防滲墻接頭處夾渣原因分析及處理

范志軍，張 歡

（內蒙古引綽濟遼供水有限責任公司樞紐分公司，內蒙古 烏蘭浩特137400）

1 問題基礎設計

防滲墻槽孔設計。1號槽孔，2號槽孔。

問題設計。1號槽孔與2號槽孔接頭處出現夾渣現象。

問題詳細描述。防滲墻下部不設鋼筋籠，只在防滲墻頂部下設預埋鋼筋籠。

在澆筑過程中2號槽孔澆筑速度為4 m/h，在結果過程中因頂部硬蓋被鋼筋籠卡住，混凝土突破硬蓋時，偏向1號槽孔接頭部位突破滯后。

后期在鑿除樁頭時，在1號槽孔與2號槽孔墻體接頭處發現夾渣（主要位于1號槽孔弧窩處），為保證質量，需對該部位進行修補處理。

鑿除施工后，通過風鎬繼續對發現夾渣處進行鑿除，挖至設計墻頂深度1.6 m 處，夾渣形狀橢圓形，長軸長約15 cm，該位置水平方向距防滲墻接縫位置6 cm，之后由于空間狹小，人工開挖困難，從1.6 m采用掏挖方式至2.7 m，均為夾渣。

2 調查詳細設計

2.1 初步調查

釬探僅能達2.7 m 深，后采用巖心鉆（130 mm孔徑）取芯查探，根據芯樣情況判定缺陷深度。

經巖芯鉆機取芯探查（孔徑76 mm）。2.7～4.3 m，巖芯長度1.1 m 為沉淀夾渣。4.3～5.1 m 位置巖芯為混凝土，長度0.6 m。

2.2 復勘及復查

為了解查探夾渣范圍及盡可能地清除夾渣：

1）在原孔位采用大口徑130 鉆孔。

2）在該位置四周鉆孔，查勘其影響范圍。

現場實際鉆孔勘查共鉆孔6個。

此次鉆孔全部為130 mm 孔徑。1號孔，在1號槽孔邊端，確認該夾渣情況為2號槽孔發生，1號槽孔并無問題；2號孔，在原探孔上進行擴孔，以盡可能多地掏出夾渣；3 和4號孔，2號槽孔預埋管小樁號側，距2號探孔0.4 m，以查探夾渣范圍有無往2號槽孔橫向及縱向范圍擴散；5 和6號孔，在原探孔的上下游方向，以探明夾渣在上下游的影響范圍。

取芯情況說明：

1）1號孔位于1號槽孔與2號槽孔交接處，實際位于1號槽孔，鉆孔深度為1.6～3.1 m，因取芯非常完整，故只鉆取了3.1 m，并證明1號槽孔在此處無夾渣情況發生，確認夾渣問題只發生在2號槽孔。

2）2號孔是在發生夾渣處的正位置對原鉆孔進行擴孔，因原鉆孔影響，實際鉆孔下部略有偏差，但底部合格混凝土位置與原在此位置探孔位置基本一致，因此，可證明夾渣底部位置在4.3 m左右，其中1.6～3.3 m 因原鉆孔影響，未取出巖芯，3.3～4.3 m 為夾渣，與原探孔情況一致。

3）3和4號孔位于2號槽孔邊端預埋管小樁號側，以探明夾渣向2號槽孔小樁號端擴散范圍，這兩個孔取芯非常完整，其中4號孔與預埋管相交，切割取出預埋管鐵片，可證明夾渣范圍未到此處。

4）5號和6號孔分別位于夾渣處上下游側，以探明其上下游方向的擴散范圍，因開孔位置處于陡坡，上部（1.6～2.5 m）0.9 m 段巖芯被擠壓的較碎，未取出巖芯，從2.5 m 開始取出巖芯。其中5號孔取芯基本完好，因其正好處于1號槽孔與2號槽孔的接縫位置，因此巖芯呈縱向兩半狀。6號孔上部和1號槽孔與2號槽孔的接縫相交，下部偏離，因此上部取芯呈兩半狀,下部較完整。

3 原因分析

在問題描述中2號槽孔澆筑速度為4 m/h，查詢規范SL174-2014《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》19 頁第8.8.8條第2條：混凝土面上升速度不應小于2 m/h，實際澆筑速度為4 m/h，符合規范要求，故初步判定該處不合格混凝土形成原因為槽孔混凝土澆筑時，頂部硬蓋被鋼筋籠卡住，混凝土突破硬蓋時，接偏向1號槽孔接頭部位突破滯后，硬蓋上方的部分浮渣被推至突破滯后的方向，其比重小于混凝土，其被推至最邊緣處，即1號槽孔的弧窩處。由于此時的混凝土大部分為從2號槽孔中部方向過來，混凝土對推至1號槽孔弧窩處的浮渣并無較強的浮升之力，因此在1號槽孔弧窩處形成一段浮渣柱。

