地下连续墙严重断桩处理措施实践与探讨

王 睿

(中铁六局集团太原铁路建设有限公司，山西 太原 030000)

1 概述

随着城市经济、人口的发展，交通拥堵问题日益严重，城市轨道交通高速发展，深大基坑工程也越来越多。地下连续墙以其刚度大、整体性好、抗渗性能高的优点广泛应用于较差地层的深基坑支护工程。在地连墙施工的过程中，由于各种难以避免的原因，会造成其存在质量缺陷甚至引发质量事故，本文针对地连墙出现整幅墙严重断桩情况，以太原地铁晋阳街站3号线断桩地连墙为实例，提出相应补救措施，供类似工程参考。

2 工程概况

太原地铁晋阳街换乘站3号线主体基坑长度为167.78 m，标准段宽度为23.4 m，深为27.4 m。车站围护结构为1 000 mm厚地下连续墙，墙高39.67 m，嵌固深度为14 m，墙体混凝土标号为C35P10，接头形式为型钢接头。墙顶设置1 000 mm×1 000 mm冠梁，基坑支护第一道内支撑为800 mm×1 000 mm钢筋混凝土支撑，第二道～第六道内支撑采用φ800 mm×20 mm钢管支撑。地质情况由上而下依次为：杂填土1.87 m、素填土4.17 m、黏质粉土11.5 m、中砂3.0 m、黏质粉土2.3 m、粉细砂10.5 m。

3 断桩情况及原因分析

断桩地连墙是处于基坑西南侧的Z字型幅，在基坑土方开挖至-18 m时发现，此时距基坑底部仍有9 m左右，夹泥层距地表-17.9 m～-19.9 m，整幅墙水平通长断桩，夹泥部分高度由西向东从0.88 m～2.01 m逐渐升高，断桩夹泥部分为混凝土中夹水泥浆与膨润土泥浆混合物。断桩处夹泥现场实际情况见图1。

1)断桩原因分析：此幅地连墙浇筑时由于混凝土流动性较差，出现堵管，现场震动提升导管无果后，重新将新导管插入当时混凝土灌注面高度浇筑，造成夹泥、二次浇筑；处理堵管花费约4 h，同时泥浆性能未根据现场情况进行调整，护壁泥浆难以保证孔壁稳定，后期开挖发现地连墙上部有鼓包证明出现部分塌孔；此地连墙所处地层主要为黏质粉土和砂层，地质条件较差，本身较容易出现塌孔。

2)土方开挖时断桩夹泥处未出现渗漏原因分析：a.夹泥部分主要有混凝土水泥浆、地连墙上部塌孔部分及槽底顶升的黏质粉土、置换泥浆，因此夹泥渗透系数小并有一定强度；b.基坑降水效果好，坑外水位约-13 m，大大降低了水头压力。

4 断桩后处理措施

4.1 堵管后的失误处理导致严重断桩的分析

失误一：混凝土导管堵管后处理耗费时间太长，却未根据现场实际情况调整泥浆比重、黏度，泥浆放置太长时间，造成护壁能力下降，槽段内靠上部分发生较多塌孔。

失误二：未提前做好堵管、塌孔的应急处置措施和机械物资。

失误三：未及时利用工地现场存放的排污潜水泵或反循环钻机将灌注混凝土顶面泥渣吸出、排尽，造成了更严重的夹泥程度。

失误四：地连墙混凝土强度达到设计要求后，未及时安排进行钻芯取样确定断桩程度。

失误五：未在基坑土方开挖前对问题地连墙采取补强、防漏措施。

4.2 下一步施工风险分析

本幅地连墙断桩存在质量缺陷，基坑继续开挖可能存在的风险有：

1)从断桩夹泥处出现严重渗漏水或涌砂。

2)由于地连墙连续性不足、存在强度薄弱地带，如果任由发展可能会出现严重的墙体变形、钢支撑轴力突增，甚至导致基坑失稳。

4.3 墙体补强、加固处理措施与各工序意义分析

为了保证基坑开挖施工安全、避免出现严重渗漏水情况，消除安全隐患，总体施工流程如图2所示，具体处理措施如下：

1)坑内断层表面焊接钢板：人工使用风镐清除断层处表层，露出地连墙背水面水平筋及主筋，使用L型钢筋帮条焊接钢板和地连墙主筋，保证焊接可靠牢固。钢板焊接完成后，使用人工拌和混凝土(配合比为水∶P.O42.5水泥∶砂∶石子=0.38∶1∶1.11∶2.72)，将缝隙填满，并通过敲击钢板、插入钢筋等措施将混凝土振捣密实。

