某高层建筑软土深基坑流砂质量事故原因分析及处理

某高层建筑软土深基坑流砂质量事故原因分析及处理

【摘要】由于直立开挖深基槽施工在江浙一带的市中心建设项目中比较常见，而一不小心流沙、塌方现象就很容易出现。本文以宁波市鄞州区科技信息园工程深基坑突涌流砂事故为例，详细阐述了事故发生的原因及事故处理措施，保证基坑的安全。希望能够给类似工程项目提供一些借鉴。

【关键词】深基坑；塌方处理；抗滑桩

基坑挖土至地下水位以下，土质如为细沙土或者粉砂土，在降低地下水位时，坑下土就会形成流动状态，随着地下水流入基坑，这种现象就叫做流砂。流砂一旦出现，地下水就会完全丧失承载力，致使施工条件恶化，严重的还会引起塌方，由于直立开挖深基槽施工在江浙一带的市中心建设项目中比较常见，而一不小心流沙、塌方现象就很容易出现。本文以宁波市鄞州区科技信息园工程深基坑突涌流砂事故为例，详细阐述了事故发生的原因及事故处理措施，保证基坑的安全。希望能够给类似工程项目提供一些借鉴。

1 工程概况

宁波市鄞州区科技信息园工程位于鄞州区高教园区内（图书馆西侧靠北），东临文苑路，西接学士路，北依前塘河，施工交通便利。本工程整个场地设有整体式一层地下室，采用桩基、承台、筏板基础，承台、地梁下翻，工程桩采用钻孔灌注桩（桩径为600mm、700mm、800mm；设计桩长为56m、电梯井处为55m）。

基坑开挖最深处9.02米，本工程地下室基坑围护主要采用支撑

桩+支撑围护体系，支撑桩采用钻孔灌注桩，外侧设置一排二轴水泥搅拌桩止水帷幕，坑内坑中坑（电梯井处）进行两排（转角处采用三排）高压旋喷桩加固处理。

2 项目水文地质

2.1 工程地质情况：

根据地质报告，本项目地貌近海相海积平原，地形平坦。打桩期间地表回填了1m左右的塘渣层。参照地勘报告，基坑土方开挖底板、承台、地梁、电梯井都位于③层淤泥质粘土层，其土层深厚，含水量高，呈流塑状，蠕变性极强、土体抗剪强度极差、承载力极低。

2.2 水文情况

据地质报告反映，本场地浅部分布有地下水，主要赋存在上部粘土中，潜水埋藏较浅，勘察期间测得稳定水位埋深约0.4～1.8m，该层潜水主要受大气降水及地表水补给。场地地下水在ⅱ类环境下对砼结构微腐蚀性；在长期侵水条件下，对钢筋砼结构中钢筋微腐蚀性，在干湿交替条件下，对钢筋砼结构中钢筋具弱腐蚀性。

3 降水方案

本工程为了施工期间作好现场排水，做到施工现场无积水，确保排水畅通，地表水采用自然排水，基坑内排水采用自然排水与强制排水相结合的方式。

地表自然排水系统：护坡顶、护坡处设置两条贯通砖砌排水沟，排水沟截面尺寸300*300，沿排水沟每隔30米设500*500*600集水

井一个。将地面雨水、施工废水集中沉淀后，排入城市雨水管网。基坑内排水系统：在进行基坑挖土时采用临时明沟、集水坑方式排水，坑内的临时明沟和集水坑离开围护桩边6m以外处设置，基坑坡脚严禁积水，基坑内设临时排水明沟，沿横向（东西向）每隔18.8m设一条竖向排水明沟与环沟接通。四周每隔30m设集水井，明沟300*300（深），集水井500*500*1000（深），在整个基础四周设置排水明沟及集水井，独立承台在施工时角部设置小积水坑。用潜水泵将积水排出基坑，经施工废水集中沉淀后，排入城市雨水管网。

