维护结构有损状态下产生的基坑事故疑难问题整合.pdf

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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 中天二建中天二建/黄杰卿黄杰卿 1 1 工程概况工程概况 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 场地内

2、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，实际开挖深度14

3、.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，水土流失更

4、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，钻孔灌注桩成桩质

5、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改变。

6、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，减小基坑渗漏对周边环境

7、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 坑外高压

8、旋喷桩加固方案 图 8 坑外增加降水井方案 5 5 实施过程实施过程 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 6 事故损失事故损失 本项目建设单位将围护结构施工先行发

9、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 7 经验总结经验总结 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，若未封堵应联系围护结构分

10、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。对于质量不合格的围护

11、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。堆土反压后

12、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

13、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。某高层住宅局部楼层低强混凝土整层托换处理 西北集团西北集团/杨培娜、吴军利、杨明刷、万银新杨培娜、吴军利、杨明刷、万银新 1 1 工程概况工程概况 某住宅工程 A 栋为剪力墙结构，地下 3 层（-10.1m），地上 24 层，总建筑面积 13952m2，该建筑檐口高度69.48m。该楼栋竖向构件C30C40 混凝土，其设计强度随楼层分段递减；楼板均采用 C30 混凝土。该项目采用模板施工，外墙采用集成式附着升降脚手架，90 厚聚苯颗粒保温砂浆随主体穿插进行。该楼栋 2019 年

14、年底封顶，封顶后，项目进入冬休期。2020 年 4 月复工检查中发现：19 层东单元顶板裂缝严重，混凝土强度不足 10MPa。2 2 现场调查及原因分析现场调查及原因分析 2.1 现场问题描述（1）19 层东单元 14-21 轴范围混凝土强度未达到设计要求，具体如图 1 所示。图 1 低强混凝土平面分布区域（阴影部分）（2）问题部位剪力墙混凝土表面平整光滑，色泽较浅。表面剔凿后，混凝土内部结构疏松，明显无粘结力。顶板开裂严重，裂缝呈网状开展，排列整齐，宽度大于 1mm。图 2 混凝土内部疏松 图 3 19 层顶板网状开裂（3）对问题部位混凝土进行钻芯取样，检测混凝土抗压强度，测得其强度值在 2

15、.811.5Mpa 之间，具体如下表。表 1 混凝土钻芯实测强度值 某住宅工程位于西部某省会城市 7 度抗震区。工程由 4 栋高层及地下车库组成，地下 3 层，地上 24-30层不等，总建筑面 114600 m2，结构形式为剪力墙、框架结构。序 构件部位 破坏荷载（KN）抗压强度(MPa)1 Q：11/A-D 111.76 11.5 2 Q：14/A-B 32.3 3.3 3 Q：14/C-E 62.33 6.4 4 Q：15/A-B 27.23 2.8 5 Q：15/C-E 33.89 3.5 6 Q：18/C-E 44.74 4.6 2.2 资料复核（1）查阅设计图纸，A 栋 19 层梁、

16、柱、墙、板混凝土设计强度均为 C30。剪力墙厚度200mm，墙体 Q1、Q1a 竖向分布筋分别为C10300、C10200，水平分布筋均为 C8200。问题范围楼板厚度 100130mm，楼板最大跨度为 4500mm，剪力墙之间最大间距 6600mm。（2）检查混凝土配合比报告，C30 混凝土配合比为：水泥：砂：石：水：粉煤灰：外加剂=338:760:1064:175:60:11.50，材料检测无异常。（3）调查搅拌站供料当天电脑台账，证实11月24日12:54:58后显示水泥罐输送量变为0，矿粉代替用量 493，台账出问题时间与项目供料时间一致。图 4 搅拌站供料当天电脑台账 2.3 混凝土

