珠江三角洲地区典型岩土工程事故的原因

珠江三角洲地区几种典型岩土工程事故的原因分析xxxxx大学地下工程与地质灾害研究中心

2013年05月一、珠三角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。一、珠三角的岩土性质虽然洲内地势较为平坦，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。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，结合参与的400余项的工程事故抢险项目为线索，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20～35°，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20～35°，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，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左右出现涌水涌砂，无法继续施工，后回填处理二、岩土工程事故类型佛山某基坑，回填后仍可见管涌点

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。三轴搅拌补桩形成的SMW工法因帐止水失担效造成辈事故；长度36m深的三衣轴搅拌在桩进入狱底部的努风化岩麻层中，慨当开挖未到8.6m时坑底杠突涌，韵每天抽批水5000多方也只低降到9.7组m再无法枕下降，诸坑外水储位下降死到-7.0雀m。2.5基坑支护忽结构大变斯形引起的议风险和事烘故二、岩土新工程事故复类型基坑支纺护结构柱（桩+锚）水平校位移达到60mm应采取抢沈险措施，胜基坑开挖馅到底是最轰大的考验国期。二、岩土央工程事故辈类型基坑支逆护结构兴的变形旺分4个阶段贯：1、当水平虎位移达到20-2切5mm时即在采坑外1-2m处产生第栋一条裂缝贱，缝宽8-10均mm左右；2、当水搜平位移赌达30-轧40m晴m时坑外1-2照m出现的猾第一条安裂缝加书宽到15-车20m骄m左右，同弊时在坑外8-10犯m处出现第听二条裂缝罢（2-3啊mm）；这纹时如基誓坑开挖衔到底则愤最佳状桶态，安茂全经济绵。3、当水平闯位移达45-5恩5mm时第一条扰裂缝加宽歌到20-2阔5mm左右，第符二条裂缝叙加宽到5-8m袄m；同时在去坑顶外15m附近出隔现第三曲条裂缝付，不连四续可见腔，这时食基坑已寄处于高恐风险状压态！如迁在非雨枯季且不默再进行闷坑底的源基础施怠工则可屑搏；但坚要注意填坑顶卸葛载。4、当水平猎位移60mm以上时应欧采取抢险拉措施，锚悦索已经处火于极限状棋态。蚁基尤坑开挖到蚀底是最大销的考验期振。2.6基坑土睬方开挖族引起的浙桩基础额工程事协故二、岩土垦工程事故舱类型基坑或承凝台开挖土鲁体不当，边造成管桩劈燕斜桩，甚蚊至断桩，抛高差超过1.2窝m就将引起桨土体的移肃动。二、岩逗土工程趣事故类沾型基坑或勤承台开殿挖土体松不当，充造成管尝桩斜桩确，甚至熊断桩土方开潜挖不当植造成基逢坑失稳植移动和序工程桩爬严重偏蓄斜事故本类型事歇故主要发贴生在淤泥教等软土地财层中，在页珠三角地浊区为常见族事故。事故淤泥层中念开挖4m的基坑因岸大移动失矮稳造成钻牧孔桩斜断基坑到底寸时是最大奥考验基坑到底膏后往往要膏施工桩基突础和承台圆，加大坑维深；坑底称为淤泥造阳成流动对庙被动抗力直影响大，回基坑失稳斜。（201城2.3怜.31）2.7地面塌允陷事故叼（溶土苍洞）二、岩土象工程事故恒类型08年1月，大稠坦沙岛铅约10万m2范围连续糟发生6处地面炉塌陷，是造成7间房屋倒斜塌，21间房屋务墙壁开才裂和多桃处地面膝裂缝。二、岩土偿工程事故蕉类型08年11月荔湾全区桥中上路发生便严重的功地面塌侧陷，出瞒现5个陷坑帮，多间逃房屋倒患塌，路扯面出现去约500余m2的下陷烧。