厚砂層地下連續(xù)墻施工質(zhì)量控制與處理

中國(guó)五冶集團(tuán)有限公司 上海 201900

1 工程概況

1.1 建筑概況

某民建工程項(xiàng)目位于福建省福州市，項(xiàng)目西南側(cè)為一在建地鐵車(chē)站，北側(cè)毗鄰3 棟低層居民住宅，南側(cè)為一市政道路，道路人行道沿線(xiàn)下分布有較多煤氣、電力、雨水等管線(xiàn)，項(xiàng)目場(chǎng)地原為建筑拆遷工地。擬建建筑基坑長(zhǎng)146 m，寬48.4～50.2 m，開(kāi)挖深度14.1 m，局部坑中坑開(kāi)挖深度 17.35 m?；淄翆踊旧衔挥诘乜眻?bào)告中④粉質(zhì)黏土層，基坑?xùn)|側(cè)部分基底處于③（含泥）細(xì)中砂土層?；硬捎妹魍诜ㄊ┕?，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)采用地下連續(xù)墻加3 道混凝土內(nèi)支撐的支護(hù)形式。

1.2 地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)與施工概況

項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用地下連續(xù)墻加3 道混凝土內(nèi)支撐作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，明挖法施工，地下連續(xù)墻由共計(jì)77 幅墻體周圈環(huán)形封閉組成，標(biāo)準(zhǔn)段寬度一般為6 m，墻厚800 mm，槽段深度根據(jù)地質(zhì)條件不同設(shè)計(jì)為23～33 m?？紤]到基坑開(kāi)挖及地下連續(xù)墻施工對(duì)周邊復(fù)雜管線(xiàn)及居民樓的影響，設(shè)計(jì)在地下連續(xù)墻相應(yīng)槽段采用三軸攪拌樁輔助加固，施工時(shí)先行施工用于輔助加固的三軸攪拌樁，待全部施工完畢后再進(jìn)行地下連續(xù)墻體施工。對(duì)2 個(gè)幅段接口處，設(shè)計(jì)采用1 根φ600 mm雙重管旋噴樁進(jìn)行加固封口止水，加固深度同地下連續(xù)墻（圖1）。

2 厚砂層中地下連續(xù)墻施工質(zhì)量通病分析與預(yù)防

圖1 連續(xù)墻成槽加固大樣

本項(xiàng)目地下連續(xù)墻通過(guò)聲波透射法隨機(jī)檢測(cè)了15 幅墻體，其中Ⅰ類(lèi)墻體14 幅，Ⅱ類(lèi)墻體1 幅。通過(guò)施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的施工問(wèn)題及土方開(kāi)挖后對(duì)墻身的檢驗(yàn)，部分槽段仍存在坍孔、夾泥夾砂、滲水缺陷，其中滲水現(xiàn)象多發(fā)生在2 幅地下連續(xù)墻接口處，而夾泥夾砂缺陷一般為坑壁局部坍塌引起的裹砂和夾泥。

2.1 缺陷原因分析

1）工藝原因。地下連續(xù)墻在采用傳統(tǒng)的液壓抓斗法成槽時(shí)，尤其是在厚砂層地質(zhì)中，不可避免地會(huì)碰撞或啃壞槽段土體，使槽段土體部分凹凸不平。鋼筋籠下放過(guò)程中，鋼筋籠上安裝的保護(hù)層控制塊不可避免地會(huì)對(duì)兩側(cè)槽壁進(jìn)行刮蹭，造成局部泥膜破壞后產(chǎn)生坍塌。在澆筑過(guò)程中，亦會(huì)有少量的砂土脫落并沉淀在澆筑的混凝土中，因此造成局部鼓包夾渣現(xiàn)象[1,2]。

2）泥漿制備管理不到位。地下連續(xù)墻成槽過(guò)程中，因各層地質(zhì)不同，泥漿各參數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及時(shí)抽測(cè)、置換及調(diào)整。如泥漿相對(duì)密度過(guò)大，對(duì)混凝土的流動(dòng)阻力加大，流動(dòng)不暢，2 根導(dǎo)管澆筑的混凝土互相穿插易將泥漿卷入混凝土內(nèi)，導(dǎo)致交界面夾泥。如泥漿黏度不符合要求，形成不了有效護(hù)壁，則易造成坍孔等問(wèn)題[3,4]。