17、强度排查 对其他楼层梁、柱、墙、板进行全数排查，未发现类似楼板裂缝，其他位置混凝土亦全部满足设计强度要求。2.4 原因分析 由此确定混凝土强度不足原因为：由于商混站水泥、矿粉串仓导致实际混凝土中水泥用量严重不足造成。该部位结构混凝土强度基本为 0，判断其不具备结构加固可能性。3 3 难点分析难点分析 （1）19 层东单元结构混凝土整体强度较低，基本无承载能力，现有结构因内力重分布暂时维持平衡状态，拆除过程若打破现有平衡，结构将有垮塌风险。（2）按照楼面荷载 15KN/m2层，进行估算，19 层上部留存 6 层结构荷载，采用“托梁换柱”方案支撑，施工难度大。（3）主体结构封顶，外架已经拆除，为避

18、免造成不良社会影响，建设单位要求外墙不得看出返工或返修痕迹，更不得搭设外围脚手架。因此，外墙支撑、返修更加困难。（4）项目交付时间为 10 月 30 日，目前室外工程及部分安装工程尚未施工完成，在现有条件下进行整层托换施工，工期特别紧张，存在交付风险。4 4 处理方案处理方案 4.1 整体处理思路 根据上述实际情况，参考类似工程案例，综合考虑工期、可行性等因素影响，项目部在征得建设单位同意后确定采用型钢托换方式对 19 层竖向结构进行支撑加固，按照分区跳仓，分段对称置换的原则，在保留现有钢筋的情况下按照设计要求用高一强度等级混凝土（或灌浆料）进行置换处理。混凝土置换过程应全程进行沉降观并注意裂

19、缝开展情况的排查，确保现场安全。4.2 处理方案比选（1）“槽钢立柱+高强对穿丝杆”支撑方案 采用 16a 槽钢进行剪力墙托换支撑，槽钢间距 600900mm，高强对穿丝杆间距 200/400mm沿全高将槽钢固定于对 1820 层剪力墙上。图 5 槽钢+对穿丝杆支撑立面示意图 图 5 槽钢支撑节点示意图 优势：槽钢与采用对穿丝杆与墙固定紧密，结构沉降风险较小。缺陷：支撑槽钢长度将近 9m，安装 3 层难度较大；现场无 16a 槽钢及高强对穿丝杆，须对外采购；支撑槽钢间距小，数量多，分段施工耗时长。（2）“工字钢立柱+型钢横梁”支撑方案 采用 16a 或 18a 工字钢作为剪力墙托换支撑，间距

20、9001000mm；18 层、20 层距离地面300mm 的位置上 150300 洞口，制作 1m 长度工字钢横梁，工字钢立柱通过上下横梁支撑与剪力墙上。优势：现场材料充足，施工较为简单。缺陷：须增加侧向支撑；18 层、20 层剪力墙须水钻开孔，对原有结构破坏较大，暗柱位置无法布置，且后期需要封堵。图 7 工字钢+横梁支撑立面示意图（3）“工字钢立柱+连接板+螺栓”的支撑方案 采用 16a 或 18a 工字钢作为剪力墙托换支撑，间距 9001000mm；18 层及 20 层位置焊接20mm 厚度连接板，采用高强螺栓通过连接板对穿剪力墙，实现上下层荷载传递。优势：现场材料充足，施工较为简单，不必

21、开洞可实现荷载传递。缺陷：须增加侧向支撑；现场焊接质量难以保证。图 8 工字钢立柱+连接板+螺栓支撑立面示意图 从现场施工方面考虑，方案三“工字钢立柱+连接板+螺栓”支撑施工更具备施工可行性。4.3 支撑方案计算 为确保托换方案安全可靠，考虑两种计算工况，采用盈建科结构设计分析软件对本项目进行了计算分析。计算模型以原结构设计图纸为依据建立，构件截面尺寸、材料强度、楼屋面竖向荷载等均与设计图纸保持一致，由于托换过程时间较短，分析计算不考虑地震作用。工况 1：由于 19 层剪力墙混凝土强度太低，模型中采用竖向钢柱来代替本层的问题剪力墙，采用转换的方式进行竖向荷载的传递，钢柱上方 20 层25 层剪