此工序意义分析：钢板焊接施工，施工快速简便，可以为坑外旋喷、双液注浆提供安全保障，避免因为喷浆压力过大，将夹泥部分冲破造成严重漏水。

2)坑外断桩处高压旋喷注浆：在紧贴断桩地连墙外侧施作一排φ500 mm高压旋喷咬合桩，桩中心间距为250 mm，咬合250 mm，沿东西伸出地连墙接缝1.5 m。将钻杆钻进地表下23 m的位置，反复提升喷浆、加固地表下-23 m～-14 m范围内的土体。注浆采用水灰比为1∶1，用普通硅酸盐42.5级水泥配置，注浆压力控制在2.0 MPa以内，针对地连墙阴阳角、相邻地连墙接缝处旋喷需反复提升2次～3次，确保止水效果。施工过程中需安排专人做好旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力等记录，盯控旋喷断桩范围内及夹泥处是否存在冒浆，如果出现冒浆及时停止注浆。

旋喷加固平面布置示意图见图3。

此工序意义分析：坑外旋喷注浆施工避免了从接缝处出现严重渗漏的风险，但是并不能保证满足土方开挖下一工况对于墙体的强度要求，因此还需采取墙体补强措施。

3)坑内断桩处施作混凝土墙：在夹泥部分边线上下各1 m范围内，沿地连墙表面施作一堵30 cm厚、C50 P10现浇钢筋混凝土墙，并且在阴角部分施作30 cm高C50混凝土角撑。新建墙体平面断面位置及平面位置见图4，图5。

墙内配置双层钢筋网片，布置形式应参考主体结构侧墙，按照竖向钢筋φ25@100、横向钢筋φ20@150、保护层45 mm进行布置。在钢筋网每个交点处，向地连墙植筋，钻孔直径为32 mm、钻孔深度为250 mm、植入钢筋规格为φ25。钢筋交接部分采用点焊，布置断面示意如图6所示。其中靠近地连墙侧的钢筋，需要套丝并预留接驳器，以便于将来主体结构施工可以直接与主体结构钢筋连接，直接与主体结构内衬墙形成整体，避免再次凿墙影响基坑安全。

此工序意义分析：新建混凝土墙保证了基坑围护墙体的连续性和整体刚度，降低了基坑继续向下开挖各种工况中墙体发生严重变形的风险。但是此方案存在后期与主体结构内衬墙衔接时，难以保证接缝完全密实，可能存在渗漏水的风险，只能等待主体结构施工完毕后查看漏水情况，使用环氧树脂注浆工艺堵漏。

4)增设钢支撑：增设钢支撑平面位置与设计位置一致，增设在设计钢支撑下部，使断缝上下两边均有钢管并撑支撑。钢板安装采用焊接，位置与之前地连墙预埋钢板位置一致，采用图7所示方式，焊接锚筋将钢板接出。

此工序意义分析：增设钢支撑进一步约束了地连墙向基坑内变形的幅度和范围，更加有力的保证了基坑安全。

5 施工监测

在处理断桩的施工过程中，加强支撑轴力、地表沉降、水位变化、桩顶位移等各项监测频次。在地连墙墙体、新建混凝土墙上东西两侧贴反光片，观测墙体变形情况。施工监测数据如下：

1)土方开挖至断桩处至新建混凝土墙钢筋绑扎完毕，东侧测点累计向基坑外侧偏移4 mm，西侧测点累计向基坑外侧偏移2 mm。

2)混凝土墙施工后，直到-3层底板浇筑完成，东侧测点累计向坑内偏移9 mm，西侧测点累计向基坑内偏移8 mm。

3)临近钢支撑轴力均在初始轴力的-248.76 kN～400.277 kN范围内波动，满足规范要求。

4)坑外水位稳定，在施工期间水位在初始水位的-0.05 m～0.17 m范围内波动。

通过监测数据可看出，采取上述措施均可以有效控制地连墙变形，保证了剩余土方开挖及第一仓底板施工的安全，全部监测数据均小于设计及规范要求。

6 总结与探讨

本文利用工程实例，阐述了此工程中地连墙在出现严重通长断桩后的处理措施，保证了基坑工程施工的安全，总体工期未造成较长拖延，在其他类似地连墙断桩事故中也可以起到较好的借鉴作用。但也希望在其他工程施工中吸取教训，应提前做好地连墙浇筑时堵管、塌孔的应急补救方案，备足相应机械、物资；及时对质量存疑的地连墙进行钻芯取样，确定缺陷问题的严重程度；在基坑开挖前做好隔水、补强的措施，以此降低补救措施费用和工期。

根据本工程实例，此方案有进一步优化的可能性，如果难以避免此严重程度断桩缺陷，可以将混凝土墙按照主体结构内衬墙结构尺寸与配筋施工，并将墙边缘按施工缝处理做好相关防水措施，既能保证基坑稳定，又能便于将来与主体结构衔接，形成完整整体。