厚砂層地下連續墻施工質量控制與處理

中國五冶集團有限公司 上海 201900

1 工程概況

1.1 建筑概況

某民建工程項目位于福建省福州市，項目西南側為一在建地鐵車站，北側毗鄰3 棟低層居民住宅，南側為一市政道路，道路人行道沿線下分布有較多煤氣、電力、雨水等管線，項目場地原為建筑拆遷工地。擬建建筑基坑長146 m，寬48.4～50.2 m，開挖深度14.1 m，局部坑中坑開挖深度 17.35 m。基底土層基本上位于地勘報告中④粉質黏土層，基坑東側部分基底處于③（含泥）細中砂土層。基坑采用明挖法施工，基坑支護設計采用地下連續墻加3 道混凝土內支撐的支護形式。

1.2 地下連續墻設計與施工概況

項目設計采用地下連續墻加3 道混凝土內支撐作為圍護結構，明挖法施工，地下連續墻由共計77 幅墻體周圈環形封閉組成，標準段寬度一般為6 m，墻厚800 mm，槽段深度根據地質條件不同設計為23～33 m。考慮到基坑開挖及地下連續墻施工對周邊復雜管線及居民樓的影響，設計在地下連續墻相應槽段采用三軸攪拌樁輔助加固，施工時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行地下連續墻體施工。對2 個幅段接口處，設計采用1 根φ600 mm雙重管旋噴樁進行加固封口止水，加固深度同地下連續墻（圖1）。

2 厚砂層中地下連續墻施工質量通病分析與預防

圖1 連續墻成槽加固大樣

本項目地下連續墻通過聲波透射法隨機檢測了15 幅墻體，其中Ⅰ類墻體14 幅，Ⅱ類墻體1 幅。通過施工過程中發現的施工問題及土方開挖后對墻身的檢驗，部分槽段仍存在坍孔、夾泥夾砂、滲水缺陷，其中滲水現象多發生在2 幅地下連續墻接口處，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。地下連續墻在采用傳統的液壓抓斗法成槽時，尤其是在厚砂層地質中，不可避免地會碰撞或啃壞槽段土體，使槽段土體部分凹凸不平。鋼筋籠下放過程中，鋼筋籠上安裝的保護層控制塊不可避免地會對兩側槽壁進行刮蹭，造成局部泥膜破壞后產生坍塌。在澆筑過程中，亦會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象[1,2]。

2）泥漿制備管理不到位。地下連續墻成槽過程中，因各層地質不同，泥漿各參數應根據現場實際情況及時抽測、置換及調整。如泥漿相對密度過大，對混凝土的流動阻力加大，流動不暢，2 根導管澆筑的混凝土互相穿插易將泥漿卷入混凝土內，導致交界面夾泥。如泥漿黏度不符合要求，形成不了有效護壁，則易造成坍孔等問題[3,4]。

3）刷壁工作不到位。從本案缺陷分析來看，厚砂層中地下連續墻接頭是主要滲漏途徑，而地下連續墻混凝土接頭面的清刷工作是保證地下連續墻接頭質量的關鍵。地下連續墻接頭面清刷工作應在清槽換漿前進行，清刷時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。刷壁次數不夠或鋼絲刷上下移動過快，也容易影響刷壁質量[5,6]。

4）混凝土施工管理不到位。從現場施工檢查情況分析，工人操作失誤，導管埋深過大不能有效翻漿或在拆除導管時測量導管埋深不準確，導管底口超出原混凝土面，造成夾泥夾砂。混凝土采用預拌混凝土、項目地處鬧市區、鋼筋籠下放后時間過長、混凝土供應不及時亦為澆筑時厚砂層中鼓包夾渣的原因[7,8]。

2.2 質量控制及預防

1）加強成槽時抓斗垂直度檢查，控制成槽掘進及鋼筋籠下放速度。在厚砂層抓斗成槽時，應經常檢查抓斗的導向板垂直度，并隨時調整。在導墻施工時需重視導墻內壁的垂直度，并通過加撐控制導墻澆筑后的變形，杜絕在已澆筑的導墻周邊行走重車、堆放重載。

2）加強對泥漿制備的管理。在地下連續墻施工前，應根據現場實際情況進行參數試驗，確定適宜現場實際的泥漿參數，同時參照地質報告揭示，地層在成槽過程中應及時抽測、置換和調整。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，對于混凝土澆筑最后幾米質量較差的泥漿，應及時放到廢漿池，并補充新制泥漿到循環池，以提高泥漿的重復使用率。

3）重視刷壁工作。從本案缺陷分析來看，滲水處多發生于地下連續墻接頭處，雖然設計通過1 根雙重管旋噴樁進行加固封口止水，但仍有部分槽段接頭出現滲水現象，初步分析為雙重管旋噴樁與地下連續墻幅段間因工藝原因并不是完全緊貼密實，加之厚砂層間存在水力聯系，承壓水富水性及導水性較強，內河的側向補給強，造成水壓過大，如地下連續墻接頭處刷壁不到位，極易造成滲漏現象。因此，在富水厚砂層進行地下連續墻施工時，應尤其重視刷壁工作。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。二是控制刷壁次數及移動速度，保證刷壁至鋼絲刷不帶泥屑為止。

