1、深基坑工程特點及現(xiàn)狀

1.1 基坑越挖越深或為了使用方便，或因為地皮昂貴，或為了符合城管規(guī)定及人防需要，建筑投資者不得不向地下發(fā)展。過去建1～2層地下室，即使在大城市也不普遍，中等城市更為少見。現(xiàn)在在大城市、沿海地區(qū)尤其是特區(qū)，地下3～4層已很尋常，5～6層也有。因此基坑深度多在10～16m間，在20m左右的也為數(shù)不少。

1.2 工程地質(zhì)條件越來越差

這一點在某些沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)較為突出。

1.3 基坑周圍環(huán)境復(fù)雜

重要高層和超高層建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并緊靠重要市政公路。而此處原有建筑結(jié)構(gòu)陳舊，地上與地下管線密布。因此，基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩(wěn)定，也要保證周圍的建筑物和構(gòu)筑物不受破壞。

1.4 基坑支護(hù)方法眾多

諸如人工挖孔樁，預(yù)制樁，深層攪拌樁，鋼板樁，地下連續(xù)墻，內(nèi)支撐，各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯(lián)合支護(hù)，此外還有錨釘墻等。

2、深基坑工程事故的分析

通過工程事故實例的調(diào)查分析，對其原因提出如下看法：

2.1 設(shè)計方案失誤

（1）方案選擇錯誤。

　　此類工程事故出現(xiàn)較多，如濟(jì)南某大廈工程，位于繁華市區(qū)，地上23層，地下3層，基坑深12m，場地狹窄，東、南、北三面距建筑物較近。施工單位提出，采用大直徑灌注樁，設(shè)一土層錨桿，樁頂設(shè)混凝土圈梁的樁錨支護(hù)體系，需費用約100萬元。建設(shè)單位提出，部分采用φ800懸臂灌注樁，部分采用φ150鋼管懸臂樁，部分放坡方案，費用40萬元。結(jié)果按建設(shè)單位方案：西側(cè)采用1∶0.3放坡。東、南、西北澆筑C30的φ800懸臂灌注樁57根，@1800，樁長18m，懸臂12m，入坑底6m。北部用φ150鋼管懸臂樁7根，@1000，樁長15m，懸臂12m，入坑底3m.結(jié)果幾次斷樁，塌方來勢兇猛，均在瞬間發(fā)生，共造成坑內(nèi)土方堆積3000m³，斷樁23根，樁傾斜2根，7根φ150鋼管歪倒。可見，基坑支護(hù)必需認(rèn)真對待，絕不能為節(jié)省費用，隨便定個方案。經(jīng)分析，原先施工單位提出的方案還是可行的，建設(shè)單位亂定方案，不科學(xué)辦事，結(jié)果是浪費了投資，拖延了工期，欲速則不達(dá)。

　　（2）實施方案與設(shè)計方案不符。

　　（3）止水帷幕力度不當(dāng)。

　　如南京交通銀行大樓，地上28層，地下室1層，基坑深6.7m.設(shè)計方案是：支護(hù)采用800懸臂灌注樁，@1000，樁長14m，在樁頂設(shè)800×500mm圈梁，樁嵌入坑底8.8m；防水及降水在排樁背后設(shè)高壓旋噴混凝土，形成止水帷幕。坑?xùn)|側(cè)42m長，距房屋15m左右，采用1∶1放坡開挖。在坑內(nèi)設(shè)3個深20m管井作為降水井。實施方案是：基坑加深0.7m至7.4m，樁長改為13m，樁嵌入坑底5.6m。放坡面因場地限制改為1∶0.3～0.5。為搶進(jìn)度，樁頂圈梁未施工即開始挖土，且一次挖到設(shè)計標(biāo)高。基坑開挖后，東南角樁間出現(xiàn)大量涌泥和流沙，支護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)側(cè)移位達(dá)20cm以上，樁后形成5～10cm地面裂縫，放坡地段滑移失穩(wěn)，降水井失效，以至東南面的和平電影院嚴(yán)重開裂破壞，被迫停止拆除，北側(cè)湖南路路面開裂，被迫采用土層錨桿加固，直接經(jīng)濟(jì)損失100多萬元。可見，不按原設(shè)計方案施工，灌注樁與噴射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。

