基坑工程事故实例分析与处理

摘要：杭州为典型的软土地基区域，随着杭州地产业的迅速发展，地下室基坑开挖的数量日益增多，发生的事故也增加了。笔者这些年来着重对这方面的内容作了收集和研究，希望对同行们有所帮助。

关键词：基坑、现状、实例、建议

中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：

一、杭州地区基坑支护技术的现状

杭州地区常用的支护形式主要为以下四种类型：重力式坑壁土体加固类、悬臂式或撑锚式排桩类、板桩类、地下连续墙类。土体加固类主要有深层水泥搅拌桩支护系统，土钉支护系统，排桩类和板桩类主要有无内支撑钢筋硅桩支护系统、有内支撑钢筋硷桩支护系统。在这些支护系统中，往往辅以止水防渗、支撑拉锚、加固土体、降水排水、挖土卸载等一系列的技术措施组成因地制宜的每一具体工程的支护方式。目前杭州市围护成功的最深基坑工程是杭州大剧院的基坑，开挖深度为18.9m，面积最大的是西湖文化广场的基坑。由于杭州市岩土界各位专家们的努力，杭州的深基坑支护技术一直在全国处于领先地位，特别是在软土地质基坑支护方面，杭州市积极引进、探索各种新的基坑支护方式，如目前较为先进的SMW工法己在西湖隧道的基坑支护中获得成功应用．

二、工程案例

杭州闲林某大型居住小区，其北区某高层建筑，地上1 8层，一层地下室。建筑场地周围地势开阔，在南边有一绕城高速公路的高架桥，除此之外，没有重要的已建建筑物和管线。基坑开挖深度5米。地质条件为上面有3米左右的好土层，好土层下面为7米左右的软弱土层，软弱土层下为好土层。在基坑范围内，上面3米为好土层，下面2米为软弱土层。场地周围条件简单，可以不考虑基坑对周围环境的影响，基坑壁变形要求不是很严格，受此良好场地条件的诱惑，设计人员进行的基坑围护设计很冒进。基坑支护采用两排钢板桩支护，但是钢板桩的长度有限，在软土层中没有足够的嵌固长度。结果在施工过程中，出现了严重的工程事故，基坑壁变形过大，钢板桩出现贴脚破坏，部分工程桩被挤倾斜。

处理措施为：卸除坑周部分土体，减小桩受到的土压力；打设长锚杆国定钢板桩，约束钢板桩的进一步变形；补桩与倾斜的工程桩浇筑成整体，使基础的承载能力得到恢复。

三、结论和建议

1、杭州地区从总体上来说均属于软土地质，但城东和城西因软土成因不同而呈现出不同的特性。城东区以粉土、粉砂地基为主，城西区则是以淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土地基为主的软土层。针对不同的区域所选用的基坑支护方案实例进行分析、比较，笔者认为在杭州城东区域的基坑工程，其基坑支护的重点不是支护挡墙，而是要侧重处理好水的问题，降水方案好坏是基坑支护是否成功的关键。而在城西，则影响基坑稳定的主要因素是土的问题，即支护结构的稳定性问题，由于土层的透水性较差，地下水的控制不是基坑支护设计的主要影响因素，因此可以减少降水措施，降低造价。对于开挖深度小于5m的基坑工程应首选放坡，这是施工最方便、造价最经济的。如果基坑离相邻建筑物、道路比较近，无放坡场地时可选用土钉墙支护或上部开挖、下部土钉墙支护形式及复合土钉墙支护。基坑周围条件更差时可选用钻孔灌注桩支护。而当基坑开挖深度大于5m时，则应选用钻孔灌注桩加深层水泥搅拌桩作止水帷幕的联合支护形式。由于现在土地越来越紧张，地下室也越建越深，在杭州三层地下室已不罕见，因而基坑也越挖越深，此时单一的支护方案难以满足使用要求或不太经济，可采用多种支护方法联合作成，发挥各支护方案的长处。设计出一个既安全又经济的方案。如基坑深度达十几米的，也可考虑采用地下连续墙，同时将地下连续墙兼作地下室墙，做到三墙合一，节省造价和工期。

