劉建蘋

河北方澤建筑工程集團(tuán)有限公司，河北 滄州 061001

某住宅小區(qū)位于市區(qū)中心地帶，占地面積約2萬(wàn)m2，其地下部分為整體地下室結(jié)構(gòu)，由于四周相鄰多棟已建居民樓和公共建筑，故設(shè)計(jì)人員采用在場(chǎng)地四周做深層水泥土攪拌樁，使其具止水帷幕和基坑支護(hù)的雙重作用，以減輕施工降水和基坑開(kāi)挖對(duì)四周建筑物帶來(lái)的不利影響。

該小區(qū)的地質(zhì)勘察報(bào)告顯示的各層工程地質(zhì)特征，如下表：

土 層 土 層 特 性 平均厚度（m）平均埋深（m）第①層 素填土：灰褐色、松散、由粉質(zhì)粘土構(gòu)成 0.60 0.60第②層粘土： 棕褐色、硬塑、干、強(qiáng)度高、土質(zhì)不均勻 1.17 1.71第③層 粉質(zhì)粘土：灰褐色，可塑、干、強(qiáng)度中等 0.93 2.62第④層 粉土： 灰黃色、濕、搖震反映迅速，干強(qiáng)度低 2.50 5.09第⑤層 粉質(zhì)粘土：灰褐色，可塑、干、強(qiáng)度中等 1.66 6.75第⑥層 粉土： 灰黃色、密實(shí)、濕、搖震反映迅速，干強(qiáng)度低 0.62 7.37……

設(shè)計(jì)的止水帷幕樁為雙排咬合六軸格柵式結(jié)構(gòu)，樁徑D=600mm，有效樁長(zhǎng)H=12m，樁間的咬合寬度為200mm，水泥采用P0.325普通水泥，每延米樁水泥用量75kg；設(shè)計(jì)說(shuō)明該止水帷幕樁起止水作用兼做重力式擋土墻起支護(hù)作用；基坑開(kāi)挖時(shí)采取直壁開(kāi)挖，不作其它支護(hù)。

止水帷幕樁工程于2008年11月開(kāi)始施工，由于各方面的原因，該分項(xiàng)工程直到2009年7月才完成。2009年5月底施工單位采用挖掘機(jī)對(duì)基坑進(jìn)行直壁開(kāi)挖，此時(shí)正值雨季，大雨接連而至，造成市政排水困難致使基槽內(nèi)大量積水浸泡；在一次大雨中場(chǎng)地西部止水帷幕樁有多處滲漏，有兩處滲漏量較大，帶出大量的泥漿水，西北角5m～6m長(zhǎng)的基坑內(nèi)側(cè)單排止水帷幕樁樁體倒塌。事故發(fā)生時(shí)，建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位幾方責(zé)任主體緊急研究修補(bǔ)加固方案，組織人力物力冒雨搶修，及時(shí)堵住滲漏部位，控制住事故的發(fā)展才沒(méi)有造成更大的險(xiǎn)情出現(xiàn)。

在滲漏部位加固后，建設(shè)、施工和監(jiān)理等單位對(duì)止水帷幕樁滲漏處的樁體外觀及現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境進(jìn)行調(diào)查認(rèn)為：連續(xù)降雨造成市政排水困難，因而基槽內(nèi)大量積水；止水帷幕水泥土攪拌樁樁設(shè)計(jì)咬合寬度為20cm，滲水部位沒(méi)有咬合，個(gè)別部位甚至有5cm～10cm左右的縫隙；水泥土攪拌樁在基槽開(kāi)挖后的短短的一、二個(gè)月時(shí)間內(nèi)風(fēng)化相當(dāng)嚴(yán)重；水泥土攪拌樁自然地坪以下2m的粘土層范圍內(nèi)，水泥含量明顯不足。下面是一組現(xiàn)場(chǎng)止水帷幕樁倒塌、風(fēng)化情況和現(xiàn)場(chǎng)止水帳幕加固的圖片。

針對(duì)此次止水帷幕樁滲漏事故，經(jīng)過(guò)專家組的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析認(rèn)為，此次事故主要存在以下幾方面的原因。