2.2 設(shè)計計算錯誤

（1）錨桿計算錯誤。

　　如石家莊某高層建筑，建筑面積10萬多平方米，地上28層，地下4層，基坑深達(dá)20.5m，東西長120m，南北寬100m.基坑用φ600灌注樁，@1000，樁長20m，入土5m，混凝土強度為C25，配12根φ22的Ⅱ級鋼筋，樁頂設(shè)帽梁，帽梁頂砌5.5m高370磚墻作護(hù)墻，墻內(nèi)有構(gòu)造柱及壓頂圈梁。護(hù)壁樁設(shè)三道130錨桿：第一道錨桿長15.5m，@2000；第二道錨桿長20m，@1500；第三道錨桿長18m，@1000.用槽鋼與護(hù)壁樁相結(jié)合。1993年9月12日，施工完西部坑底墊層，施工管理人員發(fā)現(xiàn)基坑西部護(hù)壁樁間成片掉土，并有滲水現(xiàn)象，頂部磚墻外傾，頂部地面出現(xiàn)裂縫。9月15日西側(cè)北部有部分腰梁槽鋼脫落，部分錨桿螺母松動。施工人員將槽鋼補焊接上，擰緊螺母。在坑頂局部挖土卸載。9月16日下午5時左右，基坑西部南北約50m的護(hù)壁結(jié)構(gòu)迅速倒塌，折斷鋼筋混凝土樁48根，倒塌邊緣距坑邊約13m，護(hù)壁樁折成三段，折點分別在第二、三層錨桿處，第一層錨桿從土中完全拔出，第二、三層錨桿錨頭拉脫，腰梁扭斷開。經(jīng)分析計算，第一道錨桿的錨固長度需25.6～30m，第二道錨桿的錨固長度需22～25m。可見倒塌的主要原因是設(shè)計中完全拔出，第二、三層錨桿錨頭拉脫，腰梁扭斷開。經(jīng)分析計算，第一道錨桿的錨固長度需25.6～30m，第二道錨桿的錨固長度需22～25m。可見倒塌的主要原因是設(shè)計計算錯誤所導(dǎo)致。

　　（2）支護(hù)樁嵌入深度不夠。

　　上海某工程基坑采用深層水泥攪拌樁做支護(hù)，基坑開挖深度5～7m，樁長12m，嵌入深度5m.開挖到5m時未發(fā)生事故，但開挖到7m時，發(fā)生管涌，涌砂涌水。由于大量砂土冒出，最終導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)全部倒塌。僅加固費就增加投資30萬元（原支護(hù)結(jié)構(gòu)費80萬元），工期延長2個月。經(jīng)對管涌計算知，支護(hù)樁嵌入深度需7m。

　　2.3 施工管理方面的問題

　　（1）嚴(yán)重超挖，不遵守分層分段開挖原則；

　　（2）坑邊過量堆載；

　　（3）管理混亂。

3、建議及對策

3.1 堅持分層分段開挖與支護(hù)的原則邊坡破壞有一個從局部開始，逐漸擴(kuò)大的過程。首先產(chǎn)生局部破壞的部位為突破點。當(dāng)某部位土體應(yīng)力達(dá)到或超過其強度時，突破點開始破壞，并引起周圍土體力學(xué)性質(zhì)的變化和臨近部位應(yīng)力的升值，使破壞面擴(kuò)大。邊坡開挖后，破壞了原自然土體的三向受力狀態(tài)，在開挖面附近產(chǎn)生一個高能區(qū)。其中一部分能量傳給周圍土體，一部就成為使土體變形的動力。對近于直立的邊坡，若一次開挖深度太大，積聚的能量就很大，有可能成為破壞的突破點而產(chǎn)生塌方。所以施工中必須控制開挖面的長度與深度，并進(jìn)行快速支護(hù)，使支護(hù)盡早發(fā)揮效能，達(dá)到控制和消滅破壞突破點的目的。分層分段開挖并支護(hù)有利于邊坡能量的釋放。前期開挖掘?qū)佣蔚哪芰坑幸徊糠滞ㄟ^錨體傳到土層較深部位，有一部分受已施工面板影響留在坡面淺層部位。當(dāng)下一層段開挖后，就被后期開挖段吸收并釋放。因此，分層分段開挖并支護(hù)的施工方法也是一個能量釋放的過程，最后總的開挖能量留在坡面的較少，這對整個破面的穩(wěn)定是有利的。

　　3.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展本文

　　（1）從結(jié)構(gòu)受力改變結(jié)構(gòu)形式。

　　閉合拱圈擋土、連拱式基坑支護(hù)，都是將平面結(jié)構(gòu)改變?yōu)榭臻g支護(hù)結(jié)構(gòu)，利用拱的作用，一方面減小土對樁的側(cè)向壓力，另一方面將結(jié)構(gòu)受彎變?yōu)楣叭κ軌海�充分發(fā)揮混凝土的受壓特性，降低了工程費用。

　　（2）從施工方法上改變。

　　樁墻合一地下室逆作法，是將基坑支護(hù)樁和地下室墻合在一起，將地下室的梁板作為支護(hù)，從地下室頂往下施工，地下室外墻也施工。它的優(yōu)點是節(jié)約投資，在地下水豐富、不易降低水位地區(qū)，尚須作防水帷幕。