高层住宅楼深基坑坍塌事故处理及分析(喷锚支护).doc

“XX”深基坑事故处理及分析

随着高层建筑的兴起与普及，深基坑工程越来越多。所谓深基坑工程，苔罗阿尼先生认为:在开挖深度不到6ｍ时，单凭经验施工也不会遭到失败，即使地基土质略差，用一般方法也能安全施工。在设计中过分保守是不经济的。另外，如果深度大于6ｍ，需要涉及到土力学方面的一些问题。目前，我国深基坑工程具有下述特点:　
(1) 深基坑工程具有很强的区域性 
岩土工程区域性强，岩土工程中的深基坑工程，区域性更强。如黄土地基、砂土地基、软粘土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中，基坑工程差异性很大。即使是同一城市不同区域也有差异。正是由于岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往造成勘察所得到的数据离散性很大，难以代表土层的总体情况，且精确度很低。因此，深基坑开挖要因地制宜，根据本地具体情况，具体问题具体分析，而不能简单地完全照搬外地的经验。 
(2)深基坑工程具有很强的个性 
深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关，还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。因此，对深基坑工程进行分类，对支护结构允许变形规定统一的标准是比较困难的，应结合地区具体情况
具体运用。 
(3)基坑工程具有很强的综合性 
深基坑工程涉及土力学中强度、变形和渗流3个基本课题，三者融溶一起需要综合处理。有的基坑工程土压力引起支护结构的稳定性问题是主要矛盾，有的土中渗流引起土破坏是主要矛盾，有的基坑周围地面变形是主要矛盾。深基坑工程的区域性和个性强也表现在这一方面。同时，深基坑工程是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科，是多种复杂因素相互影响的系统工程，是理论上尚待发展的综合技术学科。 
(4)深基坑工程具有较强的时空效应 
深基坑的深度和平面形状，对深基坑的稳定性和变形有较大影响。在深基坑设计中，要注意深基坑工程的空间效应。土体蠕变体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性。作用在支护结构上的土压力随时间变化，蠕变将使土体强度降低，使土坡稳定性减小，故基坑开挖时应注意其时空效应。 
(5)深基坑工程具有较强的环境效应 
深基坑工程的开挖，必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。影响严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。大量土方运输也对交通产生影响。所以应注意其环境效应。 

(6)深基坑工程具有较大工程量及较紧工期 
由于深基坑开挖深度一般较大，工程量比浅基坑增加很多。抓紧施工工期，不仅是施工管理上的要求，它对减小基坑变形，减小基坑周围环境的变形也具有特别的意义。 
(7)深基坑工程具有很高的质量要求 
由于深基坑开挖的区域也就是将来地下结构施工的区域，甚至有时深基坑的支护结构还是地下永久结构的一部分，而地下结构的好坏又将直接影响到上部结构，所以，必须保证深基坑工程的质量，才能保证地下结构和上部结构的工程质量，创造一个良好的前提条件，进而保证整幢建筑物的工程质量。另一方面，由于深基坑工程中的挖方量大，土体中原有天然应力的释放也大，这就使基坑周围环境的不均匀沉降加大，使基坑周围的建筑物出现不利的拉应力，地下管线的某些部位出现应力集中等，故深基坑工程的质量要求高。

(8)深基坑工程具有较大的风险性 
深基坑工程是个临时工程，安全储备相对较小，因此风险性较大。由于深基坑工程技术复杂，涉及范围广，事故频繁，因此在施工过程中应进行监测，并应具备应急措施。深基坑工程造价较高，但有时临时性工程，一般不愿投入较多资金，一旦出现事故，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。 
(9)深基坑工程具有较高的事故率深基坑工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常常经历多次降雨、周边堆载、振动等许多不利条件，安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。

