基于某工程边坡坍塌事故的分析研究

基于某工程边坡坍塌事故的分析研究

摘要院目前，建筑物的基坑开挖深度越来越深，对于基坑的支护也提出了更高

的要求。基坑工程一直是建筑施工的重点，也是安全事故多发环节。本文以某工

程基坑事故为例进行详细分析，对其发生事故后的支护加固措施进行研究，希望

以对基坑工程合理设计与安全施工有所启示与帮助。

Abstract: Currently, the excavation depth of building is more and more deep, and the foundation pit support is also puts forward higherrequirements. The foundation pit engineering has been the focus of building construction, is also the safety accident prone link. This paper takesthe accident of foundation pit in a project as an example to conduct a detailed analysis, researches the supporting reinforcement measures afteraccident, expects to provides enlightenment and help for the reasonable design of foundation pit engineering and construction safety.

关键词院深基坑；外部整体滑移；稳定分析

Key words: deep foundation pit；external overall slip；stability analysis

中图分类号院U213.1+3 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）06-0135-020

引言随着施工技术的发展，我国深基坑工程发展异常迅猛，设计与施工技术

日臻成熟。与此同时，随着城市建设工程规模的不断扩大，基坑建设周边环境越

来越复杂，给设计、施工等参建各方带来了前所未有的挑战。近年来，基坑坍塌

事故时有发生，很多学者做了大量研究工作，本文将以郑州某基坑坍塌事故为例，从设计、施工、监理、监测角度对基坑坍塌事故进行全方位剖析，进一步提出降

低基坑工程风险的对策。

1 事故现场基本情况1.1 事故过程郑州市某工地正施工一商品楼的基坑开挖

工程。该场地内层分为5 层，各土层分布如下：黄褐色粉质壤土，局部为砂壤土，厚3m；黄色、灰色粉砂、粉散、饱和，厚1.5m；灰色壤土，可塑-软塑，夹粉砂，厚1.5m；黑灰色重壤土，粘土，可塑，含小豆状Fe，Mn 结核，厚1.5m，粉质

粘土层，黄夹灰白色，可塑-硬塑，上部钙质结核富集，含量90豫-95豫，结核直径一般10-50mm，大者可达150mm，该段富水性好、基坑涌水量120-200m/h，

下部含钙质结核较少、土体致密多呈棱块状、片状，具滑面、滑面多见于灰白与

黄色边缘变，颗粒分析其粘粒含量28豫-31豫、粉粒含量45豫-51豫、极细砂含

量18豫-23%。

商品楼的基坑开挖深度11m，边坡1颐0.3，由于场地条件允许基坑采用一

阶开挖。由于基础设计采用振冲碎石桩，过大地开挖边坡不但使挖填土方量增加，而且商品房后形成较大填土区将增加地基处理的难度。为了最大限度减少挖填工

作量和缩小填土区，鉴于以往的成功经验，南侧边坡开挖相对较陡；开挖方式采

用机械与人工交替，明沟排水，当开挖至第5 层时，该层普遍向外涌水，同时局

部钙质结核层涌塌；有3-4 处集中出水点，点涌水量20-30m/h。

开挖深度接近10m 时，边坡土体开始出现裂缝，随后南侧边坡发生大规模塌方，并不断扩展；继而北边坡也发生塌坡。施工单位认为边坡过陡、明排水效果

不好，采取削坡、清底，打草包坝，加木桩挡土、加深排水沟等措施，后来又投

生石灰；但都无济于事，边坡土体开裂滑塌继续扩展，塌方土不断涌入基坑，同

时地基土体出现明显的隆胀和严重扰动，施工已无法继续进行。

1.2 原因分析1.

