5 管涌原因

　　5.1 第一次管涌

　　主要原因为咬合桩开叉,根据施工记录,273号、274号桩成孔过程中因套管钻头变形,造成桩垂直度偏差。8m以后两桩之间出现开叉,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随时可出现管涌失稳破坏。

　　如图4所示,可通过式(1)验算基坑底部稳定性。

　　Ks=ic/i (1)

　　式中:Ks———抗管涌或抗渗流稳定性安全系数,取1.5～2.0;

　　ic———坑底土体临界水力梯度,ic=(Gs-1)/(1+e);

　　Gs———土粒比重,取2.7;

　　e———坑底土体天然空隙比,取0.85;

　　i———坑底土体渗流水力梯度,i=hw/L;

　　hw———基坑内外土体的渗流水头m,取坑内外水头差hw=14.5;

　　L———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)。

　　经验算,当旋喷桩深入基底下3m时:

　　Ks=ic/i=0.919/0.71=1.29<(1.5～2.0)

　　验算结果表明,咬合桩开叉处旋喷桩止水帷幕的深度没有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)。显然,咬合桩开叉以及旋喷加固措施不够是发生管涌的主要原因。

　　5.2 第二次管涌

　　管涌发生后立即将漏水处防水板揭开,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半小时,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而涌入基坑。

　　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,同时测得位于24轴处的坑外水位监测孔SW8水位下降了3m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,1月10日中午停电后,基坑内降水中断,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,从而导致管涌发生。

　　(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5所示。

　　6 抢补措施

　　为防止管涌对周围环境造成大的影响,暂停基坑开挖,采用“支、补、堵、降”的有效措施,迅速控制了险情。

　　(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)现场不中断监测,为进一步采

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