3）刷壁工作不到位。從本案缺陷分析來(lái)看，厚砂層中地下連續(xù)墻接頭是主要滲漏途徑，而地下連續(xù)墻混凝土接頭面的清刷工作是保證地下連續(xù)墻接頭質(zhì)量的關(guān)鍵。地下連續(xù)墻接頭面清刷工作應(yīng)在清槽換漿前進(jìn)行，清刷時(shí)采用的特制鋼絲刷與前一槽段接頭面的貼密性不符合要求，容易造成刷壁到位的假象。刷壁次數(shù)不夠或鋼絲刷上下移動(dòng)過(guò)快，也容易影響刷壁質(zhì)量[5,6]。

4）混凝土施工管理不到位。從現(xiàn)場(chǎng)施工檢查情況分析，工人操作失誤，導(dǎo)管埋深過(guò)大不能有效翻漿或在拆除導(dǎo)管時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深不準(zhǔn)確，導(dǎo)管底口超出原混凝土面，造成夾泥夾砂?；炷敛捎妙A(yù)拌混凝土、項(xiàng)目地處鬧市區(qū)、鋼筋籠下放后時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、混凝土供應(yīng)不及時(shí)亦為澆筑時(shí)厚砂層中鼓包夾渣的原因[7,8]。

2.2 質(zhì)量控制及預(yù)防

1）加強(qiáng)成槽時(shí)抓斗垂直度檢查，控制成槽掘進(jìn)及鋼筋籠下放速度。在厚砂層抓斗成槽時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查抓斗的導(dǎo)向板垂直度，并隨時(shí)調(diào)整。在導(dǎo)墻施工時(shí)需重視導(dǎo)墻內(nèi)壁的垂直度，并通過(guò)加撐控制導(dǎo)墻澆筑后的變形，杜絕在已澆筑的導(dǎo)墻周邊行走重車(chē)、堆放重載。

2）加強(qiáng)對(duì)泥漿制備的管理。在地下連續(xù)墻施工前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行參數(shù)試驗(yàn)，確定適宜現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的泥漿參數(shù)，同時(shí)參照地質(zhì)報(bào)告揭示，地層在成槽過(guò)程中應(yīng)及時(shí)抽測(cè)、置換和調(diào)整。新制備的泥漿必須在泥漿池存放24 h以上，黏土充分水化后才能使用。泥漿使用之后，對(duì)于混凝土澆筑最后幾米質(zhì)量較差的泥漿，應(yīng)及時(shí)放到廢漿池，并補(bǔ)充新制泥漿到循環(huán)池，以提高泥漿的重復(fù)使用率。

3）重視刷壁工作。從本案缺陷分析來(lái)看，滲水處多發(fā)生于地下連續(xù)墻接頭處，雖然設(shè)計(jì)通過(guò)1 根雙重管旋噴樁進(jìn)行加固封口止水，但仍有部分槽段接頭出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，初步分析為雙重管旋噴樁與地下連續(xù)墻幅段間因工藝原因并不是完全緊貼密實(shí)，加之厚砂層間存在水力聯(lián)系，承壓水富水性及導(dǎo)水性較強(qiáng)，內(nèi)河的側(cè)向補(bǔ)給強(qiáng)，造成水壓過(guò)大，如地下連續(xù)墻接頭處刷壁不到位，極易造成滲漏現(xiàn)象。因此，在富水厚砂層進(jìn)行地下連續(xù)墻施工時(shí)，應(yīng)尤其重視刷壁工作。一是控制特制刷壁器與待刷槽段面的貼密程度，因刷壁器采用重力刷壁原理，所以一定要保證刷壁器與待刷槽段面緊密貼合，刷壁才有效果。二是控制刷壁次數(shù)及移動(dòng)速度，保證刷壁至鋼絲刷不帶泥屑為止。

