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基坑坍塌的常见原因

时间:2022-11-07 10:45:07 岩土工程师 我要投稿

基坑坍塌的常见原因

  近年来国内发生了多起深基坑坍塌事故,占事故总数的65%。坍塌事故频频发生,所以很有必要分析导致的原因,才能减少基坑坍塌发生的概率。下面是小编精心整理的基坑坍塌的常见原因,希望能够帮助到大家。

  基坑坍塌的常见原因1

  基础施工是建筑施工的重要组成部分,搞好基础施工的安全防范十分重要。根据建设部近几年的事故统计,在基础施工中,基坑基槽、人工挖孔桩施工造成的坍塌占坍塌事故总数的65%,说明基坑基槽的安全性对保证建设基础施工的安全至关重要。目前成都地区的房层建筑进行基础施工时,普遍采用基坑形式,基坑坍塌的事故时有发生,造成了一定的经济损失及人员伤亡,因此,分析事故原因,制定预防措施,可以帮助我们减少基坑坍塌的可能性,搞好基础施工的安全防范。

  1.坑壁的形式选用不合理

  基础施工时,坑壁的形式主要有两种:一是采用坡率法,即自然放坡;二是采用支护结构。实践证明,基坑坑壁的形式直接影响基坑的安全性,若选用不当会为基坑施工埋一隐患。施工单位在进行施工组织设计时,过多考虑节省投资和缩短工期,忽视对坑壁形式的正确选用,从而出现坑壁形式选用不当。在大多数工程中,由于采用坡率法比采用支护结构节省投资,因此,这种方式常被施工单位作为基坑施工的首选形式。但坡率法只能在工程条件许可时才能采用,如果施工场地有限不能满足规范所要求的坡率或者地下水丰富、土质稳定性差,一般不能考虑坡率法,否则,容易出现隐患,造成坑壁坍塌。

  当不具备采用坡率法的条件时,应对基坑采用支护措施。成都地区常用的支护结构有:土钉墙支护、喷锚支护、混凝土灌注支护等。施工前,应根据工程所处周边环境、地质水文条件以及工程施工工艺要求对支护形式进行合理选择、设计,若为节省资金仅凭经验确定支护形式,很可能达不到支护的目的,同样容易出现坑壁坍塌的情况,造成安全事故。如2001年5月,我市某工地喷锚护壁发生坍塌事故,坍塌范围长13m,宽2.5m,高6m,造成紧邻该施工现场的某大楼汽车通道中断,基坑边一φ200mm的地下供水管漏水,排水沟破裂,基坑周围民房、围墙及道路开裂严重。究其原因,就是因为该处基坑与某大楼地下室仅隔一条汽车通道,采用喷锚护壁,锚杆的长度受到限制,因此,对这种坑壁,采用混凝土灌注桩效果更为理想,安全性更高。

  2.坑壁土方施工不规范

  一些施工单位在基坑施工中,不重视施工管理控制,随意更改施工设计,违反技术规范要求,也是带来基坑施工隐患,造成坑壁坍塌的主要原因。

  主要表现在:一是采用坡率法时坡率值不足。当工程条件许可时,基坑施工一般采用坡率法。但采用坡率法必须严格按照技术规范的要求,搞好基坑施工的坡率控制。然而,在实际工作中,施工单位常常因为土方开挖时坡率控制不好或地勘资料不准确,造成开挖深度大于预计深度,出现基坑坑壁坡率小于设计值的情况,使基坑坑壁处于不稳定的状态,最容易出现坑壁坍塌。如我市某工地基坑施工,依据地勘报告设计开挖深度为2.7m,开挖后发现土质情况与地勘报告不符,需要超挖2.1m,由于场地所限,无法满足设计放坡系数,造成基坑坑壁坡率小于设计值,施工过程中坑壁出现坍塌,在对坑壁采取支护措施后才继续施工。

  二是支护结构施工时未按要求进行土方开挖。在进行土钉墙支护或喷锚支护结构施工时,按照规范要求,应根据土钉或锚杆的排距分层开挖,开挖一层土方后立即进行支护,待支护结构达到设计要求后再开挖下一层土方。但现场施工时,常因土方开挖作业与护壁施工未紧密配合,土方挖运速度过快,使坑壁直立土方大面积长时间裸露,为坑壁坍塌创造了条件。2004年8月,我市某工地在进行土钉墙支护施工时,一次性开挖深度近5m,未能及时进行土钉墙支护,土方大面积坍塌,致使坑边一层砖木结构房屋基础裸露、下沉、墙体开裂,不得不将此段砖墙拆除,基坑内用重力式挡土墙作为支护结构,回填土方,平整夯实后重新砌筑砖墙。

  3.对地表水的处理不重视

  基坑施工的“水患”一是地下水,二是地表水。由于地下水处理不好将直接影响基础工程的施工并对基础坑坑壁的稳定性造成威胁,因此建筑工程相关各方都对地下水的处理非常重视,从勘察、设计和资金投入等方面均能得到保证。现在,成都地区普遍采用管井降水,降水效果良好,有效地消除了地下水对基坑坑壁的不良影响。