深基坑工程是一门理论性和时间性都很强的技术，具有技术难度高、风险大的特点。喷锚网支护是众多基坑支护施工技术中的一种，通过给土体施加应力，改变土体结构，增加土体的C 值，依靠喷射混凝土、锚杆、钢筋网与土体共同作用的主动支护体系抵挡其后主动或被动的土压力，起到围护挡土结构的支护作用，安全可靠。由于基坑土方开挖是按喷锚支护施工进度进行的，逐层分段开挖基坑土方，立即进行喷锚支护施工，施工完成的喷锚支护结构直接就起到了挡土围护作用，使得基坑内施工为无障碍施工，有效地节省了施工工期。喷锚支护施工技术适用于人工填土、粘性土和弱胶结砂土等多种地质条件，采用旋钻成孔等机械设备，施工机械化程度较高。另外，较其他重力式挡墙、悬臂桩、内支撑围护桩、排桩拉锚、组合型支护等基坑支护方案，喷锚支护还具有造价低的特点。所以，喷锚支护施工技术在施工条件许可的前提下，在许多工程实例中被广泛应用。
1、工程概况
XX二期建筑规模7万m2 ，位于XX市同安区XX河畔，系XXXX

房地产开发的XX楼盘“XX”小高层商住楼，其中4a 号、5 号楼总建筑面积2.3 万m2 ，地下一层，地上16层，其中地下室建筑面积2 200 m2 ，基坑深度4. 5 m ~ 6 m ，采用喷锚网支护。
2、地质条件
工程场地原始地貌为江滨冲砂砾层，原为民房用地，地面黄海高程约+ 8. 300 m。根据地质勘察结果，场地分布土层主要是素填土、砂质粘性土、河卵石。
3、主要工程事故及处理方式
1) 施工单位偷工减料，弄虚作假，支护结构质量低劣，如桩径过小、断桩、缩颈、桩长不到位等，引发基坑事故。首先要停止挖土、降水，再根据基坑深度、土质和水位等采取补桩、注浆、桩后再做桩或其他加固手段
2) 桩间距过大，发生流砂、流土，坑周地面开裂塌陷。应立即挖土，采取补桩、桩间加挡土板，或利用桩后土体已形成的拱状断面，用水泥砂浆抹面(或挂铁丝网) ，有条件时可配合桩顶卸载、降水措施。
3) 设计安全储备不足，桩入土深度不够，发生桩墙内倾或底脚失稳。首先应停止基坑开挖，在已开挖而尚未发生底脚失稳段，坑底桩前堆筑砂石袋或土料反压，同时对桩顶适当卸载，再根据失稳原因进行被动区土体加固(采用注浆、旋喷桩等) ，也可在原挡土桩内侧补打短桩。
4) 基坑内外水位差较大，桩墙未进入不透水层或嵌固深度不足，坑内降水引起土体失稳。首先停止基坑开挖、降水，必要时进行灌水反
压或堆料反压。管涌、流砂停止后，应通过桩后压浆，补桩，堵漏，被动区土体加固等措施处理。
5) 对侵入相邻场地或建筑物下影响施工或基础安全的锚杆的拆除，危及尚在施工的基坑支护结构的安全。处理措施是:在锚杆被拆除剪断前，采用墙后注浆并局部扩大锚固体断面。
6) 两相邻基坑施工相互影响，引起支护结构或工程桩破坏、桩顶位移或基坑护坡坍塌。事故发生后，首先停止施工或限制施工振动影响，对破坏的支护桩采取有效的处理措施，协调施工，减少相互干扰和损坏。这是由于打桩振动引起土质液化和触变，对支护结构或边坡产生侧向挤压所致。
7) 井点降水过程中，井点出水量远小于实际应该的出水量，而且洗井效果不佳。这是由于钻孔、成井时，泥浆稠、泥皮厚或洗井措施不当的缘故。此种情况，对于轻型井点类，可向井管内注入高压清水，以冲动孔内滤料，将泥浆和泥皮稀释、破坏，再送风吹洗井或接真空泵吸抽。对于管井，可在井孔周边100 mm～300 mm处用工程钻机打孔(孔径100 mm～150 mm) 至含水层部位，从孔中送入高压清水直接冲洗孔壁的滤料，或一边送水一边送气吹洗，将井孔周围的泥砂和滤料吹出地面，待送入清水畅快流入井中后，再从孔中填入新滤料，并重新进行井内洗井。
下面分析一下近年来常见工程事故的主要原因。
造成建筑结构工程质量事故的因素可能是设计方面、施工方面、使用管理方面的问题， 也可能由于天灾人祸等意外事件， 还可能是
几个方面的因素综合作用的结果， 但主要是施工和设计两方面的原因.
施工方面的原因：
1、施工单位只重视产品的数量、产值， 对质量重视程度不够， 随着基本建设规模扩大， 施工队伍日益壮大， 但又缺乏技术力量， 工人素质低， 加上管理不严， 施工技术水平不高， 施工中常出现问题。
2、有些施工工地为了利润等原因， 私下减少梁板中钢筋数量， 未按图纸规定去施工， 想当然地认为设计留有很大余地。
3、为施工方便， 未去实施设计中要求的岩棉等保温材料， 导致使用中硅构件外侧出现冷桥。
4、未经设计院同意， 只依据甲方要求擅自砸梁改柱， 修改设计。
5、梁柱节点处箍筋减少甚至一根未设， 埋下隐患。
6未按规范要求采取防冻胀措施， 致使墙体外鼓甚至倒塌。
7、选购的建筑材料质量欠佳， 砂浆标号不足， 次品、等外品、伪劣产品有时流人工地， 以次充好， 造成许多薄弱环节。
8、钻探资料深度不够， 场地某些情况未体现出来， 施工单位发现问题又未能及时通知设计院处理， 如局部有淤泥夹层， 基槽积水泡软持力层等。
9、采用桩基础的工程， 试桩报告未出即进行上部结构的施工， 待上部结构进等到一、二层后才发现桩承载力未达到设计要求， 给甲方带来经济损失。

