工程事故案例分析

　　某工厂新建一生活区，共14 幢七层砖混结构住宅（其中10幢为条形建筑，4幢为点式建筑）。在工程建设前，厂方委托一家工程地质勘察单位按要求对建筑地基进行了详细的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相继开工，一九九五年至一九九六年相继建成完工。一年后在未曾使用之前，相继发现10幢条形建筑中的6幢建筑的部分墙体开裂，裂缝多为斜向裂缝，从一楼到七楼均有出现，且部分有呈外倾之势；3幢点式住宅发生整体倾斜。后来经仔细观察分析，出现问题的9幢建筑均产生严重的地基不均匀沉降，最大沉降差达160mm以上。

　　事故发生后，有关部门对该工程质量事故进行了鉴定，审查了工程的有关勘察、设计、施工资料，对工程地质又进行了详细的补勘。经查明，在该厂修建生活区的地下有一古河道通过，古河道沟谷内沉积了淤泥层，该淤泥层系新近沉积物，土质特别柔软，属于高压缩性、低承载力土层，且厚度较大，在建筑基底附加压力作用下，产生较大的沉降。凡古河道通过的9栋建筑物均产生了严重的地基不均匀沉降，均需要对地基进行加固处理，生活区内其它建筑物（古河道未通过）均未出现类似情况。该工程地质勘察单位在对工程地质进行详勘时，对所勘察的数据（如淤泥质土的标准贯入度仅为3，而其它地方为 7~12）未能引起足够的重视，对地下土层出现了较低承载力的现象未引起重视，轻易的对地基土进行分类判定，将淤泥定为淤泥质粉土，提出其承载力为 100kN， Es为4Mpa.设计单位根据地质勘察报告，设计基础为浅基础，宽度为2800mm，每延米设计荷载为270kN，其埋深为－ 1.4m~2m左右。该工程后经地基加固处理后投入正常使用，但造成了较大的经济损失，经法院审理判决，工程地质勘察单位向厂方赔偿经济损失329万元。（EHS中国）

　　某市一商品房开发商拟建10 栋商品房，根据工程地质勘察资料和设计要求，采用振动沉管灌注桩，桩尖深入沙夹卵石层500以上，按地勘报告桩长应在9~10米以上。该工程振动沉管灌注桩施工完后，由某工程质量检测机构采用低应变动测方式对该批桩进行桩身完整性检测，并出具了相应的检测报告。施工单位按规定进行主体施工，个别栋号在施工进行到3层左右时，由于当地质量监督人员对检测报告有争议，故经研究决定又从外地请了两家检测机构对部分桩进行了抽检。这两家检测机构由于未按规范要求进行检测，未及时发现问题。后经省建筑科学研究院对其检测报告进行了审核，在现场对部分桩进行了高、低应变检测，发现该工程振动沉管灌注桩存在非常严重的质量问题，有的桩身未能进入持力层，有的桩身严重缩颈，有的桩甚至是断桩。后经查证该工程地质报告显示，在自然地坪以下4~6m深处，有淤泥层，在此施工振动沉管灌注桩由于工艺方面的问题，容易发生缩颈和断桩。该市检测机构个别检测人员思想素质差，一味地迎合施工单位的施工记录桩长（施工单位由于单方造价报的低，经常利用多报桩长的方法来弥补造价），将砼测试波速由3600米/秒左右调整到4700~4800米/秒，个别桩身经实测波速推定桩身测试长度为 5.8m，而当时测试桩长为9.4m，两者相差达3.6m.这样一来，原本未进入持力层的桩，严重缩颈桩和断桩就成为了与施工单位记录桩长一样的完整桩。该工程后经加固处理达到了要求，但造成了很大的经济损失。

　　围护方式及事故产生原因

　　由于本工程基坑面积小，业主未请专业设计单位对基坑的开挖做专项设计，施工单位也未认真地进行施工组织设计。

　　基坑的开挖深度为8.4m，围护施工的基本形式为钢板桩挡土、压密注浆隔水，支撑采用两道钢围檩+十字型钢支撑。

　　鉴于在厂房内施工，厂房层高仅为10m，钢板桩的长度和机具设备均受到层高的限制。因此施工中先放坡挖土2.5m后落坑打钢板桩，钢板桩为拉森Ⅳ,长度为9m。插入深度为坑底以下仅3.1m。

