珠江三角洲地区的几种典型岩土工程事故的原因详细分析

1、珠江三角洲地区的几种典型岩土工程事故的原因详细分析一、中山地区的岩土性质珠江三角洲是指以西江、北江和东江为主要干流的古海湾三角洲平原地带，范围大致包括深圳、东莞、惠州、广州、江门、佛山、中山、珠海等区域，面积约11000km2。中山市地理位置和地貌简图 中山市作为广东省管辖地级市，下设24个镇区，位于珠江三角洲中南部，北连广州，毗邻港澳珠，全市总面积1800平方公里。半径100公里范围内有广州、深圳、珠海、香港、澳门等5大机场；且已形成东有中山港、南有神湾港、北有小榄港的“品”字形码头布局，中山港的集装箱年吞吐量更是跻身全国十强、世界百强；京珠高速公路、105国道、番中公路等交通干线纵贯全境。

2、中山市是我国的宜居城市，其经济地位在广东省处于前列。中山市及邻近地区地质构造图在大地构造组成上，中山地区主要位于粤北、粤东北粤中拗陷带(级)内。中山地区主要发育北东和北西向两组断裂，如翠亨田头断裂带、五桂山北麓断裂带和珠江口断裂带、西江断裂带等，它们都是规模较大、切割较深的断裂。工程实践证明，断裂活动造成后果对工程建设具有显著影响，在工程规划设计中必须予以高度重视。五桂山断裂是一条规模较大的断裂，其北麓断裂已经接近甚至进入了中心城区，成为城市发展不容忽视的问题一、中山的岩土性质虽然中山地区地势总体较为平坦（中间地区为低山，南北部为平原），总体海拔较低，频临海洋，但由于地质构造复杂、岩土工程性质

3、多变、第四纪地质时期发育了大面积的淤泥软土，地下水丰富并活动性大，给这个经济发达地区的工程建设带来了很不利的影响。长期以来，工程事故频频发生，说明工程技术人员对区域岩土的工程性质掌握的还不够深入，在采取的处理方法上还不很恰当。因此，应重视实践与研究相结合，在失败中总结教训，在成功中获得经验，最终减少工程事故。中山市东西向典型地层分布图中山市南北向典型地层分布图中山市基坑工程技术管理规定中建【2013】2号二、岩土工程事故类型 报告以本人在珠江三角洲地区多年的工程实践为基础，结合中山地区的部分工程事故项目为线索，作一总结，并对事故的预防和处理方法提出看法，供同行参考。2.1 地质构造使得岩层向基

4、坑内倾斜二、岩土工程事故类型广州某基坑坍塌现场（05年7月21日），造成3人死亡，1人失踪二、岩土工程事故类型珠江向斜南翼，岩层倾向北西，倾角2035，开挖实测倾角25二、岩土工程事故类型广州某基坑南边支护剖面二、岩土工程事故类型广州某基坑南侧垮塌的内在根源 场地位于珠江向斜南翼，岩性为白垩系泥质粉砂岩，由东南向北西倾斜，倾角2035，开挖期间实测倾角25。 虽然在6m以下即为岩层，但岩性破碎，存在3个全（强）风化软弱带，开挖期间出现流水和流泥现象； 基坑南侧岩层顺坡倾斜且岩体裂隙发育风化强烈，加上存在软弱结构面等不利因素相互交织，是造成本次基坑垮塌的内在根源。 在施工和设计等不当操作情况下，

5、基坑垮塌的风险概率极大增加。2.2 风化程度不同造成地层单边倾斜二、岩土工程事故类型广州某地铁车站基坑支护平面图二、岩土工程事故类型某地铁车站基坑中部的地连墙的变形达95mm 二、岩土工程事故类型该地铁车站风化的花岗岩残积土深槽由北向南倾斜角度达30，造成南边土压力大于北边土压力，结果造成变形南边大北边小。地连墙的变形北边小南边大并整体向北移动 北边的墙体测斜特点南边的墙体测斜特征二、岩土工程事故类型2.3 基坑支护结构选型不当珠海某基坑垮塌现场（逆作拱圈+钢桁架内支撑）二、岩土工程事故类型 珠海某基坑支护垮塌的原因场地地质条件差，淤泥深厚；邻近海边，地下水丰富，且具有流动性；基坑规模大，深度

