建筑工程基坑支護的事故分析

黃開云

摘要：基坑支護是現(xiàn)階段發(fā)生事故比率較高的工程部分，在保障經(jīng)濟性的同時，更要加強安全性，為工程的順利進行提供支持。

關(guān)鍵詞：基坑支護；方案比選；事故分析

在大部分的建筑工程施工過程中，基坑支護只是一項臨時措施，建筑的地下部分完成之后，基坑支護不再起作用（逆作法除外）。因此，許多人對基坑支護的重要性認識不足：投資方希望節(jié)約成本，盡量減少基坑支護的投入；設(shè)計方屈從建設(shè)單位的意圖，在對現(xiàn)場地質(zhì)了解不深的情況下，片面地進行經(jīng)濟設(shè)計；施工方為了追求利潤不照規(guī)范和設(shè)計施工，或怕變更設(shè)計手續(xù)麻煩，面對變化的地質(zhì)條件徑自作業(yè)。凡此種種，導(dǎo)致了基坑支護的安全儲備不足，事故頻發(fā)。

在東南沿海某省會城市一家大型國有房地產(chǎn)企業(yè)近期建設(shè)的三十多項經(jīng)濟適用房的工程中，曾在一個很短的時期內(nèi)，連續(xù)發(fā)生多起基坑支護事故。嚴重的因基坑支護失效導(dǎo)致邊坡垮塌，沖毀數(shù)十根工程樁，不但造成該部分樁基重新施工，地下室未完工部分重新設(shè)計，還延誤工期一年多，經(jīng)濟損失頗大；較輕的因過坡位移量偏大，引發(fā)周邊居民的不安情緒，阻擾施工?？陀^分析原因，施工方固然難辭其咎，而在建設(shè)方一味省錢的指導(dǎo)思想下，部分設(shè)計過于冒險的問題也是很明顯的。

由此可見，基坑支護的安全儲備不足，所造成的損失可能很大，這不單是經(jīng)濟損失，也包含社會效應(yīng)。尤其現(xiàn)在的開發(fā)項目，越來越多的位于人口密集區(qū)、城市道路邊，如果發(fā)生事故，很可能殃及周邊。而從現(xiàn)階段的情況來看，建筑工程基坑支護的事故比率相較主體結(jié)構(gòu)的概率明顯偏高。所以，對于基坑支護的安全性有必要加強認識，合理選型。

一、基坑支護的功能

新版《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120-2012）相較于99版的規(guī)程有了很多的改進，內(nèi)容詳細了不少，標(biāo)準(zhǔn)也有提高，這對于工程實踐是很有幫助的。

舉例而言，2012版規(guī)程敘述了水平荷載應(yīng)考慮的5點因素，其中就包括了基坑周邊施工材料和設(shè)備荷載及道路車輛荷載，這在99版規(guī)范中是沒有的。實際上，大家都知道基坑邊一定范圍內(nèi)是嚴禁超量堆載的，但這個范圍和堆載限值是多少并沒有統(tǒng)一規(guī)定，應(yīng)該由設(shè)計確定。有些設(shè)計就籠統(tǒng)的設(shè)定基坑邊1米或1.5米內(nèi)不得堆土，超過這個范圍的堆載值是多少就沒有說明，這對于工程應(yīng)用非常不利。

現(xiàn)在的城市建設(shè)場地多數(shù)都比較狹小，基坑開挖之后預(yù)留的場地不足，各種堆料和臨時設(shè)施無處擺放，地下建筑的施工過程中轉(zhuǎn)料也常常要短時堆放在基坑邊，重載車輛行經(jīng)基坑邊的情況更是無法避免。所以，設(shè)計必須充分考慮到基坑邊一定范圍內(nèi)的場地使用功能，并給定合理的荷載限值。

比如覆土厚度在2.5m時，550KN汽車的等效荷載為11.4KN/㎡，再考慮土體擴散角30?，混凝土擴散角45?，結(jié)合設(shè)計給出載重車距基坑邊的安全距離。

二、基坑支護的選型

一些建設(shè)人員片面地從經(jīng)濟角度出發(fā)，總覺得基坑支護是浪費，希望越省越好，甚至下達指標(biāo)，違反科學(xué)合理的原則，這是造成大量事故的重要原因之一。

根據(jù)秦四清提出的支護方案選擇順序是：放坡開挖→噴錨網(wǎng)→懸臂樁排、水泥土擋墻→排樁+錨桿、雙排樁、排樁+內(nèi)支撐→地下連續(xù)墻。在這個推薦中，噴錨網(wǎng)是有支護的第一優(yōu)選，加上土釘墻加噴錨網(wǎng)的經(jīng)濟性和方便性，這種方案被大量采用。但在福州這樣的海相沉積層為主的軟土地區(qū)，開挖深度超過5m是禁止采用土釘墻、噴錨支護、水泥土墻、懸臂式支護等方案的。

