi)沒有內(nèi)支撐時(shí)，坑底隆起造成支撐體系中的主柱上抬，破壞支撐體系。

（5）產(chǎn)生流砂。流砂可以發(fā)生在坑底，也可能出現(xiàn)在支護(hù)樁的樁體之間。出現(xiàn)流砂后，基坑周圍土隨水流失而造成災(zāi)害。

2、基坑支護(hù)開挖事故的常見原因

（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不足，結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生破壞。

（2）支護(hù)樁埋深不足。不僅造成支護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆或出現(xiàn)超常變形，而且會(huì)在坑底產(chǎn)生隆起，有的還出現(xiàn)流砂。

（3）支撐體系設(shè)計(jì)不合理。對(duì)帶有內(nèi)支撐的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，由于支撐設(shè)置的數(shù)量、設(shè)置的位置不合理，或支撐設(shè)置、施加預(yù)應(yīng)力不夠及時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形很大而造成事故。

（4）基底土失穩(wěn)。由于基坑開挖使支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外土重量的平衡關(guān)系被打破，樁后土重超過坑底內(nèi)基底土的承載力時(shí)，產(chǎn)生坑底隆起現(xiàn)象。如果支護(hù)采用的板樁強(qiáng)度不足，板樁的人土部分破壞，坑底土也會(huì)隆起。此外，當(dāng)基坑底下有薄的不透水層，而且在其下面有承壓水時(shí)，基坑會(huì)出現(xiàn)由于土重不足以平衡下部承壓水向上的頂力而產(chǎn)生隆起。當(dāng)抗底部為擠密的樁群時(shí)，孔隙水壓力不能排出，待基坑開挖后，也會(huì)出現(xiàn)坑底隆起。當(dāng)抗底部為擠密的樁群時(shí)，孔隙水壓力不能排出，待基坑開挖后，也會(huì)出現(xiàn)坑底隆起。

（5）施工質(zhì)量差與管理不善。諸如支護(hù)用的灌注樁質(zhì)量不符合要求；樁的垂直度偏差過大，或相鄰樁出現(xiàn)相反方向的傾斜，造成樁體之間出現(xiàn)漏洞；鋼支撐的節(jié)點(diǎn)連接不牢，支撐構(gòu)件錯(cuò)位嚴(yán)重；基坑周圍亂堆材料設(shè)備，任意加大坡頂荷載；挖土方案不合理，不分層進(jìn)行，一次挖至基坑底標(biāo)高，導(dǎo)致土的重應(yīng)力釋放過快，加大了樁體變形。

（6）不重視現(xiàn)場監(jiān)測。決定基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全因素很多，有許多是設(shè)計(jì)前不一定能估計(jì)到的，因此為了確保支護(hù)結(jié)構(gòu)使用中的安全，重視現(xiàn)場監(jiān)測，隨時(shí)掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形與內(nèi)力情況，采取必要的措施是十分重要的。不少支護(hù)結(jié)構(gòu)失敗的實(shí)例證明，不重視場監(jiān)測是重要原因之一。

（7）降水措施不當(dāng)。例如在可能出現(xiàn)流砂的基坑采用明排水，導(dǎo)致流砂發(fā)生，周圍地面出現(xiàn)較大沉降；又如采用人工降低地下水位時(shí)，沒有采用回灌措施，保護(hù)鄰近建筑物而造成事故等。

（8）基坑暴露時(shí)間過長。大量實(shí)際數(shù)據(jù)表明，基坑暴露時(shí)間愈長，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形也愈大，這種變形直到基坑被回填才會(huì)停止。所以在基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以后，基礎(chǔ)的混凝土墊層應(yīng)隨挖隨澆，快速組織施工，減少基坑暴露時(shí)間。

從造成基坑失穩(wěn)、樁體斷裂、地表沉降及坑底隆起、管涌等事故的原因分析中可以得知，不合理的設(shè)計(jì)方案、不良的施工技術(shù)和施工管理是造成基坑事故的主要原因，但一個(gè)事故的出現(xiàn)往往是諸多不利因素的綜合表現(xiàn)。

二、深基坑支護(hù)事故常用處理方法

1、支擋法

當(dāng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)超常變形或倒塌時(shí)，可以采用支擋法，加設(shè)各種鋼板樁及內(nèi)支撐。加設(shè)鋼板與斷樁連接，可以防止樁后土體進(jìn)一步塌方而危及周圍建筑物的情況發(fā)生；加設(shè)內(nèi)支撐可以減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和水平變形。在加設(shè)內(nèi)支撐時(shí)，應(yīng)注意第一道支撐應(yīng)盡可能高；最下一道支撐應(yīng)盡可能降低，僅留出灌制鋼筋混凝土基礎(chǔ)底板所需的高度。有時(shí)甚至讓在底部增設(shè)的臨時(shí)支撐永久地留在建筑物基礎(chǔ)底板中。

