南京某地鐵地下連續(xù)墻預(yù)埋件位置滲漏原因分析及后續(xù)調(diào)整措施

奚建凱（上海隧道工程有限公司，上海 200030）

1工程概況

南京某地鐵車站為－2 F 島式車站，主體基坑長約 230 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬 19.7 m，深約 16 m。端頭井處寬 24.1 m，深約17.9 m，車站位于兩條十字相交道路口，南北向布置，車站主體基坑?xùn)|北側(cè)緊臨已建成運營下立交隧道。

車站主體基坑采用明挖順作法施工，采用 800 mm 厚地下連續(xù)墻（H 型鋼接頭，深度 46.1～51.2 m）＋水平內(nèi)支撐支護體系。受交通翻交制約，基坑分兩期實施，中間設(shè)置一道封堵墻，其中一期基坑共計 47 幅地墻（含封堵墻），二期基坑共計 50 幅地墻；基坑標(biāo)準(zhǔn)段采用 1 道混凝土支撐＋3 道鋼支撐，車站端頭井采用1道混凝土支撐＋4道鋼支撐。

車站工程地質(zhì)情況如圖 1 所示，其中車站底板埋深位于 ②-3b3-4 層粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、②-3d2-3 層粉砂夾粉土。車站底板以下圍護穿越②-4d2 粉砂、②-4d1 粉細砂、②-5e1-2 中粗砂混卵礫石、K2p-2 強風(fēng)化巖、K2p -3中風(fēng)化巖。

圖1 車站地質(zhì)剖面圖

場我地下水穩(wěn)定水位埋深 1.40～3.20 m，平均高程4.36 m。承壓水含水層組為②-3d2-3 層粉砂夾粉土與下伏②-4d2 層粉砂、②-4d1 層粉細砂及②-5e1-2 層中粗砂混卵礫石層。具體的土層參數(shù)如表 1 所示。

表1 地基土工程地質(zhì)特征表

2 圍護滲漏過程簡述

一期基坑北端頭井進行土方開挖收底作業(yè)，當(dāng)挖機進行東北角收底工作時突然發(fā)現(xiàn)東北角第五道最里側(cè)鋼支撐預(yù)埋件下方圍護結(jié)構(gòu)塊狀混凝土剝落，滲漏位置如圖 2 所示。

圖2 基坑滲漏平、剖面示意圖

剛開始有少許泥水流出，現(xiàn)場采取“快速水泥＋引流管”的封堵方案，暫時封堵成功，但過了 1.5 h 后堵好漏點水量突然變大，原本處理完成的漏點被水流沖開，現(xiàn)場立即采取應(yīng)急響應(yīng)機制，聯(lián)系搶險專業(yè)隊伍進場，采取“坑內(nèi)堆載＋坑外壓漿”的堵漏方案。

由于滲漏的位置在開挖面上方約 2 m，且在鋼支撐底部，作業(yè)空間非常狹小，無法采用挖機喂土回填。采取從基坑上方采用拋土袋回填的措施，共拋投 6 車土袋進行堆載反壓，反壓的高度超過漏點 1 m，同時在對應(yīng)漏點位置地墻外側(cè) 1 m 處引孔注漿，孔深在漏點以下 3 m，超過底板開挖面。引孔后開始壓注聚氨酯，半小時后漏點得到控制。險情排除后，為了控制周邊隧道及道路沉降及變形，在滲漏點周圍采取水泥注漿填充的方案并做好持續(xù)監(jiān)測工作，2 d 后沉降趨于穩(wěn)定。

本次滲漏的槽段為一期基坑北端頭井臨近隧道側(cè)的平幅，深度 46 m，幅寬 5.5 m。通過對本工程設(shè)計和施工過程資料的整理與分析，找出了預(yù)埋件下方圍護結(jié)構(gòu)滲漏的原因。

3 滲漏原因分析

3.1 環(huán)境因素

（1）基坑所處位置地質(zhì)為長江漫灘地質(zhì)，土層含砂率高，工程性質(zhì)差，開挖易坍塌，產(chǎn)生涌土，影響地下連續(xù)墻成槽穩(wěn)定性。

（2）基坑?xùn)|側(cè)有剛完工不久的下穿隧道，最近距離僅為 1.5 m。對其圍護設(shè)計和施工資料的查詢中了解到，其圍護施工過程中不但周邊土體受到過擾動，而且在基坑開挖過程中出現(xiàn)過險情，在坑外壓注過聚氨酯和水泥漿，位置與基坑滲漏位置相吻合。本工程地墻施工前，未對周邊環(huán)境進行排摸，也未對擾動的土體采取有效加固措施，導(dǎo)致施工中槽段穩(wěn)定性差，影響槽段施工質(zhì)量。

