地下連續(xù)墻垂直度的檢測(cè)及主要問(wèn)題探討

張 迎

(天津市地質(zhì)工程勘察院，天津 300191)

0 引言

隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下空間工程不斷增加，相應(yīng)的深基坑工程越來(lái)越多。地下連續(xù)墻作為一種有效的圍護(hù)結(jié)構(gòu)被普遍采用。隨著施工環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，如果施工質(zhì)量控制不當(dāng)，會(huì)發(fā)生地下連續(xù)墻垂直度偏斜過(guò)大的問(wèn)題，在后期基坑開(kāi)挖過(guò)程及開(kāi)挖后造成地下連續(xù)墻滲水、基坑變形過(guò)大等工程隱患，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響。通過(guò)超聲波法可以對(duì)地下連續(xù)墻成槽的槽寬、偏心距等情況進(jìn)行細(xì)致檢測(cè)，結(jié)合在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的垂直度問(wèn)題，通過(guò)對(duì)施工過(guò)程的分析確定出現(xiàn)垂直度偏差的原因并提出相應(yīng)的解決措施，并建議強(qiáng)化對(duì)地下連續(xù)墻接頭部位小邊垂直度情況的檢測(cè)(從建議檢測(cè)強(qiáng)化為必須檢測(cè))，從而做到對(duì)地下連續(xù)墻施工進(jìn)行有效監(jiān)控，將工程隱患解決在萌芽階段。

1 方法原理

1.1 超聲波法檢測(cè)原理

超聲波法成槽檢測(cè)是利用超聲波反射技術(shù)，將超聲波探頭沿充滿(mǎn)泥漿的鉆孔中心以一定速率下放，在連續(xù)下放過(guò)程中，發(fā)射探頭垂直孔壁發(fā)射超聲波脈沖，接收探頭接收孔壁反射信息。這樣從孔口到孔底通過(guò)記錄反射時(shí)間和反射強(qiáng)度，可計(jì)算出鉆孔在不同深度處的孔徑值及反映孔壁狀況，進(jìn)而根據(jù)槽壁反射信號(hào)距探頭位置的距離偏差計(jì)算出地連墻槽段的垂直度偏斜量。超聲波法檢測(cè)原理見(jiàn)圖1。

1.2 地下連續(xù)墻施工

圖1 超聲波法檢測(cè)原理示意圖

地下連續(xù)墻是在地面用專(zhuān)用設(shè)備，在泥漿護(hù)壁的情況下，開(kāi)挖一條狹長(zhǎng)的深槽，在槽內(nèi)放置鋼筋籠并澆灌混凝土，形成一段鋼筋混凝土墻段。各段墻順次施工并連接成整體，形成的一條連續(xù)地下墻體。在基坑開(kāi)挖時(shí)起到防滲、擋土、鄰近建筑物的支護(hù)的作用，或者直接作為基礎(chǔ)的一部分。地下連續(xù)墻施工流程見(jiàn)圖2。

圖2 地下連續(xù)墻施工工藝流程

2 垂直度常見(jiàn)偏斜問(wèn)題及案例分析處理

采用地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)方案時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)墻體伸入基坑內(nèi)側(cè)、接頭部位漏水甚至沙土等現(xiàn)象。這些問(wèn)題多數(shù)是由于地下連續(xù)墻施工過(guò)程中成槽的垂直度控制不利造成的，通過(guò)超聲波法在成槽時(shí)的檢測(cè)通常可以避免大多數(shù)工程隱患的發(fā)生。

2.1 導(dǎo)墻及淺層異物造成淺部偏斜過(guò)大

導(dǎo)墻施工是地下連續(xù)墻施工的第一步，對(duì)地下連續(xù)墻的施工定位和成槽起著重要作用，工程實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)導(dǎo)墻變形或底部雜填清理不徹底影響成槽的垂直度(見(jiàn)圖3)。檢測(cè)結(jié)果顯示，經(jīng)常出現(xiàn)由于導(dǎo)墻本身的不垂直，造成整幅墻的垂直度不理想的情況。有時(shí)即使導(dǎo)墻能滿(mǎn)足要求，在導(dǎo)墻下部由于淺層雜物未能清理徹底，導(dǎo)致挖槽時(shí)局部區(qū)位抓斗被擠向一側(cè)。特別是導(dǎo)墻較挖斗尺寸大，如果產(chǎn)生側(cè)向力極易將成槽機(jī)的抓斗擠向一側(cè)，從而使成槽出現(xiàn)偏斜。

圖3 導(dǎo)墻變形導(dǎo)致的成槽偏斜

因此，導(dǎo)墻施工時(shí)應(yīng)確保其強(qiáng)度、導(dǎo)墻寬度略大于槽寬并與地下連續(xù)墻軸線平行，同時(shí)導(dǎo)墻墻趾應(yīng)插入原狀土層中。

2.2 引孔不當(dāng)造成的垂直度問(wèn)題

某些項(xiàng)目出于局部地層直接挖槽施工難度較大、提高工作效率的考慮，在施工時(shí)采用“鉆抓結(jié)合”法，即在槽段兩端或中間先使用旋挖鉆機(jī)或工程鉆機(jī)施工一個(gè)導(dǎo)向孔，然后成槽時(shí)將孔間的土體直接抓出，從而達(dá)到降低成槽過(guò)程中的抓土阻力，提高成槽速度。雖然引孔可以提高工作效率，但是對(duì)引孔的垂直度也要進(jìn)行控制，并且檢測(cè)的要求要更高一些，因?yàn)槌刹蹠r(shí)由于抓斗主要靠其自重力進(jìn)行挖土，成槽過(guò)程中抓斗會(huì)沿著成槽的方向進(jìn)行，并且有可能使偏斜量更大。

