排桩地下连续墙支护质量通病防治

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1、排桩地下连续墙支护质量通病防治 61 1 悬壁式排桩、地下连续墙嵌固深度不足 1现象 基坑挖土分两步挖，当第二步挖到将近坑底时发现桩倾侧，桩后裂缝，坑上地面也产生裂缝， 附近道路下沉，邻近房屋出现竖向裂缝，不久，排桩倒塌，连接圈梁折断，桩后土方滑移入基坑内， 基坑支护破坏。 2，原因分析 悬臂桩的埋深嵌固只有悬臂长的 1/31/2，嵌固不足，嵌因深度未通过计算确定；其次是水管下水道、 化粪池漏水，使土的物理参数改变，还有的工程，一场大雨造成排桩倒塌，使土的r 、 及 c 值发生变化， 促使基坑工程坍塌。 3防治措施 悬臂桩的嵌固深度必须通过计算确定，计算应考虑土的物理参数因素，按本节附录中的公

2、式计算。 不按土的物理参数的具体情况计算确定的嵌固深度，或按经验确定的嵌固深度必将产生重大事故。 6 1 2 锤击式悬臂桩( 预制桩、锤击沉管桩) 位移太大，有的桩上部折断 1现象 在软土淤泥质土地区工程桩采用450mm450mm锤击预制桩或采用500锤击沉管桩( 配筋 8 18)， 为施工方便，将支护桩采用与工程桩相同的配筋与桩径，用锤击桩为挡土桩。基坑开挖土方时并将 土方堆积在坑旁边，基坑开挖后发现桩位移，最大位移达1 15m，有的桩在地面下 3 5m 处折断。 2原因分析 (1) (1) 悬臂式挡土桩的直径按规范规定不得小于600(配筋不得小于20)。与工程桩不同， 悬臂式挡土桩主要承受

3、水平力，同时在坑边堆土，促使增大侧壁水平压力，因而有的桩在抗弯不 足情况下折断。 (2)在软土淤泥质土中已经锤击密布工程桩(34d)， 锤击数又多，地基土中静孔隙水压力急剧上升， 且无法很快消散，地基中产生强烈挤土作用，工程桩也会产生大的位移，支护挡土桩又系外排桩， 因而位移很大。 3防治措施 (1) (1) 支护挡土桩应用600或大于600的灌注桩，不用锤击 450mm450mm的预制桩， 或500的锤击沉管桩，因其抗弯性能不足。 (2)基坑挖土应随挖随运，不得堆在坑旁，以免增加支护桩的水平压力。 6 1 3 钢板桩渗漏 钢板桩是由带锁口或钳口的热轧型钢制成， 将单块钢板桩互相连接就形成钢板

4、桩墙， 在基坑工程中用以挡水和挡土。 我国常用的拉森式钢板桩，如图 6-2所示。 在软土地区基坑深在 5m 以上时，必须采用拉 结方式，悬臂式桩只能用于 5m 以下( 按规范规定) 。 钢板桩施工，先安装围檩，分片将钢板桩打入 土中，筑成封闭式围圈，然后在圈内挖土。围檩及 钢板桩施工立面如图 6-3所示。 1现象 基坑挖土过半时，发现钢板桩渗漏，主要在接 缝处和转角处，有的地方还涌砂。 2原因分析 (1)钢板桩旧桩较多，使用前禾进行矫正修理 或检修不彻底，锁口处咬合不好，以致接缝 处易漏水。 转角处为实现封闭合拢， 应有特殊型式的转角桩，这种转角桩要经过切断焊接工序， 可能会产生变形 (2)打

5、设钢板桩时，两块板桩的锁口可能插对不严密，不符合要求。 (3)桩的垂直度不符合要求，导致锁口漏水。 3预防措施 (1) (1) 旧钢板桩在打设前需进行整修矫正。矫正要在平台上进行，对弯曲变形的钢板桩可用油压 千斤顶顶压或火烘等方法矫正。 (2)作好围擦支架，以保证钢板桩垂直打入和打入后的钢板桩墙面平直。 (3)防止钢板桩锁口中心线位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。 (4)为保证钢板桩垂直用 2台经纬仪从两个方向控制锤击人土。 (5)由于钢板桩打入时倾斜，且锁口接合部有空隙，封闭合拢比较困难。解决的办法一是用异 形板桩( 此法较困难) ； 二是采用轴线封闭法， 此法较为方