设计方面的原因：
1、目前为经济转轨时期， 建筑市场不够规范， 建设单位片面要求进度， 给设计单位造成困难。设计者为加快设计进度， 一方面可能设计比较保守， 有些设计严重浪费， 超出规范要求。一方面可能该算的没算， 疏忽大意， 有些复杂工程没有时间深人研究或出去参观调研， 有些设计院由于工期紧则管理跟不上， 三级审核未到位， 一味追求经济效益， 忽视了质量。建设单位为了省钱不去做地质钻探， 只是提供了附近原有建筑的地质报告， 设计单位未能坚持原则， 同意据此设计， 结果与实际地质情况出人很大， 为事后出现事故埋下隐患。
2、设计者完全依赖电算， 对电算结果不加分析照搬照用， 其实应根据实际情况加以调整。目前计算机辅助设计软件在建筑设计中已被广泛应用， 设计者对计算机过分依赖， 认为只要计算通过了就可以， 而忽略了设计中的人为作用。其实每个软件计算都有误差， 设计者必须根据力学知识和工程经验对计算结果进行分析以确定其正确性、可靠性。根据工程经验对工程简化情况和一些程序无法反映的外界影响因素作相应的调整， 但不能只求保险加大构件造成浪费和施工困难。
3、设计者对程序中无法反映的建筑物屋顶造型、悬挑构件、建筑装饰物等， 未详细考虑其构造连接及力学计算包括动力荷载。
4、由于出图时间紧， 结构专业与其它专业配合不及时，先出结构图， 施工单位不待其它专业图出齐即开始抢工，至使某些设备专
业预留的洞口遗漏。
5、众多设计院也常忽略验槽这一手续， 只是在手续上签字盖章了事， 其实验槽是一项复杂的工作， 它可能遇到各种情况。例如局部回填土深， 回填分布复杂， 土质坚硬不均， 槽底倾斜， 暖气沟斜贯基槽， 邻近建筑基础凸人基槽， 有钢筋混凝土巨大化粪池等等。验槽遇到的各种情况都必须认真对待， 作妥善处理， 所以验槽又是一项非常重要的工作。