4 土方开挖方案

本工程地下室土方开挖深度较深、土方开挖量较大、投入的机械设备较多、场内交通组织较为困难、施工难度较大，我们根据实际情况作了相应的准备和对策。土方开挖设两个阶段，留设中心岛逐层开挖，从运离出土口的方向向出土口逐渐收缩，最终土方开挖在出土口处收头。具备展开土方开挖条件，我们投入了15台挖土机、24辆自卸汽车、25台水泵进行土方施工，连续进行土方开挖达到最大日出土量。根据地质勘查和项目概况分析可知：本项目存在一些施工难点如下。

1）本工程土方开挖较深：地下室开挖深度从场地自然标高到底板底标高达到5.92m，最大开挖深度电梯井处已达到9.02m，根据本工程地质报告显示，底板主要位于③层土上，故进行基坑开挖时应做好防止对软土的扰动，应及时进行铺设垫层。

2）土方开挖周期较长：土方开挖量约在160000m3，而且有承台、地梁及清土需人工进行开挖。受气候影响较大：本工程的土方开挖在2011年6月份展开，刚好是梅雨季节，必须防止雨天对土方的开挖造成的影响。

3）土质较差：根据地质报告指出，③淤泥质粘土：灰色，流塑，切面光滑的土体，该层土含水量高，呈流塑状，蠕变性极强、土体抗剪强度极差、承载力极低，基坑内开挖时必须做好各项铺垫设施。

5 事故情况调查

4.1 险情分析

在基坑开挖第二步土时，现场管理人员巡视基坑西侧、西南侧支护桩之间及基坑内在自然地表下10m位置附近出现多处流砂现象，同时发现基坑西侧道路出现细小裂缝。监测人员通过近几天的基监测记录统计发现西侧支护桩最大位移为1cm。项目部对施工现场立即停工，工人撤离到安全位置，并报告项目总监及相关部门，与当天汇集设计部门、监理部门、项目技术人员紧急分析产生流砂的原因商讨处理的对策及处理措施。

4.2 原因分析

4.2.1 基坑内流砂

通过施工现场发现坑内出现的积水因无明显的流动，同时通过降水观测井发现水位良好，开挖出来的土质为淤泥质土。得出基坑内的积水为滞水层中的滞留水，对土方开挖无大影响，土方开挖可继续进行。

4.2.2 基坑西南侧、及西侧支护桩间流砂

基坑西侧、西南侧支护桩之间流砂现象较为严重，抗议得出支护桩间出现的流砂带走大量砂土，导致西侧道路出现沉降裂缝及支护桩位移。同时观测到支护桩间的流砂持续不断涌出，表明止水帷幕出现漏水质量事故。

4.3 处理方案

通过对施工现场情况检查及现场会议纪要，工程部决定采取如下方案。具体工程处理措施为：

1）西侧止水帷幕和护坡桩间设置降水井，降水井井深16m，成孔直径?600mm，井管采用线节长1m，外径为?400mm 的无砂滤水管，在滤水管与井壁的环形空间内填0.5-1.0cm碎石作为过滤层。

2）砂袋设置围堰对管涌处进行围堵，同时采用细石混凝土对管涌口进行覆盖保证减少涌水口的水土流失，紧急调用多台水泵在基槽底部设置集水井进行明排水，同时组织人机对基坑坑中土进行抢挖。当挖至坑底标高，采用潜水泵排水，管涌的流水通过排水盲沟流入集水井。

3）提前准备好沙袋，集中人力物力快速将护坡桩间流砂部位清理，在护坡桩间堆砌砂袋，在增加土体压力的同时防止上部土体的下陷，同时在流砂部位设置钢管长1.5m，直径?48×3.5钢管。在钢管1m范围内梅花布置直径5mm、间距5cm的孔，钢管末端及一米范围内采用包裹滤网对水进行引流，可以有效防止水土流失。

4）工程管理人员同时加强土方开挖的监管监测。根据编制土方