6、便。 4 治理方法 采用水玻璃水泥浆以阀管双液灌浆系统施工堵漏。 61 4 钢板桩倾侧，墓坑底土隆起，地面裂缝 l现象 采用拉森钢板桩，开挖土方的挖土机及运土车设在地面钢板桩侧，开挖不久即发现钢板桩顶侧倾， 坑底土隆起，地面裂缝并下沉。其中有 1例整排桩呈弧形推向坑内方向，中间最大偏移 3m， 地面呈弧形，裂缝宽 20cm，地面下沉约 1m。 2原因分析 (1)这些钢板桩施工都在软土地区，设计的嵌固深度不够，因而桩后地面下沉，坑底土隆起是管涌现象。 (2)挖土作业时挖土机及运土车在钢板桩侧，增加土的地面荷载，导致桩顶侧移。 (3)从上述1 例作实测分析认为： 土体已形成两个圆弧滑裂面，一个是深

7、约 5 6m 的圆弧滑裂面， 使地面形成直径为 18m的弧形滑裂圈；另一个是圆心向坑外移，深约 10m的圆弧形滑裂面， 在地面上形成直径为30m的弧形滑裂圈， 随着两次圆弧滑动，使钢板桩同时位移和倾斜， 当钢板桩拔出观察时， 桩未弯曲， 桩尖最大推移量约 52 5cm。实测说明钢板桩没有满足以 圆弧形滑动的嵌固深度，而且整体稳定性不合格。 3防治措施 (1)钢板桩嵌固深度必须由计算确定，详见本节附录。 (2)挖土机、运土车不得在基坑边作业，如必须施工，则应将该项荷载增加计算入设计小， 以增加桩的嵌固深度。 (3)钢板桩设计时尚须考虑地基整体稳定。 6 1 5 连拱式灌注桩大桩倒塌、折断 连拱式

8、灌注桩是排桩支护的一种发展， 它是由大桩和小桩共同组成一个组合拱截面的 组合截面桩，如图 6-4所示。 图中大桩间距 L 为 30005000mm，拱矢高 f 为 1/41/2L，大桩直径大于1000，小桩直径 约 300mm左右。连拱式灌注桩支护结构的工作原理是将垂直于拱截面的水、土压力产生的弯拉力， 转化为沿拱轴截面方向的轴压力，因而沿拱轴的小桩可做成素混凝土，让其受压，而作为拱脚的大 桩仍应是钢筋混凝土桩承受弯拉力，如此可以承受较大的悬臂并节约较多( 约 47) 的资金。 1 1 现象 在基坑挖土将到设计标高时， 支护拱圈突然倒塌， 拱脚大桩折断。 2原因分析 设计方案错误地认为大小桩组

9、成拱截面，可以个加钢筋全部让素混凝土来承受。但该技术仅系小桩 承受拱轴方向传末的压力，大桩仍需用钢筋混凝土承受拉、弯力。该工程的桩折断、支护倒塌完全 由于大桩中没有钢筋，承受不了弯矩所致。 3，防治措施 (1)采用连拱式灌注桩支护结构，月 仍应看作竖向为一悬臂式结构，其竖向 长度、嵌固深度、最大弯矩、整体稳定、 位移等的计算与一般悬臂支护结构相同。 水平向则取一构造单元，如图 6-4中的 一个 L 间距为计算单元，并将小圆桩组 成不规则截面换算成相同截面积的等厚 度连续板拱截面来计算。因大桩承受弯 矩、位移、稳定性的需要，故必须配置 钢筋。 (2)为了避免质量事故再发生，建议 采用连拱式灌注桩