4）加強(qiáng)混凝土施工中各方面的管理工作。地下連續(xù)墻的成型質(zhì)量與混凝土澆筑施工管理密不可分，尤其在厚砂層地下連續(xù)墻施工時(shí)，混凝土施工的各個(gè)環(huán)節(jié)不當(dāng)均較易造成地下連續(xù)墻形成質(zhì)量缺陷。從大局上講，混凝土澆筑前應(yīng)提前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，一是澆筑前提前與攪拌站溝通混凝土供應(yīng)問(wèn)題，根據(jù)不同時(shí)段及路況綜合分析澆筑用量，在行車(chē)高峰期提前備料，保證混凝土的連續(xù)供應(yīng)。二是在監(jiān)理單位驗(yàn)收通過(guò)后，及時(shí)通知攪拌站供應(yīng)混凝土，盡量通過(guò)管理手段縮短鋼筋籠下放后的閑置時(shí)間。從細(xì)節(jié)上講，應(yīng)嚴(yán)格控制澆筑過(guò)程的各個(gè)工藝?？刂茲仓俣龋乐够炷翝仓^(guò)快或過(guò)慢，澆筑速度過(guò)快，由于氣體來(lái)不及排（擠）除，可能造成夾泥、夾砂或氣孔過(guò)多。混凝土澆筑速度過(guò)慢，減低澆筑沖力，粗骨料下沉，難以保證混凝土的均勻性；嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋入混凝土的深度，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土表面，同時(shí)2 個(gè)導(dǎo)管應(yīng)同時(shí)澆筑混凝土，保證不同導(dǎo)管的混凝土表面高差小于0.3 m。地下連續(xù)墻混凝土的澆筑工作因?qū)儆谒聺仓鳂I(yè)，工序簡(jiǎn)單重復(fù)，澆筑時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易產(chǎn)生麻木心理，對(duì)工人的崗位素質(zhì)要求較高，工人及監(jiān)管施工員應(yīng)隨時(shí)注意混凝土澆筑高度及導(dǎo)管提升高度的變化。在施工前應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)交底及工人的思想教育，要對(duì)澆筑作業(yè)從思想上高度重視，管理上應(yīng)加強(qiáng)檢查頻率，形成常態(tài)化標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)。

3 厚砂層地下連續(xù)墻施工質(zhì)量缺陷處理措施

3.1 墻身鼓包夾土夾砂導(dǎo)致的滲水處理措施

墻身鼓包夾土夾砂一般是由于地下連續(xù)墻施工時(shí)塌方所引起。處理時(shí)先鑿平塌方形成的混凝土鼓包，把墻面雜質(zhì)清理干凈，滲水點(diǎn)可能會(huì)以點(diǎn)或線(xiàn)的形式存在，找準(zhǔn)滲水點(diǎn)，鑿出小裂縫，順滲水點(diǎn)或線(xiàn)打入適量針頭，注入水溶性聚氨酯堵漏劑封堵。

3.2 墻面點(diǎn)、線(xiàn)性滲漏處理措施

如果墻面出現(xiàn)點(diǎn)、線(xiàn)性滲漏，形成了肉眼可見(jiàn)的小股緩慢水流，可采用引流法進(jìn)行封堵。把漏水位置疏松的混凝土清理干凈，找出滲漏位置，安裝固定好引流管，在引流管周?chē)酶邚?qiáng)雙快水泥封死，確保漏水全部從引流管流出，待水泥強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí)，再把引流管封死，可以解決滲漏問(wèn)題。

3.3 漏洞、裂縫的處理措施

采用棉被或沙袋堵住漏洞，然后用高強(qiáng)快干水泥封住洞口縫隙，再用沙袋堵住洞口，待水泥凝固后，除去洞口沙袋，噴射聚氨酯堵漏劑封堵表面。當(dāng)漏水較大時(shí)，盡快查明漏水位置，采用沙袋或土石方回填該處，增加壓力避免透水和管涌，最后采用高壓注漿方法堵漏。

3.4 基底涌水的緊急處理措施

在本項(xiàng)目第3道混凝土支撐到基底土方開(kāi)挖過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)基坑?xùn)|南角深約15 m處地下連續(xù)墻側(cè)邊出現(xiàn)涌水情況，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)該處地下水位持續(xù)下降達(dá)到預(yù)警值。

通過(guò)對(duì)涌水處局部進(jìn)行深挖，發(fā)現(xiàn)該處深16 m處地下連續(xù)墻接縫處有一裂縫涌水量較大，為及時(shí)排除風(fēng)險(xiǎn)，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，對(duì)涌水處采取水泥袋、沙袋封堵反壓、引流法堵水的應(yīng)急措施，并通知相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)單位，立即召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)專(zhuān)題會(huì)，明確了坑內(nèi)繼續(xù)采用增加沙袋反壓基底、坑外采取“水玻璃+水泥漿”進(jìn)行地下連續(xù)墻外注漿的方案。20 h后裂縫封堵成功，根據(jù)持續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，24 h開(kāi)始，坑外地下水位大幅度回升，后續(xù)開(kāi)挖過(guò)程中此處裂縫再無(wú)滲漏發(fā)生。

