围护结构有损状态引起的基坑事故解决方案及经验总结.pdf

1、 围护结构有损状态引起的基坑事故 解决方案及经验总结 中天二建/黄杰卿 中天二建/黄杰卿 1 工程概况 1 工程概况 1.1 整体概况及周边环境 浙江大学医学院附属儿童医院滨江院区二期项目位于杭州市滨江区，共有 2 幢主楼，采用钻孔灌注桩基础。大范围设 3 层地下室，基坑周长 212m，面积 2672m2，实际开挖深度 14.6018.10m，属于一级基坑工程。基坑南侧、西侧均为道路，车流量大，道路下方有污水管、雨水管、电力管等管线。基坑北侧、东侧为已建建筑，均设一层地下室，均为钻孔灌注桩基础。整体上基坑南侧、西侧的保护要求较高。总平面图如图 1 所示：图 1 总平面图 1.2 水文地质条件

2、场地内地基土自上而下可分为：素填土、1 粘质粉土、2 粘质粉土、3 砂质粉土、1 淤泥质粉质粘土、2 粉质粘土、2 粉质粘土、3粉质粘土夹粉砂，坑底大部分位于3 砂质粉土层中。地下水位一般在地表下 2.5m 左右，属孔隙型潜水。典型地质剖面图如图 2 所示：图 2 典型地质剖面图 1.3 设计方案 采用直径 900/1000/1200mm 钻孔灌注桩+2 道钢筋混凝土内支撑的围护形式。止水帷幕采用直径浙江大学医学院附属儿童医院滨江院区二期项目位于杭州市滨江区，主要建筑为 1 座住院楼和 1 座科研楼，采用钻孔灌注桩基础。大范围设 3 层地下室，基坑周长 212m，面积 2672m2，实际开挖深

3、度14.6018.10m，属于一级基坑工程。850mm 三轴水泥搅拌桩（套接一孔法施工）。第一道支撑西北角靠出土口位置设置栈桥。坑中坑采用高压旋喷桩对侧壁进行加固。坑外设置自流深井进行控制性降水，降水深度 6.7m，坑内布置自流深井疏干。典型剖面图见图 3：图 3 典型剖面图 2 2 问题描述问题描述 自 2019 年 7 月 23 日起，基坑南侧、西侧、东侧陆续出现 7 次较大的渗漏情况，渗漏点位置如图4 所示：图 4 各渗漏点平面位置 止水帷幕多次渗漏不仅影响基坑安全，也对基坑周边道路、管线造成了不利影响。如图 5（a）所示，止水帷幕局部失效后，坑外水土从桩间进入坑内，水力路径建立后，水土

4、流失更为严重，导致坑外沉降严重，坑内积水严重。如图 5（b）所示，2019 年 7 月 23 日南侧发生两次渗漏事故后，坑外地坪塌陷严重。南侧围墙、人行道、车行道也有不同程度的开裂。如图 5（c）所示，南侧、西侧渗漏后，西南角围墙开裂严重，有坍塌风险，西侧城市主干道路面开裂明显。（a）渗漏引起的坑内积水 （b）南侧硬化地坪开裂、塌陷 （c）西南角围墙开裂 图 5 基坑渗漏的影响 3 3 原因分析原因分析 本工程建设单位对施工进度要求严格，围护结构施工先行发包，总包单位进场时围护用钻孔灌注桩和三轴水泥搅拌桩已施工完毕。据围护结构分包单位描述，受东侧、南侧、西侧地下管线及其他障碍物影响，钻孔灌注桩

5、成桩质量较差，三轴水泥搅拌桩搅拌时机身明显晃动，垂直度控制较差。土方开挖后，第一道和第二道支撑间钻孔灌注桩露筋、夹泥较为严重，局部位置桩间距过大，桩间土流失严重。经建设单位、总包单位、围护结构分包单位三方协商，由分包单位对桩身缺陷位置进行清理，并喷射素混凝土进行修补，修补后桩身情况如图 6 所示：图 6 钻孔灌注桩桩身（修补后）以上情况表明，基坑土方开挖前，围护结构实际上是处于有损状态。钻孔灌注桩和三轴水泥搅拌桩的成桩质量均难以满足设计要求。即便对已开挖范围的钻孔灌注桩进行了修补，但未开挖范围的围护结构一直处于有损状态。可见，本项目的基坑事故是围护结构有损状态引起的，并且该状态在开挖过程中难以

6、改变。4 4 解决方案解决方案 4.1 坑内注浆堵漏 本项目东侧 2019 年 8 月 4 日和 6 日两次渗漏的渗水量均较小，具备坑内注浆施工条件，因此采用双液注浆堵漏，效果较好。4.2 临时堆土反压 本项目南侧发生的三次渗漏和西侧发生的一次渗漏渗水量均较大，坑内注浆施工困难，只能临时堆土反压，待补强措施到位后再挖土。4.3 坑外高压旋喷桩加固 本项目南侧、西侧止水帷幕渗漏严重，坑外增加高压旋喷桩加固。其中，南侧渗漏点外侧增加一排直径 A600 高压旋喷桩止水帷幕，帷幕长度13.9m。南侧坑外混凝土地坪清理、整平后，增设120 根高压旋喷桩加固，桩顶位于地面，桩长13.7m，减小基坑渗漏对周