10、设计时可参考南京民 用建筑设计院陈德文连拱式基坑支护 结构设计一文中的计算方法，该文刊 于宇航出版社 1994年出版的高层建 筑地下结构及基坑支护一书中。 6 1 6 地下连续墙接头漏水涌砂 地下连续墙具有抗渗、挡土和承重功能，它是基坑工程中最佳支护结构之一。由于施 工工艺按槽段施工的要求，必须有接头节点，各种形式的接头在实践中产生，最重要的是 要求接头节点抗渗性能好，地下连续墙整体性能好。最初施工采用的接头是圆管接头，如 图 6-5所示，后改用钢板接头，如图 6-6所示。现将这两种接头发生的质量问题、原因及改进措施述 之如后。地下连续墙的一般质量通病详见本手册第 10 章地下连续墙工程 。

11、1，现象 基坑开挖过程发现不同槽段接头、不同高度处渗水，光是浑浊泥浆水，然后大量中砂、细砂涌进坑内， 接头地面( 墙顶面) 下陷，逐渐向深度及广度扩展，坑内堆积泥砂和积水。 2原因分析 圆形接头管接头在圆管抽出后， 形成半圆接头， 如 65(e)所示，接头管以钢管作成，拔山后形成光滑 圆弧面，易与边槽段混凝土接触面形成缝通道，导致漏水，在基坑挖土后，地下连续墙的墙背受土压力、 水压力的作用，管接头易形成活铰，而位墙体位移，整体性能差，还易使接头缝漏水。因此接头管接 头虽施工简易，但整体性能和防渗性能差的缺点不易克服。经改为钢板接头如图6-6(g)，拔出 U 形 接头管后的封头钢板 4的面层必须

12、将泥砂清理干净，否则在邻槽段施工后，两槽段之间有夹泥， 随着基坑开挖，在墙背水、土压力作用下，泥被冲散而形成水流通道，这就是钢板接头漏水涌砂的主要原因。 其次由于这种钢板接头要求严格， 钢筋笼长度、 槽深( 一般 20m左右) 的偏差，当混凝土浇完拔出接头箱、 U 形接头( 图 6-6f、g)时，会将夹泥带砂包留在槽边，当第二槽段用冲击钻头施工时，很难消除槽边的 泥和砂包，这就造成了槽段间夹泥及砂包。在基坑开挖时造成槽段间的泥砂通道，因而漏水、涌砂。 3预防措施 (1)封头钢板上的泥砂必须清理干净。 (2)槽段挖深及钢筋笼前作长度的垂直误差须在规定以内， 注意起吊接头箱及 U 形接头，避免泥砂

13、留在 槽段缝处。 4治理办法 (1) (1) 已经出现的渗水涌砂部分可采取快速堵漏方法用水玻璃水泥堵漏。在渗水涌砂较严重部分，应在 墙后用高压注浆方法在一定宽、深部范围内注浆。 (2)改进接头管、接头箱方法。上海金 茂大厦地上 88 层地下 3 层，地下连续墙深、 36m，槽段接头采用凹凸形楔形接头，该接 头使平面外抗剪能力有较大提高，渗流途径 长，折点多，抗渗性能好，施工难度较小， 操作较易保证质量。但必须保证接头清洗效 果，设计制作楔形刷反复洗刷楔形接头，不 让泥土砂粒留在楔形接头上，如图 6-7所示。 接头箱用油压千斤顶及油泵，在混凝土初凝 后逐渐顶拔出。改进的槽段接头，成功地提 高了抗

14、渗能力，加强了墙的抗剪强度。 附录排桩支护质量标准 排桩支护施工质量标难参见第 9 章附录 “钢筋混凝土预制桩与钢桩施工质量标准” 。 附录地下连续墒质量检验标准 参见第 10 章附录“地下连续墙质量标准及检验方法” 。 附录关于排桩、地下连续境的水平荷载、 水平抗力及桩、墙嵌固深度的计算 (摘自建筑基坑支护技术规程JGJ120-99) 1支护结构水平荷载标准值 eajk可按下列规 定计算( 参照附图 6-1)。 (1)对于碎石土及砂土 1)当计算点在地下水位以上时： eajk= ajkKai-2cikKa 2)当计算点位于地下水位以下时： eajk= ajkKai-2cikKa+(zj-hw