1 施工方面原因

1）打樁設(shè)備技術(shù)不先進(jìn)，樁位和單樁垂直度難以精確控制

本工程水泥土攪拌樁的打樁機(jī)為雙鋼管導(dǎo)軌單軸鉆機(jī)，由于現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地平整度不足，鉆桿垂直度由1個(gè)5kg線錘擺動(dòng)控制，其擺動(dòng)范圍無(wú)限定合格范圍，造成樁體垂直度偏差較大；樁的平面位置由滑軌滑動(dòng)尺寸控制，誤差較大，以致于有相當(dāng)一部分樁體咬合尺寸不夠，甚至中間有縫隙而沒(méi)有咬合。

2）鉆頭直徑不足（設(shè)置直徑不足或鉆頭磨損導(dǎo)致直徑不足）沒(méi)有及時(shí)更換合格鉆頭，導(dǎo)致水泥土攪拌樁的有效樁徑達(dá)不到設(shè)計(jì)值600mm

3）地質(zhì)土層對(duì)攪噴工藝的影響估計(jì)不足

本工程水泥土攪拌樁噴攪工藝采用四攪二噴的方式，即：

樁機(jī)就位——噴漿攪拌下沉——停噴攪拌提升——重復(fù)噴漿攪拌下沉——重復(fù)停噴攪拌提升樁頂標(biāo)高——關(guān)閉攪拌機(jī)、清洗葉片——移機(jī)下一根樁。該施工工藝上下攪動(dòng)4次，其中二次鉆機(jī)下降時(shí)進(jìn)行水泥漿的噴攪。從現(xiàn)場(chǎng)止水帷幕樁經(jīng)水浸泡后的風(fēng)化情況來(lái)看，此種工藝水泥土攪拌對(duì)粉土和粘性土、粉粘土的成樁情況存在明顯的差異。在鉆機(jī)同樣的提升、下鉆速度的情況下，攪動(dòng)土的均勻程度會(huì)有顯著不同：攪拌樁的粘土和粉粘土部分觀感較粉土土體攪拌明顯不均勻，水泥漿含量明顯較少，而樁頂溢流出大量的水泥漿；水泥土攪拌樁成剪餅狀斷面，一層水泥漿一層土，這種現(xiàn)象反映了攪刀之間的寬度距離土未被攪勻。從同一工藝對(duì)不同土層的水泥土成形情況來(lái)看，水泥土止水帷幕攪拌樁對(duì)粘性土和亞粘性土質(zhì)來(lái)講，不是很適合。但是可以通過(guò)適當(dāng)改變攪刀刀片的數(shù)量和位置，在粘性土層降低鉆頭的提升、下降速率來(lái)達(dá)到土體攪拌均勻。

改進(jìn)意見(jiàn)：

1）水泥土攪拌樁機(jī)械應(yīng)選用更先進(jìn)的雙軸和三軸成孔機(jī)械來(lái)保證樁體咬合程度滿足設(shè)計(jì)要求；

2）攪拌樁攪拌施工前要試驗(yàn)鉆頭直徑是否滿足成樁的設(shè)計(jì)直徑要求，攪刀刀片的焊接位置不但要保證成孔尺寸也要保證將孔內(nèi)土塊攪拌均勻；每作業(yè)臺(tái)班測(cè)量一次鉆頭直徑，當(dāng)鉆頭直徑小于初始鉆頭直徑時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換合格鉆頭；

3）對(duì)不同的地質(zhì)環(huán)境、不同的土層，噴攪工藝和下鉆提鉆速度要有所變化，對(duì)于粘性土質(zhì)可對(duì)試攪拌樁進(jìn)行挖開(kāi)，實(shí)地檢測(cè)樁的強(qiáng)度、咬合寬度和均勻程度，如果發(fā)現(xiàn)成樁不夠均勻，可以適當(dāng)增加噴攪次數(shù)和降低鉆頭的提升和下降速度，以使土體攪拌均勻。

2 雨季挖槽和止水帷幕樁周邊環(huán)境的影響

1）雨季接連不斷的大雨使直壁開(kāi)挖后的樁體受雨水沖刷浸泡很快風(fēng)化、掉皮縮徑，水泥攪拌樁的樁間土被水浸泡脫落；

2）止水帷幕樁與四周已建圍墻距離很近，2.0m左右的距離，在施工現(xiàn)場(chǎng)圍墻與止水帷幕樁之間有一新挖的自來(lái)水管道溝未回填，下雨時(shí)雨水流入溝內(nèi)，由于連續(xù)降雨，使土層含水率處于飽合狀態(tài)；

