地基基础事故原因分析

(1.泰山学院 应用科学技术系；2.泰安市建筑工程管理局，山东 泰安 2710 00)
 摘 要：文章对某些常见地基基础事故原因进行了合 理分析，并得出结论：只要切实抓好勘察、设计、施工三个环节，地基基础事故还是可以避 免的。
关键词：地基基础事故；原因分析
中图分类号：TU4  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2009)04—0083—02

 
地基和基础是建筑物的根本，又属于地下隐蔽工程，它的勘察、设计和施工质量对建筑物的 安全使用和耐久性影响甚大［1］。基础或地基的质量事故，常常带来地面的塌陷、 各种梁的 拉裂、墙体开裂、柱子倾斜等，轻则使人对建筑物有不安全感，重则影响建筑物的使用，甚 至于危及人们的生命。建设部在1994～1996年通报处罚的22个劣质工程中，涉及地基与基础 质量方面的就约占1/3［2］；国外这方面的典型事故也较多，比如加拿大的特朗斯康 谷仓、意大利的比萨斜塔等。
各类地基基础事故的发生原因是多方面的，比如岩土工程勘察的失误、基坑设计失误、荷载 取值错误、水处理不当、支撑结构失稳、锚固结构失稳、忽视基坑稳定性、施工方法错误、 施工质量不达标、工程监测不当、相邻施工影响、盲目降低造价等。分析种种因素，其实就 是没有严格遵循基本建设原则，没有抓好勘察、设计、施工这三个环节。
1 岩土工程勘察环节的失误

在设计建筑物地基基础之前，应对地基进行勘察，场地勘察资料是地基基础设计与施工的重 要依据。按要求进行工程勘察，为设计提供地基土质、承载力大小、地下水位高低、土层分 布、有关局部异常情况等资料，同时也为建筑物场地选择、建筑平面布置、地基与基础的施 工提供必要的资料［2］。如果该工作不符合要求，比如勘察布孔间距偏大、钻孔取 土深度太浅等都会造成勘察取样不能全面反映场地地基土层实际情况。广东茂名市永福楼由 于地质勘探漏探了一条旧水道，旧水道的淤泥质土由于施工排水而固结，导致基础周围的地 表下沉，邻近已有建筑物的墙体开裂、地板开裂、悬臂梁断裂。

岩土工程勘察的最终成果是以报告书的形式提出的，报告书要正确反映土层性质、地下水以 及土工试验情况，并结合设计要求，对地基作出评价，对设计和施工提出某些建议［3 ］。如 果勘察报告不真实，就给设计人员造成分析、判断的错误，甚至有个别勘察人员抄袭相邻建 筑物的报告或出具假报告，都给建设单位造成了重大经济损失。加拿大的特朗斯康谷仓实际 就是事先没有进行调查研究，据邻近结构物基槽开挖试验结果，计算地基承载力为352kPa， 应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，谷仓地基实际承载力仅为193.8～276.6kPa ，远小于谷仓破坏时发生的压力329.4kPa，因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。事 后在下面做了70多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓 体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了4m［4］。
2 设计环节的不合理

设计人员应根据建筑物上部结构荷载、平面布置、高度、体型、场地工程地质条件等合理选 用基础形式，当基坑开挖深度＞5m时，还需要对其进行支护设计，选择合理的支护方案。 如果设计荷载计算不准确，低估实际荷载会导致地基超载设计；如果设计马虎，计算不认真 ，或不作计算，照抄别的建筑物的基础和主体，都会使承载力不能满足要求；如果基础底平 面布置不合理，或是地基沉降计算不准确会造成不均匀沉降过大甚至导致不均匀沉降失控等 。
2.1 设计方案不合理

深基坑支护方案的选择，主要取决于基坑开挖深度、地基土物理力学性质、水文地质条件、 周围环境(相邻建筑物、构筑物的重要性，道路、地下管线的限制程度等)，设计控制变形要 求，施工设备能力、工期、造价以及支护结构受力特征等诸多因素，任何一方面的因素考虑 不周或疏忽都有可能造成严重的后果。基坑工程的设计，不仅方案要选择正确，而且要进行 支护结构的强度，基坑整体稳定和局部稳定，结构和地面变形以及软弱土层的局部加固对相 邻建筑物的影响等诸方面的验算，并应对可能发生的事故提出预防措施。设计方面的任何疏 忽、失误都会导致基坑发生重大工程事故。比如：支护结构插入土体的深度不够，本身刚度 、强度不够，被动土压力过小，坑底土体发生管涌、流砂或大面积隆起，忽视基坑土体整体 稳定验算等都会导致基坑的失稳破坏，特别是在高水位软土地区更为严重。海口市某宾馆基 坑深 8 m，采用喷锚支护，当开挖到基底时，南侧三层砖混结构的旅行社楼房突然发出断裂 的响声，旅行社楼房全部滑塌入基坑中。事故发生后，组织专家分析原因，主要是支护方案 选择不当。又如，广州某深基坑，支护桩长如再多加深1m即可嵌入岩层，结果因支护桩长设 计不足发生踢脚失稳破坏，导致基坑事故损失近2 000万元。
2.2 设计荷载取值不准确