　　隔水压密注浆仅一道，在施工过程中发现由于第②2层灰色砂质粉土砂性相当重，渗透系数大，注浆深度达到10m左右时无法控制，因此实际注浆深度仅为坑底以下2.0m。此外由于基坑面积较小，坑底进行了压密注浆满堂加固，但是同样由于土层的原因，加固深度也仅为坑底以下2m。

　　围护施工结束后不到一周，施工单位就开始挖土施工。由于基坑面积小，土方少，挖土施工进行得非常迅速。尽管在向下开挖的过程中早已发现从钢板桩的缝隙内不断地有地下水渗出，但施工单位仍然抱着侥幸心理直挖到底；在基坑挖至基本到底后，坑底出现大量管涌、流砂现象，垫层一经铺设即刻被冲掉，根本无法进行垫层和底板施工。更为严重的是基坑边的两根厂房排架柱出现了严重的沉降，两天不到沉降值就达到了5cm，并且有持续增加的趋势。此时设备基础的施工实际已无法施工，而对主体结构厂房基础的影响日趋严重，为避免事故的扩大化，只得立即将整个基坑迅速回填。至此整个基坑的围护结构最终报废。

　　（1）作为围护结构主体的钢板桩的插入深度仅3m，远小于1:1的开挖深度。由于施工高度的限制，而基坑的开挖深度有8.4m之深，钢板桩的长度不足，悬臂桩的插入深度远远不够。因此利用钢板桩挡土的选择本身就是个失误。本工程围护桩没有进行测斜监测，由于上部两道支撑的作用且由于基坑面积小，支撑的横向刚度作用大，事故后又及时回填，开挖过程中基坑不至于坍塌，但坑边土向内侧位移必定是坑边基础沉降的影响因素之一。

　　（2）拉森钢板桩围护的止水防线有两道，一道是钢板桩搭接止口，另一道为桩后的压密注浆，土性较差的地区采取两道注浆。在本工程中压密注浆和止水钢板桩的深度均只有10m左右的深度，远远未达到隔断透水层的目的，且压密注浆在砂性很重的②2层灰色砂质粉土层中勉强进行施工，浆液早已四处流窜不知所踪。而钢板桩打设过程中，未实施屏风式施工，止口搭接效果难以保证。如此一来，基坑的隔水效果可想而知，引起坑边厂房排架柱基础严重沉降最主要的原因就是基坑涌水。

　　（3）封底压密注浆如果深度足够、施工质量好是可以起到相当大的作用。但在本工程中封底压密注浆厚度仅2m，不足以抵抗坑底上涌水的压力，造成水压力穿透坑底使垫层和底板施工无法进行。

　　基坑回填后，业主请了专业人员进行了咨询，分析了事故原因，协助施工单位重新制定了新的围护施工方案。（EHS中国）

　　在原有钢板桩外围重新施工Φ600@750钻孔灌注桩，桩长为16m。止水采用高压旋喷桩，深度为14m。钢支撑和围檩重新设置两道。施工开挖后效果较好，坑边厂房基坑沉降未再有大的发展。

　　本次基坑事故的发生主要是由于业主和施工单位未引起足够的重视，对这种深小基坑纯粹抱着一种侥幸心理。但事实无情，对于这样的围护结构未出现重大的人身伤害事故已属侥幸。事前未对土层情况做分析，压密注浆止水本身就不适用于砂性土中施工，因此止水帷幕未起作用是基坑管涌、流砂，造成坑边厂房基础沉降的主要原因。该工程虽小，但围护的处理费用达到了理想情况的两倍以上，更为严重的是对已建厂房使用的影响，排架基础对不均匀沉降的影响较为敏感，尤其是厂房内有吊车梁，吊车梁两端的高差将影响到吊车梁的行走，因此事故对厂房结构的影响是相当大的。

　　事故的教训告诉我们，对于上海地区的深基坑工程无论工程大小都应该从思想上重视起来，专业设计人员应该根据工程的实际情况和场地土质情况合理地确定围护体系。施工单位应该认真地进行施工组织设计，遇到情况立即反馈，以便及时调整。