3）機(jī)械挖槽時(shí)，將止水帷幕樁頂?shù)暮襁_(dá)30cm～50cm厚的水泥土保護(hù)層挖掉，挖掉樁頭水泥土保護(hù)層后，雨水直接浸泡樁體，雨水滲透入止水帷幕的格柵中。此時(shí)在基槽內(nèi)外6m多的水頭壓差下，地下水透過(guò)樁體間隙或咬合的薄弱處滲出，逐漸水沖成孔、成洞，大量的泥漿伴隨雨水一同流出，給已建相鄰建筑物帶來(lái)很大隱患。由于樁體上部被水浸泡，在側(cè)壓力的狀況下，西北角上半部不斷變形內(nèi)傾，最終到塌。

針對(duì)上述情況：

1）經(jīng)各方研究對(duì)涌泥漿水的滲漏部位采用PVC管引流、利用水玻璃砂漿進(jìn)行封堵，然后在該止水帷幕樁腳處用腳手管@1500，豎向@1500進(jìn)行斜向支擋，在幕墻與圍墻之間埋設(shè)鋼管地錨，與鋼管支擋拉結(jié)以防止樁體上半部分大幅度內(nèi)傾變形；

2）在基底部位的止水帷幕至地下室外墻之間的位置打入二排2m長(zhǎng)腳手管進(jìn)入槽底500mm，外側(cè)支模澆注混凝土 1.5m高，來(lái)堵住滲漏部位和形成對(duì)帷幕墻體的防內(nèi)傾支護(hù)；

3）在樁頂挖去水泥土保護(hù)層的部位，做6cm厚混凝土，內(nèi)置配筋6@250mm，并做流水坡或集水井進(jìn)行抽排水；

4）工地項(xiàng)目部派專門人員對(duì)止水帷幕樁的變形、外圍已建建筑的沉降、樓房的垂直度，以及降水觀測(cè)進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)和記錄，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)預(yù)警、解決。

通過(guò)此種補(bǔ)強(qiáng)加固后，雖又經(jīng)2～3次大雨，基坑止水帷幕和四周已建建筑物變形監(jiān)測(cè)顯示正常變形，變形幅度很小，屬于可控范圍內(nèi)。

經(jīng)過(guò)此次質(zhì)量事故，給了我們經(jīng)驗(yàn)與教育，在止水帷幕設(shè)計(jì)日漸增多的形勢(shì)下，止水帷幕的施工應(yīng)該做到：

1）采用先進(jìn)的二軸或三軸成樁機(jī)械嚴(yán)格控制好樁位和垂直度滿足設(shè)計(jì)的咬合尺寸；

2）依據(jù)攪拌樁的攪噴工藝和每延米樁的水泥用量，控制水灰比，使配制出的水泥漿具有良好的流動(dòng)性、和易性和機(jī)械可噴性；

3）“因地制宜”根據(jù)土層實(shí)際情況，做試攪樁進(jìn)行淺層開(kāi)挖暴露檢測(cè)，（一般控制在樁頂至頂部以下1500mm的范圍內(nèi)，水泥土攪拌樁的齡期超過(guò)7d）驗(yàn)證攪噴工藝，保證水泥攪拌的直徑、咬合寬度、樁體攪拌均勻度、噴漿均勻度和樁體強(qiáng)度；

4）根據(jù)土層的工程地質(zhì)情況，在雨季開(kāi)挖或帷幕外上部土層含水率很高的情況下，作為技術(shù)措施可以考慮在基坑底標(biāo)高上下1m的范圍內(nèi)增加攪噴次數(shù)，以增強(qiáng)該關(guān)鍵部位的強(qiáng)度和抗?jié)B能力；

5）水泥土攪拌樁如不能連續(xù)施工，間隔超過(guò)24h以上，應(yīng)在接茬處外側(cè)補(bǔ)打3根樁做裹頭，保證接頭處止水帷幕的抗?jié)B性；

6）基坑直壁開(kāi)挖后，止水帷幕樁的內(nèi)壁應(yīng)做噴漿保護(hù)，避免長(zhǎng)時(shí)暴露風(fēng)化，樁頂及外側(cè)規(guī)范排水，避免破壞樁頂水泥土保護(hù)層；

7）雨季挖槽時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基坑監(jiān)測(cè)，降水觀測(cè)、沉降觀察，進(jìn)行觀測(cè)數(shù)值的預(yù)警設(shè)置，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

[1]代聰，宋鵬飛，王愛(ài)華.某深基坑工程止水帷幕透水滲漏的防治.青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(1).