22、力墙以刚度很大的深梁形式存在，只要保证钢柱的强度、刚度和稳定性，整体结构托换方案的安全性就能保证。图 9 工况 1 计算模型 工况 2：考虑到本项目设计时，剪力墙的布置基本以长墙为主，墙肢之间在楼层处以连梁进行连接，形成双肢墙；19 层以上有 6 层的结构强度满足设计要求，若把本层的问题墙分区拆除后，其上部结构受力就变成了悬挑桁架模式，只要能保证上部剪力墙、梁板的应力水平和变形能控制在一定的水平，不加任何支撑进行 19 层的拆除也是安全的。图 10 工况 2 计算模型 计算得到 19 层剪力墙最不利荷载为498KN/m，拆除后结构竖向位移、钢柱应力比以及剪力墙应力等均能满足计算要求，施工中可确

23、保安全。图 11 工况 1 钢柱应力比 图 12 工况 2 剪力墙应力云图 但考虑到工人的实际操作水平，为确保万无一失，最终选用钢柱托换施工方案。荷载输入TS_MTS 结构设计系列软件进行计算，计算后得到可行方案基本参数如下：（1）工字钢立柱：采用 16a 工字钢（160 mm88 mm6mm9.9mm），柱中采取拉结措施的情况下，间距 900mm 可满足支撑要求。（2）连接钢板：400mm450mm20mm。（3）焊缝：焊条选择 E43，手工焊，角焊缝焊脚 7mm，角焊缝长度 600mm(计算焊缝长度不小于 486.28mm)。（4）螺栓选择：普通螺栓 C 级 304。（5）构件竖向位移：最

24、不利工况下构件竖向位移 2.45mm，以此作为警戒值。5 5 施工控制重点施工控制重点 5.1 施工准备（1）现场封闭隔离：暂停该栋住宅楼内所有施工，对施工人员逐层清理。封锁楼梯、施工电梯、连廊以及主要出入口和安全通道。对 16层以上楼层设置唯一通道，施工电梯位置防护门上锁，并派人专门看管。（2）材料准备：按照方案材料计划购买支撑立柱、垫板等所需材料，组织工人根据方案需求结合现场实际情况进行支撑立柱加工和焊接。（3）现场施工准备：按照方案设计间距，进行支撑定位，在剪力墙上弹线明确竖向支撑位置。结合钢筋扫描结果确定螺栓穿孔位置。图 13 螺栓孔定位 5.2 结构支撑处理（1）剪力墙支撑：按照 9

25、00mm 间距安装剪力墙支撑。支撑上部与 20 层剪力墙通过30 螺栓进行连接；下部采用钢楔子楔紧后灌浆料灌实，避免产生因填塞问题导致的结构沉降；中部位置分别采用 14#槽钢和钢管进行支撑加强。18层剪力墙根部采用 3 排钢管扣件架支撑钢柱传来荷载，立杆纵横距均为 300mm，步距 1500mm。图 14 支撑上部节点 图 15 支撑中部节点 图 16 支撑底部节点（2）梁板支撑：1719 层东单元梁板底部采用满堂支撑架，布置 4 层；待 19 层顶板混凝土置换完成后，20 层沿外墙房间布置支撑，上下层之间立杆对中。轮扣架纵横向间距不大于 1200mm，步距不大于 1500mm。图 17 17