一般情況下，該浮渣柱下小上大，因為隨著澆筑的進行，混凝土導管內外壓力差越來越小，澆筑時下料難度越來越大，因此要求導管埋深也會相應減少以減少混凝土下料阻力（在SL174-2014《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》第18 頁第8.1.8條，第1條：當混凝土頂面接近孔口或設計墻頂高程時，為便于混凝土流動，導管埋深可適當減小，但不宜小于1.0 m）。在導管埋深減小的情況下，混凝土對最邊端部位的頂浮力會相應減小。因此，槽孔邊端的浮渣一般均是越往上越大。

混凝土硬蓋卡在鋼筋籠下原因分析：防滲墻在澆筑時，混凝土頂部混凝土處于相對靜止狀態，一般會逐漸變硬，隨著時間的推移，頂部硬蓋會越來越硬，如果槽孔內下設有鋼筋籠，有時會頂起鋼筋籠（在SL174-2014《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》第78 頁第12.0.4條：在防滲墻和地下連續墻施工中，在混凝土澆筑過程中，鋼筋籠上浮事故時有發生）。通常情況下，澆筑過程中，鋼筋籠會不斷破壞這層硬蓋，使其強度難以持續升高，但當槽孔內無鋼筋籠時，這層硬蓋一般會推至防滲墻頂部。而該設計中，下部未下設有鋼筋籠，只在防滲墻頂部下設預埋鋼筋籠，混凝土頂部不斷上升的硬蓋推至鋼筋籠下部時，從而較易頂起鋼筋籠或卡在鋼筋籠底部。

4 復查情況分析

復勘取芯情況分析：從1-6號孔取芯情況可以看出，夾渣位置順軸線及上下游側均無擴散跡象，其范圍僅限于從外面觀看到的范圍，下部并無鼓肚發生。夾渣情況完全與前期判斷分析一致，夾渣在縱向方向只有一段夾渣柱，且只在1號槽孔的弧窩處發生，其發生實際原因為：混凝土澆筑時頂部硬蓋卡在鋼筋籠下，混凝土在突破此位置時突破點偏槽孔中間方向，因混凝土比重大于浮渣，浮渣被推至槽孔最邊端，由于混凝土從側向過來，對邊端浮渣頂浮力不夠，在1號槽孔弧窩處形成一段夾渣柱。

5 處理方案

因1，3，4號孔并未處于夾渣范圍內，對此3 孔作封孔處理。

2號孔因處于夾渣位置，對該孔進行沖洗并灌漿處理，5 和6號孔因處于接縫位置，也采用2號孔的處理方式，可對原1號槽孔與2號槽孔連接接縫進行補強，可提升原防滲墻的防滲效果。

上部人工開挖部分采取高一標號混凝土澆筑至設計墻頂高程。

具體施工程序如下：

1）對1，3，4號鉆孔依次沖洗干凈后，采用0.5∶1 濃漿置換封孔，并純壓30 min 結束。

2）2，5，6號鉆孔分別卡塞（先5，6號孔后中間2號孔），孔內封閉，采用脈沖式壓水沖洗，沖洗壓力采用0.8 MPa，為灌漿壓力的80%。盡量清洗出孔縫淤積，直至回水返清。待回水返清10 min 后用0.5∶1.0純水泥漿液進行灌注，灌漿壓力1.0 MPa，如果不起壓，漿液會在接縫或旁邊鉆孔冒出，可將旁邊鉆孔下塞堵上繼續灌漿。由于冒漿無法灌注時，當全部冒出濃漿后，待凝，8 h 后掃孔復灌。結束標準：在1.0 MPa 壓力下，注入率不大于1 L/min后，保持回漿壓力不變，繼續灌注30 min，灌漿即可結束。

3）待坑內4個鉆孔處理全部結束，放置滿24 h后，對上面混凝土進行適當鑿除及修整，此修整作用是改善上下混凝土的連接受力，并加大上下游方向的滲水通道距離，提升防滲效果。

4）上部混凝土修整完畢后，將上部的稀漿及水、浮渣清理干凈，表面人工進行鑿毛處理，然后沖洗干凈，表面涂抹2 mm 的混凝土界面劑，采用高一級標號混凝土澆筑至設計墻頂高程，頂部按設計要求預留鍵槽。注意開澆時，先填滿坑內4個鉆孔上部的空余部分。

5）上部兩個鉆孔（3、4號鉆孔）待凝3 d 后，將上部空余部分用高一標號砂漿填滿，抹平。

6 質量檢查

1）夾渣位置混凝土澆筑時應取抗壓抗滲抗凍試件，檢測結果應滿足設計要求。

2）該部位應鉆檢查孔做注水試驗。如果檢查結果不滿足設計要求，應采取措施補救。

7 冬季施工措施

1）灌漿用水泥漿液用熱水攪拌，保證灌注時漿液溫度不低于5 ℃。

2）混凝土采用原防滲墻高一標號混凝土澆筑，入倉前測試混凝土溫度，不合格混凝土不得入倉，并按要求制作試件。

3）混凝土澆筑完畢后，立即進行保溫處理，首先在混凝土表面履蓋草墊或棉被，上部搭設暖棚，棚內生火加熱，在養護期間，保持混凝土覆蓋物處于溫潤狀態，并在棚內安放溫度計，定時監測棚內溫度。

4）混凝土養護時間不少于14 d 之后上部可按要求進行履蓋。