异型地下连续墙槽段坍塌原因分析及处理措施

顾杰

（苏州市轨道交通集团有限公司，江苏 苏州 215004）

1 工程概况

苏州某地铁车站采用明挖法施工，为地下两层岛式车站，车站主体基坑围护采用地下连续墙+内支撑支护体系，地下连续墙厚800mm，工字钢接头。车站东端头井为盾构始发井，端头井较标准段每侧加宽2.35m，加宽部位围护结构地墙设为双“L”型异型幅，地墙施工槽深33.9m，地墙施工人上至下依次穿越1-2素填土层、3-1 黏土层、3-2 粉质黏土层、4-1 粉质黏土层、4-2粉砂夹粉土层、5-1 粉质黏土层、5-2 粉砂夹粉土层。端头井地质剖面见图1 所示。

图1 端头井地质剖面图

2 现场施工情况

2.1 现场情况

车站地墙EW-1、EW-2 均为“L”型异型幅地墙，两幅“L”型地墙组合为车站东端头井北侧Z 型拐角，与其相邻地墙NW-32、EW-3 已施工完成，因车站端装头井外扩宽度仅2.35m，故EW-1、EW-2 地墙采用一次成槽，钢筋笼分片先后吊装入槽，同期灌注混凝土的施工方法，即一槽两笼。地墙EW-1、EW-2 间接头不再设置工字钢，采用雌雄接头形式。

EW-1、EW-2 槽段成槽后；最先开始起吊EW-1 钢筋笼，EW-1 钢筋笼就位后，开始起吊EW-2 钢筋笼，因接头位置钢筋间距较近影响无法入槽，采取措施后进行钢筋笼下放，下放至地面下约10m 左右时发现钢筋笼偏斜、擦壁、下放困难，吊出EW-2 钢筋笼后发现笼底2m 左右钢筋笼内挂有大块泥块，判断该槽位（EW-2）已经塌方，同时测量EW-1 槽深正常，未见塌方。

根据现场情况，经研究确定采用抓斗对EW-2 塌方部位进行清孔，清理出塌方土方2 车（每车约16 方）后进行孔深测量，EW-2 槽段深度为14m，未见效果；为防止塌方土体造成EW-1钢筋笼掩埋，决定对EW-1 钢筋笼吊出，继续采用成槽机清槽方式进行处理，根据现场量测，坍塌部位继续扩大，最终对该槽段采用粘土进行回填。槽段回填前对槽段坍塌情况进行超深波检测，超声波检测记录见图2、图3。

图2 EW-1 西检测图（Y 向基坑内）

图3 EW-1、2 中检测图（Y 向基坑东）

2.2 超声检测结果分析

根据超声波检测结果进行分析，判断如下：

2.2.1 EW-1、EW-2 槽段阳角区出现较大范围塌方，塌方深度为地面至地下14～15m，EW-2 槽段15m 以下被塌方土体填满。塌方范围见图4 所示。

图4 EW-1、EW-2 塌方示意图

2.2.2 塌方原因为下放EW-2 钢筋笼过程中反复冲撞槽壁，以及清孔抓斗扰动过大，造成4-2 粉砂夹粉土层失稳坍塌，超声波检测结果显示坍塌深度在14～15m，与地层柱状图相符。

2.2.3 槽底5-2 粉砂夹粉土层泥浆水头压力较大，泥浆护壁状态稳定，未坍塌。

3 处理措施

EW-1、EW-2 地墙需对塌方部位及周边土体加固后再行进行地墙施工。

3.1 方案比选

加固处理措施主要有三轴搅拌桩加固、MJS 桩（全方位高压喷射法）、高压旋喷桩、深层注浆等，对各措施比选见表1。

表1 加固处理方案比选表

通过对三轴搅拌桩、MJS 桩、高压旋喷桩、深层注浆等方案进行综合比选，对该段塌方槽段拟采用高压旋喷桩进行加固处理。

3.2 高压旋喷加固处理方案

3.2.1 高压旋喷加固参数设置

塌方槽段采用A800@600 高压旋喷桩（二重管法）进行加固处理，其具体加固参数见表2、3。

表2 高压旋喷加固参数表

表3 高压旋喷施工参数表

3.2.2 孔位布置

根据所推断坍塌范围进行布孔，确保坍塌区均能进行有效加固，以利后续地墙施工，共布设57 根桩，桩长均为18m。孔位布置平面见图5 所示。

图5 旋喷加固布孔平面示意图

3.2.3 高压旋喷加固顺序

高压旋喷加固采用“由外至内、间隔跳孔”顺序施工，每次间隔3 孔施工，确保旋喷加固效果。

3.2.4 施工注意事项

喷浆至导墙范围内时，降低注浆压力并适当加快注浆管上提速度，避免对现有导墙造成破坏。为防止旋喷桩窜孔，应跳孔间隔施工,喷浆施工时由下自上进行。旋喷注浆施工时，应针对不同深度地层土质情况调整旋喷参数，采取提高喷射压力、泵量，降低回速与提升速度等措施，保证成桩质量。当有效注浆范围与注浆量不适应时，应提高喷射压力，缩小喷嘴孔径，加快提升和旋转速度，以避免冒浆量过大。如因地层中有较大空隙引起不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量。为防止地面因加固引起较大变形，地面以下2m 范围内可适当提高拔管速度，适当减小注浆压力。管路清洗时，喷嘴不能对人，防高压流体伤害。

4 结论

经分析总结车站EW-1、EW-2 导墙施工中出现的情况，其它相似异型槽段可采取如下施工处理措施，防止事故发生：

4.1 加强泥浆管理，调整配合比，由专人负责泥浆指标检测，发现问题及时调整。

4.2 适当加大成槽时泥浆的比重和粘度，及时补浆，保证泥浆水头压力，并使泥浆排除与补给量平衡，提高泥浆护壁性能。

4.3 加快成槽速度，尽量缩短成槽时间；同时后续工序有序连接，尽量缩短成槽后与浇筑前的间隔时间。

4.4 减少槽孔周边的附加荷载，避免重型机械在槽孔周围的来回移动。保持孔壁的稳定性。

4.5 成槽前需对开槽尺寸进行实际核量，确定钢筋笼加工尺寸，钢筋笼下放之前要仔细检查确认，避免因钢筋笼尺寸原因产生对孔壁的反复扰动。

4.6 发生槽段坍塌后，在具备条件的情况下，应采用超声波检测坍塌情况，以便分析坍塌情况，可针对性的采取加固措施。