地下連續墻嚴重斷樁處理措施實踐與探討

王 睿

(中鐵六局集團太原鐵路建設有限公司，山西 太原 030000)

1 概述

隨著城市經濟、人口的發展，交通擁堵問題日益嚴重，城市軌道交通高速發展，深大基坑工程也越來越多。地下連續墻以其剛度大、整體性好、抗滲性能高的優點廣泛應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，會造成其存在質量缺陷甚至引發質量事故，本文針對地連墻出現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。車站圍護結構為1 000 mm厚地下連續墻，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。墻頂設置1 000 mm×1 000 mm冠梁，基坑支護第一道內支撐為800 mm×1 000 mm鋼筋混凝土支撐，第二道～第六道內支撐采用φ800 mm×20 mm鋼管支撐。地質情況由上而下依次為：雜填土1.87 m、素填土4.17 m、黏質粉土11.5 m、中砂3.0 m、黏質粉土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的Z字型幅，在基坑土方開挖至-18 m時發現，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，出現堵管，現場震動提升導管無果后，重新將新導管插入當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現場情況進行調整，護壁泥漿難以保證孔壁穩定，后期開挖發現地連墻上部有鼓包證明出現部分塌孔；此地連墻所處地層主要為黏質粉土和砂層，地質條件較差，本身較容易出現塌孔。

2)土方開挖時斷樁夾泥處未出現滲漏原因分析：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粉土、置換泥漿，因此夾泥滲透系數小并有一定強度；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致嚴重斷樁的分析

失誤一：混凝土導管堵管后處理耗費時間太長，卻未根據現場實際情況調整泥漿比重、黏度，泥漿放置太長時間，造成護壁能力下降，槽段內靠上部分發生較多塌孔。

失誤二：未提前做好堵管、塌孔的應急處置措施和機械物資。

失誤三：未及時利用工地現場存放的排污潛水泵或反循環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 下一步施工風險分析

本幅地連墻斷樁存在質量缺陷，基坑繼續開挖可能存在的風險有：

1)從斷樁夾泥處出現嚴重滲漏水或涌砂。

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

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)坑內斷層表面焊接鋼板：人工使用風鎬清除斷層處表層，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，反復提升噴漿、加固地表下-23 m～-14 m范圍內的土體。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，針對地連墻陰陽角、相鄰地連墻接縫處旋噴需反復提升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及夾泥處是否存在冒漿，如果出現冒漿及時停止注漿。

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嚴重滲漏的風險，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)坑內斷樁處施作混凝土墻：在夾泥部分邊線上下各1 m范圍內，沿地連墻表面施作一堵30 cm厚、C50 P10現澆鋼筋混凝土墻，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。

墻內配置雙層鋼筋網片，布置形式應參考主體結構側墻，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。其中靠近地連墻側的鋼筋，需要套絲并預留接駁器，以便于將來主體結構施工可以直接與主體結構鋼筋連接，直接與主體結構內襯墻形成整體，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性和整體剛度，降低了基坑繼續向下開挖各種工況中墻體發生嚴重變形的風險。但是此方案存在后期與主體結構內襯墻銜接時，難以保證接縫完全密實，可能存在滲漏水的風險，只能等待主體結構施工完畢后查看漏水情況，使用環氧樹脂注漿工藝堵漏。

4)增設鋼支撐：增設鋼支撐平面位置與設計位置一致，增設在設計鋼支撐下部，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：增設鋼支撐進一步約束了地連墻向基坑內變形的幅度和范圍，更加有力的保證了基坑安全。

5 施工監測

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、樁頂位移等各項監測頻次。在地連墻墻體、新建混凝土墻上東西兩側貼反光片，觀測墻體變形情況。施工監測數據如下：

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

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

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

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

通過監測數據可看出，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，全部監測數據均小于設計及規范要求。

6 總結與探討

本文利用工程實例，闡述了此工程中地連墻在出現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，應提前做好地連墻澆筑時堵管、塌孔的應急補救方案，備足相應機械、物資；及時對質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。

根據本工程實例，此方案有進一步優化的可能性，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構內襯墻結構尺寸與配筋施工，并將墻邊緣按施工縫處理做好相關防水措施，既能保證基坑穩定，又能便于將來與主體結構銜接，形成完整整體。