2.8地下工程末施工引发牢地面塌陷二、岩室土工程姻事故类蜜型200生9年1月广州某依地铁工程魄施工，造甚成附近路蜓段地面塌孝陷，民房从沉陷倾斜疑。2.9边坡工程粪事故二、岩摄土工程甩事故类崇型边坡坡拔脚超挖涝引起边赖坡滑动边坡治鼠理不当阳造成垮障塌：先克板后锚资再填土让，挤土挽使得锚翼杆头脱霉落二、岩寻土工程柱事故类练型边坡工程掉（岩质边死坡及土岩诊混合边坡兴）的稳定渗性与岩层侦性质、岩庙层走向和潮构造产状价等有较大吴关联，顺犹层边坡的静风险很大葱，计算分安析难于把微握，如果受对边坡的洞排水系统美处理不当旨，更增加能边坡工程耻或基坑工堆程的风险拢，造成工锐程事故。岩层走向钢和产状对拿边坡的影巷响二、岩遍土工程完事故类贫型岩层的衣单斜层怀理岩层走向瞎和产状对烟边坡的影意响二、岩土穿工程事故容类型单斜顺坡野与局部逆紫坡层理边坡治届理措施二、岩土狼工程事故奖类型边坡工程红治理的主排要措施包显括：削顶献、压脚、灭缓坡、阻果滑。边坡治队理应全借面考虑痰永久性举使用过就程中可睡能发生批的多种鸭情况，港包括天宜然状态轮、暴雨支状态、龟地震状厅态，暴典雨和地枯震耦合恰状态等柔工况。华需按书照各工怎况出现郑的概率企来确定担安全系纳数的大础小。排水系调统的完盐备是边谁坡治理烘的重点扒，排水据不畅造他成水体锡下渗，穷引起土跪体强度折降低，驴增加坡捧体的下纵滑力，穴并可能意成为岩独土界面掘的润滑絮剂。锚杆防腐塌关系到边榴坡使用的续耐久性问熄题，同样催需认真对采待。边坡治耳理措施某高度船达60m的土岩混易合边坡治归理2.10地基处理纸引起的事伞故二、岩运土工程再事故类储型今年3月南沙河某工程奋的地基酱处理过亩程中的韵机械倒仙塌至2人死亡寇。2.10地基处理只引起的事之故二、岩土逮工程事故础类型地基失稳逆引起的裂暑缝测斜表山明土体已经发生北大位移一）工程纺现象和资接料分析二、岩罩土工程馒事故类露型1、建设场通地位于南悠沙区虎门任水道右岸正的滩涂区贤，地势低缴凹，因在音该区建设孟项目，需忧对滩涂进仔行补填并返地基处理嘉，采用“梅花形1.5m间距插打顽塑料排水没板+1.极5m间距Ф350葡mm的振动沉奶管袋装水欣泥砂浆桩”进行地基龙处理（待艺地基强度思提高后再因补填到设滩计标高）残。2、依据广习州市气象盲局提供的阅气象资料垂，事故期患间南沙区扑普降中到时大雨；并朵在当日凌悬晨4-5时伴有蚕强阵风升，风级省达6-7级。3、由于络本区处为于珠江辨入海口席，河水罢水位受被潮汐作任用明显辈，从时拐间分析经正处于尸每月的称高潮期猴，依据杨广东海或事局海粒测大队粮从珠江疗口监测话到的潮为汐水位仅，在该抽时段的温潮位变权化为前黄日23时30分为最高政潮位（最愧高潮位为320兔cm），然后猴退潮，至堡当日7时0分降到仗最低潮揪位(最低潮位牛为80cm陈)，按照等踢时间隔推号算潮差水违头为160c葡m。4、从现场话的监测资队料反映，4区地面宏的累计根沉降量因为126挥-56维6mm，沉降速呢率为6.5做7-1巩4.7桑1mm界/d。测斜资真料反映测菊孔在地面糖下4-10谎m段淤泥洗层出现剥明显向奋河心移唤动的趋恩势，累券计170课mm，速率爷为1.2早7mm俊/d。二）地基织处理引起陵的事故原抵因二、岩土差工程事故浴类型1、场地筝的地形效地质条误件差，忌地貌上仗处于河总岸的滩狼涂区，笔淤泥深姻厚且天党然强度语低（标覆贯击数贪小于1击），听高含水抖量（达珠到78%），力学容参数低（飘凝聚力C=1崭.55蜂kPa摇\Φ=乳1.3参6°）；2、地基处域理采用塑傲料排水板宰和振动沉哈管袋装水泛泥砂浆桩访的设计方狭案，是一狮个“先破后立”的过程，拒这个过程禽必然造成辆对地基的泻扰动和破掏坏，强度让的发挥往察往需要一奖个较长的算时间，也品即在处理杂的砂浆桩觉的强度得免到有效发治挥前处理宰地基的强葬度处于最枝低或最不铜利的状态抚。在地形经不利及地贱质条件差身的场地，粘如果两种宣工艺同时叨或连续作棵业则对地插基稳定最指为不利。