南宁22m深基坑坍塌事故原因的深度剖析,你怎么看?

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作者:吴占廷(贵州凯里众业地质工程勘测有限公司) 如有侵权请联系删除 一、前言 本文撰写的原始资料来源为: (1)北青网发表的:《南宁一路面坍塌 无人员伤亡》; (2)筑龙岩土网发表的《突发,基坑边坡坍塌的瞬间!南宁一项目临近道路侧基坑边坡坍塌》,《南宁深基坑坍塌事故原因初步确定,设计图纸公布》。 笔者仅通过这三篇文章中的相关信息就个人的认识提一些个人的看法,敬请同行批评指正。

作者:吴占廷(贵州凯里众业地质工程勘测有限公司)

如有侵权请联系删除


一、前言


本文撰写的原始资料来源为:

(1)北青网发表的:《南宁一路面坍塌 无人员伤亡》;

(2)筑龙岩土网发表的《突发,基坑边坡坍塌的瞬间!南宁一项目临近道路侧基坑边坡坍塌》,《南宁深基坑坍塌事故原因初步确定,设计图纸公布》。

笔者仅通过这三篇文章中的相关信息就个人的认识提一些个人的看法,敬请同行批评指正。


二、照片及施工图中可以提取的信息


2.1基坑边坡的岩土组成

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素填土厚度5m;强风化泥岩厚6.2m;强风化泥质粉砂岩厚8.5m;中风化泥岩厚大于12m。基坑边坡主要由素填土、强风化泥岩及强风化泥质粉砂岩组成。


2.2基坑边坡支挡设计方案

基坑开挖深度22m,从地面以下,第一级边坡高2.4m,采用“1:1进行放坡+挂网喷射砼”,坡顶设置截水沟。第二级边坡高19.6m,采用“桩锚结构”进行支护,抗滑桩桩径为1.0m,桩芯间距1.6m,桩边缘间距0.6m,共采用4排锚索,第一排距离地面高-2.4m(3φs15.2钢绞线,锚固体直径150mm,锚索入射角20°,自由段长度14.5m,锚固段长8.0m,设计荷载318.6KN,锁定荷载100KN);第二排锚索距离地面高-7.4m(3φs15.2钢绞线,锚固体直径150mm,锚索入射角20°,自由段长度11.5m,锚固段长8.5m,设计荷载225.28KN,锁定荷载0KN);第三排距离地面高-12.4m(4φs15.2钢绞线,锚固体直径150mm,锚索入射角20°,自由段长度8.5m,锚固段长14.5m,设计荷载575.91KN,锁定荷载0KN));第四排距离地面高-17.4m(4φs15.2钢绞线,锚固体直径150mm,锚索入射角20°,自由段长度5.5m,锚固段长11.0m,设计荷载610.94KN,锁定荷载0KN))。抗滑桩主筋28根直径25mm的三级钢,箍筋为直径12mm间距0.15m。


三、事故原因分析


3.1住建部专家分析

筑龙岩土网《南宁深基坑坍塌事故原因初步确定,设计图纸公布》一文中提到的住建部专家的初步结论为:“经住建部组织多位专家初步分析,由于在建工地的基坑支护产生变形,加上水管长期渗漏,基坑周边土体被掏空,局部土体泡软,导致水管爆裂,引发基坑锚索结构失效,最终引发坍塌事故”。

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图2:住建部专家意见截图
(引自《南宁深基坑坍塌事故原因初步确定,设计图纸公布》)


3.2南宁市住建局分析

    南宁市住建局建管中心房屋建筑监管站站长张颖表示:“刚才所讲的这两个原因(住建部专家分析的两个原因),它是互为作用。基坑支护变形它会引发土体流失、掏空,水管它是在直接坐落在地基土上面的,这个土体掏空了以后,没有承重,那水管因自重的作用,就会发生断裂”。


3.3筑龙岩土网讨论区的分析

   筑龙岩土网精选留言讨论区的分析大致有如下几种:

