探究某深基坑坍塌事故安全影响因素

王煦敦 （芜湖市勘测设计研究院有限公司，安徽 芜湖 241000）

0 前言

通常情况下深基坑的开挖深度会超过地下5m以上，且地质条件和周围环境相对复杂，因而对于基坑工程的合理施工需要进行综合性管理，并要求岩土工程和结构设计人员的有序配合。尤其是在人口密集区域，深基坑需要强度更高的支护。所以探究深基坑坍塌事故产生的原因，分析其安全影响因素，对于今后的施工具有重要的现实意义。

1 深基坑工程概况

某深基坑长度为40.5m、宽20.1m，开挖深度10.5～11.7m，基坑东、南二侧紧靠公路，交通相对繁忙，且道路下埋设了市政管线和光缆。地质情况如表1所示。

深基坑的地质情况 表1

基坑的维护和设计采用地下连续墙与内支撑的方式。事故发生产生的主要因素在于局部开挖较深，内支撑未施工引发了工法桩型钢的变形断裂，使支护结构坍塌变形。施工方在应对措施方面采取了土方回填的反压手段，防止坍塌事故进一步发展，有效减少了坍塌带来的风险。

2 深基坑坍塌事故的产生因素

2.1 基坑超挖

通过对坍塌事故的现场调查发现，产生坍塌的主要原因之一在于基坑超挖，即在施工前期的验槽时发现坑底土质和实际施工要求不符，软土厚度过大，此时在没有采取任何措施的情况下继续向下超挖，且将土方堆于坑边超载过大，加之下部为流塑状软土，让支护结构承受过大的弯矩和剪力，最终使工法桩无法承受过大水平剪力而变形坍塌。如果基坑的整体施工环节中一直存在超挖的情况，且没有及时施加合理的支撑手段，那么内力变形的程度会更大[1]。通常情况下会采用换填来应对超挖情况，但需要注意的一点在于，换填并不是处理基坑超挖的唯一手段。在施工方确定各种方案时，需要考虑到各个方面的因素，例如安全性、成本、工期等，从而选定最合理的应对措施。例如搅拌桩加固就是一项相对有效的措施。

本工程合理的施工工序应为在设备进场前，对场地进行清理，尤其是在施工区域内存在的表层硬物，之后将素土进行回填夯实找平，根据施工图纸所提供的坐标，进行测量放线工作，进行工法桩施工，在工法桩达到龄期后方可进行分层开挖，如发现地质条件不符或监测到变形过大，应立即停止开挖，在内支撑做好且变形稳定后方可进入更深的开挖。

2.2 钢支撑问题

通常情况下，在钢支撑的体系存在缺陷时，也有可能产生基坑的坍塌。首先是型钢的接头质量问题方面，如果焊缝质量不达标，那么型钢的接头焊缝处就有可能出现断裂，从而出现大面积破坏。通过对不少钢支撑体系的分析，发现破坏通常为节点破坏，也验证了焊接强度不足的特点。按照设计的要求，钢支撑在系梁处应该采用槽钢来进行固定，但是实际的施工环节中，并没有相关的固定措施，钢管计算长度明显提升，钢管也存在受力弯曲的情况[2]。

解决钢支撑问题，一般从两个方面入手。首先是型钢接头应该避免位于水平支撑位置，才能防止因一处出现破坏时产生的连锁反映。此外，根据钢结构的焊接技术要求，要对焊缝质量进行严格把控。如果没有对焊缝的高度进行要求，则要将焊缝保持饱满，严谨出现鼓包、裂纹等。对于一些不合格的材料，要坚决防止其流入施工现场。此外，采用螺栓拼接钢支撑时需要保持穿向一致。另一方面，就是要对钢支撑的施工过程进行全面管理和规划。施工方要按照工程图纸的具体要求对支撑位置进行定位放线，然后将基坑开挖至第一道冠梁下部支撑标高处来进行第一道钢支撑的布置，之后采用三角钢托架进行焊接固定工作后，浇筑测墙形成第二、第三、第四道支撑等。在软土区域应采取分层开挖、分层支撑、先撑后挖的方式。钢支撑拼装要等两侧的钢围檩安装完毕之后再进行，通过两点起吊来保障吊装的合理性。

2.3 基坑周边施工超载

基坑在设计施工过程中，会对周围地面的荷载进行计算。如果施工过程中的坑边荷载超过了合理范围，就应该与技术人员进行协调后，商讨是否要进行修改。周边施工超载问题是加速基坑坍塌的关键因素。需要注意的一点在于，基坑设计时需要对超载取值进行合理规划，否则不仅会影响工程的安全性，还会导致后期的施工成本提升，影响工程造价。一般情况下，基坑设计周边的超载数据会控制在10kPa～20kPa之间，东南两侧为市政道路超载应不小于30kPa，但施工过程本身存在一定的不确定性，施工人员也要根据实际的施工要求，结合设计的坑边超载数据来进行管理，减少基坑出现的风险。在《建筑基坑支护技术规程》中有明确要求，土体的稳定性和支护结构的承载能力都应该按照极限状态来进行计算。因此，一旦坑边出现超载，例如重载车行走或布置材料堆场等，都有可能产生坍塌事故的原因。

3 针对事故改进的管理方式

3.1 提升管理意识

无论是施工方、业主还是监理部门，都应该对基坑工程的施工要求和技术手段有深刻认识，从意识上提升管理的有效性。且基坑工程受到环境影响的可能性相对较大，挖土的方式、支撑设置等都会影响到基坑的稳定性和安全性。因此施工环节需要按照计划和图纸来有序开展，对于易产生隐患的部位，要即时进行支撑设置，并且对于超挖等现象进行控制，减少因施工方案和施工手段引起的各类事故。此外对于一些突发性状况，也需要进行有效应对。例如施工中出现降雨，则应该立即对基坑坑壁进行检查工作，以防因水土流失产生失稳，而此时一些大型机械设备也应该远离基坑，做到全方位的安全管理。

3.2 信息化施工

信息技术的快速发展也给工程建设提供了重要的帮助。在未来的施工环节中，也应该采用信息化的手段来应对基坑工程的不确定因素。例如对监测点的设置要符合实际的施工需要，监理单位也应该对检测的数据即时分析记录[3]。承包双方对于工程质量的要求要结合监测工作的结果，通过监测中发现的结构变化、荷载变化等需及时处理，保障基坑施工的安全。

3.3 风险预警

对于基坑工程的风险预警也是安全施工的重要保障。对于施工方来说，需要从考察规划、设计施工、现场监理、分项验收等多个环节进行风险管控，对于相关技术人员的技能培训和安全培训也是不可或缺的，建立完善的风险预警机制，从根源上减少事故产生的可能性。

4 结语

终上所述，可以看到基坑工程作为安全事故多发环节，在实际的工作中需要对可能出现事故的因素进行深入分析，结合基坑工程的特点在进行管理，消除可能出现的安全隐患，有效提升施工质量，为工程建设作出贡献，为经济发展提供技术保障。