26、-19 层梁板支撑布置图 图 18 20 层梁板支撑布置图 5.3 混凝土置换 根据混凝土强度及受力分析，采用跳仓法进行置换，具体步骤是先置换内部剪力墙，剪力墙置换完成后分区块置换梁板；所有内部构件置换完成后再分段置换外墙。步骤如下所示：图 19 内部结构置换顺序 就单个置换构件而言，剔凿顺序应从中部开始，两侧对称展开，第一次剔凿宽度不宜超过300mm，后续根据监控情况逐步扩大到 450500mm。其余部位以此类推。图 20 单个构件混凝土置换步骤 5.4 操作要点（1）混凝土剔凿：为避免伤害原有钢筋及震动给其他位置混凝土带来的影响，要求工人先弹线进行浅层切割，然后用电锤或手锤、錾子结合进行剔

27、凿，严禁使用风镐等大型震动机械。混凝土剔凿高度从19层结构底板至19层顶板板面上部 50mm 位置。剪力墙剔凿时，对应位置混凝土楼板同样剔凿，作为顶部灌浆料下料口使用。外墙混凝土拆除前应在外墙上悬挂吊篮安装外模板，内侧以既有墙体作为加固支撑点进行剔凿，剔除过程中应采用小锤子或錾子小幅度剔凿，避免破坏外墙保温。（2）钢筋处理：混凝土剔凿后，对墙体清理，检查钢筋，对有损伤的钢筋进行更换，其他位置进行除锈处理，按照规范要求整理整齐。（3）支模与灌浆料浇筑：对剔凿部位浇水润湿，分两次封模板，合模时两侧贴双面胶，保证模板拼缝顺直。灌浆料浇筑一次高度不超过1800mm。第 1 次浇筑材料初凝后，浇筑第 2

28、 次。上层灌浆料浇筑时，应提前做混凝土下料口漏斗，漏斗高于 20 层结构板 200mm，保证灌浆料与剪力墙上部接缝处密实。图 21 上部灌浆料浇筑（4）拆模与养护：灌浆料浇筑完成后 12小时即可拆模，拆模后应及时覆盖并洒水养护，养护时间不少于 7 天。灌浆料浇筑后 3 天进行强度回弹，当回弹推定强度达到 30MPa 后组织临近部位混凝土剔凿。图 22 灌浆料拆模养护（5）楼板混凝土置换：单个房间两侧剪力墙全部置换完成后，分区域剔凿梁板混凝土。混凝土清理后支模，采用高一个强度等级的微膨胀混凝土浇筑楼板。图 23 楼板分区浇筑（6）支撑拆除：梁板、墙柱等全部构件置换完成，对构件进行逐个验收，所有批

29、次同养试块达到设计强度后，间隔拆除支撑型钢，确保结构安全。5.5 监测措施 为保证结构在剔凿、置换过程中安全受控，项目采用苏州一光 DS05 精密水准仪（直读0.1mm，估读 0.01mm）对计算变形量较大的 9个点进行全程沉降观测，统计数据如下。图 24 19 层东单元沉降观测统计图 5.6 应急处理措施（1）现场准备千斤顶、大截面型钢柱及数量足够的钢管，当监测点出现异常情况或变化速率超过预警值时，应及时在关键部位采取支撑回顶措施，确保现场施工安全。（2）项目管理人员 24 小时跟班作业，发现异常情况，及时联系公司及相关专家处理。6 6 实施效果实施效果 本工程施工过程中严格把控支撑、剔凿、

30、清理、支模、浇筑等关键工序。拆模后，结构构件拼缝严密，成型质量好，回弹强度在 41.248.6MPa 之间，满足置换方案要求。托换施工历时 49 天，与承诺建设单位计划工期基本一致，满足项目施工进度要求。竖向构件全部采用高强微膨灌浆料置换问题混凝土，监测证明了微膨胀灌浆料对结构支撑和拆除过程中沉降的弥补作用。现场通过分段施工、分批次处理，有效的控制了变形，结构最终的最大沉降量 2.59mm，达到了预期施工效果。图 25 剪力墙拆模后效果 7 7 结语结语 某高层住宅工程 19 层东单元低强混凝土结构构件采用“工字钢立柱+连接板+螺栓”支撑、高强微膨灌浆料置换方式使问题得到了妥善处理，可为其他类

