建筑工程基坑事故案例思考分析

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摘要:伴隨海綿城市、地下綜合管廊、超高建筑等的飛速發展，地下工程的開發與利用逐漸成為巖土工程學科的一項熱門，而這些工程的實現需解決的首要問題便是深大基坑工程的支護及加固。通過對某基坑支護工程事故加固處理方法及效果分析，探討基坑工程的常用加固措施及利弊，以期為類似工程提供參考。

關鍵詞:基坑支護加固，樁錨支護，樁撐支護

住房與城鄉建設部于2018年所發文件建辦質［2018］31號明確指出基坑工程為“危險性較大的分部分項工程”，并對規模超出一定界限的定義為“超過一定規模的危險性較大的分部分項工程”，可見基坑工程安全的重要性及問題的突出性。深基坑開挖過程中基坑支護結構既要保證基坑的結構安全，同時也要滿足基坑及周邊環境的變形限值要求，否則都會給基礎施工帶來不利的影響。

1工程概況

某建設工程項目場地位于太原市南中環南側，地貌屬汾河西岸Ⅰ級階地，基坑側壁土層主要為第四系全新統河流相沖、沖洪積(Q1al+pl4)粉土、粉砂、粉質黏土;第四系上更新統河流相沖、洪積層(Qal+pl3)粉土、砂類土。場地地下水位較高，初見水位埋深介于4．00m～4．80m之間，實測穩定水位埋深為3．00m～3．80m之間，標高為778．20m～779．00m。該基坑東側為某小區高層住宅，距坑頂約24．65m，基坑西側、南側均為市政道路，距坑頂約6．05m～9．13m，基坑北側為城市快速路及綠化帶，距坑頂約5．25m，且坑頂平行于基坑方向埋設有兩道熱力管線，深度約1．5m。基坑開挖深度為7．50m～9．70m，基坑開挖面積約12168．13m2，周長452．18m。基坑支護采用灌注樁+(攪拌樁)止水帷幕+錨索的支護方案(支護平面圖及典型剖面圖見圖1，圖2)，支護安全等級一級，重要性系數1．1。現場實際施工時，基坑坑頂未清表至設計樁頂標高位置，實際高出設計樁頂標高約1．2m，且由于地下車庫結構圖紙發生調整，實際基底較原設計基底位置深約0．9m，整體基坑開挖深度較原設計方案深1．9m。當基坑開挖至第二道錨索以下距基底約1．0m時，基坑北側頂部位移監測點水平位移累計量在一周內達到272．6mm，變形速率達到34．85mm/d，大于設計要求的40mm及4mm/d，基坑報警。之后采取加密基坑監測頻率，停止土方開挖作業，坡腳反壓砂袋等應急措施。

2基坑變形過大原因分析

2．1基坑變形超限直接原因

1)基坑北側坑頂未按原設計進行清表放坡，存在高約1．2m，寬約1．7m的土方超載;2)基坑北側緊鄰城市綠化帶，綠化澆水導致坑頂土體含水率較高，接近飽和，基坑側壁主動土壓力急劇增大，土體力學強度降低，預應力錨索等錨拉結構與土體的側摩阻力降低，支護控制位移能力降低;3)基坑北側存在平行于坑邊的熱力管道及檢查井，管道與檢查井周邊回填土施工質量差，土體未壓實，受水浸濕后附加沉降明顯;4)基坑實際挖深較原設計增加約2m，支護樁嵌固段長度與坑深之比由原1∶1．12變為1∶1．33，支護嵌固深度減少，坑頂變形增大。

2．2基坑變形超限間接原因

1)現場施工工況與設計文件不符，監理單位未及時與建設單位及設計單位反饋溝通;2)施工單位對支護作業及土方開挖的安全技術交底針對性不強;3)監理單位對基坑施工過程的監督不力。

3加固處理措施

通過對該項目基坑土質條件分析、現場施工現狀及加固可行性分析，共提出兩種加固方案。方案一:預留地庫部分結構，增加坑內斜撐，控制基坑變形，剖面圖見圖3。該方案通過增加樁錨支護結構的支點，可有效減少支護結構頂部位移，增加支護結構抗傾覆穩定性，但其缺點是由于斜撐存在，導致基坑土方開挖及地下車庫最外側一跨主體結構施工進度受阻，且需在基礎底板增設牛腿并在地庫外墻面預留穿墻洞口，待地下車庫樓板澆筑后達到換撐條件后方可拆除斜撐，延緩了施工工期，增加了施工成本。方案二:在原有第二道錨索下增加一道預應力錨索，并在基坑內對被動土壓力區域采取高壓旋噴樁加固，增加樁錨支護嵌固段穩定性。同時，在坑頂設置降水井，降低支護樁后土體的含水量從而減少支護結構所承受的主動土壓力。采取如下措施后，對基坑底部進行回填壓腳處理，待主體結構施工后采取分段開挖，控制分段長度不大于，具體做法詳見圖4。該方案相對于方案一的優勢在于，避免新增支護結構與主體結構發生交叉，且通過對支護結構主動土壓力區與被動土壓力區分別采取降水及加固措施，增加了基坑的整體穩定性、抗傾覆穩定性及支護樁的嵌固穩定性，起到了控制變形及保證安全的雙重作用。經方案可行性分析及成本分析，最終項目現場采用方案二對該變形過大剖面進行加固，加固后基坑變形得到明顯控制，其坑頂最大位移點WY35的變化趨于穩定(見圖5)，基坑工程現場施工作業得以順利推進。

4思考及建議

基坑工程作為建設工程中的一類危險性較大的分部分項工程，其施工安全須特別重視。本文通過某建筑工程基坑事故案例的原因及加固處理措施分析，旨在對同類項目提供經驗教訓及借鑒意義。基坑工程施工過程中應特別注重信息化施工及動態化管理，由于基坑工程的核心是巖土和結構的相互作用，而基坑土體及地下水位的變化是難以完全掌控的，因此基坑施工過程中應根據現場條件及開挖情況及時作出相應調整。本案例中，由于坑深及支護土體條件發生變化，現場仍按原設計工況進行支護結構施工，勢必會出現事故隱患，好在通過基坑監測，及時采取應急管理措施，未發生嚴重后果。鑒于此，參建各方應吸取教訓，加強溝通，對施工過程中的危險源及不確定狀態進行定期檢查排除，從而保證施工過程的安全順利進行。

參考文獻:

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［4］郝俊杰．土建基礎施工深基坑支護技術研究［J］．山西建筑，2019，45(6):48-49．

作者：武靜 單位：太原市城市建設管理中心