2、注漿法

當(dāng)基坑開挖過程中出現(xiàn)防水帷幕樁間漏水，基坑底部出現(xiàn)流砂、隆起等現(xiàn)象時(shí)，可以采用注漿法進(jìn)行加固處理，防止事態(tài)的進(jìn)一步發(fā)展，俗話說"小洞不補(bǔ)，大洞吃苦"，一些大的工程事故都是由于在事故剛出現(xiàn)苗頭時(shí)沒有及時(shí)處理，或處理不到位造成的。注漿法還可以用作防止周圍建筑物，地下管線破壞的保護(hù)措施。總之，注漿法是近幾年來廣泛地用于基坑開挖中土體加固的一種方法。該法可以提高土體的抗?jié)B能力，降低土的孔隙壓力，增加土體強(qiáng)度，改善土的物理力學(xué)性質(zhì)。

注漿工藝按其所依據(jù)的理論可以分為滲入性注漿、劈裂注漿、壓密注漿、電動(dòng)化學(xué)注漿。

滲入性注漿所需的注漿壓力較大，漿液在壓力作用下滲入孔隙及裂隙，不破壞土體結(jié)構(gòu)，僅起到充填、滲透、擠密的作用，較適用于吵土、碎石土等滲透系數(shù)較大的土。

劈裂注漿所需的注漿壓力較大，漿液在壓力作用下滲入孔隙及裂隙，不破壞土結(jié)構(gòu)，僅起到充填、滲透、擠密的作用，較適用于砂土、碎石土等滲透系數(shù)較大的土。

劈裂注漿所需的注漿壓力較高，通過壓力破壞土體原有的結(jié)構(gòu)，迫使土體中的裂縫或裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大，并形成新的裂縫或裂隙，較適用于象軟土這樣滲透系數(shù)較低的土，在砂土上也有較好的注漿效果。

注漿法所用的漿液一般為在水灰比0.5左右的水泥漿中摻水泥用量10%～30%的粉煤灰。另外還可以采用雙液注漿，即用二臺(tái)注漿泵，分別注入水泥漿和化學(xué)漿液，二種漿液在管口三通處匯合后壓入土層中。

注漿法在基坑開挖中的應(yīng)用有以下幾種用途：

（1）用于止水防滲、堵漏。當(dāng)止水帷幕樁間出現(xiàn)局部漏水現(xiàn)象時(shí)，為了防止周圍地基水土流失，應(yīng)馬上采用注漿法進(jìn)行處理；當(dāng)基坑底部出現(xiàn)管涌現(xiàn)象時(shí)，采用注漿法可以有效地制止管涌。當(dāng)管涌量大不易灌漿時(shí)，可以先回填土方與草包，然后進(jìn)行多道注漿。

（2）保護(hù)性的加固措施。當(dāng)由監(jiān)測報(bào)告得知由于基坑開挖造成周圍建筑物、地下管線等設(shè)施的變形接近臨界值時(shí)，可以通過在其下部進(jìn)行多道注漿，對(duì)這些建筑設(shè)施采取保護(hù)性的加固處理。注漿法常用的加固方法之一。但應(yīng)引起注意的是，注漿所產(chǎn)生的壓力會(huì)給基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來一定的影響，所以在注漿時(shí)應(yīng)注意控制注漿壓力及注漿速度，以防對(duì)基坑支護(hù)帶來新的危害。

（3）防止支護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較大時(shí)，可以對(duì)支護(hù)樁前后土體采用注漿法。對(duì)樁后土體加固可以減少主動(dòng)土壓力；對(duì)樁前土體的加固可以加大被動(dòng)土壓力，同時(shí)還可以防止基坑底部出現(xiàn)隆起，增加基底土的承載能力。

3、隔斷法

隔斷法主要是在被開挖的基坑與周圍原有建筑物之間建立一道隔斷墻，該隔斷墻承受由于基坑開挖引起的土的側(cè)壓力，必要時(shí)可以起到防水帷幕的作用。隔斷墻一般采用樹根樁、深層攪拌標(biāo)樁、壓力注漿等筑成，形成對(duì)周圍建筑物的保護(hù)作用，防止由于基坑的坍塌造成房屋的破壞。

4、降水法

當(dāng)坑底出現(xiàn)大規(guī)模涌砂時(shí)，可在基坑底部設(shè)置深管井或采用井點(diǎn)降水，以徹底控制住流砂的出現(xiàn)。但采用這兩種方法時(shí)應(yīng)考慮周圍環(huán)境的影響，即考慮由于降水造成周圍建筑物的下沉，地下管線等設(shè)施的變形，所以應(yīng)在周圍設(shè)回灌井點(diǎn)，以保證不會(huì)對(duì)周圍設(shè)施造成破壞。

5、坑底加固法

坑底加固法主要是針對(duì)基坑底部出現(xiàn)隆起、流砂時(shí)所采取的一種處理方法。通過在基坑底部采取壓力注漿、攪拌樁、樹根樁及旋噴樁等措施，提高基坑底部土體的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)起到止水防滲的作用。

