1、浅谈深基坑工程事故原因与安全防治摘要 在我国目前城市化步伐加快的建设背景下，各类交通枢纽、大体量房建工程、 大型市政工程、地铁车站及车辆段等建设工程,在给我们的城市化做贡献的同时, 建设施工阶段的深基坑工程也在我们的工程技术人员带来一个个难题。深基坑工程由于受到建设环境及工程项目的唯一性、特殊性等各种不确定性因素的影响， 极易造成基坑工程的安全事故。因此，如何尽可能地减小对环境破坏程度和遏制深基坑工程中的事故发生，已经成为政府管理部门和建筑领域同仁们非常重视的课题。 本文通过对深基坑工程事故的资料收集和整理，分析了深基坑工程事故的支 护结构体系破坏的六种形式。针对深基坑工程出现的事故，按责任方
2、进行统计分 析，列举了勘察方失误、设计方失误、施工方失误、监理方失误和投资方的管理 失误等几类事故原因。 通过对深基坑结构体系的破坏形式分析，以及对建设工程参建各方的责任分 析，对建设中深基坑的支护设计以及施工过程中的管理进行分析总结，最终提炼出目前深基坑施工管理的一些要点。 关键词：深基坑工程，破坏形式，原因分析 中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 绪论 1.1 选题背景 上世纪 90 年代以来，随着高层建筑大量的建设和市政工程（如 地铁工程中的车站、地下通道）对地下空间的开发与利用，使基坑工程向更深、更大的方向发展。但在其建设过程中，由于施工技术难度加大、基坑开挖与支护工期长、
3、现场施工条件复杂等原因，产生了很多安全事故和环境破坏的问题。因此如何有效地遏制基坑工程中的事故发生以及灾害损失和减少对环境的影响，已经成为了一个迫切需要重视的课题,这就使得建筑工程领域对深基坑工程事故因素进行着力研究，在工程项目各阶段进行有针对性的安全控制。 1. 2 课题研究的动机 目前建筑施工各领域的地基基础工程逐渐向深和大发展,而近年 由于深基坑工程引发的较大事故也时有发生,深基坑工程是施工中经常面对的重要分部分项工程,对深基坑工程进一步研究是所有工程技术人员的重要课题。 1.3 本论文的研究目的 针对深基坑工程的事故因素进行研究，使深基坑工程安全事故防范于未然。并在实施过程中，本着“安
4、全第一，预防为主”的方针, 以达到以下目的： 1、提高深基坑工程的安全化程度 2、实现对深基坑工程实施过程的安全控制。 3、建立安全的最优方案，为决策提供最好的依据。 1.4 课题研究的意义 深基坑工程安全事故因素分析的必要性和意义主要体现在以下两个方面： 1、有利于降低深基坑工程事故的发生。 2、帮助决策者进行科学合理的决策。 一、概述 由于地质条件复杂、设计和施工管理不完善的原因，我国基坑工程安全事故发生率较高，其中深基坑工程安全事故比例更高。这些基坑工程事故主要表现为支护围护结构的破坏，基坑内塌方、大面积的滑坡、基坑周围道路的开裂或塌陷等等1。 首先，根据查阅和收集大量的深基坑工程事故，
5、将基坑工程的事故进行了分类；而后，对造成深基坑工程事故的原因按不同的责任方(投资方、勘察方、设计方、施工方和监理方）进行了深入的分析。 二、深基坑工程事故的统计分析 通过两个渠道来收集深基坑工程事故实例，一是已出版的关于基坑事故分析书刊。如唐业清1、曾宪明2和王曙光3等深基坑著作。二是收集论文集、手册中发表或引用的工程事故实例4-6。 按责任方的不同对收集的 250 个深基坑工程事故的实例,进行统计分析，得到了以下的统计数据，如表 2.1 所示。 表 2-1 深基坑工程事故责任方统计表 从上数据可以得出：首先，由于施工方施工引起基坑工程事故约 占54%,其中包括施工质量差、不严格遵守施工规程、
6、治理水的措施不力、随意修改设计、管理混乱和缺乏本地区施工经验等诸多因素。为了确保深基坑工程的安全,选择施工单位时考虑施工单位的资质是 深基坑工程施工关键的一环。其次，由于设计不当造成基坑工程事故的占总数的34%，其中包括不遵守规范的相关规定、支护方案选择不当、支撑结构设计失误、荷载取值不准确、土体强度指标选择失真、 锚固结构设计失误、设计人员缺乏经验等。另外，建设单位的管理约 占 5%、监理方监督方面的占 2.8%、基坑工程勘察方的事故有占 3.7% 左右，也要引起各责任方的重视。 三、深基坑工程事故的分析 1、深基坑工程事故破坏形式分析 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