(1)支挡结构选择不合理:①猪吃糖网友认为:应该采用桩加内支撑而不是桩锚结构;②谢伟网友认为:增加冠梁和角支撑可能会好点;

(2)设计深度不够:①why网友认为:锚杆锚固力不够;②马家峰网友认为:一是锚索长度不够,二是桩间距有问题;③alfie网友认为:锚索的锁定值0KN;④最高的那一座网友认为:桩的深度不够;⑤阿布网友认为:锚索间距过大,规范一般不超过3m。

(3)设计不合理地勘不到位:王磊网友认为:成桩质量差、锚索设计不合理、地勘显示土体与实际偏差过大。

(4)施工质量差:质疑桩锚施工不到位,是否偷工减料等问题。


3.4笔者个人对事故原因的分析

3.4.1勘察的不到位

从设计断面上没有看到水管的位置,估计是勘察单位没有查清水管位置,不满足《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001(2009版))第1.0.3A条、4.8.7条,不满足《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)第7.2.1条,不满足《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012第3.2.2条。因为没有其他资料,估计还存在其他勘察不到位和不合理的地方。

3.4.2设计的不合理

(1)第一级基坑边坡采用了“1:1放坡+挂网喷射砼”。坡顶有荷载(均布荷载20KPa),采用1:1的坡比过大,且坡率法支护基坑边坡,不易控制基坑边坡的变形,已知坡顶有水管时不应该对坡顶2.4m高的边坡分级采用坡率法进行支护,应该对采用控制变形更好的支护措施。

(2)第一级基坑边坡采用桩锚结构,抗滑桩刚度有不足的嫌疑,锚索间距过大和截面配筋不足、锚固段设置不合理的嫌疑,锚索锁定荷载为0KN不合理。

①抗滑桩应该考虑按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012附录B和《建筑桩基技术规范》第5.7节进行配筋和水平承载力的技术,从直观分析,在进行设计时22m的深基坑,基坑侧壁主要为素填土和强风化岩体时,设计的圆桩中的主筋28根直径25mm的三级钢,可能是将桩身所有的主筋都用来承担桩的截面受弯承载力了,应该参照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012附录B.0.1、B.0.2、B.0.3、B.0.4条进行计算,预估主筋用量应远超过实际配筋,故抗滑桩在一瞬间就发生了大范围的破坏,如果配筋不至于太低,应该不至于发生瞬间就破坏,应该有桩身变形的过程,实际发生的可能是桩的少筋破坏。

②锚索间距过大:锚索拉力除第一排外,其余的一般按照Pi=(1.2--1.4)SRi/COSα,其中S为锚索的间距、Ri第i层锚杆处水平方向的反力。截面配筋应根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)第8.2.2条As≥KbNak/fpy,Kb为锚杆杆体抗拔安全系数、Nak为标准组合时锚杆所受轴向拉力,fpy为钢绞线的抗拉强度设计值。从经验分析,锚索间距过大时,所需截面应该很大,从图中反映的情况看,设计截面小、轴向设计荷载也不大,感觉很不正常;

③根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)第8.5.6条、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012第4.7.7条,预应力锚索的锁定值宜为锚杆轴向拉力特征值,对容许地层及被锚固结构产生变形的工程,预应力锚杆的锁定值宜为设计预应力值的0.75倍至0.9倍。

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(3)推测无可靠的应急设计措施:对于一个22m的深基坑,施工图设计过程应该进行应急设计,有可靠的应急处置措施,不至于发生“张站长说,前些日子,在建工地的施工人员就已经发现了基坑周边路面开裂、局部下沉的现象,接到反馈后,他们立即组织专家到现场对路面情况进行勘察,并让工地停工,按专家意见进行修复处理”及“在7日晚11点前,路面发生危险的情况还都在可控制范围内,到了11点半,监测数据突然发生了变化”。

3.4.3监测不到位
未按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012第8.2节进行监测,根据“张站长说,前些日子,在建工地的施工人员就已经发现了基坑周边路面开裂、局部下沉的现象”可以得出