6、卸載法

當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部位移較大，即將發(fā)生傾覆破壞時(shí)，可以采用卸載法，即挖掉樁后一定深度內(nèi)的土體，減小樁后主動(dòng)土壓力。

該法對(duì)制止樁頂部過大的位移，防止支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生傾覆有較大作用。但必須在基坑周圍場地條件允許的情況下才可以采用。

三、工程實(shí)例

1、背境資料

廣東省湛江市某綜合樓主樓20層，高約75m，設(shè)2層地下室，基坑開挖深度為10m左右。基坑場地土質(zhì)差，基坑開挖深度范圍內(nèi)均為雜填土、素填土、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)粉土，地下水位僅在地面以下0.91～1.80m。

該綜合樓基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁和鋼支撐作受力結(jié)構(gòu)。鉆孔灌注樁直徑采用φ800mm，有效樁長 19m。鋼支撐采用φ609mm×10mm鋼管，在基坑?xùn)|西向設(shè)置二層各3根水平支撐，同時(shí)，在四角各設(shè)置二層支撐。采用密排深層攪拌樁作為阻水帷幕，樁徑φ700mm,搭接200mm,有效樁長為18m。

該綜合樓西側(cè)臨某工業(yè)局大樓，東鄰緊靠某教育中心樓房。為了確?；娱_挖、基坑施工期間基坑及鄰近建筑物的安全，建設(shè)單位在基坑施工過程中采用了現(xiàn)場安全監(jiān)測手段。

按照施工組織設(shè)計(jì)，基坑開挖先南后北。在基坑南部開挖至坑底-9.00m時(shí)，安全監(jiān)測測得土體向基坑內(nèi)側(cè)的最大水平位移達(dá)到57mm，超過報(bào)警值（40mm）。一天后，基坑南側(cè)支護(hù)樁半數(shù)出現(xiàn)橫向裂縫，鋼支撐與支護(hù)樁系梁連接件扭屈，支護(hù)樁連系梁斷縫，鋼支撐與支護(hù)樁連接件扭屈，支護(hù)樁連系梁斷裂，支護(hù)樁外側(cè)地面出現(xiàn)多條裂縫，地面裂縫最寬達(dá)到15mm左右，土層松動(dòng)，局部塌陷，整個(gè)基坑南側(cè)出現(xiàn)倒塌的跡象。

（2）事故原因分析該基坑事故的主要原因是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案欠妥，設(shè)計(jì)者對(duì)基坑周圍實(shí)際環(huán)境調(diào)查分析不夠，支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際承受主動(dòng)土壓力大于設(shè)計(jì)值，設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)地面附加荷載考慮不全面，基坑南側(cè)鄰近有土建施工臨時(shí)設(shè)施房屋兩排，鋼材堆和加工區(qū)。

施工單位基坑開挖時(shí)違反了先撐后挖，分層開挖，支護(hù)樁附近留內(nèi)壓土臺(tái)的施工原則，出現(xiàn)超挖、未撐就挖的現(xiàn)象，造成基坑卸載較快，基底回彈，支護(hù)變形過大。

鋼支撐施工時(shí)，施工單位未在支護(hù)樁預(yù)埋鐵件，用氣錘敲碎樁混凝土，使其主筋外露，焊接圍檁支架。因此損傷了支護(hù)樁的混凝土，結(jié)果支護(hù)變形增大，支護(hù)樁的裂縫均出現(xiàn)在受損的混凝土斷面附近。

鋼角支撐施工時(shí)，必須反復(fù)預(yù)加荷載，第一道和第二道鋼角支撐內(nèi)力會(huì)重分布。而施工單位加了第二道角支撐時(shí)，第一道角支撐卸載，未即時(shí)補(bǔ)荷載，這樣支護(hù)變形，支護(hù)結(jié)構(gòu)主要壓力集中作用在第二道角支撐上，第一道角支撐未起作用，第二道角支撐與支護(hù)樁連系梁連接件發(fā)生扭曲破壞。

（3）事故處理

根據(jù)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)，在基坑內(nèi)分塊打墊層，以工程樁為支撐點(diǎn)在墊層內(nèi)設(shè)置六根水平鋼支撐，在基坑底澆搗了一根混凝土大梁，把支護(hù)樁連接在一起，同時(shí)也作為六根水平鋼支撐點(diǎn)，基坑內(nèi)還回填一部分挖土。在基坑南側(cè)外采用三排壓密注漿的方法，起了防水防滲和加固土層的作用。基坑內(nèi)角支撐重新預(yù)加荷載，加固角支撐與支護(hù)樁連接件，基坑開挖施工靜停一個(gè)月，加強(qiáng)安全監(jiān)測。

根據(jù)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)表明所用事故處理措施是正確的，基坑南側(cè)繼續(xù)施工未出現(xiàn)險(xiǎn)情。

結(jié)束語

深基坑工程一定要從勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測各方面綜合考慮，才能避免或減少安全質(zhì)量事故的發(fā)生。

[1] GB50497-2009.建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JGJ102-99.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].