深基坑止水帷幕渗漏事故的原因与防治

深基坑止水帷幕渗漏事故的原因与防治摘要某住宅小区位于市区中心地带，占地面积约2万m2，其地下部分为整体地下室结构，由于四周相邻多栋已建居民楼和公共建筑，故设计人员采用在场地四周做深层水泥土搅拌桩，使其具止水帷幕和基坑支护的双重作用，以减轻施工降水和基坑开挖对四周建筑物带来的不利影响。

关键词深基坑；帷幕；渗漏

中图分类号x8 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）41-0117-02

某住宅小区位于市区中心地带，占地面积约2万m2，其地下部分为整体地下室结构，由于四周相邻多栋已建居民楼和公共建筑，故设计人员采用在场地四周做深层水泥土搅拌桩，使其具止水帷幕和基坑支护的双重作用，以减轻施工降水和基坑开挖对四周建筑物带来的不利影响。

该小区的地质勘察报告显示的各层工程地质特征，如下表：

设计的止水帷幕桩为双排咬合六轴格栅式结构，桩径d=600mm，有效桩长h=12m，桩间的咬合宽度为200mm，水泥采用p0.325普通水泥，每延米桩水泥用量75kg；设计说明该止水帷幕桩起止水作用兼做重力式挡土墙起支护作用；基坑开挖时采取直壁开挖，不作其它支护。

止水帷幕桩工程于2008年11月开始施工，由于各方面的原因，

该分项工程直到2009年7月才完成。2009年5月底施工单位采用挖掘机对基坑进行直壁开挖，此时正值雨季，大雨接连而至，造成市政排水困难致使基槽内大量积水浸泡；在一次大雨中场地西部止水帷幕桩有多处渗漏，有两处渗漏量较大，带出大量的泥浆水，西北角5m~6m长的基坑内侧单排止水帷幕桩桩体倒塌。事故发生时，建设、监理、设计、施工单位几方责任主体紧急研究修补加固方案，组织人力物力冒雨抢修，及时堵住渗漏部位，控制住事故的发展才没有造成更大的险情出现。

在渗漏部位加固后，建设、施工和监理等单位对止水帷幕桩渗漏处的桩体外观及现场施工环境进行调查认为：连续降雨造成市政排水困难，因而基槽内大量积水；止水帷幕水泥土搅拌桩桩设计咬合宽度为20cm，渗水部位没有咬合，个别部位甚至有5cm~10cm左右的缝隙；水泥土搅拌桩在基槽开挖后的短短的一、二个月时间内风化相当严重；水泥土搅拌桩自然地坪以下2m的粘土层范围内，水泥含量明显不足。下面是一组现场止水帷幕桩倒塌、风化情况和现场止水帐幕加固的图片。

针对此次止水帷幕桩渗漏事故，经过专家组的现场调查分析认为，此次事故主要存在以下几方面的原因。

1 施工方面原因

1）打桩设备技术不先进，桩位和单桩垂直度难以精确控制

本工程水泥土搅拌桩的打桩机为双钢管导轨单轴钻机，由于现

场施工场地平整度不足，钻杆垂直度由1个5kg线锤摆动控制，其摆动范围无限定合格范围，造成桩体垂直度偏差较大；桩的平面位置由滑轨滑动尺寸控制，误差较大，以致于有相当一部分桩体咬合尺寸不够，甚至中间有缝隙而没有咬合。

