深基坑坍塌事故原因分析

深基坑坍塌事故原因分析

【摘要】本文主要从深基坑的定义及特点、深基坑工程事故分析对深基坑工程的事故产生的原因进行分析，并提出对于深基坑工程坍塌事故的防治处理措施。

【关键词】深基坑；事故；原因

一、前言

由于地质环境的复杂，施工管理不完善等原因，深基坑坍塌事故时有发生，准确的掌握其原因及时的做好预防工作就显得尤为重要。

二、深基坑的定义及特点

1、定义

深基坑一般指开挖深度超过5m的基坑或深度虽未超过5m但地质情况和周围环境较复杂的基坑。深基坑工程包括基坑支护、基底加固、降水、土方开挖等内容。

2、深基坑的特点

2.1、具有很强的区域性、综合性和个性。深基坑工程涉及土力学中稳定、变形和渗流3个基本课题，土压力引起支护结构的失稳、渗流引起土体破坏、基坑周围地面变形过大都可能引起事故。

2.2、具有很强的时空效应和环境效应。深基坑的空间效应表现为其深度和平面形状对深基坑的稳定性和变形有较大影响。时间效应表现为土体蠕变使土体强度降低，使土坡稳定性降低。

2.3、具有很大的不确定性、风险性。影响基坑变形的因素众多，地基土有非均质性，深基坑工程外力不确定性、变形不确定性和土性不确定性决定了基坑具有很大的风险性。

2.4、具有开挖深、工程量大、工期紧的特点。

2.5、深基坑事故具有突发性、危害大、损失多、影响范围广的特点。

三、深基坑工程事故分析

深基坑工程事故一般是是因支护体系的破坏而导致影响相邻筑物及既有市政设施的使用功能受到影响，甚至发生破坏。基坑支护体系是临时结构，在工程施工完成后就不再需要，施工单位应及时进行地下结构工程的施工，并在基坑围

护结构有效时限内和主体结构满足抗浮要求时，及时进行基坑回填工作，严禁基坑长时间暴露。

支护体系破坏形式一般很多，破坏的原因往往是几方面因素综合造成的，将其分为六类。第一，支护结构整体失效。当围护结构插入深度不够，造成边坡整体滑动破坏。第二，围护结构断裂。围护结构不能以抵抗土压力形成的弯矩时或者围护墙体承受弯矩变大，产生围护折断破坏，从而使围护结构折断造成基坑边坡坍塌。第三，支撑系统失稳破坏。对于支撑式围护结构，支撑体系强度不够或稳定性差，对拉锚式围护结构，锚拉力差，造成围护体系破坏。第四，踢脚破坏。拉锚式和内撑式围护结构，当插入深度不够或者坑底压力很小和土质差时，易造成围护结构踢脚失稳破坏。第五，基底隆起破坏。基坑内外土体的高度差产生的压力差，外侧土体向坑内方向挤压，造成基坑底部的土体隆起，引起围护体系失稳破坏。第六，坑底管涌破坏。当基坑渗流引起管涌时，被动土压力将会减小，以致丧失，从而造成围护体系破坏，支护结构整体失效、围护结构折断、支撑体系失稳破坏、踢脚失稳破坏、基底隆起破坏、管涌破坏。

四、深基坑工程的事故产生的原因

基坑破坏的主要原因可能是由一种原因引起的，也可能同时由几种原因共同引起的，但破坏形式往往是几种形式的综合。因为坑底隆起造成破坏也产生整体失稳和墙体断裂破坏;围护结构断裂造成破坏也产生踢脚破坏，有时也产生基坑隆起破坏；踢脚破坏也产生基坑隆起和整体失稳现象。下面将对事故产生的原因进行具体的分析。

1、按照责任单位

事故按照责任单位共分一下几类，包括：

1.1、建设单位无计划盲目建设，无限度地压价，无限度地压缩工期；不适当地参与选择或强行拍板开挖方法或者支护方案。

1.2、勘察资料不详细，勘察资料提供的数据不全面；地质勘察数据处理失误，勘察报告提供的粘聚力、内摩擦角均比实际数值大，使支护结构设计不安全。

1.3、基坑设计人员经验不足、判断失误、考虑不周；采用的计算模型错误，支撑结构设计失误，设计计算错误，超载取值有误，止水帷幕设计有误，设计安全系数过小；过分相信软件计算结果，未能根据实际地质情况做出判断。

1.4、施工组织设计不当，施工方案不合理，没有经过专家论证；支护不及时、挖土与支护严重脱节、超挖、基坑长时间暴露；处理水患措施不力、基坑施工经验缺乏。

2、按照破坏模式

2.1、刚度破坏包括围护墙体的强度破坏和支撑结构的强度破坏。

围护墙体的强度破坏：由于超挖、超载、支撑不及时等原因使得土压力引起的墙体弯矩超过墙体的抗弯能力，导致墙体裂缝或断裂破坏；支撑的强度破坏：当设置的支撑强度不足或刚度过小时，在侧压力的作用下支撑破损或压屈或折断引起的破坏。

2.2、稳定破坏包括滑移整体失稳、踢脚隆起失稳、管涌失稳、底鼓失稳、槽壁坍塌失稳、坑内土体滑坡失稳。

2.3、刚度破坏：由于围护结构刚度不足、墙体渗漏引起地层损失或者由于高压旋喷土体加固造成土体破坏使得围护结构变形过大造成周围建筑物、路面及地下管线破坏事故。

3、与水有关的事故

软土基坑中基坑工程常常遇到地下水，许多基坑事故都与地下水治理不当有关，特别是暴雨渗入、管道漏水等对基坑有很大的危害。水患是造成许多基坑工程事故的直接或间接的客观原因之一。根据对75个地铁基坑事故的统计，与水有关的基坑事故约占基坑总事故的70%。

五、对于深基坑工程坍塌事故的防治处理措施

1、工程实践中对深基坑安全管理的经验总结

第一，一般深基坑工程所耗的资金较多并且时间长难度大。所以在制定加固方案和基坑支护方案时不能忽视工程的造价、工期和安全问题，同时也要考虑到工程对附近环境的影响，当基坑附近存在道路、管线和建筑物时，一定要控制好边坡的位移。第二，在对深基坑工程施工时，一定要严格控制它的允许值。对基坑安全性的衡量往往是借助监测报告，在每期阅览时要尽可能的把重要的内容用曲线图来表示，这样更直观。第三，强降雨易引发基坑事故。顶部用锚索（杆）支撑且是悬挑结构的话一般易导致裂缝，此时通过灌浆法保证它在短时间内不会有雨水渗入。第四，一般都用基桩加固的方式。因为在前期它的上部会不稳固，在用这种方法之后就能借助桩本身的嵌固深度和抗弯承载力来支撑上部。在后期又可以用来喷混凝土对其保护，同时扩大了调整的空间。

2、制定严格的施工方案

基坑坍塌的事故发生主要原因有两大类，第一类对深基坑施工难度认识不足，认为不需要进行专项的深基坑支护设计，按常规建筑工程组织施工造成的。第二类是未按施工组织设计或施工方案组织施工造成的。随着人们对深基坑施工复杂性认识的不断提高，第一类事故正在不断下降，但第二类事故时有发生，主要表现在以下几个方面：第一是未按设计组织施工，因施工质量原因造成支护结构垮塌；第二是未按施工组织设计或施工方案组织施工，特别是对有内支撑的基