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熊麗芳¹   俸遠(yuǎn)祁²  牟春梅³   鄧紅霞⁴

(^1、2桂林南方建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司  ³ 桂林工學(xué)院資環(huán)系 541004 )

摘要 通過對巖溶區(qū)沉井施工所遇問題分析，探討了巖溶區(qū)沉井施工對勘察、設(shè)計(jì)、施工等的特殊要求，對于巖溶區(qū)沉井施工，其勘察深度必須要能滿足沉井施工的特殊要求，不均勻下沉、工程排水問題處理是關(guān)鍵，設(shè)計(jì)、施工均應(yīng)充分考慮到巖面的起伏情況、巖溶水涌水量大小、巖溶貫通情況及抽排水施工對周圍環(huán)境及建筑物可能造成的危害，進(jìn)行多方案的比較論證，并考慮意外情況的處理措施等，防患于未然；對于象巖溶區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜多變，為避免一些難以遇見到的事件發(fā)生而對工程建設(shè)造成的損害，業(yè)主、承包商應(yīng)加強(qiáng)保險意識，積極購買有關(guān)工程保險；此外，應(yīng)業(yè)主充分認(rèn)識到對勘察設(shè)計(jì)監(jiān)理的必要性，確保工程的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞 巖溶  沉井　監(jiān)理

      桂林某泵站工程屬世界銀行貸款項(xiàng)目，位于一山腳下，占地352m²，集水間地下部分深度為10m，凈空尺寸為15.80m×9.40m，泵站及附屬建筑總建筑面積約700m²，泵站遠(yuǎn)期污水處理25.92萬噸/日。本泵站地下部分采用矩形鋼筋混凝土沉井施工，深10m，井壁厚長邊為750mm，短邊為850mm。由于周圍有一宿舍樓距泵房凈距僅8m，考慮沉井施工可能影響到其安全與穩(wěn)定，設(shè)計(jì)采用了離宿舍樓3m，設(shè)計(jì)一道寬700mm、長25m、深8 m的水泥攪拌樁擋土墻。本工程根據(jù)合同要求，購買了工程第三方責(zé)任險。工程經(jīng)招標(biāo)，設(shè)計(jì)為上海一家設(shè)計(jì)單位，施工為中建某局建筑公司。

根據(jù)勘察資料，施工場地表面為雜填土，厚1.1～2.8m，其下為碎石粘土，厚2.10～6.55m，場地下伏基巖為灰?guī)r，巖面埋深揭示為10.5m～17.13m，未對灰?guī)r巖溶發(fā)育情況進(jìn)行勘察。場地混合穩(wěn)定水位3.0m～3.35m，初見水位8.7m～9.2m，根據(jù)鉆孔土層滲水情況，預(yù)測涌水量為8.6m³/h。設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)過程中，承包商在招投標(biāo)階段均未對勘察資料的充分性提出異議。監(jiān)理曾對勘察資料的充分性提出疑義，認(rèn)為，場地勘察深度不足，難以滿足沉井勘察的特殊要求，未查明場地的水文地質(zhì)條件，如洪水位、枯水位對水量的影響，場地巖溶發(fā)育情況，巖溶通道及涌水量，沉井施工對鄰近建筑物的影響等，此外勘測精度不足，鉆孔間距較大，未能準(zhǔn)確反映沉井下的巖溶、土洞等的發(fā)育情況，對基巖巖溶對沉井的施工影響評估不足，但監(jiān)理意見未能引起重視。

（1） 場地地處巖溶區(qū)，由于巖溶場地的復(fù)雜性，沉井施工過程中，可能造成不均勻沉降。

（2）由于巖溶區(qū)地下水涌水量的不確定性，沉井施工過程中，可能造成排水困難，影響沉井施工，同時大流量排水將造成區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害，對周圍環(huán)境，鄰近建筑物的安全與穩(wěn)定造成嚴(yán)重影響。

     本工程沉井施工采用現(xiàn)場一次制作、一次下沉的施工方案。沉井制作過程中，監(jiān)理主要做了以下工作：(1)檢查沉井施工中的刃腳、鋼筋、模板、混凝土等分項(xiàng)工程是否符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。(2)復(fù)查沉井的定位放線和軸線、標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。(3)審查鋼筋、水泥等原材料和生產(chǎn)廠家的質(zhì)量和資質(zhì),并與有關(guān)人員共做有見證取樣送檢試驗(yàn)。(4)檢查沉井平面尺寸,鋼筋、模板及預(yù)埋件等是否符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。(5)混凝土抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B標(biāo)號及下沉前混凝土強(qiáng)度等必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。