4）加強混凝土施工中各方面的管理工作。地下連續墻的成型質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墻施工時，混凝土施工的各個環節不當均較易造成地下連續墻形成質量缺陷。從大局上講，混凝土澆筑前應提前做好各項準備工作，一是澆筑前提前與攪拌站溝通混凝土供應問題，根據不同時段及路況綜合分析澆筑用量，在行車高峰期提前備料，保證混凝土的連續供應。二是在監理單位驗收通過后，及時通知攪拌站供應混凝土，盡量通過管理手段縮短鋼筋籠下放后的閑置時間。從細節上講，應嚴格控制澆筑過程的各個工藝。控制澆筑速度，防止混凝土澆筑過快或過慢，澆筑速度過快，由于氣體來不及排（擠）除，可能造成夾泥、夾砂或氣孔過多。混凝土澆筑速度過慢，減低澆筑沖力，粗骨料下沉，難以保證混凝土的均勻性；嚴格控制導管埋入混凝土的深度，嚴禁將導管提出混凝土表面，同時2 個導管應同時澆筑混凝土，保證不同導管的混凝土表面高差小于0.3 m。地下連續墻混凝土的澆筑工作因屬于水下澆筑作業，工序簡單重復，澆筑時間過長容易產生麻木心理，對工人的崗位素質要求較高，工人及監管施工員應隨時注意混凝土澆筑高度及導管提升高度的變化。在施工前應加強技術交底及工人的思想教育，要對澆筑作業從思想上高度重視，管理上應加強檢查頻率，形成常態化標準作業。

3 厚砂層地下連續墻施工質量缺陷處理措施

3.1 墻身鼓包夾土夾砂導致的滲水處理措施

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

3.2 墻面點、線性滲漏處理措施

如果墻面出現點、線性滲漏，形成了肉眼可見的小股緩慢水流，可采用引流法進行封堵。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，在引流管周圍用高強雙快水泥封死，確保漏水全部從引流管流出，待水泥強度達到80%以上時，再把引流管封死，可以解決滲漏問題。

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。當漏水較大時，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

在本項目第3道混凝土支撐到基底土方開挖過程中，發現基坑東南角深約15 m處地下連續墻側邊出現涌水情況，同時加強監測發現該處地下水位持續下降達到預警值。

通過對涌水處局部進行深挖，發現該處深16 m處地下連續墻接縫處有一裂縫涌水量較大，為及時排除風險，立即啟動應急預案，對涌水處采取水泥袋、沙袋封堵反壓、引流法堵水的應急措施，并通知相關領導單位，立即召開現場應急搶險專題會，明確了坑內繼續采用增加沙袋反壓基底、坑外采取“水玻璃+水泥漿”進行地下連續墻外注漿的方案。20 h后裂縫封堵成功，根據持續監測數據，24 h開始，坑外地下水位大幅度回升，后續開挖過程中此處裂縫再無滲漏發生。

3.5 嚴重滲漏接縫處后續加固處理措施

對于嚴重滲漏接縫處后續墻體加固處理，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在地下連續墻外側滲漏處進行加固，加固范圍為接縫處一邊3 m，加固排數為2 排。旋噴樁施工順序應從外圍向內、從兩邊向中間加固，以免壓力過大直接對接縫滲漏處產生二次損壞。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 厚砂層地下連續墻開挖前技術措施

土方開挖前，應準備好足量的袋裝水泥、沙袋、棉被、水玻璃等搶險物資。對于厚砂層地下連續墻缺陷易出現的接縫部位，采取在接縫部位先行開挖探坑的技術措施。

探坑開挖過程中，需派專人密切觀察探坑開挖情況，如發現異常（如涌水、流沙等），應立即報告并啟動預案，組織采用沙袋回填反壓，如探坑處已經挖除漏洞點，可先采用棉被和水泥袋堵住漏洞，再用沙袋回填反壓。如探坑開挖時未發現異常情況的，需對開挖好的探坑繼續進行巡查，巡查時間不少于1 d，仍未發現異常情況的，方可進行下一步大量土方開挖工作。

3.7 接縫處一般滲漏處理措施

1）對于土方開挖后發現的地下連續墻接縫處一般滲漏，除采用引流法等常規方法處理外，亦可采取如下措施進行加固止水，如圖3所示。對接縫缺陷處舊混凝土進行鑿毛清洗，對缺陷長寬各延展0.5 m范圍內植周圈單排雙向植筋φ16 mm@200 mm，植筋深度為300 mm。然后支設模板澆筑厚250 mm封堵加固側墻。

圖3 地下連續墻接縫處一般滲漏處理措施

2）對于基坑開挖面以下探槽發現接縫處有一般滲漏缺陷的，可采取如圖4所示的措施，對舊混凝土進行鑿毛清洗，對缺陷長寬各延展0.5 cm，并澆筑厚25 cm側墻進行加固止水封堵。對于基坑開挖面以下探槽發現的接縫處一般滲漏缺陷，水量水壓較小、坑外監測水位變化不大的，基底進行沙袋反壓后，可采取先在滲漏接縫基坑外側施做1 根三重管高壓旋噴樁φ800 mm@600 mm進行坑外止水加固，再局部挖除坑內滲漏點，植筋施做內側封堵加固側墻。

圖4 探槽發現的接縫處一般滲漏處理措施

4 結語

由于目前地下連續墻施工工藝和人為原因，厚砂層中地下連續墻的施工質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墻質量控制及預防的關鍵。對于已產生的質量缺陷，應及時選取有效的措施進行處理，減少缺陷暴露時間，保證基坑及周圍環境安全。

本文通過對實際項目產生的質量缺陷進行分析，提出以上幾點控制要點和預防措施，并對易發生的質量問題的處理措施進行了幾點總結，希望對今后的類似厚砂層中地下連續墻工程施工起到一定參考作用。