31、似工程提供借鉴。但探究问题本身，面对行业混凝土材料供应的现状，项目应从以下几点采取防范措施：（1）选择合格供应商：项目部选择混凝土供应商时，不应以“低价”为选择的唯一标准。应从公司提供的 合格供方名录 中选择技术实力强、信誉度高的大型企业。（2）加强混凝土质量控制：项目部应做好混凝土和易性、坍落度等检查，对存在问题的材料做退场处理；同时，加强对操作工人的监控，严禁到场混凝土加水，必要时可动用视频监控手段，发挥信息化的作用。（3）做好早期强度检测：建议项目部多留置同条件试块，同时做好混凝土早期的强度检查，发现问题尽早处理。风险管控，预防为主。从现有工程案例中汲取教训，采取措施，防范风险发生才是高

32、水平管理的体现。星河总部 2.0 项目基坑支护管涌抢险处理方案 华南集团/纪学灵纪学灵 1 1 项目概况项目概况 1.1 基坑支护设计概况（1）本工程采用桩撑支护形式，基坑底开挖深度 911 米，土质情况从上至下依次为：淤泥、细砂、粗砂、强风化岩、中风化岩，土方开挖深度范围处于淤泥层。（2）支护形式：12001400 灌注桩+混凝土内支撑，800700 大直径搅拌桩止水帷幕。（3）被动区加固：11 排800700 搅拌桩加固，格栅式布置。（4）红色区域（如图 2）：高压旋喷区域，由于该区域地下 5-8 米存在潭州路施工时的堆载插板和搅拌桩，基础周边存在混凝土块、废旧桩头、钢筋等障碍物，搅拌桩无

33、法下钻。尝试开挖清障，人行道出现开裂，立即回填反压，根据现场场地情况，提请设计将工艺变更为高压旋喷，其中桩间旋喷施工前需进行引孔。图 1 基坑支护内支撑平面图 图 2 基坑支护平面图 1.2 基坑支护施工各节点完成时间 北侧：2019 年 5 月完成止水帷幕-被动区加固，6 月完成支护桩施工。西侧：2019 年 6 月完成止水帷幕及被动区加固，7 月份完成支护桩施工。南侧：2019 年 6 月完成止水帷幕，7 月份完成支护桩施工及加固区施工。东侧：2019 年 7 月完成支护桩施工，2019年 8 月份开始引孔施工，2019 年 9 月份完成桩间旋喷。被动区加固原地面施工时多处遇到地下障碍物，

34、在第二道支撑梁工作面开挖完成后进行高压旋喷施工。2 2 基坑支护突发的问题及难点分析基坑支护突发的问题及难点分析 2.1 基坑支护突发的管涌 BC 段（东北角）基坑开挖过程中，于 2020年 4 月 3 日下午，在开挖至约-2.9 米（底板面绝对标高）时，发现一处涌水点（如图 3），涌水点口径约 50mm 孔洞，位置距支护桩边约 2 米，垂直向上涌水，项目部及时组织封堵，于 2020年 4 月 4 日 13 时许，涌水口突然扩大，水流量突增，至 14 时许涌水口口径约 200mm，北面河道有明显旋涡，支护单位立即填压沙袋，在 2020年 4 月 5 日凌晨 3 时许，基坑边出现塌陷，塌陷星河广

35、州南沙星河广州南沙 2018NJY2018NJY-1313 地块地块 A A-商业办公项目商业办公项目位于广东省广州市南沙区，北侧紧邻已有河涌，东侧为潭州路，南侧为已建规划横四路，西侧为待建规划纵二路。总用地面积为约 6804，总建筑面积为 63070.07，其中地下建筑面积 16376.34，地上建筑面积 46101.68。由 1 栋高层办公塔楼及裙房、地下车库组成，其中高层办公塔楼 23 层，地下 3 层,地上 23 层,屋面标高 98.05m。面积约 14 平米，深度约 4 米。桥头道路人行道出现沉降，沉降宽度约 5 米，长度为整个路面，沉降量约 100mm，桥面未发现异常。如图 4-6

