水泥土搅拌桩帷幕失效后的处理技术总结

水泥土搅拌桩帷幕失效后的处理技术总结

李焱熠 贾志强

中冶建工集团有限公司 重庆市 400084

【摘要】：在吹砂填海区域进行深基坑施工，基坑截水方法采用了水泥土搅拌桩帷幕，在基坑开挖过程中出现了水泥土搅拌桩帷幕失效的问题，发生了流砂、涌水等现象，造成了严重的安全生产隐患，影响了基坑施工进度。本文针对基坑实际情况，综合考虑环境因素、安全、进度等方面，采取了有针对性的及时有效的处理方法，解决了水泥土搅拌桩帷幕失效的问题，防止了事故的进一步扩大，保证的施工安全和施工进度，对类似的工程有一定的参考借鉴价值。

【关键词】：水泥土搅拌桩 帷幕 失效 处理

【正文】：

1、前言

深基坑施工是一个传统课题，又是一个综合性的工程难题，地质条件、施工环境、施工过程等都深基坑的质量和安全有较大影响，因此在建筑施工领域深基坑施工一直是重点，也是难点。

在吹砂填海地区进行深基坑施工需要不但需要有针对性的技术措施，还需要在施工前仔细深入学习并掌握地勘资料、实际地质情况，还要充分了解和掌握当地的环境规律，这样才有利于设计人员和施工人员开展有效的工作。某工程深基坑施工处在吹砂填海区域，回填土为杂填土，土质可控性较差，设计单位依据根据相关资料和信息给出基坑截水方法采用了水泥土搅拌桩帷幕。施工单位根据设计资料进行了基坑支护，在基坑开挖过程中出现了水泥土搅拌桩帷幕失效的问题，发生了流砂、涌水等现象，造成较大的安全隐患，影响施工进度。

面对复杂的地质条件、环境因素、紧张的工期、成本的压力，施工单位针对水泥土搅拌桩帷幕的失效情况，采取了快速、有效、低成本的处理技术，解决了问题，对在类似地质条件和类似情况处理，有一定的参考借鉴价值。

2、工程基本情况及环境概述

深基坑为高炉系统的地下料坑，坑底底面标高为-9.90m(±0相当于绝对高程6.5米)，基坑内壁尺寸为13m×11m，坑壁厚度为500mm。施工场地临近海边，为吹砂填海而成，深基坑自上而下涉及土层为杂填土层和淤泥层，基坑周围地下水丰富，涨潮时地下水位标高最高基本可以达到了-0.50m左右。施工阶段恰处在六月至九月，该段时间为雨水丰富，降水频繁，甚至经历了一次台风。

根据地勘报告，场地地层从上至下依次为：①第四系全新杂填土层（Q4m）、②淤泥层（Q4m）、③卵石层（Q4dl+pl）、④粉质粘土层（Q4dl）、⑤凝烧灰熔岩残积粘性土（Q4el）、⑥全风化凝灰熔岩层（J3n）、⑦砂土状强风化凝灰熔岩层（J3n）、⑧碎块状强风化凝灰熔岩层（J3n）、⑨中风化凝灰熔岩层（J3n）。

图2-1·地下料坑示意图

根据设计方案，深基坑工程支护结构采取内圈44根Φ900mm×22m的钻孔灌注桩，总长度968m（桩顶标高-5.4m，桩长22m），外圈采用316根Φ500mm×11m双排深层水泥土搅拌桩，总长度3476m（桩顶标高-5.5m，桩长11m，桩底标高为-16.5m，该处ZK19的淤泥层（Q4m）、卵石层（Q4dl+pl）的分界层标高-18.4m）。

冲击钻孔灌注支护桩及止水帷幕施工平面图：

图2-2·冲击钻孔灌注支护桩及止水帷幕平面图

施工单位按照设计和规范要求，依次完成了钻孔灌注桩、双排深层水泥土搅拌桩施工，并自场平地面放坡开挖至-5.5m，进行了冠梁施工，待冠梁混凝土强度达到要求后，进入了冠梁以下基坑开挖，在开挖至-7.5m左右时出现了涌水、流砂现象，施工被迫停止。

经过现场调查，由于本区域为吹砂填海而成，淤泥层以上杂填土中多砂类土、建筑及生活垃圾等，且施工区域存在一定数量的塑料排水带（也叫塑料排水板，是常用的一种软地基处理材料）。同时，施工阶段雨水丰富，叠加潮水影响，施工区域地下水渗流活跃，多种因素影响了水泥土搅拌桩的成桩质量，造成了局部的水泥土搅拌桩帷幕失效。

