(1)第一次管涌原因分析

　　第一次管涌发生的主要原因为咬合桩开叉,根据咬合桩施工记录,273#、274#桩成孔过程中因套管钻头变形,造成桩垂直度偏差(实测垂直度在5‰左右)。从两个桩开挖后的实际情况看,8m以后两桩之间出现开叉迹象,开挖到坑底后开叉量达15cm左右。根据施工记录和实际开挖情况,基坑开挖到7m后,即提出在桩后施作3根高压旋喷桩,旋喷深度根据经验确定为基底下3m的止水加固方案。根据抗管涌稳定性验算,此时实际水力梯度大于临界水力梯度,随着基坑开挖深度的增加出现管涌失稳破坏。

　　如图4所示,可通过下式验算基坑底部稳定性

　　Ks=ic/i

　　这里:ic为坑底土体临界水力梯度,ic=(Gs-1)/(1+e);Gs为土粒比重,取2.7;e为坑底土体天然空隙比,取0.85;i为坑底土体渗流水力梯度,i=hω/L;hω为基坑内外土体的渗流水头(m),取坑内外水头差hω=14.5;L为最短渗径流线总长度(m),L=14.5+2×3(旋喷桩深入基底下3m计);Ks为抗管涌或抗渗流稳定性安全系数,取1.5~2。

　　经验算,当旋喷桩深入基底下3m时,Ks=ic/i=0.919/0.71=1.29〈(1.5~2)

　　验算结果表明,咬合桩开叉处旋喷桩止水帷幕的深度不满足抗管涌稳定性要求(经验算止水帷幕深度应伸入基坑底以下不小于5m)。此次管涌的主要原因:①咬合桩开叉;②旋喷加固措施不到位。

　　(2)第二次管涌原因分析

　　管涌发生后立即将漏水点处防水板揭开,对渗流情况进行观察,用手触摸发现漏水点位于接地网沟槽处,直径约20~30cm,水流方向自东向西(即由第9段底板下流出)。由于管涌前基坑内降水工作曾因停电而停止降水约半小时,分析管涌可能是因降水停止使坑内水位升高,地下水沿接地网沟槽涌出并突破较薄弱的接地网沟槽垫层涌入基坑。

　　管涌处理进行约2小时后,发现第10段基坑南侧(24轴处)地表有2~5mm宽裂缝出现,同时测得位于24轴处的坑外水位监测孔SW8水位下降了3米多。据此推断,基坑24轴附近的咬合桩在底板以下开叉,基坑外潜水从基底以下咬合桩开叉处进入基坑内。

　　此次管涌发生的主要原因:①由于坑底以下咬合桩开叉使坑内外地下水连通,当保持坑内降水不中断时,坑内降水使坑外水位下降,而使坑底土体渗流水力梯度减少,在临界水力梯度值不变的情况下,抗管涌稳定安全系数增大,此时则不会发生管涌。10号中午停电后,基坑内降水中断,使坑外水位升高,坑内外水头差增大,抗管涌稳定安全系数降低,而导致管涌发生;②坑内降水中断后,也使坑内水位上升,并对底板产生压力,结构较松散的接地网沟槽回填土受到破坏,形成空洞,使底板下高压水沿着接地网沟槽涌入第8段垫层下,从后浇注的强度低、较薄弱的接地网沟槽垫层处涌出。如图五所示。

　　4 抢补措施

　　为防止管涌对周围环境造成大的影响,施工单位会同有关专家积极商讨对策,暂停基坑开挖,采取“支、补、堵、降”的有效措施,迅速控制了险情。措施如下:

　　(1)对支撑结构(钢支撑、钢围檩等)进行排查补强,确保围护的整体安全。

　　(2)以渗漏点为中心,在四周堆码土袋墙反压封堵。

　　(3)在四周扩大土袋墙围堵范围并浇注砼,在继续增加反压重量的同时将土袋墙连为一个整体遏止涌水。

　　(4)基坑南侧原婺江路(现施工便道)禁止施工车辆通行。

　　(5)加强坑内降水措施,降低水头差。

　　(6)现场不间断的进行监测,为进一步采取措施提供依据。

　　抢补措施完成后,及时采

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