3.2 設(shè)計因素

根據(jù)設(shè)計圖紙要求，如圖3所示，斜鋼支撐的預(yù)埋鋼板長 1.3 m，寬 1.2 m，沿長度方向每 20 cm 設(shè)置一排錨筋，共 6 排，沿寬度方向每 14 cm 設(shè)置一排錨筋，共 8 排，且每根錨筋長 600 cm。由于錨筋太長太密，再與主筋、縱向桁架筋、橫向桁架筋、導(dǎo)管倉鋼筋共同分布在同一我域，導(dǎo)致現(xiàn)場混凝土澆筑至此位置時，混凝土骨料較難流入空隙中發(fā)生槽段夾泥漏水。

圖3 預(yù)埋鋼板大樣圖

3.3 施工影響因素

對產(chǎn)生滲漏的地墻施工工序資料進行了梳理分析，結(jié)果如下。

（1）泥漿指標(biāo)控制。地墻成槽施工時按規(guī)范要求對泥漿指標(biāo)進行檢測，比重、黏度、含砂率等相關(guān)指標(biāo)雖然滿足規(guī)范要求，但在后續(xù)核查施工記錄時發(fā)現(xiàn)，一般現(xiàn)場取樣檢測的深度為 30～35 m 左右，且只檢測一次作為是否合格的標(biāo)準(zhǔn)不能反應(yīng)整個槽段的真實情況。

（2）掃孔及沉渣檢測。首先，槽段清孔檢測完畢后沒有重視掃孔工作，以至于可能有大的泥塊留在槽段內(nèi)，后續(xù)澆筑混凝土?xí)r夾在預(yù)埋件位置出現(xiàn)夾泥滲漏現(xiàn)象。其次，下放鋼筋籠至混凝土澆筑時間過長，受深厚的砂質(zhì)地層影響，即使清孔完成，沒有置換干凈的泥漿里還存在大量的砂，在下放鋼筋籠的這段時間里面，懸浮在泥漿中的砂同樣會沉到槽底，造成在澆灌混凝土前沉渣增厚，在涂抹作用下，沉渣將粘附在槽段壁面造成露筋，或者粘附在接頭處造成夾泥，也可能是造成本次事故的原因。

（3）混凝土澆筑不連續(xù)。對該幅地下連續(xù)墻混凝土澆筑記錄進行了查詢，在澆筑完第 8 車之后，第 9 車間隔近 2 h，根據(jù)計算一輛車平均澆筑的高度為 4 m，第 9 輛車澆筑的高度恰巧和滲漏的位置大致一致，所以根據(jù)經(jīng)驗判斷也可能因為在此位置混凝土澆筑的不連續(xù)，形成了施工冷接縫，導(dǎo)致槽段夾泥漏水。

4 采取的應(yīng)對措施

4.1 對設(shè)計方案進行優(yōu)化調(diào)整

1）增加槽壁加固措施

首先，二期基坑距離已完的下穿隧道也很近，對老建筑物的圍護設(shè)計形式以及施工過程資料進行了詳細排摸。

其次，在淺層土質(zhì)較差的情況下進行地下連續(xù)墻施工時，為了確保淺層地下連續(xù)墻槽段開挖的穩(wěn)定性，通過增設(shè)攪拌樁槽壁預(yù)加固方式來改良淺層土體，輔助成槽。

在二期基坑圍護施工前與設(shè)計進行溝通，對靠近隧道側(cè)地下連續(xù)墻施工前采用 φ 850 的攪拌樁槽壁預(yù)加固的措施，深度至基坑底以下 3 m。

2）優(yōu)化預(yù)埋件的錨筋數(shù)量和長度

原圖紙上預(yù)埋鋼板錨筋采用 48 根 φ25 的螺紋鋼，經(jīng)過重新受力計算，在保證鋼筋截面積不減少的情況下，可將48 根 φ25 的螺紋鋼改成 32 根 φ32 的螺紋鋼，增大錨筋間距，如圖 4 所示。同時將錨筋長度由原來的 600 mm 調(diào)整為 320 mm，這樣可以大大減少在預(yù)埋件我域的鋼筋數(shù)量，減小夾泥發(fā)生的概率。

