王 睿

(中鐵六局集團太原鐵路建設(shè)有限公司，山西 太原 030000)

1 概述

隨著城市經(jīng)濟、人口的發(fā)展，交通擁堵問題日益嚴重，城市軌道交通高速發(fā)展，深大基坑工程也越來越多。地下連續(xù)墻以其剛度大、整體性好、抗?jié)B性能高的優(yōu)點廣泛應(yīng)用于較差地層的深基坑支護工程。在地連墻施工的過程中，由于各種難以避免的原因，會造成其存在質(zhì)量缺陷甚至引發(fā)質(zhì)量事故，本文針對地連墻出現(xiàn)整幅墻嚴重斷樁情況，以太原地鐵晉陽街站3號線斷樁地連墻為實例，提出相應(yīng)補救措施，供類似工程參考。

2 工程概況

太原地鐵晉陽街換乘站3號線主體基坑長度為167.78 m，標準段寬度為23.4 m，深為27.4 m。車站圍護結(jié)構(gòu)為1 000 mm厚地下連續(xù)墻，墻高39.67 m，嵌固深度為14 m，墻體混凝土標號為C35P10，接頭形式為型鋼接頭。墻頂設(shè)置1 000 mm×1 000 mm冠梁，基坑支護第一道內(nèi)支撐為800 mm×1 000 mm鋼筋混凝土支撐，第二道～第六道內(nèi)支撐采用φ800 mm×20 mm鋼管支撐。地質(zhì)情況由上而下依次為：雜填土1.87 m、素填土4.17 m、黏質(zhì)粉土11.5 m、中砂3.0 m、黏質(zhì)粉土2.3 m、粉細砂10.5 m。

3 斷樁情況及原因分析

斷樁地連墻是處于基坑西南側(cè)的Z字型幅，在基坑土方開挖至-18 m時發(fā)現(xiàn)，此時距基坑底部仍有9 m左右，夾泥層距地表-17.9 m～-19.9 m，整幅墻水平通長斷樁，夾泥部分高度由西向東從0.88 m～2.01 m逐漸升高，斷樁夾泥部分為混凝土中夾水泥漿與膨潤土泥漿混合物。斷樁處夾泥現(xiàn)場實際情況見圖1。

1)斷樁原因分析：此幅地連墻澆筑時由于混凝土流動性較差，出現(xiàn)堵管，現(xiàn)場震動提升導(dǎo)管無果后，重新將新導(dǎo)管插入當(dāng)時混凝土灌注面高度澆筑，造成夾泥、二次澆筑；處理堵管花費約4 h，同時泥漿性能未根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整，護壁泥漿難以保證孔壁穩(wěn)定，后期開挖發(fā)現(xiàn)地連墻上部有鼓包證明出現(xiàn)部分塌孔；此地連墻所處地層主要為黏質(zhì)粉土和砂層，地質(zhì)條件較差，本身較容易出現(xiàn)塌孔。

2)土方開挖時斷樁夾泥處未出現(xiàn)滲漏原因分析：a.夾泥部分主要有混凝土水泥漿、地連墻上部塌孔部分及槽底頂升的黏質(zhì)粉土、置換泥漿，因此夾泥滲透系數(shù)小并有一定強度；b.基坑降水效果好，坑外水位約-13 m，大大降低了水頭壓力。

4 斷樁后處理措施

4.1 堵管后的失誤處理導(dǎo)致嚴重斷樁的分析

失誤一：混凝土導(dǎo)管堵管后處理耗費時間太長，卻未根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整泥漿比重、黏度，泥漿放置太長時間，造成護壁能力下降，槽段內(nèi)靠上部分發(fā)生較多塌孔。

失誤二：未提前做好堵管、塌孔的應(yīng)急處置措施和機械物資。

失誤三：未及時利用工地現(xiàn)場存放的排污潛水泵或反循環(huán)鉆機將灌注混凝土頂面泥渣吸出、排盡，造成了更嚴重的夾泥程度。

失誤四：地連墻混凝土強度達到設(shè)計要求后，未及時安排進行鉆芯取樣確定斷樁程度。

失誤五：未在基坑土方開挖前對問題地連墻采取補強、防漏措施。

4.2 下一步施工風(fēng)險分析

本幅地連墻斷樁存在質(zhì)量缺陷，基坑繼續(xù)開挖可能存在的風(fēng)險有：

1)從斷樁夾泥處出現(xiàn)嚴重滲漏水或涌砂。

2)由于地連墻連續(xù)性不足、存在強度薄弱地帶，如果任由發(fā)展可能會出現(xiàn)嚴重的墻體變形、鋼支撐軸力突增，甚至導(dǎo)致基坑失穩(wěn)。

4.3 墻體補強、加固處理措施與各工序意義分析

為了保證基坑開挖施工安全、避免出現(xiàn)嚴重滲漏水情況，消除安全隱患，總體施工流程如圖2所示，具體處理措施如下：

1)坑內(nèi)斷層表面焊接鋼板：人工使用風(fēng)鎬清除斷層處表層，露出地連墻背水面水平筋及主筋，使用L型鋼筋幫條焊接鋼板和地連墻主筋，保證焊接可靠牢固。鋼板焊接完成后，使用人工拌和混凝土(配合比為水∶P.O42.5水泥∶砂∶石子=0.38∶1∶1.11∶2.72)，將縫隙填滿，并通過敲擊鋼板、插入鋼筋等措施將混凝土振搗密實。