(1)施工开挖过程与支挡结构使用过程未进行支挡结构的水平位移监测和地面沉降监测,才出现了“在建工地的施工人员就已经发现了基坑周边路面开裂、局部下沉的现象”,而不是监测发现支挡结构水平位移监测和地面沉降监测变化异常发出预报;

(2)根据事故的突发性,没有预报和应急处置的过程来看,施工期间的监测内容未按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012表8.2.1基坑监测项目进行选择。

3.4.4专家的不当

(1)审图机构专家:施工设计文件中存在的众多问题,表现出审图机构的专家审图不到位,且一个22m的深基坑,地质情况又比较复杂应该在施工图设计阶段进行专项论证。

(2)支挡结构采用的是桩锚结构,抗滑桩是超过20m的超长桩,施工前应该进行过抗滑桩的专项施工组织设计论证,这些施工论证的专家有没有提出方案的有益的见解,施工组织设计、安全专篇、监测方案是怎么被他们论证通过的恐怕就不得而知了。

(3)地面开裂后赴现场的专家:“他们立即组织专家到现场对路面情况进行勘察,并让工地停工,按专家意见进行修复处理”,不知道赶赴现场的专家出具的意见是什么,当看到一个采用桩锚结构的边坡坡顶一定范围出现大规模的裂缝,再看看施工图上锚索的锚固段的位置应该不难先到这是边坡失稳的前奏,也可以推测得到桩顶位移应该已经很大了,锚索的已经被破坏了,这些结论。如果已经知道了这些结论,处理的意见应该不是“修复”,应该是马上出具应急处置措施或进行应急勘察设计施工。

3.4.5其他

基于笔者现有的资料无法就监理、业主单位或者其他环节可能存在的情况进行分析,但就其他可能存在的原因也不能排除是导致该次事故的主要原因。岩土工程勘察、设计、监理、施工、监测、检测任何一个环节的马虎都可能是一次事故的根源。


四、结语


撰写本文的目的不是为了指责谁(那个单位),笔者只想通过自己的分析起到抛砖引玉的作用,引起同行的讨论,让我们在这些惨痛的教训中获得知识,获得成长,让祖国的岩土工程界少一桩桩因为分析不到位、责任心不强而造成事故。再一次强调一下“ 岩土工程勘察、设计、监理、施工、监测、检测任何一个环节的马虎都可能是一次事故的根源 ”,不要让历史的悲剧重演。


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  • duanjjxj
    duanjjxj 2019年06月14日 18:24:03 3楼
    谢谢分享!!!
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  • 加倍努力
    加倍努力 2019年06月15日 08:56:16 4楼
    精心设计!精心施工!安全第一!
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  • 林中空气
    林中空气 2019年06月15日 09:33:42 5楼
    作者分析的好像很有道理。
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  • liupoquan
    liupoquan 2019年06月16日 00:05:24 6楼
    楼主辛苦。谢谢分享!
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  • 线轴
    线轴 2019年06月16日 02:52:51 7楼
    说得好:“岩土工程勘察、设计、监理、施工、监测、检测任何一个环节的马虎都可能是一次事故的根源”,不要让历史的悲剧重演。
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  • 蒋以华
    蒋以华 2019年06月16日 10:49:18 8楼
    个人觉得:楼主应该还加上一条:在动荷载作用下(锚固区的上部为市政主干路,经常有重车通行),锚索的预应力损失太快,导致变形增加,锚索破坏。
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  • 郑大石头
    郑大石头 2019年06月16日 11:08:21 9楼
    分析很有道理,放坡部分太儿戏,尽管可能稳定性算过去,但变形不可控和预估。锚杆不加不锁定更是问题。
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  • 老茧
    老茧 2019年06月16日 11:38:51 10楼
    好文章!作者用心
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  • xiatianjianxi
    xiatianjianxi 2019年06月16日 14:47:42 11楼
    安全第一!
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