  而地表水因其对基础施工影响不明显而常常被忽略,其实,地表水对基坑坑壁稳定性的作用同样影响很大。地表水可分为“一明一暗”两种情况,“明”主要是指施工现场内地面可能出现的地表水,如雨水、施工用水、从降水井中抽出的地下水等:“暗”主要是指基坑周边地面以下的管网渗漏、爆管等产生的地表水。这两种情况若不及时处理都会对坑壁的稳定性产生威胁,有可能造成坑壁坍塌,特别是地下管网产生的地表水,因其不易被发现,造成的后果往往更为严重。2004年8月底,成都市区降暴雨,某工地土钉墙护壁突然发生坍塌,事后分析原因,发现坍塌部位有一废弃的雨水沟,雨量大时,其他雨水沟不能及时排水,雨水倒灌在该沟内,直接流入护壁内侧土方,导致护壁整体下坠,发生坍塌。

  4.支护结构施工质量不符合设计要求

  因基坑支护结构是建筑施工过程中的一项临时设施,目前许多施工单位对其施工质量重视不够,护壁施工单位的施工行为没有得到有效约束,不按设计方案施工的现象时有发生,造成支护结构的施工质量达不到设计要求,存在坑壁坍塌隐患。如某工程采用土钉墙作基坑支护,设计土钉间距为1.2m,施工单位施工时却将土钉间距扩大到1.8m,降低了支护结构的强度,护壁开裂,出现了坍塌的先兆。

  灾害:大体可以说:凡危害人类生命财产和生存条件的事件通称为灾害。

  “天灾”是指自然灾害、是指人为灾害。

  地质灾害是诸多灾害中与地质环境或地质体的变化有关的一种灾害,主要是由于自然的和人为的地质作用,导致地质环境或地质体发生变化,当这种变化达到一定程度,其产生的后果给人类和社会造成危害的称之为地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化、土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤塩碱化以及地震、火山、地热害等。

  地质灾害的分类,有着不同的角度与标准十分复杂。

  就其成因而论,主要由自然作用导致的地质灾害称自然地质灾害;主要由人为作用诱发的地质灾害则称人为地质灾害。

  就地质环境或地质体变化的速度而言,可分为突发性地质灾害与缓慢性地质灾害两大类,前者如崩塌、滑坡、泥石流等,即习惯上狭义地质灾害;后者如水土流失、土地沙漠化等,又称为环境地质灾害。

  根据不同的地质作用引发的地质灾害,可分为两大类,地球内部动力作用引发的称为内动力地质灾害。如地震、火山、地热害等,地球外部动力作用引发的称之为外动力地质灾害。如崩塌、滑坡、泥石流等。有时发生地震时,在山区亦会引发崩塌与滑坡,这就是地震诱发的次生灾害。

  根据地质灾害发生区的'地理或地貌特征,可分为山区地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等,平原地质灾害,如地面沉降等等。

  基坑坍塌的常见原因2

  基坑开挖中造成坍塌事故的主要原因:

  1、坑壁的形式选用不合理

  在大多数工程中,由于采用坡率法比采用支护结构节省投资,因此,这种方式常被施工单位作为基坑施工的首选形式。

  但坡率法只能在工程条件许可时才能采用,如果施工场地有限不能满足规范所要求的坡率或者地下水丰富、土质稳定性差,一般不能考虑坡率法,否则,容易出现隐患,造成坑壁坍塌。

  2、坑壁土方施工不规范

  一些施工单位在基坑施工中,不重视施工管理控制,随意更改施工设计,违反技术规范要求,也是带来基坑施工隐患,造成坑壁坍塌的主要原因。

  3、对地表水的处理不重视

  地表水对基坑坑壁稳定性的作用同样影响很大。地表水可分为“一明一暗”两种情况,“明”主要是指施工现场内地面可能出现的地表水,如雨水、施工用水、从降水井中抽出的地下水等;“暗”主要是指基坑周边地面以下的管网渗漏、爆管等产生的地表水。

  这两种情况若不及时处理都会对坑壁的稳定性产生威胁,有可能造成坑壁坍塌,特别是地下管网产生的地表水,因其不易被发现,造成的后果往往更为严重。

  扩展资料:

  预防措施

  1、选择适合的基坑坑壁形式

  基坑施工前,首先应按照规范的要求,依据基坑坑壁破坏后可能造成后果的严重性确定基坑坑壁的等级,然后根据坑壁安全等级、基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节的条件等因素选择坑壁的形式。

  2、加强对土方开挖的监控

  基坑土方一般采用机械挖法,开挖前,应根据基坑坑壁形式、降排水要求等制定开挖方案,并对机械操作人员进行交底。开挖时,应有技术人员在场,对开挖深度、坑壁坡度进行监控,防止超挖。对采用土钉墙支护的基坑,土方开挖深度应严格控制,不得在上一段土钉墙护壁未施工完毕前开挖下一段土方。

