粉砂富水地層中連續墻接頭止水失效預防及處理措施

尹富

摘 要：文章結合工程實例，闡述了粉砂富水地層中地下連續墻工字鋼接頭滲漏水的預防及處理措施，可供類似工程參考。

關鍵詞：粉砂富水地層；連續墻接頭；滲漏水；預防；處理

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0144-02

地下連續墻剛度大、占地少，可承受很大的土壓力，有利于充分利用紅線內有限的地面和空間，充分發揮投資效益；且地下連續墻對地基的適用范圍很廣，從軟弱的沖積地層到密實的砂礫層，軟土、硬巖等所有地層都可以建造，由于具有一系列優點，地下連續墻已經在城市地鐵等深基坑支護工程中得到廣泛應用。我國自引入地下連續墻施工以來，經過幾十年的摸索實踐，對該工藝進行反復創新，施工技術日益成熟，然而地下連續墻接頭處理仍是連續墻質量控制的重點和難點，地下連續墻接頭未處理好，對基坑安全及工期將會產生重大的影響。

1 工程概況

某車站基坑長約216.50 m，寬32.7 m，埋深17.33 m，基坑圍護結構為地下連續墻（103個槽段，墻厚1 000 mm，墻深約18～25 m），接頭采用工字鋼。基坑開挖地層主要為軟土地層（人工填土層<1>、淤泥層<2-1A>、粉細砂層<2-2>、中粗砂<2-3>、粉質粘土<2-4>、粉質粘土層<5N-2>）。連續墻大部分處于粉砂富水地層中，接頭止水質量較難保證。特別是基坑處于軟弱地層中，且除第一道支撐為混凝土支撐外，其它二道均為鋼支撐，若連續墻接頭失效出現涌水、涌砂將極易導致支撐失穩和基坑坍塌。

2 影響接頭止水效果的因素分析

結合以往施工經驗，影響連續墻接頭質量的主要因素有：

①成槽垂直度控制不好和鋼筋籠下放時偏斜，導致接頭咬合不好甚至是墻體錯縫，影響接頭的防滲能力，嚴重者還將影響地下連續墻的整體剛度和穩定性。

②鋼筋籠加工質量不好或吊裝過程中變形，工字鋼與鋼筋的焊接不牢，鋼板不平直有撓角或吊裝過程中鋼筋籠因剛度不夠發生變形等。

③接頭處槽壁坍方導致接頭夾泥夾渣。

④接頭處沖刷不徹底。

⑤特殊槽段處處理不好。

3 預防措施

3.1 加強垂直度控制

①嚴格控制導墻施工的垂直度。

②成槽過程監測抓斗垂直度，發現偏差立即糾正，目前已設計出自動垂直度檢測儀器，該儀器可及時發現偏差，建議施工時安裝該自動檢測儀。

③出現明顯偏孔時，填充優質石塊，采用沖錘低錘密擊，反復掃孔糾正。

④成槽后采用專用探籠（寬3 m，厚0.88 m，高6 m）進行槽段垂直度檢測，觀察探籠下放情況。若探籠能自由上下連續墻高度范圍，則垂直度滿足要求，若探籠下放困難，則需將探籠吊出，重新下放方錘進行修孔作業，直至探籠能自由下放。

⑤鋼筋籠下方過程應緩慢、平順，下放受阻時不得強行沖放。鋼筋籠就位過程中盡量靠基坑外側貼近，就位后在鋼筋籠與導墻內側之間塞入小工字鋼以確保鋼筋籠在槽段內始終平行于導墻（防止水平移動和偏斜），必要時還可在導墻面放置兩道工字鋼，將鋼筋籠吊筋與其焊接，從而防止鋼筋籠上浮移動。