圖4 預(yù)埋件優(yōu)化示意圖

4.2 加強施工過程管控

（1）嚴(yán)格控制泥漿質(zhì)量。在二期基坑圍護施工中增加各施工階段尤其是清孔后泥漿檢測點數(shù)，本車站地墻深度約為 50 m，確保槽段在 15 m、30 m、45 m 深處的泥漿指標(biāo)均能符合規(guī)范要求；同時，由于長江漫灘地質(zhì)的特殊性，砂性土層較厚，在泥漿指標(biāo)控制上適當(dāng)提高泥漿的粘度和比重泥漿參數(shù)指標(biāo)詳見表 2，選用了粘度大，失水量小，形成護壁泥皮薄而韌性強的優(yōu)質(zhì)泥漿，以增加泥漿護壁能力和懸浮沉渣能力，降低沉渣厚度，避免徑縮現(xiàn)象。

表2 砂性土層各階段泥漿指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)表

（2）控制槽底沉渣。加強掃孔作業(yè)管理，在清孔過程中沉在槽底的沉渣和槽底原有的沉渣是很難完全靠清孔清干凈的，因此清孔完畢后，利用槽機抓斗進行二次掃孔，防止側(cè)面泥皮掛壁及將槽內(nèi)沉渣掃除，確保槽底沉渣厚度小于10 cm。同時在鋼筋籠下放前需多掃幾次孔，將沉渣控制得越少越好。

（3）嚴(yán)格控制澆筑時間。在后續(xù)二期基坑圍護施工中，統(tǒng)籌管理每道工序。由于鋼筋籠采用分節(jié)吊裝，下放鋼筋籠的時間盡量控制在 2 h 內(nèi)，導(dǎo)管下放的時間控制在 2 h內(nèi)，同時與混凝土供應(yīng)單位提前溝通，盡量做到無縫對接，確保清孔完畢至混凝土開始澆筑時間控制在 4 h 內(nèi)。

（4）保證混凝土澆筑的連續(xù)性?；炷翝仓M量避免交通早晚高峰時段送料，盡量確保供應(yīng)連續(xù)，每車的供應(yīng)間隔時間不宜超過 30 min，以防混凝土初凝產(chǎn)生冷縫。每幅地下連續(xù)墻的首次澆筑采用雙車澆灌，同時保證在混凝土澆灌的全過程中，相鄰兩導(dǎo)管位置的混凝土高差 ≤50 cm。

二期基坑地下連續(xù)墻施工期間，通過槽段淺層土體改良及嚴(yán)控泥漿指標(biāo)有效保證了槽段的穩(wěn)定性，明顯減少槽段坍塌；預(yù)埋件的調(diào)整、混凝土澆筑及基底沉渣控制大幅度提高了地下連續(xù)墻成型質(zhì)量，避免了因槽段夾泥夾砂而引發(fā)的圍護結(jié)構(gòu)滲漏。

5 結(jié) 語

在車站二期基坑圍護施工前，項經(jīng)部與設(shè)計單位進行了溝通，增加了臨近隧道側(cè)的槽壁加固，對預(yù)埋件的長度和間距進行了設(shè)計優(yōu)化，同時加強施工各道工序施工管理。目前二期基坑已經(jīng)開挖完畢，無類似滲漏情況發(fā)生。通過此次滲漏事件得出以下經(jīng)驗總結(jié)：

（1）基坑圍護施工前，應(yīng)當(dāng)重視周邊環(huán)境的影響。在離開建構(gòu)筑物較近時進行圍護施工，需對已完結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工的歷史資料進行仔細研究，如有異常應(yīng)當(dāng)采取必要的措施將風(fēng)險降低。

（2）預(yù)埋件錨筋過密過長的問題在以往的工程施工時也時有發(fā)生，但都沒有引起足夠的重視。通過本次經(jīng)驗教訓(xùn)，在施工前應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身施工經(jīng)驗提早與設(shè)計單位溝通，對設(shè)計不合理的我域進行優(yōu)化改進。

（3）加強地下連續(xù)墻施工過程控制。首先，應(yīng)當(dāng)重視泥漿指標(biāo)檢測，對于較深的地墻不能只檢測某一個點作為合格的依據(jù)，應(yīng)該多深度、多頻率地對槽段泥漿進行控制。其次，加強混凝土澆筑管理，嚴(yán)格控制澆筑時間，并確?；炷翝仓倪B續(xù)性。