  软土基坑必须分层均衡开挖,层高不宜超过1m。对采用自然放坡的基坑,坑壁坡度是监控的重点,当出现基坑实际深度大于设计深度时,应及时调整坑顶开挖线,保证坑壁坡率满足要求。

  基坑坍塌的常见原因3

  一、基坑坡顶严重超载

  基坑坡顶严重超载是引起基坑坍塌的主要原因之一。最近发生的鲜活案例就是基坑坡顶严重超载诱发基坑整体坍塌。

  二、 整体失稳

  整体失稳是指在土体中形成了滑动面,围护结构连同基坑外侧及坑底的土体一起丧失稳定性,一般的失稳形态是围护结构的上部向坑外倾倒,围护结构的底部向坑内移动,坑底土体隆起,坑外地面下陷。

  三、坑底隆起

  (1)坑底隆起是一种向上的位移,产生的原因一是深层土的卸荷回弹,二是由开挖形成的压力差导致的土体塑流。

  (2)由于土体是连续体,坑底的隆起和围护结构的水平位移必然导致坑外土体产生沉降和水平位移,带动相邻建筑物或市政设施发生倾斜或挠曲,这些附加的变形使结构构件或管道可能产生开裂,影响使用,危及安全。

  (3)一般解决的方法是被动区加固,提高土的抗力,减少变形,同时解决整体稳定和坑底隆起问题。

  四、围护结构倾覆失稳

  围护结构倾覆失稳主要发生在重力式结构或悬臂式围护结构,重力式结构在坑外主动土压力的作用下,围护结构绕其下部的某点转动,围护结构的顶部向坑内倾倒。抵抗倾覆失稳的力矩主要由围护结构自身的重力形成,坑底的被动抗力也是构成抵抗力矩的因素。

  五、围护结构底部地基承载力失稳

  围护结构底部地基承载力失稳是指重力式围护结构的底面压力过大,地基承载力不足引起的失稳。由于在围护结构的外侧还作用着土压力,因此其合力是倾斜的。在倾斜荷载作用下,地基土发生向坑内的挤出,围护结构产生不均匀的沉降,可能导致部分围护结构的开裂损坏。

  六、围护结构滑移失稳

  围护结构滑移失稳亦主要发生在重力式结构中,在坑外主动土压力的作用下,围护结构向坑内平移。抵抗滑移的阻力主要由围护体底面的摩阻力以及内侧的被动土压力构成。当坑底土软弱或围护结构底部的地基土软化时,墙体发生滑移失稳。

  七、“踢脚”失稳

  “踢脚”失稳在单支撑的基坑中,可能发生挠支撑点转动,围护结构上部向坑外倾倒,围护结构的下部向上翻的失稳模式,故形象地称为“踢脚”失稳。在多支撑的围护结构中一般不会产生踢脚失稳,除非其它支撑都已失效,只有一道支撑起作用的情况。

  产生原因:

  (1)施工与设计不符,基坑施工时间过长,基坑支护受损失效,构成重大事故隐患。

  (2)南侧岩层向基坑内倾斜,软弱强风化夹层中有渗水流泥现象,施工时未及时调整设计和施工方案,错过排除险情时机。

  (3)基坑坡顶严重超载,致使基坑南边支护平衡打破,坡顶出现开裂。

  (4)基坑变形量明显增大及裂缝增长时未能及时作加固处理。

  八、围护结构的结构性破坏

  围护结构的结构性破坏是指围护体本身发生开裂、折断、剪断或压屈,致使结构失去了承载能力的破坏模式。如支撑体系不当或围护结构不闭合;也可能是设计计算时荷载估计不足或结构材料强度估计过高,支撑或围檩截面不足导致破坏;此外,结构节点处理不当,也会因局部失稳而引起整体破坏,特别在钢支撑体系中,节点多,加工与安装质量不易控制。节点处理包括支撑和墙体的连接处,如不设置围檩或连接强度不够。

  九、支、锚体系失稳破坏性

  支、锚体系失稳破坏包括两种不同的破坏模式。锚杆的破坏主要表现为锚杆的拔出、断裂或预应力松弛,土锚的破坏大多是局部的;支撑的失稳很可能是整体性的,其形态因体系不同而不同,支撑体系大多是超静定的,局部的破坏会造成整体的失稳,尤其是钢支撑体系,局部节点的失效概率比较大。

  十、止水帷幕功能失效和坑底渗透变形破坏

  止水帷幕功能失效和坑底渗透变形破坏是指止水帷幕丧失挡水功能,产生渗漏、涌水、流土或流砂。由于水土流失使基坑外地面下沉、塌陷,导致邻近建筑物的开裂和损坏。

  引起围护结构止水帷幕功能失效的主要原因是施工因素,其次是设计因素和材料的因素。由于施工质量低劣,止水帷幕有空洞或裂缝,成为漏水的通道是最普遍的现象;止水帷幕设计过短,没有全部切断透水层也是漏水的可能原因。由于止水帷幕失效产生过大的水力坡降引起坑底渗透变形破坏。如不及时制止,由渗透变形引起的坑外土体的位移和陷落是严重的。