以實際工程為例，平戰(zhàn)結(jié)合地下一層建筑結(jié)構(gòu)的挖深一般接近5m，但由于大型項目的場地高程變化、局部樁基承臺開挖、電梯間設(shè)備間的加深都可能使實際挖深超過5m。如果不結(jié)合現(xiàn)場，就會偏離現(xiàn)實，引發(fā)事故。

可是土釘墻加噴錨網(wǎng)的基坑支護方式仍成為很多項目的首選，而發(fā)生事故的案例中，這種支護的比率也是最高的。土釘墻支護雖然經(jīng)濟性較好，但它高度依賴土體本身的拉固能力，如果對地質(zhì)的認識不清，或因為勘測不明、施工擾動、氣象水文等原因的變化都可能造成拉固力不足。所以基坑支護的選擇應(yīng)該結(jié)合多方面的因素進行，有必要時可應(yīng)用不確定層次分析法進行比對優(yōu)選，而不是預(yù)先設(shè)定單一的方案。

三、基坑支護的安全系數(shù)、使用時限

2012版規(guī)程明確規(guī)定基坑支護的設(shè)計使用期限不應(yīng)小于一年，早前許多設(shè)計設(shè)定的基坑支護使用期限遠遠短于一年。強調(diào)加長使用時限是有實際意義的。由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性、經(jīng)濟因素、設(shè)計變更等多方面的原因，地下結(jié)構(gòu)的施工未必能在短期內(nèi)完成，過程中地質(zhì)水文的變化可能與設(shè)計所依賴的勘探資料不符，如果沒有足夠的安全系數(shù)，勢必影響基坑支護的可靠性。

四、加強設(shè)計選型

根據(jù)唐業(yè)清的基坑事故因素統(tǒng)計分析，基坑事故中設(shè)計原因占比為46%，施工原因占比41.5%，曾憲明的統(tǒng)計分析中設(shè)計原因的比率稍小，占40%。設(shè)計不良成為基坑事故的主要原因。

1、設(shè)計人員對現(xiàn)場了解不清。施工場地不會是一馬平川，有的場地較大，高差變化足以影響基坑安全系數(shù)一個等級，設(shè)計人員按統(tǒng)一的高程取值設(shè)計，其結(jié)果不是浪費就是不安全。

2、基坑開挖后沒有到現(xiàn)場實地復(fù)核。設(shè)計人員至少應(yīng)該在基坑初開挖、開挖中遇到地質(zhì)較大變化時、開挖完驗槽時的幾個節(jié)點到現(xiàn)場復(fù)核，以保證設(shè)計與資料符合。曾有一個項目，如果按設(shè)計的坡度開挖，基坑將可能挖到市政主干道上，這樣明顯的設(shè)計錯誤，并沒有設(shè)計變更，施工單位則自行改變坡度。

3、設(shè)計方案單一。進行方案優(yōu)選無疑會加大設(shè)計量，但這是全面權(quán)衡經(jīng)濟性和安全性的必要工作，甚至要有備選方案，以便遇到地質(zhì)變化時作為應(yīng)對措施使用。

4、設(shè)計與施工脫節(jié)。如土釘墻、噴錨網(wǎng)應(yīng)用的是新奧法的原理，其支護能力與土地變形相關(guān)，土地只有產(chǎn)生一定量的變形才能發(fā)揮其作用，這與樁墻、擋墻的機理是不同的，其合理水平位移應(yīng)該在50-100mm。因此對邊坡位移的預(yù)警限定值也不相同，如果照搬其它支護方式的位移預(yù)警值，過分頻繁地發(fā)出預(yù)警，造成施工人員麻痹心理，反而起不到應(yīng)有的作用。

五、認真進行施工管理

可以說大部分基坑事故中，施工都有或多或少的責(zé)任，這是現(xiàn)階段工程承包管理體制造成的。按圖施工本身沒有完全落實，如果設(shè)計再有缺陷，發(fā)生事故的概率就變得很大。僅舉一例說明，使用鋼板樁支護基坑完成后，將來可以拔出鋼板樁重復(fù)利用，但存在著一定無法拔樁的機率，某個項目的承包商為了確保能夠拔樁，不是按入土深度控制壓樁，而是擅自按壓樁力控制壓樁，絲毫起不到支護作用。

在對發(fā)生的基坑事故進行分析時可以發(fā)現(xiàn)，越是施工技術(shù)難度低的項目，施工中不能保證質(zhì)量的現(xiàn)象也越嚴重，如基坑坡度過陡、土釘墻噴射混凝土面層厚度不足、錨桿注漿壓力充盈系數(shù)偏低。

此外，不應(yīng)將基坑的監(jiān)測僅僅作為支護預(yù)警，監(jiān)測數(shù)值應(yīng)該作為分析設(shè)計指標(biāo)、評估方案合理性的一部分主動提供給設(shè)計和管理方，以便將來進行方案選擇時有更多的參考依據(jù)。

六、結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，工程建設(shè)在經(jīng)濟性和安全性的平衡上應(yīng)該更加傾向于保證安全性上，力爭避免發(fā)生事故，在此基礎(chǔ)上節(jié)約投資才是有意義。

參考文獻：

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