6、大，支护结构选型采用逆作拱圈法值得商讨；当开挖深度较大后，下层的拱圈施工需要在上部拱圈的底部陶土，造成承载力不足引起拱圈整体下沉；内支撑采用钢支撑，当支撑跨度大时温度应力影响大，疲劳效应明显。珠江三角洲地区的总体地下水位高，砂层分布广且有一定厚度（即使是岩层的风化残积土等也具有遇水软化的特点），地下水量大且具有一定的承压性和流动性；地下水位随雨季季节或潮汐作用而不断变化当基坑工程对地下水处理不当时常引起工程事故。本类型事故占基坑工程事故的60%以上。2.4 基坑因地下水处理不当引起工程事故和周边环境破坏二、岩土工程事故类型二、岩土工程事故类型佛山某基坑止水帷幕失败，开挖至地下5m左右出现涌水涌

7、砂，无法继续施工，后回填处理 由于原先的支护采用钻孔桩+搅拌桩帷幕+桩间高压旋喷+预应力锚索，加固时在外侧因这些障碍已无法再处理，只能在内侧的外墙与支护桩间补做连续墙+内支撑2、岩土工程事故类型该基坑的地层中砂层厚深，在地下动水和承压水作用下，帷幕不能成型，止水失败基坑的常用止水方案主要为相互搭接的深层水泥搅拌桩和高压旋喷桩形成止水帷幕；水泥浆液在地层深处一般需要三天时间才能凝固；当有流动的地下水时造成水泥浆液被稀释或流失不能成型；因施工机械的垂直度控制困难造成止水帷幕出现漏缝，导致涌砂涌泥。地下连续墙因具有多功能性（挡土、止水、兼做地下室外墙、边桩基础、抗浮构件）逐步得到推广采用。三轴搅拌桩

8、形成的SMW工法因止水失效造成事故；长度36m深的三轴搅拌桩进入底部的风化岩层中，当开挖到时坑底突涌，每天抽水5000多方也只降到再无法下降，坑外水位下降到。2.5 基坑支护结构大变形引起的风险和事故二、岩土工程事故类型基坑支护结构（桩+锚）水平位移达到60mm应采取抢险措施，基坑开挖到底是最大的考验期。二、岩土工程事故类型基坑支护结构的变形分4个阶段：1、当水平位移达到20-25mm时即在坑外1-2m处产生第一条裂缝，缝宽8-10mm左右；2、当水平位移达30-40mm时坑外1-2m出现的第一条裂缝加宽到15-20mm左右，同时在坑外8-10m处出现第二条裂缝（2-3mm）；这时如基坑开挖到

9、底则最佳状态，安全经济。 3、当水平位移达45-55mm时第一条裂缝加宽到20-25mm左右，第二条裂缝加宽到5-8mm；同时在坑顶外15m附近出现第三条裂缝，不连续可见，这时基坑已处于高风险状态！如在非雨季且不再进行坑底的基础施工则可搏；但要注意坑顶卸载。4、当水平位移60mm以上时应采取抢险措施，锚索已经处于极限状态。 基坑开挖到底是最大的考验期。2.6 基坑土方开挖引起的桩基础工程事故二、岩土工程事故类型基坑或承台开挖土体不当，造成管桩斜桩，甚至断桩，高差超过就将引起土体的移动。二、岩土工程事故类型基坑或承台开挖土体不当，造成管桩斜桩，甚至断桩土方开挖不当造成基坑失稳移动和工程桩严重偏斜