2、如果地下室楼板面下的混凝土墙很少，楼板在挖土阶段的受力状况与永久阶段基本一致，结构加固量小，临时支撑布置简单，构件少且短。这时可采用逆作法施工。若非如此在一般情况下应避免采用，因为逆作法造价昂贵，土方开挖难度大，工期又长，除非工程在市中心离周围建筑物很近，其他办法行不通。

3、由于基坑工程的个性很强，杭州市城东是以粉砂土为主的软土区，而城西是以淤泥质土为主的软土区，两者性质有所不同，选择支护结构时要充分考虑这两类土的不同特性，因地制宜地进行设计，特别是在降水措施的选择上。对于淤泥类软土，因其含水量较高，在一般情况下会表现出一定程度的流变特性：一是在外加荷载不变的条件下，变形仍随时间的增加而增加：另一种是在外加荷载不变的情况下，剪切强度随时间的增加而降低。前者为固结流变，后者为剪切流变。由此导致了深大基坑具有明显的空间效应和流变效应。因此在施工中，应分块开挖、及时施工下道支撑或基础底板，尽量减少基坑暴露时间仍然是控制基坑变形的重要手段。范围较大的坑中坑对整体基坑的影响不可忽视。基坑围护结构的变形、周围土体的位移和沉降与基坑土方的分层和分块的空间几何尺寸、围护结构无支撑暴露面积、基坑暴露时间有关，分层、分块的空间几何尺寸越大、围护结构无支撑暴露面积越大、暴露时间越长，变形也越大，这就是基坑开挖过程中的空间和时间效应。它们两者是密切相关的，因此在支护方案设计时不仅要确定基坑分层、分块开挖的空间几何尺寸，还要确定每一步每块的开挖时间和加支撑的时间，尽量缩短基坑开挖卸载后无支撑暴露的时间。开挖时要尽量减少土体扰动的范围，尽可能对称、均衡，并尽可能利用土体自身在开挖过程中的潜力。要充分认识基坑监测工作的重要性，加强对基坑支护结构、周围土体和相邻建筑物等的系统监测。由于地下土休的性质存在相当的变异性和离散性，地质勘察资料只是几个抽样钻孔的数据，很难准确反映土层的全面情况；基坑开挖过程中会出现一些突发、偶然事件：加上基坑设计水平还停留在半理论半经验的状态，对基坑支护结构所做的假设与实际状况有一定的差距和误差，还没有成熟的方法计算基坑周围土体的变形，所设计的基坑支护方案不可能非常准确反映正常施工条件下支护结构与相邻土体等的变形规律和受力范围。为了保证基坑支护结构和相邻建筑物等的安全，必须加强基坑施工期间的监测工作，对土体(或结构)的位移、应力、土中的孔隙水压力和相邻结构物与地下管线的位移进行跟踪监测，以便及早发现施工中的问题，调整设计或改进施工技术措施，以取得良好的工程效果：同时也可总结经验，为今后优化设计、降低造价提供科学的实测数据。可依实际情况设定位移警戒值。现行国家和省、市有关规范对于基坑变形预警值的规定偏保守，不能完全反映周围环境的具体条件。

4、大多数基坑支护工程在开挖中都曾经出现位移、轴力、地下水位下降超预警值的情况，但一般持续1-3天就缓解，基坑安全性未受影响。如杭州西湖文化广场一期工程、杭州运河广场等的深基坑位移均大大超过设计最大位移预警值。杭州西湖文化广场一期深基坑开挖工程设计最大位移预警值为60mm，而现场监测记录显示：围护桩桩身最大水平位移为163．2mm，其中桩身内埋设的8根测管有6根超过预警值：桩后地基土深层水平位移最大值为197．2mm，绝大部分测点的水平位移超过预警值。虽然位移较大，但基坑的围护桩未出现明显的结构裂缝，支撑结构除个别次支撑杆件和东面个别围擦梁外，也基本未现结构裂缝，由此可以认为基坑还是安全的。因此对于像西湖文化广场这类环境条件出比较有利的基坑工程，可比规范要求适当加大位移预警值，设定比较合理的位移预警值。