3.2 加強鋼筋籠的質量控制

①對鋼筋籠加工平臺上進行驗收，確保平臺水平且有足夠的承載力。為確保工字鋼加工質量和精度，最好選用工廠專門加工后運送至施工現場。

②工字鋼與鋼筋的焊接應嚴格按規范實施，每隔3 m焊接一道“L”筋，加強鋼筋籠與工字鋼連接的整體性。

③鋼筋籠較長，重量大，吊裝時容易脫焊、變形，采用U型加筋加強桁架剛度，防止吊裝過程中脫焊、變形。

④合理選擇吊點和吊裝方式，本工程采用160 t履帶吊車為主吊，25 t汽車吊輔助，減少起吊變形。

3.3 防止槽壁坍塌

①改善泥漿性能，在泥漿中加入適量的重晶石粉和CMC以增大泥漿比重和提高泥漿粘度，增大槽內泥漿壓力和形成泥膜的能力。

②加高導墻，施工導墻施工時讓導墻高出地面20 cm，以提高槽內泥漿液位，保證槽壁穩定。

③減小施工影響，成槽時抓斗每次下放和提升應緩慢勻速進行，盡量減少抓斗對槽壁的碰撞和引起泥漿振蕩；施工中防止泥漿漏失并及時補漿，始終維持穩定槽段所必須的液位高度，保證泥漿液面高于地下水位；施工過程中嚴格控制地面荷載，不使土壁受到施工附近荷載作用影響而造成槽壁塌方，確保墻身的光潔度。

3.4 做好接頭處理

①加強背后回填，鋼筋籠安放完成后，在工字鋼背側孔隙內采用蛇皮袋裝土回填，每回填3 m左右用自重10 t的重錘夯實，確保工字鋼接頭處回填密實。待相鄰的地下連續墻成槽時將這些回填土一并去除，既可避免混凝土澆灌過程中鋼筋籠移位也可避免繞流混凝土與工字鋼直接接觸而難以去除，如圖1所示。

②設置防繞流裝置，在接頭工字鋼加焊1 mm厚的軟體鐵皮加砂土包施工，鐵皮與工字鋼焊在一起。澆注混凝土時，混凝土的流動把軟體鐵皮推彎，最后鐵皮彎至緊貼槽側土體，防止混凝土流過工字鋼，如圖2所示。

③澆混凝土前用特制的鋼絲刷子沿接頭處孔壁，分段上下往復刷洗，直到刷子見不到淤泥為止（可在此基礎上增加刷壁15次以上，提高刷壁效果），每個接頭沖刷完后，必須由專職的質檢員現場確認后方可移機，確保徹底清除掉附著在工字鋼腹板的泥皮。

3.5 做好特殊槽段的處理

①合理劃分槽段，盡量避免“Z”、“T”、“L”型等特殊槽段。

②對于“Z”、“T”、“L”型槽段易塌的陽角部位，可采用預注漿處理。

③導墻施工時合理外放，對異型槽段拐角處應向外放出至少40 cm，以便于沖（抓）到位，保證轉角處地下連續墻斷面完整。

④加強特殊槽段鋼筋籠的質量控制，確保其強度和剛度，起吊前應先根據特殊槽段的規格驗算其形心位置，以此來合理選擇吊點，防止吊裝變形。

4 開挖前及開挖過程的預防處理措施

①為防范接頭涌水、涌砂引發基坑坍塌事故，可采取檢測、加樁止水等有針對性的修補措施，如本項目在連續墻鋼筋籠制作時每個接頭兩端都預埋超聲波檢測管，車站土方開挖前對地下連續墻接縫處進行接頭夾泥沙超聲波檢測（如圖3所示），發現夾泥的（或者有懷疑的）連續墻接頭處增設3根φ600@400雙管旋噴樁（基坑外側）加強連續墻接頭止水效果，旋噴樁應打入粉質粘土的不透水土層以下≥1 m（如圖4所示）。

②土方開挖前應先探挖每個接頭，探挖深度≥1.5 m，發現接頭有較大漏砂、漏水情況時立即回填，并從外側施工做旋噴樁加固處理；若發現小量滲漏水時應先埋管引流，并從連續墻內側向外側打小注漿管注漿（或壓漿）處理，處理完后再開挖周邊的土層。

5 結 語

通過上述處理，本項目在基坑開挖過程中未發生接頭處大量漏水漏砂現象，表明上述措施對加強連續墻接頭質量控制是有效的。連續墻接頭質量控制牽涉到很多方面，只有根據現場情況采取有針對性的預防措施，反復摸索實踐，才能避免和減少地下連續墻接頭滲漏，確保基坑開挖安全。

參考文獻：

[1] 叢藹森.地下連續墻的設計施工與應用[M].北京：中國水利水電出版社，2001.

[2] JGJ 120-2012，建筑基坑支護技術規程[S].

[3] DBJ 15-21-2003，廣東省建筑地基基礎設計規范[S].