3.5 嚴(yán)重滲漏接縫處后續(xù)加固處理措施

對(duì)于嚴(yán)重滲漏接縫處后續(xù)墻體加固處理，可采用坑外三重管高壓注漿止水加固的方法（圖2）。

圖2 嚴(yán)重滲漏處三管旋噴樁加固示意

三管旋噴樁采用φ800 mm@600 mm在地下連續(xù)墻外側(cè)滲漏處進(jìn)行加固，加固范圍為接縫處一邊3 m，加固排數(shù)為2 排。旋噴樁施工順序應(yīng)從外圍向內(nèi)、從兩邊向中間加固，以免壓力過(guò)大直接對(duì)接縫滲漏處產(chǎn)生二次損壞。三重管旋噴樁水壓20 MPa，漿液壓力2.0 MPa，氣壓0.6～0.7 MPa，提升速度為10 cm/min，旋噴速度10 r/min，水泥漿液的水灰比可取1.0～1.2。

3.6 厚砂層地下連續(xù)墻開(kāi)挖前技術(shù)措施

土方開(kāi)挖前，應(yīng)準(zhǔn)備好足量的袋裝水泥、沙袋、棉被、水玻璃等搶險(xiǎn)物資。對(duì)于厚砂層地下連續(xù)墻缺陷易出現(xiàn)的接縫部位，采取在接縫部位先行開(kāi)挖探坑的技術(shù)措施。

探坑開(kāi)挖過(guò)程中，需派專(zhuān)人密切觀察探坑開(kāi)挖情況，如發(fā)現(xiàn)異常（如涌水、流沙等），應(yīng)立即報(bào)告并啟動(dòng)預(yù)案，組織采用沙袋回填反壓，如探坑處已經(jīng)挖除漏洞點(diǎn)，可先采用棉被和水泥袋堵住漏洞，再用沙袋回填反壓。如探坑開(kāi)挖時(shí)未發(fā)現(xiàn)異常情況的，需對(duì)開(kāi)挖好的探坑繼續(xù)進(jìn)行巡查，巡查時(shí)間不少于1 d，仍未發(fā)現(xiàn)異常情況的，方可進(jìn)行下一步大量土方開(kāi)挖工作。

3.7 接縫處一般滲漏處理措施

1）對(duì)于土方開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)的地下連續(xù)墻接縫處一般滲漏，除采用引流法等常規(guī)方法處理外，亦可采取如下措施進(jìn)行加固止水，如圖3所示。對(duì)接縫缺陷處舊混凝土進(jìn)行鑿毛清洗，對(duì)缺陷長(zhǎng)寬各延展0.5 m范圍內(nèi)植周圈單排雙向植筋φ16 mm@200 mm，植筋深度為300 mm。然后支設(shè)模板澆筑厚250 mm封堵加固側(cè)墻。

圖3 地下連續(xù)墻接縫處一般滲漏處理措施

2）對(duì)于基坑開(kāi)挖面以下探槽發(fā)現(xiàn)接縫處有一般滲漏缺陷的，可采取如圖4所示的措施，對(duì)舊混凝土進(jìn)行鑿毛清洗，對(duì)缺陷長(zhǎng)寬各延展0.5 cm，并澆筑厚25 cm側(cè)墻進(jìn)行加固止水封堵。對(duì)于基坑開(kāi)挖面以下探槽發(fā)現(xiàn)的接縫處一般滲漏缺陷，水量水壓較小、坑外監(jiān)測(cè)水位變化不大的，基底進(jìn)行沙袋反壓后，可采取先在滲漏接縫基坑外側(cè)施做1 根三重管高壓旋噴樁φ800 mm@600 mm進(jìn)行坑外止水加固，再局部挖除坑內(nèi)滲漏點(diǎn)，植筋施做內(nèi)側(cè)封堵加固側(cè)墻。

圖4 探槽發(fā)現(xiàn)的接縫處一般滲漏處理措施

4 結(jié)語(yǔ)

由于目前地下連續(xù)墻施工工藝和人為原因，厚砂層中地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量缺陷不可完全避免，如何減少由于管理及人為原因造成的施工缺陷是地下連續(xù)墻質(zhì)量控制及預(yù)防的關(guān)鍵。對(duì)于已產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷，應(yīng)及時(shí)選取有效的措施進(jìn)行處理，減少缺陷暴露時(shí)間，保證基坑及周?chē)h(huán)境安全。

本文通過(guò)對(duì)實(shí)際項(xiàng)目產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷進(jìn)行分析，提出以上幾點(diǎn)控制要點(diǎn)和預(yù)防措施，并對(duì)易發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題的處理措施進(jìn)行了幾點(diǎn)總結(jié)，希望對(duì)今后的類(lèi)似厚砂層中地下連續(xù)墻工程施工起到一定參考作用。