36、。到凌晨 7 点左右水势得到控制，当时坑内水面高度达到 4 米，基本稳定。图 3 涌水点位置 图 4 塌陷、沉降范围 图 5 基坑边塌陷情况 图 6 路面沉降情况 事件发生前，监测数据稳定。事件发生后，地下水位和路面沉降数据突变，截止到 2020 年4 月 6 日的基坑监测数据，未超报警值的监测指标有：（1）最大位移为 19.3mm；（2）最大沉降为 7.47mm；（3）最大应力值 7071 kN，而超报警值的指标有：（1）地下室水位为-4.923m，超报警值，可见管涌对其影响降幅较大，对比昨天已有回升 200mm；（2）市政道路沉降 88.06mm，超报警值，地下水位降低造成的沉降也较大。根

37、据目前监测结果，支护体系暂时处于稳定、安全状态。2.2 事件起因分析 因项目北侧河涌与蕉门水道及上横沥水道联通，受两条水道影响较大，综合近期天气及潮汐情况，近期连续降雨，并且潮水涨幅较大，最高潮水 225cm，最低潮水 44 cm，日平均潮高在100 cm 以上，结合地下砂层较厚通水性良好做出如下判断：（1）本项目北面距河道很近（地下室外线距用地红线约 6.0m，用地红线外为河涌，河涌宽 30m。），根据现场情况分析，连日降雨导致北面河涌水位升高，且基坑下有承压水存在，同时基坑开挖减小了含水层上覆不透水层的厚度，又因场地内原有地质勘察孔，故承压水的的水头压力以原有地质勘察孔作为突破口冲破开挖后

38、剩余的不透水层，造成基坑底出现管涌现象，最终导致河涌水灌入基坑。（2）砂层地下水在流失过程带出泥沙造成上部土层沉降形成裂隙，地表水顺裂隙返漏至砂层形成地表水联通。桥基附近地下水在补充流失水的过程中冲走部分周边土体形成空腔塌陷，导致基坑东北角路面塌陷。2.3 难点分析（1）本项目临近市政道路和河涌，地下水丰富，地下水埋深较浅，为 0.3-1.6m，地下承压水水头压力较大；管涌位置勘探孔 JZK5 具体参数为：地下淤泥层 21 米+细沙层 15 米+粗砂层10 米，地下土层砂层较厚，砂层渗透性较强，容易造成管涌，造成路面坍塌、管线下沉。（2）基坑临近市政路，周边管线较多，人行、车辆相对较多，需要紧

39、急封路。（3）基坑范围土质情况较差，开挖范围为淤泥，其下砂层较易被涌水带出形成空洞，形成坍塌。3 3 基坑应急处理方案基坑应急处理方案 （1）成立抢险小组，编制应急抢险专项施工方案、综合应急预案，明确各责任人的职责，各司其责，迅速、有序开展应急、抢险工作。（2）立即封闭潭州路并派专人看守路口禁止通行。对塌陷沉降段 50 米范围内进行了围蔽处理，坍塌洞口边及基坑周边设置警示带，委派专人值守，禁止车辆通行，无关人员不得入内。（3）每天早晚 2 次进行基坑位移和沉降观测，施工单位穿插进行控制风险的沉降和水平位移监测，遇突发情况及时处理。（3）按应急抢险专项施工方案迅速开展基坑内外的砂袋反压堵漏、钻孔