現(xiàn)場監(jiān)理人員嚴(yán)格按照施工規(guī)范的要求進(jìn)行監(jiān)控，沉井制作過程基本順利。

     沉井下沉是整個沉井施工的關(guān)鍵所在。本沉井下沉采用排水法，在沉井內(nèi)離刃腳2.5m挖一圈排水明溝，設(shè)3個排水井，深度比地下水位深1m，溝和井底深度隨沉井不斷加深，在井內(nèi)設(shè)水泵，將水抽出井外排走。

沉井在下沉過程中，測量是一件十分重要的工作，必須隨沉隨測，及時發(fā)現(xiàn)偏斜，及時糾偏，避免出現(xiàn)較大偏斜時，造成糾偏困難。監(jiān)理人員經(jīng)常檢查沉井在下沉過程中是否有不均勻下沉現(xiàn)象,如有立即通知施工人員及時糾正。

本項(xiàng)目沉井施工至-7m時，挖土下沉均較順利，當(dāng)挖土至-7m時，沉井內(nèi)出現(xiàn)兩個土洞，一個在KJ₁中部下，一個在偏南離刃腳2.5m處，直徑均在1m左右，深度約3m。隨著開挖，井內(nèi)涌水量不斷增大，至-9.2m時，東南角已先遇巖石，采用水下定向爆破進(jìn)行巖石清理后，繼續(xù)下沉至-10.9m，基坑內(nèi)涌水量突然增到約200m³/h，水泵抽水量與溶洞涌水量一致，水位不再下降，由于抽水量大，誘發(fā)地基下沉，鄰近宿舍樓原擋土防護(hù)墻失效，宿舍樓外墻下降開裂，監(jiān)理及時發(fā)出工程暫停指令。由于本工程開工之前，已辦理了第三者責(zé)任保險，保險公司在接到報(bào)告后，即派人到現(xiàn)場查看，經(jīng)過確認(rèn)，作出了承擔(dān)宿舍樓地基處理費(fèi)用的承諾。隨后，業(yè)主多次組織召開了由設(shè)計(jì)、監(jiān)理、市世行辦、承包商、保險公司、勘察單位等多方會議，進(jìn)行了原因分析，決定了處理要案。

經(jīng)分析，造成相鄰宿舍樓墻體開裂的原因在于：

1）由于勘察資料深度不夠，未能揭示地下巖溶發(fā)育情況，巖溶水流向流量及通道，致使勘察報(bào)告所預(yù)測的涌水量與實(shí)際情況嚴(yán)重不符；

2）設(shè)計(jì)單位在考慮對相鄰宿舍樓的防護(hù)措施時，僅考慮了沉井下沉?xí)r工作基坑的邊坡穩(wěn)定問題，因而只設(shè)計(jì)了深度為8m的攪拌樁連續(xù)墻，如果同時考慮排水下沉的影響，將攪拌樁深度延伸至基巖面（僅需加2~3m左右）， 才能對相鄰建筑物起到一定的防護(hù)作用；

3）巖溶地區(qū)施工中如果遇巖溶水涌現(xiàn)，強(qiáng)行排水應(yīng)絕對禁止，嚴(yán)重時將有可能導(dǎo)致區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害。

1）首先對宿舍樓基礎(chǔ)進(jìn)行灌漿加固，采用總價合同，費(fèi)用由保險公司承擔(dān)。

2）在距宿舍樓外墻2.5m處，設(shè)置帷幕壓力灌漿，長35m，孔距1m，灌漿孔深達(dá)到基巖面，一般大于12m。

3）由業(yè)主組織以泵站為中心在方圓1KM半徑范圍內(nèi)作詳細(xì)調(diào)查，了解其水文地質(zhì)及環(huán)境工程地質(zhì)條件。

4）對泵站基坑作詳細(xì)水文地質(zhì)勘察，查明在建泵房基坑巖溶發(fā)育及巖溶水的賦存情況，確定各巖土層地下水的涌透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)，對泵房基坑涌水量及因施工強(qiáng)排水引起的不良工程地質(zhì)現(xiàn)象作出綜合評價，并提出基坑治水初步方案。

