ECR檢測技術的應用

□文/于海申 陳學光 柯子平

ECR檢測技術的應用

□文/于海申 陳學光 柯子平

通過對天津濱海新區某工程的地下連續墻進行ECR檢測，介紹了ECR檢測原理、檢測過程，從而準確、快速、有效地處理了地下連續墻滲漏事故。

深基坑；復雜地質；地下連續墻；滲漏；ECR檢測技術；缺陷

1　工程概況

1.1主體結構及基坑支護設計概況

天津濱海新區某項目整個用地為L形。工程總建筑面積39萬m2，地下室4層，基坑總面積24 679m2，設計圖紙分為兩期施工。其中A期裙樓基坑面積為10 734m2，開挖深度約23m。

基坑支護體系采用地下連續墻圍護+4道混凝土內支撐，基坑周邊采用兩墻合一地下連續墻作為基坑支護擋墻，厚度為1 000mm，墻頂標高為-3.0m，墻深41.05m，分為84個槽段。地下連續墻底端大多進入102粉質粘土層中，局部進入11粉砂層中。A區工程每個槽段約6.0m，總長為466m。混凝土強度等級為C40S12。

工程主體永久結構兼做支撐結構，土方開挖采用明挖方式，每開挖一步土方，做一道支撐體系，以保證基坑及地下連續墻安全。

1.2四周環境

基坑南側與濱海新區第一大街相鄰，距基坑約40m處為市民廣場；基坑西側與新城西路相鄰，距基坑約43m左右為別墅群；基坑北側與廣達路相鄰，距基坑約40m處為MSD辦公樓和中央花園地下停車場；基坑東側與廣場西路相鄰，距基坑約50m處為濱海新區法院和檢察院。基坑四周道路下有雨水管道、排污管道、給水管線和燃氣管線等，無其他重要管線，最近的管線距基坑支護結構外墻6～9m。基坑西側及南側設地下車行系統，為整體箱式結構，其頂板位于地面下約4～5m，外墻距本工程外墻約10～15m。

如有地下連續墻的漏水且堵漏不及時，造成市區主干道坍塌、市政干管斷裂或造成地下車行系統癱瘓等，都將給工程帶來無法估量的損失并且對企業造成嚴重的社會負面影響。實施快速有效地下連續墻滲漏檢測，及時將漏點封堵，是確保基坑和周邊環境安全的關鍵。本結構周圍地下管線密集，對地下連續墻變形十分敏感，因此地下連續墻漏水控制就變得十分重要。

2　地質條件

工程自然地坪（大沽高程4.1m）土層剖面見圖1。

圖1　土層剖面

3　深基坑風險分析

根據基坑支護設計、周邊環境、地質情況及地下連續墻現狀，經專家論證，認為地下連續墻承壓含水層滲漏是本工程基坑施工重大風險源。

對于地下連續墻滲漏缺陷檢測，常見的檢測方法有自然電場法、溫度示蹤法、電阻率法、超深三維成像技術、高密度電法、示蹤劑法及群井抽水試驗法等。

但實踐中上述方法存在檢測精度不高、結果與實際往往存在較大偏差、時間長等問題，因此采用一種快速、精度較高的檢測方法對本工程地下連續墻滲漏情況進行精確檢測，迫在眉睫。

經對業界進行調查，了解到ECR滲漏檢測技術能夠較為精準的檢測地下連續墻缺陷的具體部位并能夠判定地下連續墻滲漏的嚴重程度。

為此，引入ECR滲漏檢測技術來降低深基坑施工風險。

4　ECR地下連續墻檢測技術及設備介紹

1）檢測目的。用圍護結構電流場與滲流場聯合滲漏探測分析儀及探測方法技術（ECR）檢測部分地下連續墻的防水效果，滲漏點檢測結果分為三類，輕微滲漏、一般滲漏、嚴重滲漏。

2）檢測原理。通過對地下工程發生滲漏時水中微弱離子的運動進行高靈敏度量測，從而探測復雜地下結構的滲漏情況。在滲漏情況下，即便是輕微的滲漏，也會由于水離子的運動，產生整個地層電場的變化，對于此變化，通過開發的多通道多傳感器高精度量測系統，可以把握電場異常的位置，從而探得滲漏點，見圖2。

圖2　ECR檢測原理

對于更加微弱的滲漏，可以進行人工主動追蹤，從而獲得更加精確的滲漏點探測結果。人工主動追蹤法通過在外圍多點多深度施加追蹤電勢，與內側的對應電極合作測量，在潛在的滲漏點或弱化面存在情況下，放大該異常值，與無滲漏相比，就能高靈敏度地迅速取得探測結果。

3）技術特點。不損壞建筑物，運用特殊傳感器達到高精度測量，測量地下離子運動，運用電化技術和電流追蹤技術測量離子運動，適用于任何材質的地表測試（土，混凝土等），可用于水面或水下。