40、注浆、塌陷区回填等抢险工作。（4）及时向相关部门、监理单位、建设单位汇报情况。4 4 基坑抢险加固措施基坑抢险加固措施 4.1 河道漏水口填堵：基坑边河道水位高，且潮汐水位高差不明显。采用人工装沙袋，用35T 吊车吊入河道，对漏水范围进行反压，沿河堤填压长约 15 米，宽度 5 米，高度约 2.5 米以沙袋露出水面为准，减小水流速度。4.2 基坑内涌水口反压：人工装沙袋，吊至涌水口位置，对涌水口周边进行反压，反压范围不小于 80 平米，高度约 5 米（高于水面 0.5 米）。4.3 路面塌陷范围回填：对塌陷范围处理采用石粉或砂石搅拌水泥回填，填满后用地质钻机对周边探测是否还有空洞，如有空洞，进

41、行灌注石灰或砂子之后注入水泥浆，直至填满。路基处理采用钻机打孔，孔径 200mm，孔距 5 米，打孔深度要达到已塌孔路基空洞底部，并且注入混凝土，填实路基。4.4 基坑边道路空洞排查：先用地质钻机在基坑周边进行钻探排查尚存空洞，若发现体积小于 0.5m空洞，采用袖阀管注浆方式进行填充，若体积大于 0.5 空洞，采用混凝土填充，混凝土填充时在空洞上部路面范围钻两个孔，一个作为灌注孔，一个作为排气孔。4.5 基坑袖阀管注浆1堵漏 4.5.1 注浆部署 在渗点附近的基坑顶和基坑底设注浆孔共76 个（坑顶 28 个，坑底 48 个）。先施工基坑顶部注浆孔，并进行注浆，注浆完成后观察 2 天坑内水位，若

42、未明显变化，开始抽排基坑内涌水。待基坑涌水抽干后，设置涌水引流管，再施工坑底注浆孔及注浆。注浆孔孔深 32 米（至少进入砂层 2 米），浆液采用水泥、速凝剂加水搅拌制成（水灰比 1-1.2，速凝剂掺量为水泥用量 1%）。图 7 注浆孔布置图 4.5.2 施工工艺流程 放线定位钻机就位，钻孔清孔，清洗制作套壳料安装袖阀管，封孔，套壳料硬化安设注浆芯管配置浆液，第 1 次注浆（注浆压力0-1MPA）用清水清洗塑料管次日第 2次注浆（注浆压力 1MPA，稳压 1 分钟，各注浆孔间注浆采用跳注）清洗移机。4.5.3 袖阀管存放及加工 袖阀管进场后存储时间不能超过 1 周，存放时避免管体挤压变形，同时需

43、要防潮。存放过程保证袖阀管体的圆度。圆度不够时，在注浆过程中浆体容易从橡皮塞的部位跑掉。袖阀管每隔一米打 4 个小孔，并用胶带密封小孔，管底用胶带密封。4.5.4 钻孔注浆具体施工工艺（1）钻孔：通过地质钻机采用泥浆护壁钻孔至设计深度，钻孔垂直度偏差1。成孔以合金钻头钻进为主，当遇块石或风化岩层则采用金刚石钻头钻进。（2）浇注套壳料：套壳料的破碎程度越高，注浆率一般就越大，所需注浆压力也较小。套壳料配比(质量比)为：水泥：黏土：水=1：1.5：1.88。浇注套壳料时，将钻杆下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内，直至注浆段高度以上 0.2m。套壳料的浇注应使套壳料将孔内泥浆完全顶出孔外

44、为止。（3）插入袖阀管：套壳料灌注完毕后，应马上埋插袖阀管，为使套壳料的厚度均匀，应采用定位支架使袖阀管位于钻孔中心，并应避免套壳料进入袖阀管内。预先在管内注满清水，以检查其密封性，同时依靠管内水的重力作用，避免埋插管时用力过大导致袖阀管被压弯或折断。每下完一节，在管的接头用 PVC 套管粘结牢固。插入袖阀管过程中管底封闭，避免套壳料进入袖阀管内；下管时地面预留高度 0203m。由于套壳料达到强度后，才可以进行袖阀管内注浆，为保护管体内清洁，插入袖阀管后，需立即封口处理。（4）开环：所谓开环，是待套壳料养护到具有一定强度后，通过灌浆泵施加压力把套壳压裂，为浆液进入地层打开通路。本工程采用快速法