2.1 岩土工程勘察报告存在失误在进行岩土工程的时候，第五

层需要为粉质粘土，这样才能避免膨胀，使基坑施工和设计采取相应的措施，这

样才会避免出现大规模的塌方事故，因此就需要我们在设计参数取值、构造处理

方面避免失误。膨胀土的矿物成分为一种高塑性粘土，承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复涨缩变形等不稳定特点。而且我们在进行建筑物的时候，当

产生不均匀的竖向或水平的涨缩变形的时候，往往会有很大的危害。

1.2.2 降水、排水措施不力第四层主要的黑灰色重壤土经过暴晒干裂后，产生

许多东西向近于垂直的裂缝，这样当土体分裂成约1.0m 宽的楔形体，这时候上

部的粉砂层潜水沿裂缝流入基坑，致使裂隙面土质有软化现象，边坡土体就处于

不太平衡的状态。这时候下部土体就会因遇水而膨胀崩裂，导致滑塌。

膨胀土的一个显著的特征就是显化崩解性。主要就是当膨胀土体浸水后，空

隙引起公共水化膜增厚，导致土颗粒间的连结减弱或者消失，以至于土体产生崩解。实质上崩解是土体膨胀的一种特殊形式或者是进一步的发展。

2 防治措施2.1 设置降水系统根据对周围场地水文地质情况的了解，场区地

下水将影响基坑开挖和基坑支护，并影响基础施工，该部分水应予以排除。综合

考虑水文地质条件、基坑大小等因素。根据本工程基础深度、水文地质情况、日

降排水量和各类地层中的降水经验，本工程拟采用大口井方法进行基坑降水，降

水要兼顾护坡施工、基坑开挖。根据勘查报告，管井抽排的地下水以潜水为主，

滞水主要在粉砂层含存，该层渗透系数相对较大，通过管井下渗或土层“天窗”越

流至以下土层，不需要在管井中间做砂井。

不能彻底排除的上层滞水，采取明排措施，用排水管导流至软管，由软管引

流至基底排水沟，再进入集水井抽派。排水沟沿坑底四周设置，底宽300mm，沟底低于坑底300mm，坡度为1豫。集水井沿坑底边角设置，间距25m，直径

0.6m，井底低于坑底1-2m，下无砂井管和滤料，采用碎石压底进行强排。

2.2 固坡、清基降水对坡体周边的稳定有着很大的作用，同时为了能够缓解

坡边的安全，就需要做好措施。而坡边下部结核层及膨胀等部分采用的是用石块

阻挡，而换砂过程也是为了减少膨胀起到的起重作用。换砂的厚度视清除厚度而定，一般要求不小于20cm，以完全消除扰动部分和控制基底高程为准。

2.3 搞好支护结构的现场监测支护结构的监测是防止支护结构发生坍塌的重

要手段。在支护结构设计时应提出监测要求，由有资质的监测单位编制监测方案，经设计、监理认可后实施。监测方案应包括监测目的、监测项目、测试方法、测

点布置、监测周期、监测项目报警值、信息反馈制度和现场原始状态资料记录等

内容。监测项目的内容有：基坑顶部水下位移和垂直位移、基坑顶部建（构）筑

物变形等。监测项目的选择应考虑基坑的安全等级、支护结构变形控制要求、地

质和支护结构的特点。监测方案可根据设计要求、护壁稳定性、周边环境和施工

进程等因素确定。监测单位应定期向施工单位和监理单位通报监测情况，当监测

值超过报警值时应立即通知设计、施工和监理单位，分析原因，采取措施，防止

事故的发生。

3 小结目前，地下空间已成为城市建设的重要组成部分，而地下空间开发过

程中深基坑开挖事故时有发生，尤其是在软土地基中的基坑坍塌事故会造成重大

损失。要预防基坑坍塌事故，除了技术手段之外，更要求政府机构加大对违法违

规行为的查处力度。对未按基本建设程序办理有关手续，擅自施工的工程，各级

建设行政主管部门和工程质量安全监督机构要立即责令停工，必要时可报请当地

人民政府强制执行。对有关违法行为，按有关法律法规规定的上限进行处罚。

参考文献院[1]上海市建设工程安全质量监督总站援中心城区深基坑工程建设

周边环境风险控制指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2011援[2]高大钊