7、边环境的影响。西侧于 2019 年 7 月 29 日发生渗漏，之后多次出现较小的渗漏点，为防止渗漏情况加剧，在坑外新增两排 A800 高压旋喷桩止水帷幕，帷幕长度8.0m。坑外高压旋喷桩加固方案见图 7。4.4 坑外增加降水井 基坑南侧塌陷范围内的降水井破坏，总包单位增加了 3 口自流深井，之后为了保证坑外降水效果，又增加了 33 口真空深井，如图 8 所示。为保证基坑安全，将东侧、南侧坑外水位下降 2m，调整后的降水深度为 8.7m。除以上措施外，还对坑外受损的围墙、道路进行修复，并对坑外受损的监测点进行恢复。（a）整体加固方案 （b）西侧加固方案剖面图 （c）南侧加固方案剖面图 图 7 坑

8、外高压旋喷桩加固方案 图 8 坑外增加降水井方案 5 实施过程 5 实施过程 2019 年 7 月 23 日晚 8 时，南侧第二道混凝土支撑下方出现 2 个渗漏点，渗漏量较大，难以注浆堵漏，现场堆土反压，如图 9（a）所示。南侧坑外混凝土地坪清理、整平后，增设高压旋喷桩加固，现场施工情况如图 9（b）所示。2019 年 8 月 4 日东侧发生渗漏但渗漏量较小，驻场人员立即采用双液注浆堵漏，效果较好。现场施工情况如图 9（c）所示。（a）南侧渗漏处临时堆土反压 （b）南侧坑外高压旋喷桩加固 （c）西侧渗漏处注浆堵漏 图 9 基坑事故的现场处理 6 事故损失 6 事故损失 本项目建设单位将围护结构

9、施工先行发包，本意是希望加快工程进度。由于围护结构施工质量不佳，引起较为严重的渗漏，最终导致本工程整体工期滞后约一年。在抢险期间，围护结构分包单位用于堵漏、加固的费用约 200 万元。总包单位用于修复道路、围墙，恢复监测点，新增降水井的费用共计约 80 万元。7 经验总结 7 经验总结 本项目基坑事故表面上是技术问题，实际上也是管理问题。本节站在总包单位的角度总结经验，为中天避免或处理类似事故提供帮助：7.1 重视打桩记录 遇到围护结构已先行施工的项目，总包单位进场后应在第一时间与围护结构分包单位联系，获得围护结构的打桩记录。应重点检查止水帷幕冷缝位置是否已采用搅拌桩或旋喷桩封堵，若未封堵应联

10、系围护结构分包单位，在土方开挖前封堵完毕，此举可显著降低后期止水帷幕的渗漏风险。土方开挖过程中，对围护结构成桩困难或成桩质量较差的位置应特别注意，应急措施准备妥当后方可开挖。7.2 重视围护结构检测报告 总包进场后应积极索取围护结构检测报告。关于钻孔灌注桩的检测，现行建筑基坑支护技术规程 规定：1 应采用低应变动测法检测桩身完整性，检测桩数不宜少于总桩数的 20%，且不得少于5 根；2 当根据低应变动测法判定的桩身完整性为类或类时，应采用钻芯法进行验证，并扩大低应变动测法检测的数量。地下连续墙、三轴水泥搅拌桩、高压旋喷桩等围护结构的检测应按设计要求进行，总包单位应主动要求分包单位出具。对于质量

11、不合格的围护结构，应积极联系围护结构分包单位进行修补，保证土方开挖期间的基坑安全。7.3 开挖期间及时修补 土方开挖期间，应测量钻孔灌注桩保护层厚度和混凝土强度（回弹法），并要求围护结构分包单位对露筋、蜂窝、麻面处及时清理，再喷射素混凝土加固。如果桩身缺陷严重，应采取新增加强板、补桩等措施补强。7.4 保证坑外降水效果 坑外降水井底标高应低于坑底标高。土方开挖前，坑外降水井应投入工作并按设计要求降水。降水过程中不可擅自断电，应派专人定期巡查抽水效果，保证降水效率。7.5 渗漏发生后应急措施的选择 坑内注浆堵漏是常用措施，在渗漏量较小时效果较好。如果渗漏量较大难以注浆堵漏，应及时对渗漏点堆土反压

12、。堆土反压后应在坑外采用高压旋喷桩或其它加固措施对渗漏点进行封堵，此外还应检查渗漏点附近坑外降水井的降水能力，若发现降水井降水能力差或者失效，应及时补充降水井并按设计要求降水。待坑外封堵完毕且降水达到设计要求后，坑内方可继续开挖。7.6 主动排查周边管线 渗漏发生后，应加强对周边管线，特别是给水管、雨水管、污水管的排查。渗漏会引起坑外土体变形，管线的变形也会随之发生。一旦给水管、雨水管、污水管变形过大甚至发生损坏，水流出后围护结构所承受的压力会剧增，对围护结构安全非常不利。如果坑外土体已产生明显变形，建议联系管线业主单位关闭管线阀门，停止使用管线。7.7 及时修复外部设施 如果基坑事故引起周边围墙、道路的过度损坏，势必会将事故公开化。当事故发生后，总包单位应定期检查周边围墙、道路等外部设施的状态，如果受损严重应及时修补。