某超深地连墙卡斗事故的分析处理及后期预防

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　　摘要：本文结合南京长江漫滩地貌超深地连墙事故卡斗事故情况，详细分析卡斗事故发生的原因，制定处理方案，并针对类似情况提出后期的预防做措施。
　　关键字：地连墙，卡斗，处理，预防措施
　　
　　随着中国城市化建设的加快，尤其是城市轨道交通的大力建设，地下连续墙越来越多的被用于城市深基坑支护工程建设中，其较高的强度和较好的防水性能，给基坑周边建筑、道路、管线等带来较大的安全保证，同时地连墙自身设计深度也越来越深。但是在淤泥质土和粉砂、流砂等长江漫滩地貌单元中，超深地连墙施工的风险也越来越大，尤其是卡斗事故将给工程带来安全、费用等各方面的损失。
　　一、背景项目概况
　　1.1项目概况
　　本项目位于江苏省南京市河西新城区，是南京河西CBD标志性建筑，设计共3栋塔楼，其中1幢为290m办公、酒店，2、3幢为190m高公寓和酒店，裙楼为3层综合性商业广场。工程总建筑面积364847m2，占地面积34300m2。
　　本项目四周均为市内主干道，车流量大，基坑西北角为1#和2#地铁线的换乘站。地铁1#线隧道距离地连墙15m，地铁2#线隧道距离地连墙45m，地铁通风口距离地连墙5m。因此本工程基坑变形的控制和地铁保护为重中之重，在地下连续墙施工时，需要严格控制基坑变形，保证周边环境安全。
　　1.2地质情况
　　项目场地基本平坦，地面高程（吴淞高程系）在7.2～7.5m。场地北部原分布有水塘，后由于工程建设需要大部分已填积。场地地貌单元为长江漫滩。根据勘察结果，场地覆盖层厚度较大，为典型的长江漫滩相沉积物，各岩土层分布基本均匀，工程性质与土性和状态相关。
　　在基坑支护影响范围内，主要土层分为：
　　①杂填土、淤泥质填土、淤泥、素填土：层顶埋深0~3.0m，层厚2.9~4.9m；
　　②粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土：层顶埋深3.0～4.9m，层厚45.3～53.5m。
　　④中粗砂混卵砾石:灰色，中密～密实，卵砾石含量不均匀，约为5%～25%，粒径1～6cm，呈次圆形，成分为石英质。层顶埋深52.0～56.8m,层厚2.3～6.5m。
　　⑤～1强风化泥岩：棕褐色，风化强烈，岩体基本质量等级为V类，遇水极易软化。层顶埋深57.3～60.6m，层厚3.6～8.6m。
　　1.3设计基本思想
　　支护体系设置为地下连续墙+4层钢筋混凝土支撑，基坑北侧靠近地铁段地连墙设计厚度1.2m，深度60m，进入强风化1m，其余各段地连墙设计厚度1.0m，深度60m，进入强风化1m。地连墙切入强风化，形成一道封水结构，同时保证足够的强度。采用管井疏干基坑内浅部潜水并利用减压井降低第二层承压水头。
　　
　　二、卡斗事故发生的经过及原因分析
　　2.1卡斗事故发生的经过
　　地连墙试验段完工以后，项目部逐步增加设备开始大面积施工，为了保持设备多样化，总结施工经验的同时检验不同设备的适宜度，为公司在本地区更多的项目服务，现场采购了一台全新的“三一重工SH400C”成槽机。根据项目部安排，该设备第一个施工的槽段为26#槽段。4月9日上午开工至4月9日19:30成槽第一抓至58m深度时，抓斗被卡住无法自行提升，项目部初步判断发生了卡都事故。于是立即组织打捞和其他处理措施。
　　2.2事故发生的原因分析
　　本次事故主要原因是三一重工抓斗存在设计缺陷，本成槽机型号为SH400C型，所配抓斗为方斗，抓斗的斗头和斗体宽度尺寸基本一致，并且采用斗头纠偏方式，斗体上没有安装纠偏推板，其机理与德国利勃海尔类似。
　　由于本项目地连墙穿越较厚沙层和卵砾石层，成槽之后会产生较小的槽宽收缩，当成槽达到58m深度时，斗头已经进入了强风化岩层，而斗体位于卵石层内。岩层成槽时间较长，卵石层一旦发生轻微收缩，由于斗体设计与斗头同宽，不容许地层有任何收缩，导致抓斗最终被卡。
　　抓斗被卡另一个原因是厂家设计和现场施工经验不足，对斗体宽度和斗头宽度之间的关系认识不清，也没有预计到一次快速挖深达到58m，成槽速度太快，泥浆还没有很好的渗透到砂层和卵砾石层中去，没有形成良好的泥皮保护，槽壁收缩没有达到稳定状态。
　　2.3初步采取的处理措施
　　事情发生以后，项目部召开了专门会议，商讨处理事故方案，初步采取以下措施：
　　1）清孔：用导管在卡斗处进行清孔，更换新泥浆，通过泥浆泵的高压液流试图冲出被卡抓斗。
　　2）高压喷射法：在抓斗两侧对称处打两个小孔，然后下入钢管连接空压机，对准被卡斗进行高压喷射，两喷管已喷射到55m处。
　　3）直接起吊：采用260T100T的履带式吊车配合成槽机在允许的条件下，强力提拉被卡抓斗，尝试了几次都未能将抓斗吊起。
　　4）千斤顶：我公司使用了一套300T液压千斤顶，安排人员专门焊接制作了加强插杠及捞矛，顶拔被卡抓斗，但液压千斤顶将钢丝绳拉断，卡斗未顶起。
　　2.4初步处理措施不成功的后果
　　由于处理时间较长，始终没有将被卡斗提起，钢丝绳也断裂，虽然项目部采用优质泥浆护壁，但该槽段于5月12日发生坍塌，坍塌范围是槽壁上部5~10m，地面有沉陷，临近围墙约5m范围坍塌。
　　
　　三、卡斗事故的最终处理方案
　　3.1前期处理措施
　　1）拆除坍塌的导墙、采用三轴深搅加固并重新制作，如图1所示，
　　(1)使用粘土回填，并及时将翻出泥浆抽掉，回填密实。
　　(2)待土体恢复5~7天之后，使用三轴深搅桩加固槽壁两侧导墙位置。
　　(3)加固完成之后4天，重新制作导墙和局部道路；
　　(4)导墙养护期7天之后，使用成槽机开挖26#槽段，按照常规程序施工成槽作业。
　　
　　图1导墙加固平面图
　　3.2中期处理措施
　　1）将发生事故的26#槽抓深至设计要求，制作钢筋笼时将卡斗处的钢筋笼预留下来，形成一个缺口状，见图2。其他均按照设计要求施工。为了保证钢筋笼吊装安全，防止偏心，采用左中右三根钢丝绳吊装。
　　2）地连墙混凝土灌注完成，强度达到80%以上之后，在形成的缺口部位迎土面补打高压旋喷桩封堵加固，桩径800mm，桩距500mm，加固深度40~58m。