10、事故本类型事故主要发生在淤泥等软土地层中，在珠三角地区为常见事故。事故淤泥层中开挖4m的基坑因大移动失稳造成钻孔桩斜断基坑到底时是最大考验 基坑到底后往往要施工桩基础和承台，加大坑深；坑底为淤泥造成流动对被动抗力影响大，基坑失稳。（）2.7 地面塌陷事故（溶土洞）二、岩土工程事故类型08年1月，大坦沙岛约10万 m2范围连续发生6处地面塌陷，造成7间房屋倒塌，21间房屋墙壁开裂和多处地面裂缝。二、岩土工程事故类型08年11月荔湾区桥中路发生严重的地面塌陷，出现5个陷坑，多间房屋倒塌，路面出现约500m2的下陷。2.8 地下工程施工引发地面塌陷二、岩土工程事故类型2009年1月广州某地铁工程施工

11、，造成附近路段地面塌陷，民房沉陷倾斜。2.9 边坡工程事故二、岩土工程事故类型边坡坡脚超挖引起边坡滑动边坡治理不当造成垮塌：先板后锚再填土，挤土使得锚杆头脱落二、岩土工程事故类型 边坡工程（岩质边坡及土岩混合边坡）的稳定性与岩层性质、岩层走向和构造产状等有较大关联，顺层边坡的风险很大，计算分析难于把握，如果对边坡的排水系统处理不当，更增加边坡工程或基坑工程的风险，造成工程事故。岩层走向和产状对边坡的影响二、岩土工程事故类型岩层的单斜层理岩层走向和产状对边坡的影响二、岩土工程事故类型单斜顺坡与局部逆坡层理边坡治理措施二、岩土工程事故类型 边坡工程治理的主要措施包括：削顶、压脚、缓坡、阻滑。 边坡

12、治理应全面考虑永久性使用过程中可能发生的多种情况，包括天然状态、暴雨状态、地震状态，暴雨和地震耦合状态等工况。 需按照各工况出现的概率来确定安全系数的大小。 排水系统的完备是边坡治理的重点，排水不畅造成水体下渗，引起土体强度降低，增加坡体的下滑力，并可能成为岩土界面的润滑剂。 锚杆防腐关系到边坡使用的耐久性问题，同样需认真对待。 2.10 地基处理引起的事故二、岩土工程事故类型今年3月南沙某工程的地基处理过程中的机械倒塌至2人死亡。 一）工程现象和资料分析二、岩土工程事故类型1、建设场地位于南沙区虎门水道右岸的滩涂区，地势低凹，因在该区建设项目，需对滩涂进行补填并地基处理，采用“梅花形间距插打

13、塑料排水板间距350mm的振动沉管袋装水泥砂浆桩”进行地基处理（待地基强度提高后再补填到设计标高）。2、依据广州市气象局提供的气象资料，事故期间南沙区普降中到大雨；并在当日凌晨4-5时伴有强阵风，风级达6-7级。3、由于本区处于珠江入海口，河水水位受潮汐作用明显，从时间分析正处于每月的高潮期，依据广东海事局海测大队从珠江口监测到的潮汐水位，在该时段的潮位变化为前日23时30分为最高潮位（最高潮位为320cm），然后退潮，至当日7时0分降到最低潮位(最低潮位为80cm)，按照等时间隔推算潮差水头为160cm。4、从现场的监测资料反映，4区地面的累计沉降量为126-566mm，沉降速率为。测斜资料

14、反映测孔在地面下4-10m段淤泥层出现明显向河心移动的趋势，累计170mm，速率为。二）地基处理引起的事故原因二、岩土工程事故类型1、场地的地形地质条件差，地貌上处于河岸的滩涂区，淤泥深厚且天然强度低（标贯击数小于1击），高含水量（达到78%），力学参数低（凝聚力C=1.55kPa=1.36）；2、地基处理采用塑料排水板和振动沉管袋装水泥砂浆桩的设计方案，是一个“先破后立”的过程，这个过程必然造成对地基的扰动和破坏，强度的发挥往往需要一个较长的时间，也即在处理的砂浆桩的强度得到有效发挥前处理地基的强度处于最低或最不利的状态。在地形不利及地质条件差的场地，如果两种工艺同时或连续作业则对地基稳定最