此工序意義分析：鋼板焊接施工，施工快速簡便，可以為坑外旋噴、雙液注漿提供安全保障，避免因為噴漿壓力過大，將夾泥部分沖破造成嚴重漏水。

2)坑外斷樁處高壓旋噴注漿：在緊貼斷樁地連墻外側(cè)施作一排φ500 mm高壓旋噴咬合樁，樁中心間距為250 mm，咬合250 mm，沿東西伸出地連墻接縫1.5 m。將鉆桿鉆進地表下23 m的位置，反復(fù)提升噴漿、加固地表下-23 m～-14 m范圍內(nèi)的土體。注漿采用水灰比為1∶1，用普通硅酸鹽42.5級水泥配置，注漿壓力控制在2.0 MPa以內(nèi)，針對地連墻陰陽角、相鄰地連墻接縫處旋噴需反復(fù)提升2次～3次，確保止水效果。施工過程中需安排專人做好旋噴時間、用漿量、冒漿情況、壓力等記錄，盯控旋噴斷樁范圍內(nèi)及夾泥處是否存在冒漿，如果出現(xiàn)冒漿及時停止注漿。

旋噴加固平面布置示意圖見圖3。

此工序意義分析：坑外旋噴注漿施工避免了從接縫處出現(xiàn)嚴重滲漏的風(fēng)險，但是并不能保證滿足土方開挖下一工況對于墻體的強度要求，因此還需采取墻體補強措施。

3)坑內(nèi)斷樁處施作混凝土墻：在夾泥部分邊線上下各1 m范圍內(nèi)，沿地連墻表面施作一堵30 cm厚、C50 P10現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻，并且在陰角部分施作30 cm高C50混凝土角撐。新建墻體平面斷面位置及平面位置見圖4，圖5。

墻內(nèi)配置雙層鋼筋網(wǎng)片，布置形式應(yīng)參考主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻，按照豎向鋼筋φ25@100、橫向鋼筋φ20@150、保護層45 mm進行布置。在鋼筋網(wǎng)每個交點處，向地連墻植筋，鉆孔直徑為32 mm、鉆孔深度為250 mm、植入鋼筋規(guī)格為φ25。鋼筋交接部分采用點焊，布置斷面示意如圖6所示。其中靠近地連墻側(cè)的鋼筋，需要套絲并預(yù)留接駁器，以便于將來主體結(jié)構(gòu)施工可以直接與主體結(jié)構(gòu)鋼筋連接，直接與主體結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻形成整體，避免再次鑿墻影響基坑安全。

此工序意義分析：新建混凝土墻保證了基坑圍護墻體的連續(xù)性和整體剛度，降低了基坑繼續(xù)向下開挖各種工況中墻體發(fā)生嚴重變形的風(fēng)險。但是此方案存在后期與主體結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻銜接時，難以保證接縫完全密實，可能存在滲漏水的風(fēng)險，只能等待主體結(jié)構(gòu)施工完畢后查看漏水情況，使用環(huán)氧樹脂注漿工藝堵漏。

4)增設(shè)鋼支撐：增設(shè)鋼支撐平面位置與設(shè)計位置一致，增設(shè)在設(shè)計鋼支撐下部，使斷縫上下兩邊均有鋼管并撐支撐。鋼板安裝采用焊接，位置與之前地連墻預(yù)埋鋼板位置一致，采用圖7所示方式，焊接錨筋將鋼板接出。

此工序意義分析：增設(shè)鋼支撐進一步約束了地連墻向基坑內(nèi)變形的幅度和范圍，更加有力的保證了基坑安全。

5 施工監(jiān)測

在處理斷樁的施工過程中，加強支撐軸力、地表沉降、水位變化、樁頂位移等各項監(jiān)測頻次。在地連墻墻體、新建混凝土墻上東西兩側(cè)貼反光片，觀測墻體變形情況。施工監(jiān)測數(shù)據(jù)如下：

1)土方開挖至斷樁處至新建混凝土墻鋼筋綁扎完畢，東側(cè)測點累計向基坑外側(cè)偏移4 mm，西側(cè)測點累計向基坑外側(cè)偏移2 mm。

2)混凝土墻施工后，直到-3層底板澆筑完成，東側(cè)測點累計向坑內(nèi)偏移9 mm，西側(cè)測點累計向基坑內(nèi)偏移8 mm。

3)臨近鋼支撐軸力均在初始軸力的-248.76 kN～400.277 kN范圍內(nèi)波動，滿足規(guī)范要求。

4)坑外水位穩(wěn)定，在施工期間水位在初始水位的-0.05 m～0.17 m范圍內(nèi)波動。

通過監(jiān)測數(shù)據(jù)可看出，采取上述措施均可以有效控制地連墻變形，保證了剩余土方開挖及第一倉底板施工的安全，全部監(jiān)測數(shù)據(jù)均小于設(shè)計及規(guī)范要求。

6 總結(jié)與探討

本文利用工程實例，闡述了此工程中地連墻在出現(xiàn)嚴重通長斷樁后的處理措施，保證了基坑工程施工的安全，總體工期未造成較長拖延，在其他類似地連墻斷樁事故中也可以起到較好的借鑒作用。但也希望在其他工程施工中吸取教訓(xùn)，應(yīng)提前做好地連墻澆筑時堵管、塌孔的應(yīng)急補救方案，備足相應(yīng)機械、物資；及時對質(zhì)量存疑的地連墻進行鉆芯取樣，確定缺陷問題的嚴重程度；在基坑開挖前做好隔水、補強的措施，以此降低補救措施費用和工期。

根據(jù)本工程實例，此方案有進一步優(yōu)化的可能性，如果難以避免此嚴重程度斷樁缺陷，可以將混凝土墻按照主體結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻結(jié)構(gòu)尺寸與配筋施工，并將墻邊緣按施工縫處理做好相關(guān)防水措施，既能保證基坑穩(wěn)定，又能便于將來與主體結(jié)構(gòu)銜接，形成完整整體。