3、事故前铺天降连续京的中到大绝雨已达十饥数小时，机不仅雨水谅浸泡并渗裂入地基中思使得地基熟软化并自疯重增加，苗同时地基垫的强度也独进一步降泳低，导致报淤泥出现击流动现象诞并伴有地畅基的不均铃匀下沉，袄垂直沉降攻速率和侧剩向水平移借动速率均吹较大，且搅总量累计锄也大，使嫁得淤泥处写于抗剪强肥度的极限还状态。地疤面下沉和池淤泥的侧泊向流动加赶大了桩基饰的倾斜状察况，使得辨机架的重抹心发生较乞大偏移。4、事故翼时段的控潮汐正僵处于快哑速落潮饶时段，轻潮位陡黑降，增陕大了补肆填土体乏的临空品高度，鹊而淤泥斜及其上筛部的补卖填土体揉中的孔霞隙水来浑不及排爬出，处躺于不固狼结不排政水状态皇，强度些进一步偿减低；贸再加上油大雨大爷风的作借用，使寸得机架庭失去平俯衡而倒母塌，导衫致正在出进行排家水的工酿人压死境事故。5、经综映合分析劲，专家件组认为匆：受地仪质、水使文、天挖气等自羊然条件旷因素影丙响，地岭表产生诵不均匀喝沉降，铺造成桩意机倾斜器，增加拼了桩机雁设备构呀件的节烫点荷载师，斜撑栏杆A与立柱导详管的连接尸部位分离发而导致机乡丰架倒塌，惯是事故的豪直接原因话。3.1针对工蹄程特点摧，重视跃勘察三、事存故处理派对策勘察是歇设计和枣施工的炼重要依质据，但资勘察的委阶段有金不同，降需按照端各工程沾的特点截选择适伞当的勘蚀察方式按。基坑工程绒的勘察项秒目应包括血：地质构茎造背景、办岩土地层很分布和性输质、地下略水的渗透渗系数和承振压性，岩银土体的强弯度，不良聋地质情况类等；基坑尽外围周边稼的条件等踏。边坡工程户勘察项目振包括：地脑质构造背俘景、地层菜的走向和嘱产状确定戏，地层的幅软弱结构忌面确定，丙岩土体的间强度，地盘下水的特色点及不良贵地质特点旧等；3.1针对工朋程特点娘，重视旷勘察三、事故核处理对策勘察是设波计和施工痒的重要依瞧据，但勘屋察的阶段柳有不同，舱需按照各蒸工程的特懂点选择适情当的勘察侦方式。基坑工胜程的勘男察项目淘应包括泰：地质鞠构造背卵景、岩创土地层蜜分布和弦性质、其地下水都的渗透船系数和曲承压性桨，岩土武体的强颤度，不礼良地质物情况等态；基坑喝外围周钞边的条已件等。边坡工河程勘察输项目包适括：地捞质构造似背景、呆地层的溉走向和厅产状确果定，地盟层的软攀弱结构根面确定驻，岩土术体的强洗度，地饲下水的兴特点及弯不良地摄质特点匀等；全深度对达剖面的岩宜土组成、注分布、产任状、岩土君界面进行牧划分；充分对岩旁层的风化脂残积土和她风化岩（窝全风化岩捎、强风化声岩等）遇尤水软化性污质的机理堤的认识；高度重视顽地下水的哗特点（承诵压性、流啦动性，水仙位的起伏舒变化特点晚）3.2充分认看知场地甚的岩土隶结构和竖其工程筒性质三、事漏故处理壁对策对基坑规莲模进行分州析评价，土包括面积枕形状、边惠长大小、隔开挖深度墙及其变化伏；充分了本解基坑搂周边的会环境条冒件和气时各种限抗制；对地层性嫩质和地下传水特点要甚把握；对多种支淋护方案进掀行安全性竭、经济性帖、施工可特行性、工剃期保证性掀的比选，糕确定支护胃形式。3.3重视支天护结构卫的选型银分析与烦比较三、事故旋处理对策3.4尊重事糖实，全唱过程动饭态设计三、事虑故处理香对策每一个捐岩土工卫程都具杨有自己盐的特点况，设计父切忌照聋搬照套历，需到泊现场实左地踏勘脉，分析假现场的么环境情库况，了销解相关组工艺的克施工可献行性，演针对不盯同工程伏的特点装，做到柱仔细分狮析，尊况重事实铲，合理输设计，屠在施工柿过程中攻要跟踪通施工过号程，随绘时根据糊现场变负化情况佣进行变撇更设计味，不要拐贻误时挥机，是及避免工蚀程事故伪的前提握。3.5牢记责任电，认真施盟工三、事故绢处理对策岩土工析程施工朝是在理疾解设计买意图基涌础上的膨信息化垄施工。如何由图要纸变为产醒品和结构娱，施工方融责任重大服，责任感捎缺失，不延重视细节眼常常造成着极其严重绒的后果，竹此类实例致也是举不登胜举。施工方的克责任不仅懒是按图施与工，还需踏根据现场秀情况，及鼓时反馈施脏工信息，笔包括地层露的变化，薪地下水的宜突变、地怎下障碍等霸，指出设陷计图纸的督可能不足梦或缺陷，社为设计调虏整变更提浮供依据；牲重视对现区场的巡视驴，对施工效用水和雨汪水及地层内涌水及时夹采取措施料，不留隐蚕