2）钻头直径不足（设置直径不足或钻头磨损导致直径不足）没有及时更换合格钻头，导致水泥土搅拌桩的有效桩径达不到设计值600mm

3）地质土层对搅喷工艺的影响估计不足

本工程水泥土搅拌桩喷搅工艺采用四搅二喷的方式，即：

桩机就位——喷浆搅拌下沉——停喷搅拌提升——重复喷浆搅拌下沉——重复停喷搅拌提升桩顶标高——关闭搅拌机、清洗叶片——移机下一根桩。该施工工艺上下搅动4次，其中二次钻机下降时进行水泥浆的喷搅。从现场止水帷幕桩经水浸泡后的风化情况来看，此种工艺水泥土搅拌对粉土和粘性土、粉粘土的成桩情况存在明显的差异。在钻机同样的提升、下钻速度的情况下，搅动土的均匀程度会有显著不同：搅拌桩的粘土和粉粘土部分观感较粉土土体搅拌明显不均匀，水泥浆含量明显较少，而桩顶溢流出大量的水泥浆；水泥土搅拌桩成剪饼状断面，一层水泥浆一层土，这种现象反映了搅刀之间的宽度距离土未被搅匀。从同一工艺对不同土层的水泥土成形情况来看，水泥土止水帷幕搅拌桩对粘性土和亚粘性土质来讲，不是很适合。但是可以通过适当改变搅刀刀片的数量和位置，

在粘性土层降低钻头的提升、下降速率来达到土体搅拌均匀。

改进意见：

1）水泥土搅拌桩机械应选用更先进的双轴和三轴成孔机械来保证桩体咬合程度满足设计要求；

2）搅拌桩搅拌施工前要试验钻头直径是否满足成桩的设计直径要求，搅刀刀片的焊接位置不但要保证成孔尺寸也要保证将孔内土块搅拌均匀；每作业台班测量一次钻头直径，当钻头直径小于初始钻头直径时，应及时更换合格钻头；

3）对不同的地质环境、不同的土层，喷搅工艺和下钻提钻速度要有所变化，对于粘性土质可对试搅拌桩进行挖开，实地检测桩的强度、咬合宽度和均匀程度，如果发现成桩不够均匀，可以适当增加喷搅次数和降低钻头的提升和下降速度，以使土体搅拌均匀。

2 雨季挖槽和止水帷幕桩周边环境的影响

1）雨季接连不断的大雨使直壁开挖后的桩体受雨水冲刷浸泡很快风化、掉皮缩径，水泥搅拌桩的桩间土被水浸泡脱落；

2）止水帷幕桩与四周已建围墙距离很近，2.0m左右的距离，在施工现场围墙与止水帷幕桩之间有一新挖的自来水管道沟未回填，下雨时雨水流入沟内，由于连续降雨，使土层含水率处于饱合状态；

3）机械挖槽时，将止水帷幕桩顶的厚达30cm~50cm厚的水泥土保护层挖掉，挖掉桩头水泥土保护层后，雨水直接浸泡桩体，雨水渗透入止水帷幕的格栅中。此时在基槽内外6m多的水头压差下，

地下水透过桩体间隙或咬合的薄弱处渗出，逐渐水冲成孔、成洞，大量的泥浆伴随雨水一同流出，给已建相邻建筑物带来很大隐患。由于桩体上部被水浸泡，在侧压力的状况下，西北角上半部不断变形内倾，最终到塌。

针对上述情况：

1）经各方研究对涌泥浆水的渗漏部位采用pvc管引流、利用水玻璃砂浆进行封堵，然后在该止水帷幕桩脚处用脚手管@1500，竖向@1500进行斜向支挡，在幕墙与围墙之间埋设钢管地锚，与钢管支挡拉结以防止桩体上半部分大幅度内倾变形；

2）在基底部位的止水帷幕至地下室外墙之间的位置打入二排2m 长脚手管进入槽底500mm，外侧支模浇注混凝土 1.5m高，来堵住渗漏部位和形成对帷幕墙体的防内倾支护；

3）在桩顶挖去水泥土保护层的部位，做6cm厚混凝土，内置配筋6@250mm，并做流水坡或集水井进行抽排水；

4）工地项目部派专门人员对止水帷幕桩的变形、外围已建建筑的沉降、楼房的垂直度，以及降水观测进行系统观测和记录，发现异常情况及时预警、解决。

通过此种补强加固后，虽又经2~3次大雨，基坑止水帷幕和四周已建建筑物变形监测显示正常变形，变形幅度很小，属于可控范围内。

经过此次质量事故，给了我们经验与教育，在止水帷幕设计日