15、为不利。3、事故前天降连续的中到大雨已达十数小时，不仅雨水浸泡并渗入地基中使得地基软化并自重增加，同时地基的强度也进一步降低，导致淤泥出现流动现象并伴有地基的不均匀下沉，垂直沉降速率和侧向水平移动速率均较大，且总量累计也大，使得淤泥处于抗剪强度的极限状态。地面下沉和淤泥的侧向流动加大了桩基的倾斜状况，使得机架的重心发生较大偏移。4、事故时段的潮汐正处于快速落潮时段，潮位陡降，增大了补填土体的临空高度，而淤泥及其上部的补填土体中的孔隙水来不及排出，处于不固结不排水状态，强度进一步减低；再加上大雨大风的作用，使得机架失去平衡而倒塌，导致正在进行排水的工人压死事故。5、经综合分析，专家组认为：受地质

16、、水文、天气等自然条件因素影响，地表产生不均匀沉降，造成桩机倾斜，增加了桩机设备构件的节点荷载，斜撑杆A与立柱导管的连接部位分离而导致机架倒塌，是事故的直接原因。3.1 针对工程特点，重视勘察三、事故处理对策 勘察是设计和施工的重要依据，但勘察的阶段有不同，需按照各工程的特点选择适当的勘察方式。 基坑工程的勘察项目应包括：地质构造背景、岩土地层分布和性质、地下水的渗透系数和承压性，岩土体的强度，不良地质情况等；基坑外围周边的条件等。 边坡工程勘察项目包括：地质构造背景、地层的走向和产状确定，地层的软弱结构面确定，岩土体的强度，地下水的特点及不良地质特点等；3.1 针对工程特点，重视勘察三、事故

17、处理对策 勘察是设计和施工的重要依据，但勘察的阶段有不同，需按照各工程的特点选择适当的勘察方式。 基坑工程的勘察项目应包括：地质构造背景、岩土地层分布和性质、地下水的渗透系数和承压性，岩土体的强度，不良地质情况等；基坑外围周边的条件等。 边坡工程勘察项目包括：地质构造背景、地层的走向和产状确定，地层的软弱结构面确定，岩土体的强度，地下水的特点及不良地质特点等；全深度对剖面的岩土组成、分布、产状、岩土界面进行划分；充分对岩层的风化残积土和风化岩（全风化岩、强风化岩等）遇水软化性质的机理的认识；高度重视地下水的特点（承压性、流动性，水位的起伏变化特点）3.2 充分认知场地的岩土结构和其工程性质三、

18、事故处理对策对基坑规模进行分析评价，包括面积形状、边长大小、开挖深度及其变化；充分了解基坑周边的环境条件和气各种限制；对地层性质和地下水特点要把握；对多种支护方案进行安全性、经济性、施工可行性、工期保证性的比选，确定支护形式。3.3 重视支护结构的选型分析与比较三、事故处理对策3.4 尊重事实，全过程动态设计三、事故处理对策 每一个岩土工程都具有自己的特点，设计切忌照搬照套，需到现场实地踏勘，分析现场的环境情况，了解相关工艺的施工可行性，针对不同工程的特点，做到仔细分析，尊重事实，合理设计，在施工过程中要跟踪施工过程，随时根据现场变化情况进行变更设计，不要贻误时机，是避免工程事故的前提。 3.5 牢记责任，认真施工三、事故处理对策 岩土工程施工是在理解设计意图基础上的信息化施工。 如何由图纸变为产品和结构，施工方责任重大，责任感缺失，不重视细节常常造成极其严重的后果，此类实例也是举不胜举。 施工方的责任