在對(duì)某地鐵換乘站工程地下連續(xù)墻成槽質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)成槽垂直度偏差明顯超過(guò)設(shè)計(jì)限定值，現(xiàn)場(chǎng)分析是了解到該槽段在施工過(guò)程中由于成槽施工困難，施工方采用了旋挖鉆機(jī)預(yù)先進(jìn)行了引孔，但是引孔完成后未經(jīng)檢測(cè)就直接在引孔基礎(chǔ)上進(jìn)行了槽段的施工。在下一槽段引孔完成后，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該鉆機(jī)由于施工人員作業(yè)時(shí)控制不當(dāng)，引孔的垂直度偏差明顯偏大。經(jīng)過(guò)分析確定:由于旋挖鉆機(jī)施工時(shí)場(chǎng)地較軟，旋挖鉆機(jī)鉆具提升時(shí)重心明顯前傾，使得地面以下鉆桿產(chǎn)生了一個(gè)偏向鉆機(jī)方向的側(cè)向力，從而擠壓該側(cè)土體形成了孔徑偏移。之后現(xiàn)場(chǎng)施工是對(duì)引孔鉆機(jī)的場(chǎng)地進(jìn)行了處理并加強(qiáng)了對(duì)引孔的成孔質(zhì)量檢測(cè)，從而避免了工程隱患。

因此當(dāng)采用鉆機(jī)引孔時(shí)一定要考慮其對(duì)后期成槽的影響，并在成孔過(guò)程中增加對(duì)引孔的檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)孔斜不符合要求需立即停止施工并采取相應(yīng)措施進(jìn)行修正，并且只有在對(duì)引孔檢測(cè)后符合垂直度要求時(shí)才可進(jìn)行后續(xù)施工。決不可抱有希望成槽時(shí)進(jìn)行修正的想法，因?yàn)橐坏┏刹凼『蠛笃谔幚淼慕?jīng)濟(jì)損失和工期損失會(huì)更加嚴(yán)重。

2.3 接頭部位處理不當(dāng)造成的地下連續(xù)墻側(cè)向偏移

目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的接頭形式有接頭管接頭、接頭箱接頭、十字鋼板接頭、工字鋼板接頭等。由于接頭處理不當(dāng)造成在地下連續(xù)墻側(cè)向偏移通常發(fā)生在墻體下部，因此很難糾正，而且對(duì)相鄰槽段的施工也會(huì)造成很大影響，嚴(yán)重影響整個(gè)工程地連墻的整體性。通常接頭部位偏斜主要是由于混凝土繞流及接頭部位彎曲引起的。

2.3.1 接頭底部混凝土繞流或鎖口管起拔過(guò)早

由于地下連續(xù)墻超挖或是接頭部位處理不夠嚴(yán)密經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)灌注過(guò)程中混凝土繞過(guò)接頭位置溢出的現(xiàn)象，或是采用鎖口管接頭方式時(shí)不等混凝土初凝即過(guò)早將管起拔，也會(huì)出現(xiàn)混凝土側(cè)向流動(dòng)現(xiàn)象。從而導(dǎo)致相鄰槽段施工時(shí)雖然進(jìn)行了充分的刷壁，但是該槽段的小邊仍會(huì)存在偏斜現(xiàn)象。圖4為發(fā)生混凝土繞流時(shí)超聲波檢測(cè)圖像。

圖4 相鄰地下連續(xù)墻底部混凝土繞流

因此，地連墻接頭部位底部應(yīng)探入槽底至少30 cm以保證相密貼，以防止混凝土繞流，上端口與導(dǎo)墻面用木塊卡牢，防止傾斜。同時(shí)采用鎖口管接頭需嚴(yán)格控制好起拔時(shí)間。

2.3.2 鎖口管或鋼板處理不當(dāng)造成的傾斜

由于地下連續(xù)墻的鋼筋籠通常重達(dá)幾十噸，因此鋼筋籠制作粗糙或吊運(yùn)不當(dāng)極易產(chǎn)生鋼筋籠彎曲;鎖口管自身彎曲也會(huì)造成地連墻小邊的傾斜;鋼筋籠安放好后，及時(shí)將接頭外側(cè)填充密實(shí)，防止鋼筋籠及接頭部位錯(cuò)位;在混凝土灌注過(guò)程中，導(dǎo)管應(yīng)禁止出現(xiàn)橫向移動(dòng)，以防帶動(dòng)鋼筋籠產(chǎn)生橫向移動(dòng)。相鄰槽段的工字鋼彎曲造成地連墻小邊傾斜，這種傾斜一般都無(wú)法處理，而且如不及時(shí)處理會(huì)傳導(dǎo)到相鄰槽段，造成更大的工程隱患。

3 結(jié)論與建議

由于地下連續(xù)墻是分槽段施工，因此施工過(guò)程中嚴(yán)格控制成槽的垂直度以保證其整體性對(duì)于確保地下連續(xù)墻墻體的支撐擋土、止水等作用的實(shí)現(xiàn)是極其必要的。超聲波法能夠準(zhǔn)確有效的反映地下連續(xù)墻的成槽情況，也得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可，但是從工程實(shí)踐情況來(lái)看，進(jìn)一步增加對(duì)地下連續(xù)墻成槽的過(guò)程檢測(cè)(特別是引孔)和地連墻接頭位置小邊的檢測(cè)是十分必要的。

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[3] 王潤(rùn)田，陳晶晶.用超聲波檢測(cè)成孔成槽質(zhì)量的若干問(wèn)題[J].測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào)，2012，26(6):475-482.