深基坑地下连续墙断裂破坏原因分析及防治措施

摘要：文章根据地下连续墙基坑工程的施工事故，对深基坑地下连续墙产生断裂破坏的原因进行了全面分析，结合设计和施工经验，给出了预防地下连续墙断裂破坏的技术措施，并对已经断裂破坏的地下连续墙基坑提出了治理建议。

关键词：地下连续墙；断裂破坏；原因分析；预防措施；治理方法

Deep foundation pit underground continuous wall fracture failure cause analysis and prevention measures

Xiong Chu-yan

(Ningbo Building Design and Research Institute Co., Ltd., Ningbo, Zhejiang 315020)

Abstract: According to the construction accident in foundation pit engineering of underground continuous wall, cause of fracture failure of deep underground continuous wall are analyzed, combining with the design and construction experience, the technical measures to prevent destruction of underground continuous wall fracture, and to have fracture under continuous wall foundation pit suggestion.

Keywords: Underground continuous wall; fracture; reason analysis; prevention; treatment

0．引言

近10多年来，随着城市建筑物向高层化和地下室多层化方向发展，地下连续墙在深基础施工中所占比重越来越大，地下连续墙技术无论在工程实践中，还是在理论研究上都获得了很大成就，已广泛应用于高层建筑地下室、地下车库、地铁、船坞等地下结构的围护结构和地下室外墙的设计和施工中。在开挖深度10～20m的深基坑工程中，地下连续墙的设计和施工经验成熟。进入20世纪90年代中期，国内外越来越多的工程中将支护结构与主体结构相结合设计，即在施工阶段采用地下连续墙作为支护结构，而在正常使用阶段地下连续墙又作为结构外墙使用，在正常使用阶段承受永久水平和竖向荷载，称为“两墙合一”。地下连续墙具有以下显著的优点①施工具有低噪声、低震动等优点，工程施工对环境的影响小；②连续墙刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形较小；③墙身具有良好的抗渗能力，坑内降水时对坑外的影响较小；④可作为地下室的结构外墙，可配合逆作法施工，以缩短工程工期，降低工程造价。

如今国内引进地下连续墙的设计施工技术已经非常成熟，但其施工技术和工艺比较复杂，质量要求比较高，特别是与地下室主体结构合一作为建筑承重结构时，施工质量要求更加严格，如果施工操作不当易出现各类质量问题，如：地下连续墙结构渗漏、墙体断裂破坏，引发工程质量事故，甚至危及人民群众生命财产安全。因此必须采取相关技术措施来保证地下连续墙施工的质量。

1．地下连续墙施工工艺及墙体断裂破坏事故

地下连续墙是在地面用专门的成槽设备，在泥浆护壁的条件下，分段开挖槽段，并向槽内吊放钢筋笼，用导管法在水下浇注混凝土，便在地下形成一段钢筋混凝土墙段，以此逐段施工，从而形成一条连续的钢筋混凝土墙体。适用于建造高层地下室、深基础、地下商场、停车场、车站、油库地下工程的外墙、基坑支护以及水工结构的防渗墙护岸、码头等。地下连续墙在基坑开挖阶段承受墙后水土压力，土体开挖后应满足围护系统及周围土体在施工期间的整体稳定性要求，其位移变形应满足基坑内外基础及基坑外建（构）筑物和地下管线正常使用。

基坑开挖过程中，地下连续墙位移变形超过报警值，导致坑边土体下陷、槽段接头漏水涌砂现象，如果不采取应急措施继续开挖时变形加大超过墙体极限承载能力，墙体下部向坑内位移，上部向坑外位移，墙身断裂，支撑系统破坏，坑外土体严重下陷，坑边道路管线断裂受损，并危及坑内外施工人员的生命。图1为地下连续墙断裂破坏后造成严重后果的图片。

2．地下连续墙墙体断裂破坏的原因分析

2．1设计方面原因：

（1）基坑设计计算时坑边地面超载取值偏小，没有考虑坑边重车行走路线、出土口加固措施以及坑边施工材料制作堆放荷载。

（2）基坑设计计算时挖土深度取值偏小，挖土深度只计算到基坑底板垫层底标高，而没有考虑地下室坑中坑二次挖土深度以及多桩承台深度的影响。

（3）设计计算时，地质勘察报告的地基土物理力学指标没有按照规范规定取值，如计算时抗剪强度指标C、Φ值应取标准值，但往往有些设计人员按平均值取值，导致计算结果偏不安全。

（4）地下连续墙插入深度、墙体厚度不满足安全性要求。

（5）地下连续墙配筋、截面不足，导致承载能力不足。

（6）基坑附近存在老河道、暗浜等不良地质情况未勘探清楚，并未采取处理加强措施。

2．2施工方面原因：

（1）基坑边大量重车行走和大量施工材料堆载，超过设计荷载要求。

（2）没有按设计要求进行均匀分层对称开挖基坑土方，造成局部土压力不平衡，土压力过分集中。

（3）没有按照设计工况要求及时设置支撑结构，严重超挖。

（4）地下连续墙施工质量差，墙体夹泥、出现孔洞、蜂窝等严重质量问题，槽段接头不良，漏水涌砂等现象严重。

（5）没有按照设计要求进行井点降水或坑底土体加固处理。

3．地下连续墙墙体断裂破坏的预防措施

3．1设计方面措施：

（1）地下连续墙内力和变形计算应按照相关行业标准的规定进行布置以及充分考虑施工条件因素，合理确定支撑标高和基坑分层开挖深度等计算工况，并按基坑内外实际状态选择计算模式，考虑基坑分层开挖、支撑分层设置，以及换撑拆撑工况在时间上的先后顺序和空间上的不同位置，进行各种工况下的连续完整设计计算。

（2）地下连续墙的正截面受弯、受压、斜截面受剪承载力及配筋设计计算应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定进行。当地下连续墙仅用作基坑围护结构时，应按照承载能力极限状态对地下连续墙进行配筋计算，当地下连续墙在正常使用阶段又作为主体结构时，尚应按照正常使用极限状态根据裂缝宽度控制要求进行配筋计算。

（3）地下连续墙底部需插入基底以下足够深度并宜进入较好土层，以满足嵌固深度和基坑各项稳定性要求。在软土地基中，地下连续墙在基底以下的嵌固深度应加大安全储备，减少“踢脚”变形。当根据地下水控制要求需隔断地下水或增加地下水绕流路径时，地下连续墙底部需进入隔水层隔断坑内外潜水及承压水的水力联系，或插入基底以下足够深度以确保形成可靠的隔水边界。

（4）地下连续墙厚度应根据成槽机的规格、墙体的抗渗要求、支撑布置、墙体的受力和变形计算等综合确定。