45、开环，即采用较大的起始泵压、较短的升压间隔时间和较大的压力增值，并测读每级压力相应的吸浆量，直至套壳开始吸浆和压力表压力有所下降时，即为临界开环压力。套壳的厚度在同一断面上不一定是均匀的，慢速法很可能首先在套壳最薄弱处破坏，导致不均匀或局部破坏；快速法可在一定程度上克服所述缺点，使套壳的破裂程度和均匀性提高。（5）注浆：待套壳料达到预定强度后，在袖阀管内插入注浆芯管至预定灌浆段，自下而上分段进行注浆。（6）基坑抽排涌水：以上工序完成后，开始基坑排水，排水采用小功率水泵，在抽排过程中，密切观测基坑水位及涌水口情况，水位做好观测点，全程观测，如水位降低不正常，立即停止基坑排水，重新对基坑周边止水处

46、理，涌水口有少量清水渗漏属正常，如渗水浑浊或带有泥沙，说明基坑周边还会出现塌陷风险，应立即排查河道漏水点，及时封堵，扩大支护注浆密度及范围，预防再次塌陷风险。在水位降低至涌水口正常后，逐步增加排水泵，同时有序卸除反压沙袋。4.6 涌水引流：在涌水点处插钢管（管径256mm，壁厚 6.0mm），插管管底入基坑底 5 米，管底 2 米范围管壁开孔，在插管前对管底及管壁开孔范围用无纺土工布包裹，插管完成后对管外与土体之间的空隙进行堵漏，管面将持续的涌出的水利用水管水泵等设施引流至基坑外，以方便下一步封堵工作的进行。图 8 基坑渗漏点河涌一侧砂袋反压 图 9 基坑内砂袋反压 图 10 基坑坑顶塌陷回填

47、 图 11 基坑坑顶钻孔、注浆 图 12 涌水引流 图 13 基坑坑底钻孔、注浆 5 5 总结总结 在临近河涌的基坑，地下水的监测和控制是一个重点，尤其是在土方开挖阶段。本文通过星河总部2.0项目基坑开挖过程出现管涌的原因分析及处理方案，得出以下经验：（1）本项目前期基坑支护搅拌桩施工过程中，由于地下存在前期潭州路施工时遗留下来的插板、混凝土块、废旧桩头、钢筋等障碍物，搅拌桩止水帷幕改成高压旋喷桩，但仍可能部分也隙未封闭，且地下存在较厚砂层，渗水性强；另外，坑底勘探孔未封闭，存在渗水路径；而基坑在这一侧又临近河流，地下水丰富，在水头压力作用下，易造成这一侧出现渗水通道，进而形成管涌。有类似情况

48、的项目，应先封闭勘探孔，并进行注浆加固，以阻断地下渗水通道，方可进行开挖。（2）临近河涌项目的基坑，要特别留意地下水位变化，开挖前做好管井降水等措施，减小承压水水头；对坑底存在较厚砂层的场地，要留意降水是否出现流砂现象，若出现，应暂停开挖，及时查明原因，采取相关应急、加固措施，方可继续开挖；碰到雨季，河涌水位上涨，地下水位上升，应加强监测频率，做好应急预案和物资储备。（3）若开挖过程出现管涌，应采用以下应急、抢险措施：第一时间采用砂袋对河涌一侧和基坑内侧的渗点进行反压、堵漏；加强监测频次；迅速查明基坑周边塌陷、空洞情况，做好基坑顶钻孔注浆、塌陷区回填等相关措施；待基坑内涌水水位稳定，方可进行基坑内排水；最后做好基坑内的涌水引流和坑底的钻孔注浆。