论文集（01）——记177中深基坑边坡坍塌事故（03）_风闻

（续昨）

四、坍塌原因分析

 事故发生后，项目监理部与专业施工单位一起，从技术、管理等方面进行了原因分析。

1. 技术部分

1.1  地下水的渗流

距场区东侧400 m左右有一个面积达6.38万m2的湖泊；且基坑北侧紧靠上世纪六十年代初建设的自来水厂，厂区内管线集中，部分设备老化，跑冒滴漏严重。在开挖施工过程中，发现：1土体渗水情况比较严重，超过了土钉墙导排管设计的导渗能力；2土层渗透性较差，土质亦不均匀，滞水很难通过降水井系统排出。

由于大量水体排泄进入边坡土体后，产生了4个方面的问题：

（1） 主动土压力增大

边坡土体含水量提高，重度增大，局部土体已呈流态，直观表现在力学性能发生了对支护结构不利的很大变化。主动土压力急剧增大而边坡自稳能力则丧失殆尽。

（2） 土体力学性能改变

由于水体很难排除，使得边坡土体c、Φ(抗剪强度系数)值下降，有效应力减小，抗剪强度降低，使得边坡出现整体滑移的可能性增大。同时，有效应力减小也导致土钉的侧摩阻力降低，其锚固力无法正常发挥。

（3）水体压力增大

含水量的增大，客观上而言相当于增加边坡的附加应力。土体饱和后，大量自由水的存在也增加了支护结构的静水压力。

（4）渗流破坏加剧

由于护坡砼面层和原状土层之间存在渗透性差异，在砼坡面和边坡土体之间的缝隙形成渗水通道。水体经由该通道长期渗流，导致上部土体流失，支护结构功效降低。而护坡结构下部受力则越来越大。

综上所述，坡体及坡脚长期的渗漏，导致支护结构承受极大的压力，发生较大变形并最终达到强度极限，以致于结构失效破坏，最终造成该部位边坡土体的滑裂垮塌。

1.2  土方超挖及卸载太快

按照施工方案要求，在基坑支护施工时，土方开挖需跟随土钉墙支护逐步进行，即在土钉墙施工完毕且等待其强度达到设计要求后，方可进行下一步土方开挖施工。但是土方施工单位违规作业，在3－6/D轴域的土方施工中未按照施工方案进行，从第一步开挖位置（－2.0m）直接挖至基坑底部（－7.36m）。由于一次性开挖深度过大，土体卸载太快，土体应力释放过于集中，致使周边土体侧移，5.36m的高度范围所作土钉墙支护体系的混凝土及水泥浆的强度增长产生的锚固力不足以抵抗土体的巨大下滑力，从而加剧了部分土体的滑移坍塌。

1.3 老房基础失稳

位于本次土体坍塌部位的坡顶部有一老房基础（上部为砖墙砌筑，下为地梁连接。该基础长12m，宽度370mm~500mm，埋深1.2m），悬立于基坑上部，对边坡产生的附加荷载及侧压力非常之大。土方开挖时，考虑到该基础紧贴热力管线，担心拆除会对管线造成不利影响，因此将其保留下来。但是由于超挖导致基坑北侧东段部分土体出现滑塌后，该基础下卧层土体出现缺失，使承载力下降，造成老房基础失稳且基础连梁产生的附加荷载连动效应，带动了滑移面位置西侧土体也产生了开裂现象，导致滑移面逐渐扩大。

这一老房基础在地质勘探报告上没有反映。

2. 管理部分

**2.**1 专业施工单位方面

2.1.1 《降水与边坡支护施工方案》存在的问题：

（1）对基坑的性质属于一级和边坡的安全等级属于一级没有进行认定，因此没有按照国家强制性规定制定施工方案。

（2）没有按照GB50202-2002《建筑地基基础施工质量验收规范》要求，对基坑沉降和水平位移监测提出具体要求；没有设立基坑沉降和水平位移的警戒值。

（3）进场施工时，《降水与边坡支护施工方案》尚未经专家论证。

（4）对基坑东侧湖水毛细管渗流和自来水厂地下管线系统跑冒滴漏严重性估计不足，渗透系数选取科学性不足，造成设计的土钉墙导排管导渗能力不符合实际情况。

（5）方案中对护坡施工与土方开挖如何衔接？没有明确。

2.1.2  缺乏实事求是的工作作风。表现在：

（1）滞后18天报审的《降水与边坡支护施工方案》专家论证意见，没有签署日期；

（2）一份西侧自来水管保护方案专家论证意见，报监理单位审核的和出事后报质监站的日期不统一，分别为2007.1.15和2007.1.18；

（3）根据2月8日 “基坑支护施工组织设计答疑会”上总监提出的修改、完善意见，施工单位提交了（施工）方案补充说明，但是把报审的时间提前到2月5日；

（4）在进行边坡坍塌事故原因分析时，回避了勘查设计中的问题。如：对渗水严重和老房基础的情况，勘查报告中未涉及。

2.1.3技术人员素质不高，实际经验少。表现在：

（1）对相关规范不熟悉，或者不知道。坚持认为基坑开挖深度不足10m，构不成一级基坑；不知道基坑范围内有重要管线、与临近建筑物的距离在开挖深度以内的基坑也属于一级基坑的相关规定，因而没有按照动态设计、信息化方法等国家强制性规定组织施工，埋下重大安全隐患；

（2）对土层渗透性较差，滞（渗）水很难通过降水井系统排出，往往通过土钉孔排出的现象，没有及时修改施工方案，没有采取有效措施。

（3）现场技术员对作用在物体上力的分解、合成不懂；

（4）12日到15日期间，地面出现一些裂缝，某些观测点沉降值增大（≥1cm/d）。岩土高级工程师主观地认为可能是春天地面开化造成的现象，断定属于正常范围。15日，某些监测点的水平位移值突然增大1～2cm/d，认为是观测误差，仍然没有警觉，错过了排除险情的最后机会。

2.1.4 施工中偷工减料。

在基坑开挖前的准备工作中，护坡钢管桩内应该灌注素水泥浆，结果管内全是素土。护坡钢筋网的规格应该是25×25（cm），实际多为30×30（cm）。当土钉孔内出现流（渗）水时，仍然按照常规进行灌浆作业。

2.2 总包单位方面

2.2.1 为了抢进度，没有严格按照施工方案组织施工，未等土钉墙支护体系的混凝土及水泥浆的强度达标，就违规进行一步开挖5.36m（规定一步开挖深度3m）作业。

2.2.2 由于甲方指定的分包商拒绝按照国家规定缴纳现场管理费，因此总包单位对边坡支护施工不积极配合。2月16日23点发生零星坍塌时，只是将施工人员和设备撤离现场，而没有及时通知边坡支护施工单位。拖到17日早上才陆续通知各方。一定程度上耽误了抢险时间，使边坡坍塌范围扩大。

    抢险措施之一——在危险部位打槽型钢预应力梁进行加固。施工单位技术员在现场指导对坍塌边坡部位喷湿性混凝土。