15、a)-(mj-hwa) waKai w 式中 Ka第 i 层的主动土压力系数，按 Ka=tan2(45o- ik/2)计算 i 层土压 力系数； ajk作用于深度 zj处的竖向应力标准 值(kPa)； cik三轴试验确定的第 i 层土因结不排 水( 快) 剪粘聚力标准值(kPa)； zj计算点深度(m)； mj计算参数，当 zjh 时，取 zj，当 zjh 时，取 h ； hwa基坑外侧水位深度(m)； wa计算系数，当 hwah 时取 l ，当 hwah 时，取零； w水的重度(kN/m3。 (2)对于粉土及粘性土 eajk =ajkKai-2cikK 当按以上规定计算的基坑开挖面以上水平荷

16、载标淮值小于零时， 应取零。 2基坑外侧竖向应力标准值 ajk计算： ajk =rk+ 0k+ 1k (1)计算点深度 zj处自重应力 rk 1)计算点位于基坑开挖面以上时： rk =mjzj 式 中mj 深 度zj以 上 土 的 加 权 平 均 天 然 重 度 (kN/m3) 。 2)计算点位于基坑开挖面以下时： rk =minh 式中 min开挖面以下土的加权平均天然重度(kN/m3) 。 (2)当支护结构外侧地面满布附加荷载 q0 时( 见附图 6-2)，基坑外侧任意深度附加 竖向应力标准值 0k可按下式确定： 0k = q0 式中 q0地面均布荷载(kN /m2) 。 (3)当距支护结

17、构 b1外侧，地表作用有宽度 b0的条形附加荷载 q1时，见附图 6-3， 基坑外侧深度 CD 范围内的附加竖向应力标准值 1k按下列式确定： 1k= q1 b0 / b0 +2b 见附图 6-3所示。 (4)上述基坑外侧附加荷载作用于地表以下一定深度时，将计算点深度相应下移，其 竖向应力也可按上述规定确定。 3水平抗力标准值计算： 参照附图 6-4水平抗力标准值计算图。 (1)对砂土及碎石土，基坑内侧抗力标准值： epjk= pjkKpi+2cikKpi+(zj-hwp)(1-Kpi) w 式中 pjk作用于基坑底面以下深度 zj处的竖向应力标准值(kPa)； Kpi第 i 层土的被动土压力

18、系数。 (2)对粉土及粘性土，基坑内侧水平抗力标准值： epjk =pjkKpi+2cjkKpi (3)作用于基坑底面以下深度 zj处的竖向应力标准值 pjk= mjzj 式中 mj深度 zj以上土的加权平均天 然重度(Kn/m3) 。 (4)第 i 层土的被动土压力系数： Kpi=tan2(45o+ ik/2) 4悬臂式排桩、地下连续墙嵌固深度计 算参照附图 6-5所示。 嵌因深度设计值 hd 按下列规定确定： hpEpj-1.20haEai0 式中Epj桩、墙底以上根据本附录 3 确定的基坑内侧各土层水平 抗力标准值 epjk的合力之和； hp合力量 Epj作用点至桩、墙底的距离； Eai

19、桩、墙底以上根据本附录 1 2 确定的基坑外侧各土层水平荷载标准值 epjk 的合力之和； ha合力 Eai作用点至桩、墙底距离； 0建筑基坑侧壁重要性系数，按安全等级，一级0=11 ，二级 0=10 ， 三级 0=09 。 6 2 预应力土层锚杆与支护 预应力土层锚杆是一种新型受拉杆件，它的一端与挡土桩、墙联结，另一端锚固在地基的土层中， 以承受桩、墙的土压力、水压力等水平荷载，利用地层的锚固力维持桩、墙的稳定。为不致使桩、 墙的位移太大，锚杆在安装后即在锚杆顶部预加应力以使减少变形。 锚杆与桩、墙的联结支护如图6 8 所示，多层锚杆如图6-9。 锚杆的有效锚固长度先由计算得出，然后在工程场地作实地试验得出极限摩阻力后最后确定。 多层锚杆的施工程序为： 挖土至第一层锚杆位置下0 5m，制作第一层锚杆并预加应力，然后再挖土 到第二层锚杆位置下 0 5m，作第二层锚杆，如此类推。所有用多层锚杆或多层支撑的基坑支护工 程都不能一次挖土到基坑底面。