7、物及既有市政设施的使用功能受到影响，甚至发生破坏。粗略地将破坏形式分类如图 2-1。 图 2-1 深基坑工程事故分类图 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。 a、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，如图 2-2(a)所示。 b、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。如图 2-2(b)。 c、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。如图 2-2(c)所示。
8、d、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，如图 2-2(d) 所示。e、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，2-2(e)如图所示。 f、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，如图 2-2(f)所示。 (a)支护结构整体失效；（b)围护结构折断：（c)支撑体系失稳破坏；(d)踢脚失稳破坏；（e)基底隆起破坏;(f)管涌破坏图 2-2 围护体系破坏的基本形式。 基坑破坏的主要原因可能是由一种原因引起
9、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。 2、深基坑工程事故原因分析 为了充分利用地下空间，大城市的高层建筑、地下建筑、地铁车站、隧道等工程的大幅增多，深基坑工程也随之不断增多。深基坑工程既涉及到土力学强度问题和变形问题，又涉及到土体与支护结构之 间的相互作用问题。通过分析，把事故原因归纳为以下的原因： (1)投资单位的原因 a 未对深基坑工程项目进行前期的详细规划，只是盲目进行申报，建设条件不成熟，致后期施工无法
10、顺利完成。 b 没有严格审查勘测、设计、施工、监理和检测单位的资质条件，就选随意选择实施单位，造成深基坑工程的各个环节都出现问题。 c 深基坑工程项目没有严格地按照工程建设程序进行办理，没有按规定办理有关报建程序,没有办理必须施工许可证和质量安全审批以及监督手续，致使深基坑工程质量和安全监督失控，造成重大事故。 d 任意发包深基坑工程项目。施工资质不够的施工单位专业技术水平低、管理能力差，无法应对基坑施工中出现各种复杂的情况，最终造 成深基坑工程质量安全事故的发生。 e 对深基坑工程过度地压低设计费用，使得设计中存在不少质量和安全问题，一些方面考虑不周；对深基坑工程施工，则是过度压缩施工时间，
11、施工则偷工减料，造成深基坑工程重大的质量安全问题。 f 只是盲目套用以前用过的深基坑工程支护方案、图纸，而不请设计单位进行支护设计，结果造成深基坑工程的安全事故。 (2)勘察单位的原因 勘察数据资料及其结论是深基坑设计的基本依据，所以勘察数据不准确、不详细甚至是错误，必然会引起勘察结论偏差和错误，势必决定着深基坑支护工程存在着安全事故问题。勘察存在的问题是： a 不具备相应资质的勘察单位越级承包勘察基坑工程项目。因专业技 术能力有限和设备不足，技术人员专业水平不够，而造成勘察数据不准确、甚至是错误，结果会造成设计和施工的质量安全事故发生。 b 进行深基坑工程勘察时，未认真仔细地对工程场地进行实
12、地勘察， 只是套用附近建筑物以往勘察数据资料,往往提供的数据和指标与实际情况不相符合,对设计和施工造成误导,结果会造成质量安全事故。 c 没有按照规范和工程的实际情况来确定勘察方案，随意减少勘察内容、范围和勘察取点数，忽视专门对水文地质进行勘察工作。d 在一些地质的特殊情况下，进行深基坑工程勘察时，没有附加新勘察项目。 （3）设计单位的原因 设计是深基坑施工前很关键的一环,对施工的质量和安全有着决定性影响。设计阶段存在的问题： a 一些设计单位根本不具备相应的设计资质，越级承包设计项目。 b 由于深基坑工程涉及的专业面比较广，一些设计人员没有相应足够的专业知识与经验，很难设计出符合要求的图纸。