5）繼續(xù)觀察沉井及周邊沉降變化。

在對宿舍樓進(jìn)行壓力灌漿封堵、加固施工后，地基下伏基巖面上的土洞、裂隙、軟土及溶洞已被化學(xué)漿液及時充填、擠壓、固化，封堵了地下水，增強(qiáng)了地基抗壓、抗變形性能，施工期間及之后，宿舍樓未出現(xiàn)新的下沉、開裂現(xiàn)象，原有裂隙也不再發(fā)展。

補(bǔ)充勘察工作量如下：由6條高密度電測探法測線，16條充電法測線，8條自然電位法測線，2條淺層地震勘探測線完成了泵房周圍1KM²水文地質(zhì)調(diào)查和環(huán)境工程地質(zhì)調(diào)查；泵站基坑布置鉆孔10個，注水試驗(yàn)7孔10段次，，壓水試驗(yàn)8孔18段次，地下水簡易連通試驗(yàn)3次，10個孔26個電磁波透視剖面完成了對基坑的水文地質(zhì)勘察。結(jié)果表明場區(qū)屬巖溶塌陷的易發(fā)區(qū)段，構(gòu)造裂隙發(fā)育，巖溶管道以北東向延伸為主，溶洞發(fā)育較多，連通性較好，具有多層性，場地以溶洞裂隙水為主，地下水豐富，單孔涌水量在50m³/h，地下水主要由西南向東北方向移動，即從宿舍樓方向涌向基坑，平均流速0.7～3.0m/h，據(jù)此推斷基坑涌水量大約為200m³/h。

根據(jù)勘察結(jié)果，考慮到地下水浮托力對沉井底板的影響及施工的方便，最終確定了對沉井采用淺層灌漿方法封堵地下水的施工方案，對泵站沉井基坑進(jìn)行鉆孔壓力灌漿以堵水截流，封堵土巖接觸帶處的巖溶開口及涌水，使基坑施工至138.8m高程時基坑涌水量≤50m³/h，提高基坑周邊地帶的軟弱土體的密度、防滲能力和抗?jié)撐g能力，使被擾動的土體不再進(jìn)一步變形發(fā)展，以利基坑施工。但由于場地巖溶、土洞及軟土較發(fā)育，鉆孔壓力灌漿施工過程中，可能會有部分漿液無規(guī)律運(yùn)移，局部固結(jié)沉井，使沉井下沉困難，監(jiān)理提請業(yè)主、設(shè)計(jì)及施工單位應(yīng)充分認(rèn)識這一不利因素，必要時采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，確保施工的順利進(jìn)行和圓滿完成，但設(shè)計(jì)堅(jiān)持這一方案。

鉆孔壓力灌漿治理工程分為三個單元，第一單元為沿基坑沉井周圍灌注鉆孔帷幕防滲墻，旨在沿基坑四周形成鉆孔壓力灌漿帷幕防滲墻，阻止地下水側(cè)向涌入基坑內(nèi)，帷幕防滲墻灌漿設(shè)計(jì)成兩排鉆孔，排距2.3m，孔距1.3～1.5m，第一排帷幕灌漿孔設(shè)計(jì)在距沉井外壁1.3m處，其周邊各灌漿孔呈直線分布，孔距1.3～1.5m，共設(shè)計(jì)45個灌漿孔。第二單元為固結(jié)基坑底板，第二單元的壓力灌漿施工布置在基坑內(nèi)，旨在固結(jié)基坑底板，阻止巖溶管道，裂隙水向上運(yùn)移涌入基坑內(nèi)，在基底形成防滲板，根據(jù)沉井基坑勘察結(jié)果，有針對性地在巖溶發(fā)育區(qū)布置灌漿孔，孔距1.3～3.5m不等，共設(shè)計(jì)灌漿孔27個。第三單元為基坑西南地裂處的土體鉆孔壓力灌漿補(bǔ)強(qiáng)。壓力灌漿孔布置在基坑西南側(cè)的地陷地裂發(fā)育區(qū)，其目的是充填地裂縫，對土體進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，控制地面繼續(xù)下沉，避免基坑施工時因地面下陷而對周邊建筑物產(chǎn)生破壞作用，設(shè)計(jì)孔距2～8m，共設(shè)計(jì)鉆孔18個。

