地下連續墻垂直度的檢測及主要問題探討

張 迎

(天津市地質工程勘察院，天津 300191)

0 引言

隨著我國城市建設的快速發展，地下空間工程不斷增加，相應的深基坑工程越來越多。地下連續墻作為一種有效的圍護結構被普遍采用。隨著施工環境越來越復雜，如果施工質量控制不當，會發生地下連續墻垂直度偏斜過大的問題，在后期基坑開挖過程及開挖后造成地下連續墻滲水、基坑變形過大等工程隱患，造成極大的經濟損失及社會影響。通過超聲波法可以對地下連續墻成槽的槽寬、偏心距等情況進行細致檢測，結合在工程實踐中發現的垂直度問題，通過對施工過程的分析確定出現垂直度偏差的原因并提出相應的解決措施，并建議強化對地下連續墻接頭部位小邊垂直度情況的檢測(從建議檢測強化為必須檢測)，從而做到對地下連續墻施工進行有效監控，將工程隱患解決在萌芽階段。

1 方法原理

1.1 超聲波法檢測原理

超聲波法成槽檢測是利用超聲波反射技術，將超聲波探頭沿充滿泥漿的鉆孔中心以一定速率下放，在連續下放過程中，發射探頭垂直孔壁發射超聲波脈沖，接收探頭接收孔壁反射信息。這樣從孔口到孔底通過記錄反射時間和反射強度，可計算出鉆孔在不同深度處的孔徑值及反映孔壁狀況，進而根據槽壁反射信號距探頭位置的距離偏差計算出地連墻槽段的垂直度偏斜量。超聲波法檢測原理見圖1。

1.2 地下連續墻施工

圖1 超聲波法檢測原理示意圖

地下連續墻是在地面用專用設備，在泥漿護壁的情況下，開挖一條狹長的深槽，在槽內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，形成的一條連續地下墻體。在基坑開挖時起到防滲、擋土、鄰近建筑物的支護的作用，或者直接作為基礎的一部分。地下連續墻施工流程見圖2。

圖2 地下連續墻施工工藝流程

2 垂直度常見偏斜問題及案例分析處理

采用地下連續墻作為基坑支護方案時，經常會出現墻體伸入基坑內側、接頭部位漏水甚至沙土等現象。這些問題多數是由于地下連續墻施工過程中成槽的垂直度控制不利造成的，通過超聲波法在成槽時的檢測通?？梢员苊獯蠖鄶倒こ屉[患的發生。

2.1 導墻及淺層異物造成淺部偏斜過大

導墻施工是地下連續墻施工的第一步，對地下連續墻的施工定位和成槽起著重要作用，工程實踐中經常出現導墻變形或底部雜填清理不徹底影響成槽的垂直度(見圖3)。檢測結果顯示，經常出現由于導墻本身的不垂直，造成整幅墻的垂直度不理想的情況。有時即使導墻能滿足要求，在導墻下部由于淺層雜物未能清理徹底，導致挖槽時局部區位抓斗被擠向一側。特別是導墻較挖斗尺寸大，如果產生側向力極易將成槽機的抓斗擠向一側，從而使成槽出現偏斜。

圖3 導墻變形導致的成槽偏斜

因此，導墻施工時應確保其強度、導墻寬度略大于槽寬并與地下連續墻軸線平行，同時導墻墻趾應插入原狀土層中。

2.2 引孔不當造成的垂直度問題

某些項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，在施工時采用“鉆抓結合”法，即在槽段兩端或中間先使用旋挖鉆機或工程鉆機施工一個導向孔，然后成槽時將孔間的土體直接抓出，從而達到降低成槽過程中的抓土阻力，提高成槽速度。雖然引孔可以提高工作效率，但是對引孔的垂直度也要進行控制，并且檢測的要求要更高一些，因為成槽時由于抓斗主要靠其自重力進行挖土，成槽過程中抓斗會沿著成槽的方向進行，并且有可能使偏斜量更大。

在對某地鐵換乘站工程地下連續墻成槽質量進行檢測時，發現成槽垂直度偏差明顯超過設計限定值，現場分析是了解到該槽段在施工過程中由于成槽施工困難，施工方采用了旋挖鉆機預先進行了引孔，但是引孔完成后未經檢測就直接在引孔基礎上進行了槽段的施工。在下一槽段引孔完成后，通過檢測發現，該鉆機由于施工人員作業時控制不當，引孔的垂直度偏差明顯偏大。經過分析確定:由于旋挖鉆機施工時場地較軟，旋挖鉆機鉆具提升時重心明顯前傾，使得地面以下鉆桿產生了一個偏向鉆機方向的側向力，從而擠壓該側土體形成了孔徑偏移。之后現場施工是對引孔鉆機的場地進行了處理并加強了對引孔的成孔質量檢測，從而避免了工程隱患。

因此當采用鉆機引孔時一定要考慮其對后期成槽的影響，并在成孔過程中增加對引孔的檢測，一旦發現孔斜不符合要求需立即停止施工并采取相應措施進行修正，并且只有在對引孔檢測后符合垂直度要求時才可進行后續施工。決不可抱有希望成槽時進行修正的想法，因為一旦成槽失敗后后期處理的經濟損失和工期損失會更加嚴重。

2.3 接頭部位處理不當造成的地下連續墻側向偏移

目前國內常見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。由于接頭處理不當造成在地下連續墻側向偏移通常發生在墻體下部，因此很難糾正，而且對相鄰槽段的施工也會造成很大影響，嚴重影響整個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早

由于地下連續墻超挖或是接頭部位處理不夠嚴密經常會出現灌注過程中混凝土繞過接頭位置溢出的現象，或是采用鎖口管接頭方式時不等混凝土初凝即過早將管起拔，也會出現混凝土側向流動現象。從而導致相鄰槽段施工時雖然進行了充分的刷壁，但是該槽段的小邊仍會存在偏斜現象。圖4為發生混凝土繞流時超聲波檢測圖像。

圖4 相鄰地下連續墻底部混凝土繞流

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

2.3.2 鎖口管或鋼板處理不當造成的傾斜

由于地下連續墻的鋼筋籠通常重達幾十噸，因此鋼筋籠制作粗糙或吊運不當極易產生鋼筋籠彎曲;鎖口管自身彎曲也會造成地連墻小邊的傾斜;鋼筋籠安放好后，及時將接頭外側填充密實，防止鋼筋籠及接頭部位錯位;在混凝土灌注過程中，導管應禁止出現橫向移動，以防帶動鋼筋籠產生橫向移動。相鄰槽段的工字鋼彎曲造成地連墻小邊傾斜，這種傾斜一般都無法處理，而且如不及時處理會傳導到相鄰槽段，造成更大的工程隱患。

3 結論與建議

由于地下連續墻是分槽段施工，因此施工過程中嚴格控制成槽的垂直度以保證其整體性對于確保地下連續墻墻體的支撐擋土、止水等作用的實現是極其必要的。超聲波法能夠準確有效的反映地下連續墻的成槽情況，也得到了廣泛的應用和認可，但是從工程實踐情況來看，進一步增加對地下連續墻成槽的過程檢測(特別是引孔)和地連墻接頭位置小邊的檢測是十分必要的。

[1] 孫立寶.超深地下連續墻施工中若干問題探討[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2010，37(2):51-55.

[2] DB/T 29-112-2010，鉆孔灌注樁成孔、地下連續墻成槽檢測技術規程[S].

[3] 王潤田，陳晶晶.用超聲波檢測成孔成槽質量的若干問題[J].測試技術學報，2012，26(6):475-482.