13、 c 有些深基坑工程设计人员在对工程现场环境不熟悉的情况下，在地 形、水文地质资料不完整的条件下，主观地进行设计构思、盲目地照 搬别人的资料图纸,或随意套用以前的设计方案,草率地画出施工图。 d 深基坑支护方案的设计选择错误。如：盲目地套用支护结构方案、支护结构方案不符合开挖中对周围环境保护要求、支护方案选择根本不符合支护要求。 e 进行设计时计算误差大。例如：土体强度指标值失真、设计荷载取值不当和对地下水处理考虑不当。 f 设计单位屈服于投资方或施工方的要求压力，随意修改设计方案。 （4）施工单位的原因 施工阶段是深基坑工程质量和安全最关键的一环，也是施工现场 一线工程技术人员密切接触的环节
14、，如能较好把控施工阶段，则可以发现和修正前期的失误；反之，这一阶段也会隐藏大量的质量安全问题：a些未取得相应施工资质的施工单位，参与深基坑工程的施工项目。 因施工能力有限，而造成深基坑工程安全事故。 b 施工单位为了获取更多的利润，随意更改设计方案和施工时偷工减料。使施工开挖、地下水处理、支护结构等工序中存在质量和安全问题，引发重大的工程安全事故。c 在进行深基坑工程施工时，未严格遵守施工规程而造成施工方法不 当。例如：基坑没有分区分层开挖，造成开挖高差过大；基坑暴露时 间过长，未进行垫层的施工，引起支撑结构产生过大的变形，发生基 坑事故;施工过程中各工种工序之间协调不周，引起深基坑工程事故。
15、 d 治理水的措施不力。深基坑施工中，处理地下水是一个难点，因土质与地下水位的不同，基坑开挖和支护施工的方法也随之不同。对地 下水的处理是深基坑工程施工中很重要的一部分,它关系到是整个工 程的成败。由地下水引起在深基坑工程事故数在深基坑工程事故中占很高的比例。对地下水处理不当，有时还引起地面沉降，对环境造成 不良影响。为确保深基坑工程施工的正常进行，必须对地下水进行有 效处理。e 施工信息化程度不高。信息化施工是一项新技术，具有成本小和成 效大的特点，是利用施工中所获取的岩土工程信息反馈用以指导调整 施工的工作。因为施工过程中可获得大量工程信息和资料，所以，深 基坑工程施工中，进行安装各种监测
16、仪器，来采集施工中的地质信息 (地下水位、水质、岩土体的变形、土压力的变化等数据） 。根据这 些信息及时调整设计，反馈到施工中，一方面可保证施工安全，另一方面可使设计优化，消除安全隐患，实现工程安全。 （5）监理单位的原因 监理人员在施工时应对施工方的施工进行质量和安全的监理。其存在的问题有： a 缺乏相应的监理资质的监理单位，或监理人员专业素质不强，对业 务和监理职责不熟悉。 b 未配备必要的监理设备和设施。监理配备的设备不齐，无法全面而又到位地进行监理工作的开展。 c 监理人员未履行好监理的职责。某些监理人员安全意识不高，工作不认真负责，对施工中错误的施工行为和违规作业未及时制止。或忽视了
17、对建筑材料的检验，使劣质的建材进入深基坑工程施工里。忽视 对设计质量的严格审查，使设计的安全隐患带到施工阶段里，造成施工时的安全事故。 （6）深基坑监测的问题 合理的设计和施工对深基坑工程的安全起决定作用，贯穿在施工全过程的安全监测也对深基坑工程的安全起决定作用，所以对于超深、超大的深基坑工程，监测是重要和必需的。其事故的原因主要有: a 在深基坑施工工程中未进行必要的监测。建设单位为节省成本，未埋设基本的监测仪器和工具,未安排必须的监测工作对深基坑工程安全检测，仅凭工程师对深基坑工程安全进行肉眼检查,埋下安全隐患。 b 深基坑施工工程中监测不合理。投资方与施工方虽然设置监测工作，监测内容却不合理，不能构成真正的监测网络体系，没起到监测 深基坑工程安全的作用，导致深基坑安全事故的发生。C 现场各参施单位人员对监测数据分析能力欠缺，有时不及时对检测数据进行分析；有些监理监测到危险却不及时报警；有些监测单位因 检测失误而对监测数据作假。都对深基坑施工安全造成很大的影响。 结 论 每一项单位工程都有其独立性、特殊性和唯一性，对于较大单位(单项）工程中最为重要的深基坑工程来说， “安全”无疑是每一个建设者头顶悬着的利剑，然而，这样一个大的系统工程，且地表以下的土层是千