4）檢測設備見圖3。

圖3　ECR檢測設備

5　施工現場ECR地下連續墻檢測

5.1檢測工作量

1）檢測工作區域劃分。根據現場情況，檢測工作分段進行，一般每一檢測段長度為80～100延米。本次檢測為對工程A區裙樓基坑的檢測，共分為7個檢測段，分別為1～7。每個檢測區域均有自己獨立的坑內降水井和坑外觀測井，以保證檢測數據精確。

2）傳感器布設。在基坑內部距離止水帷幕3m以內布設，共3排，每排間距為1m；每幅地下連續墻布設3～4列，每列間距≯3m，見圖4。

圖4　檢測段布置及傳感器布設

5.2檢測步驟

1）根據探測方案確定所需設備數量，填寫設備單。

2）根據探測方案擺放設備，連接所有設備。

3）準備相機，拍攝現場探測情況包括探測段起始點、正極、負極、參考電極、控制電極放置情況。

4）每個探測段的起始和終止位置在現場用噴漆標志并在探測圖紙中精確標識，確保探測成果的精確度。

5）記錄探測開始時間、持續時間、天氣、場地概況等。

6）擺放電極。電極需要緊密接觸場地土，若土較干燥加水保持濕潤狀態。

7）正極線、負極線、參考電極線以及控制電極連線等使用萬能表檢測，防止電線斷開影響探測質量。

8）探測完畢后應對探測孔進行保護防止堵塞，以便滲漏修補后復測使用。

5.3檢測現場情況

1）檢測時間為基坑第二步土方開挖及第二道支撐施工完畢時進行，對觀測井內的電極進行初始電場記錄并對其進行逐級加壓，形成記錄。

2）根據在不同標高位置、不同電勢差的情況，顯現出的分區段檢測滲漏曲線見圖5。

圖5　分區段檢測滲漏曲線

5.4檢測結果

本次檢測分為7個檢測段，共布設傳感器數量為494個，共采集數據31122組。經過分析后得出一般滲漏點18個、嚴重滲漏點1個，見圖6。

圖6　ECR地下連續墻滲漏檢測平面

6　針對滲漏點的地下連續墻滲漏預控加固措施

根據ECR檢測處的A區地下連續墻的18個滲漏點現場進行加固措施，為土方開挖過程中發生基坑滲漏情況做好預控措施，考慮到滲漏點均為地下連續墻接縫處，故在每個地下連續墻接縫處預留3個袖閥管，袖閥管中心距施工完的永久地下連續墻邊線200mm，鉆孔垂直度誤差＜0.5%，標高為-3～-32m，在鉆至設計深度后從鉆內灌入封閉泥漿。在充滿封閉泥漿的鉆孔中插入袖閥管，直徑為32mm，在豎向每隔40 cm設置一組射漿孔，在封閉泥漿達到一定強度后，在單向花管內插入雙向密封注漿芯管（6分管，即直徑為20mm）進行分層注漿。

7　地下連續墻突發滲漏及相應針對性加固措施

工程土方開挖至坑底時（-23.45m），地下連續墻出現8次大的滲漏，經復核，滲漏點位置與ECR檢測結果完全吻合，見圖7。

圖7　A區地下連續墻滲漏平面位置

因為前期項目部根據ECR檢測結果已經在地下連續墻滲漏處預埋3根袖閥管，故在發生地下連續墻滲漏時，第一時間啟動雙液注漿，水泥漿∶水玻璃=1∶1，在坑內進行封堵（“水不漏”填塞、砂袋封堵、導管引流、混凝土反壓），快速有效地封堵了地下連續墻滲漏，未對基坑及周邊環境造成不良影響。

8　結語

由于地下工程的復雜多變和不可遇見性，按目前的科學手段和施工技術水平，在地下水位較高的深基坑工程中，其止水支護結構的滲漏還很難完全避免。基坑一旦發生嚴重滲漏，若無及時可靠的堵漏措施，滲漏將會給工程帶來重大損失，尤其是在流砂層發生嚴重滲漏，大量的水土流砂，可能造成地面大面積坍塌、地下管線斷裂、建筑物（或構筑物）傾斜倒塌等嚴重后果。

采用ECR檢測技術，預先精準的定位地下連續墻滲漏位置并采取地下連續墻滲漏預控措施，從而在后期A區基坑土方開挖地下連續墻滲漏時能精確、快速、有效地封堵地下連續墻滲漏點，滲漏水流能夠及時堵上并對土體進行加固，堵漏及土體加固效果良好，ECR檢測技術的應用，基坑及周邊環境安全得到了保證，同時大大減少了地下連續墻滲漏加固的費用。

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□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.03.007

□陳學光、柯子平/中建八局天津分公司。

□TU476+.3

□C

□1008-3197（2015）03-20-03

□2014-12-03

□于海申/男，1987年出生，助理工程師，中建八局天津分公司，從事工程技術管理工作。