完工后進(jìn)行沉井內(nèi)抽水試驗(yàn)，無返水現(xiàn)象。

從沉井體停止施工到灌漿作業(yè)完成，此時已過去近一年時間。

沉井繼續(xù)下沉施工，但因靜置時間太長，灌漿造成井壁土壤固結(jié)，摩擦力過大，而無法下沉，由業(yè)主要求，設(shè)計(jì)同意修改圖紙，沉井底板標(biāo)高由原設(shè)計(jì)的-10m改為-9.2m，其頂板高度抬高0.8m，其它與設(shè)備安裝相關(guān)施工配套措施也進(jìn)行了相應(yīng)變更，經(jīng)對沉井巖石進(jìn)行爆破、淤泥清運(yùn)，按設(shè)計(jì)，規(guī)范要求進(jìn)行了封底。

1） 對于巖溶區(qū)沉井施工，其勘察深度必須要能滿足沉井施工的特殊要求，如查明影響沉井施工的塊石、漂石及障礙物；查明各巖土層的單位標(biāo)準(zhǔn)摩阻力q_s值；查明水文地質(zhì)條件，包括河流的流速、流量、洪水位、枯水位、地下水類型、最高和最低地下水位，滲透系數(shù)等；開挖邊坡對岸邊穩(wěn)定性的影響和沉井施工附近建筑物的影響；巖溶區(qū)、巖溶發(fā)育程序及可能對沉井施工造成的影響等。無論業(yè)主、勘察設(shè)計(jì)單位都應(yīng)對勘察成果的深、廣度把關(guān)，以免造成投資、工期等的巨大損失，目前許多業(yè)主為節(jié)省投資，盲目壓價，勘察單位為節(jié)省成本，勘察工作的深廣度明顯不足，為保證項(xiàng)目前期工作的質(zhì)量，監(jiān)理愈早介入愈有利于項(xiàng)目的順利實(shí)施。

2）巖溶區(qū)沉井施工，不均勻下沉、工程排水問題是關(guān)鍵。設(shè)計(jì)、施工均應(yīng)充分考慮到巖面的起伏情況，巖溶水涌水量大小，巖溶貫通情況及抽排水施工對周圍環(huán)境及建筑物可能造成的危害，進(jìn)行多方案的比較論證，并考慮意外情況的處理措施等，防患于未然。

3）目前國內(nèi)工程保險意識還比較薄弱，對于象巖溶區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜多變，為避免一些難以遇見到的事件發(fā)生而對工程建設(shè)造成的損害，監(jiān)理應(yīng)督促業(yè)主、承包商加強(qiáng)保險意識，積極購買有關(guān)工程保險。

4） 實(shí)行工程招投標(biāo)，打破了工程的地域界線、增強(qiáng)了市場競爭意識，工程勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等參與建設(shè)各方均有可能非本地隊(duì)伍，因此對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，施工條件等的了解應(yīng)成為各單位前期必備的功課，必須充分了解并估計(jì)可能遇到的困難，提出問題，一一加以排除解決，才能保證工程的順利進(jìn)行。目前許多勘察設(shè)計(jì)單位缺乏監(jiān)督，以權(quán)威自居，脫離實(shí)際，現(xiàn)場實(shí)際解決問題時，反映遲緩，且不負(fù)責(zé)任，對勘察設(shè)計(jì)單位的監(jiān)理勢在必行。

5）施工單位應(yīng)熟悉FIDIC合同條件，充分理解合同條款，如本合同一般條件中明確規(guī)定承包商必須已經(jīng)審閱了勘察報(bào)告，并且對有關(guān)地面條件及其對永久性和臨時性工程的影響作了評估，如果承包商認(rèn)為上述勘察報(bào)告的數(shù)據(jù)不充分，應(yīng)設(shè)法獲得施工所需的附加數(shù)據(jù)，并自行承擔(dān)有關(guān)費(fèi)用。實(shí)際上，承包商在招投標(biāo)階段就應(yīng)對勘察報(bào)告的充分性進(jìn)行論證，提出問題，獲得業(yè)主的解決，以免在施工過程中造成不必要的損失。目前許多承包商不注意該問題，出了問題也往往由業(yè)主承擔(dān)，但隨著FIDIC合同條件在工程中的廣泛應(yīng)用，按國際慣例施工，與國際逐步接軌，已成為一種必然，承包商應(yīng)學(xué)會保護(hù)自己。