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我国基坑工程近年来发展现状与分析

627 2021-04-13 09:59:37

近 20年来,随着高层建筑和城市地下空间的发展,我国基坑工程数量迅猛增加。基坑围护体系的设计方法、施工技术、检测手段以及基坑工程理论都有了很大的进步。


但由干基坑工程的特殊性,包括区域性、个体差异性等,基坑工程发生事故的概率往往大于主体工程,根据工程实际调香,基坑工程事故率可达到 20%左右。基坑工程事故造成的危害包括两个方面,一方面是基坑支护结构本体破坏,对施工人员产生伤害,工期延误,造成经济损失; 另—方面,基坑工程事故可能导致基坑周边建 (构)筑物及地下市政管线的损坏,严重时还会造成火灾、爆炸、有毒有害物质泄漏,给人民生命财产造成严重威胁。规范基坑工程相关技术标准,降低基坑事故发生概率,提高基坑工程安全度,具有重要的现实意义。


根据天津大学顾晓鲁教授等国内有关专家提供的基坑工程事故调查报告可以得出,基坑工程事故原因涉及工程勘察、设计、施工、监理、第三方监测以及建设单位等各方面。根据现有资料统计分析,可以得到基坑工程事故原因调查结果,如图 1.1.1-1所示。

岩土工程

由图1.1.1-1可见,由施工方面原因造成的基坑工程事故大约占到 50%。设计原因引起的基坑事故约占1/3,其中,包括支护结构选型不合理,以及支护结构设计计算中的错误。支护结构设计计算书中存在的问题,常包括岩土工程参数指标选取不合理,以及支护结构计算中,不同工况条件下安全指标不满足相关规范要求。


实际工程中,个别设计单位为了在竞争中获胜,在没有补充勘察的条件下擅自提高土体强度指标,给基坑工程带来隐患。另外,以土钉墙支护结构为代表的支护结构,设计验算中应采用"增量法",要求在每一步开挖的工况下,基坑整体滑动稳定性验算都应满足规范中对应的安全指标,而有些设计人员则片面地认为开挖到底的工况下基坑处干最不利状态, 只要该工况安全验算满足,其他工况下安全指标不必完全满足规范要求。这种错误的理解,也造成一些支护结构的事故发生。从基坑工程的管理角度来看,建设单位、监理单位、第三方监测有时也会在基坑工程事故中负有重要责任。


例如,第三方监测,没有及时、准确地发现支护结构内力和变形突变,没有及时给出安全预警;建设单位和监理单位在第三方监测提供安全预警的条件下,没有及时采取措施,或者没有采取正确的应急措施,延误基坑抢险时机,甚至导致基坑工程事故发生。从统计结果来看,由于岩十工程勘察单位提供的勘察成果与实际条件不符从而造成基坑事故的情况较少发生,仅占 2%左右。


以上分类是按照基坑工程事故的责任主体来划分的。从基坑工程的直接成因来看,相当多数量的基坑工程事故与"水"有关,这里的"水"包括地表水、地下水,以及基坑周边市政管线中的流动水等。雨期施工的基坑,由于基坑防排水措施不当,基坑可能被雨水冲塌。从基坑降水的环境效应影响来看,除了高灵敏性十地区(例如基坑开挖深度范围内存在深厚淤泥或淤泥质土)之外,基坑工程降水对周边环境的影响,就其范围和影响幅度来看,都要超过基坑开挖对周边环境的影响。基坑施工过程中抽排地下水将造成基坑周边地面下沉,地下管线开裂,相邻建筑物不均匀沉降,甚至开裂、倾斜直至倒塌。


基坑侧壁变形和周边地下管线的渗漏相互推动,不可逆转。很多供水管线、排水管线本来就存在着一定的渗漏,当管线附近基坑开挖和基坑降水时,将造成更大的管线变形,产生更多的渗漏。管线渗漏会有两种后果,其—是十体自重增加,导致基坑侧壁主动十压力增大; 其二是土体强度指标严重下降。这两种效应都会增大基坑的变形,而新的基坑变形将更进一步推动周边管线变形和渗漏,这种相互作用的结果如果不能及时处理,最终会导致基坑事故发生。


综上所述,基坑工程事故原因是复杂的,可能与勘察、设计、施工、监理、第三方检测甚至建设单位有关系。现阶段,我国已出台一系列与基坑工程相关的国家或行业规范,部分规范如表1.1.1-1所示。


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从表1.1.1-1 可以看出,在涉及基坑工程的勘察、设计、施工、监理、监测等各个环节中,施工环节相对薄弱,尚没有专门针对基坑支护结构施工的有关规范出台,因此,《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311—2013 将完善相关内容。本规范将主要集中在基坑工程的施工、使用和维护阶段有关安全控制的技术措施和原则要求等。