设计荷载计算中，土压力、水压力的计算是基坑支护结构设计以及基础设计计算的前提，但 是必须注意到实际的土压力在从基坑开挖到地下结构完工期间并不是常数，土压力是随周围 环境条件的改变而变化的。如雨季，地下管道漏水等会引起土压力、水压力的变化，地面堆 载、堆料、临时建筑物等都会引起土、水压力的变化而诱发基坑事故。太原某银行营业大厦 ，其基坑边有一直径为2m的大型城市排洪管道穿过，基坑开挖完毕后，开始作基础垫层时， 突然天降大雨，排洪管内流量剧增，巨大的水流撞开了管道拐弯处，致使管内的洪水流出， 冲走基坑东侧支护桩的桩间土，引起部分桩体倾斜，地面塌陷，相邻的砖混结构车库倒塌， 4层豪华招待所的基础外露，处境危险。其主要原因是，未考虑周围环境改变引起土、水压 力的变化，基坑东侧未作止水帷幕造成地面塌陷，附近的建筑物破坏。
2.3 设计基坑支护、基础时不计算或设计安全度不足

建筑物的基础根据地基土性质、外荷载、基础材料和形状进行设计，确定基础底面尺寸，使 基础底面应力小于地基土的容许承载力并且地基土的变形值小于容许变形值，从而保证建筑 物上部结构的安全和正常使用。但是，有一些建筑物的基础设计并不经过计算，出了问题以 后才发现基础的强度和稳定性严重不足。吉林省某县一厂新建的一栋4层钢筋混凝土内框架 厂房，接近完工时突然倒塌，倒塌的主要原因是地基基础未经勘察和计算，致使每个基础底 面处的实际平均压力超过了地基土容许承载力的2.7倍。哈尔滨市某大酒店施工单位采用大 型挖掘机从西侧开始5层呈坡道型一次挖到基底标高，当开挖至长度的1/3时发现支护桩向坑 内侧移，相邻两侧建筑物出现裂缝并逐渐发展，建筑物有内倾迹象，若继续开挖后果十分严 重。事后经对原钢管护壁桩进行验算，发现其安全度不足，不能满足深基坑开挖支护要求。 
3 施工方面的原因
3.1 施工质量

施工质量造成的事故主要是由于不按设计图纸施工，基础平面位置、尺寸、标高、材料等 均不符合设计要求；其次，未按操作规程施工，特别是由于转手承包，一些施工队伍技术素 质很差，甚至偷工减料、野蛮施工、不服从政府质量监督人员及监理单位监理的管理等，给 基坑工程造成严重隐患。例如，北京某工程深基坑工程，施工单位认为基坑支护体系太保守 ，于是取消了锚杆支护，同时将桩基础改为人工挖孔大直径桩，将原基坑深11m改为深12m 。另外，基坑开挖前夕，另一施工单位在基坑北侧距离支护桩5m远处，建造三层砖混结构 的施工用房，当时北京进入雨季，基坑开挖至-10m左右时，基坑周围地面出现裂缝，支护 桩倾斜，基坑北侧近100m范围内80多根支护桩严重倾斜，最大桩顶水平位移达1.7m。
3.2 工程监测

基坑施工监测是指导正确施工、避免事故发生的必要措施。有的工程为了节约，基坑施工没 有安排施工监测，或不合理削减监测内容，从而使监测工作不力，不能及时判断与处理险情 ，从而造成事故。此外，对监测数据分析不够，报警不及时或数据错误都将会导致严重的工 程事故。例如，上海某大厦工程事故，第一道为钢筋砼支撑，第二三四道为直径 <600  mm 的钢管支撑。施工过程中，该大厦广东路一侧约40m长基坑围护结构支撑破坏，地下连续 墙突然倒塌，广东路路面下的地下管线，包括电力、电缆、煤气管道、自来水管道、雨水管 道等遭到严重损坏，煤气大量外溢，大面积停电、停气和停水，交通中断，事故的发生造成 了重大的经济损失和不良的社会影响。基坑围护结构发生破坏前已有种种迹象，如地面沉降 量已达15mm，从沉降的时间曲线可知，这是基坑围护结构破坏前的预兆。而且基坑挖土工 人发现有涌土现象，表明地下连续墙背后有流土，可惜都未引起有关人员重视，也没有及时 采取措施。
4 结论

从以上可以看出，确保基础工程的安全与质量是一项复杂的系统工程，它涉及许多方面：包 括勘察、设计、施工等几个密切联系的环节，确保基础工程的安全与质量不仅要求充分了解 相关学科的知识，也要及时了解地质水文和工程进程中的变化信息，而且要有丰富的施工经 验和科学合理的管理办法。在勘察、设计和施工的任一环节中，都应不断总结经验和教训， 严格按规范要求，切实抓好这三个环节，这样才能减少各类地基基础事故的发生。［参考文献］
［1］ 刘晓立.土力学与地基基础［M］.北京:科学出版社，2005.
［2］ 徐海航.建筑结构地基与基础工程缺陷事故的分析与预防［J］.内蒙古科技与 经济，2006(7):103～104.
［3］ GB/T50379-2006，工程建设勘察企业质量管理规范［S］.
［4］ 陈希哲.地基事故与预防 国内外建筑工程实例［M］.北京：清华大学出版社， 1994.

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