在事故发生后，施工单位通过认真分析，平衡利弊，针对现场实际情况采取了应急处理措施，这一系列措施包括加强护坡、沙袋围堰、外浇混凝土等，迅速有效的解决了水泥土搅拌桩帷幕失效的问题，消除了安全隐患，最终顺利完成了施工任务。

3、水泥土搅拌桩帷幕失效情况

冠梁底面以上施工采取了放坡开挖作业，根据地质条件、规范要求进行了放坡、护坡作业，并在顺利完成了冠梁施工。

在冠梁施工完毕，且强度满足要求，开始进行冠梁（-5.8m）以下基坑开挖，当开挖至-7.5m左右时，突然在基坑侧壁出现了涌水、流砂现象，短时间内大量砂流入坑内，也造成了基坑周围护坡的局部坍塌，施工被迫停止。

图3-1·水泥土搅拌桩帷幕失效示意图

经过现场勘查，在截水帷幕外面发现了水泥土搅拌桩局部较大的孔洞，水泥土搅拌桩的成桩质量差。经询问业主并结合已挖出的土质情况，推测原因为由于业主区域回填比较仓促，填土为杂填土，包括砂类土、建筑及生活垃圾等，同时设置了塑料排水带，造成了土方回填较虚，未经碾压，砂类土强度低，对搅拌桩不能形成有效的侧向约束，使水泥土搅拌桩的质量不高。在基坑开挖过程中，又由于内外压差逐渐变大以及地下水渗流、浸泡等原因，造成了帷幕失效，致使涌水、流砂现象出现。

帷幕失效后，随着涌水、流砂现象的加剧，基坑外部周围的护坡局部出现了坍塌，为了避免影响加剧基坑开挖暂停施工，但是由于工期紧张，需要我们迅速制定应急方案。

4、处理措施

结合现场实际，针对具体的地址条件以及项目的实际要求，我们采取了以下几项措施:

1）、首先停止基坑内排水，减少基坑内外的土压力、水压力的压差，尽快实现了基坑内外压力平衡，防止了流砂加剧；

2）、在基坑外，护坡下脚增加钢管挡护措施，并夹杂回填石块，遏制住了护坡的进一步塌方，起到了滤砂透水的作用，保证周围地面安全；

3）、基坑外，增加明沟排水能力，增加排水设备，最大程度截水、排水。根据施工场地回填土多砂类土，为了减少排水沟在基坑周围渗水及返流，在排水沟通长铺设彩条布，提高排水沟的排水效果。

4）、采用沙袋在帷幕外孔洞周围设置围堰，将坑外水引流至它处，减少地表水通过帷幕孔洞流入基坑，然后进行基坑内外同时排水。沙袋布置应离开帷幕一段距离，为帷幕堵漏施工创造必要的施工空间。同时，应注意基坑周围地表水或地下水对基坑的影响。

5）、根据帷幕失效后孔洞大小、水流情况，采取紧贴帷幕插入钢板外层混凝土填充堵缝的方式（适合孔洞较大），或采用在孔洞周围设置木模板，在木模板与帷幕间填充混凝土堵漏的方式（适合孔洞较小）。钢板有较好的强度，利于深插入土层，扩大修复范围，减少了挖土工作量，加快了施工进度。

图4-1·钢板+混凝土填充处理方法示意

5、结束语

通过一些列的技术处理，最终解决了水泥土搅拌桩帷幕失效的问题，同时参与施工的技术和施工人员也总结了本次施工的特点：反映迅速，组织实施材料、设备及时；成本低，问题发生时，我们曾计划再增补一圈水泥土搅拌桩帷幕、使用拉森钢板桩、坑外增加降水井等措施，但通过询价和比较，不但周期长，而且费用都很高，在当时地质和场地（场地小、基坑距离临时主干道很近、主干道为石块填筑等）下运用也受到了制约；适应能力强，由于本次的泄漏点接近相对隔水层（淤泥层），局部掏挖、模板插入深度等都不是太大，钢板模板（挡板）的设置相对容易。

由于本次组织得力，技术有效，保证了进度，受到了业主好评。通过水泥土搅拌桩帷幕失效问题的处理实践，说明因地制宜，采取一些有针对性的简单方法往往能取得事半功倍的效果，希望通过本次技术总结能对工程建设领域深基坑施工起到一定的推动作用。

参考文献：

1．中国土木工程学会，建筑基坑支护技术规程，JGJ120-2012；

2．陈忠汉、程丽萍，深基坑工程，北京：机械工业出版社，1999；

3．王曙光，深基坑支护事故处理经验录，北京：机械工业出版社，2005。