ECR檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

□文/于海申 陳學(xué)光 柯子平

ECR檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

□文/于海申 陳學(xué)光 柯子平

通過(guò)對(duì)天津?yàn)I海新區(qū)某工程的地下連續(xù)墻進(jìn)行ECR檢測(cè)，介紹了ECR檢測(cè)原理、檢測(cè)過(guò)程，從而準(zhǔn)確、快速、有效地處理了地下連續(xù)墻滲漏事故。

深基坑；復(fù)雜地質(zhì)；地下連續(xù)墻；滲漏；ECR檢測(cè)技術(shù)；缺陷

1　工程概況

1.1主體結(jié)構(gòu)及基坑支護(hù)設(shè)計(jì)概況

天津?yàn)I海新區(qū)某項(xiàng)目整個(gè)用地為L(zhǎng)形。工程總建筑面積39萬(wàn)m2，地下室4層，基坑總面積24 679m2，設(shè)計(jì)圖紙分為兩期施工。其中A期裙樓基坑面積為10 734m2，開(kāi)挖深度約23m。

基坑支護(hù)體系采用地下連續(xù)墻圍護(hù)+4道混凝土內(nèi)支撐，基坑周邊采用兩墻合一地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)擋墻，厚度為1 000mm，墻頂標(biāo)高為-3.0m，墻深41.05m，分為84個(gè)槽段。地下連續(xù)墻底端大多進(jìn)入102粉質(zhì)粘土層中，局部進(jìn)入11粉砂層中。A區(qū)工程每個(gè)槽段約6.0m，總長(zhǎng)為466m。混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40S12。

工程主體永久結(jié)構(gòu)兼做支撐結(jié)構(gòu)，土方開(kāi)挖采用明挖方式，每開(kāi)挖一步土方，做一道支撐體系，以保證基坑及地下連續(xù)墻安全。

1.2四周環(huán)境

基坑南側(cè)與濱海新區(qū)第一大街相鄰，距基坑約40m處為市民廣場(chǎng)；基坑西側(cè)與新城西路相鄰，距基坑約43m左右為別墅群；基坑北側(cè)與廣達(dá)路相鄰，距基坑約40m處為MSD辦公樓和中央花園地下停車(chē)場(chǎng)；基坑?xùn)|側(cè)與廣場(chǎng)西路相鄰，距基坑約50m處為濱海新區(qū)法院和檢察院?；铀闹艿缆废掠杏晁艿?、排污管道、給水管線和燃?xì)夤芫€等，無(wú)其他重要管線，最近的管線距基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)外墻6～9m?；游鱾?cè)及南側(cè)設(shè)地下車(chē)行系統(tǒng)，為整體箱式結(jié)構(gòu)，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(xù)墻的漏水且堵漏不及時(shí)，造成市區(qū)主干道坍塌、市政干管斷裂或造成地下車(chē)行系統(tǒng)癱瘓等，都將給工程帶來(lái)無(wú)法估量的損失并且對(duì)企業(yè)造成嚴(yán)重的社會(huì)負(fù)面影響。實(shí)施快速有效地下連續(xù)墻滲漏檢測(cè)，及時(shí)將漏點(diǎn)封堵，是確?；雍椭苓叚h(huán)境安全的關(guān)鍵。本結(jié)構(gòu)周?chē)叵鹿芫€密集，對(duì)地下連續(xù)墻變形十分敏感，因此地下連續(xù)墻漏水控制就變得十分重要。

2　地質(zhì)條件

工程自然地坪（大沽高程4.1m）土層剖面見(jiàn)圖1。

圖1　土層剖面

3　深基坑風(fēng)險(xiǎn)分析

根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、周邊環(huán)境、地質(zhì)情況及地下連續(xù)墻現(xiàn)狀，經(jīng)專(zhuān)家論證，認(rèn)為地下連續(xù)墻承壓含水層滲漏是本工程基坑施工重大風(fēng)險(xiǎn)源。

對(duì)于地下連續(xù)墻滲漏缺陷檢測(cè)，常見(jiàn)的檢測(cè)方法有自然電場(chǎng)法、溫度示蹤法、電阻率法、超深三維成像技術(shù)、高密度電法、示蹤劑法及群井抽水試驗(yàn)法等。

但實(shí)踐中上述方法存在檢測(cè)精度不高、結(jié)果與實(shí)際往往存在較大偏差、時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，因此采用一種快速、精度較高的檢測(cè)方法對(duì)本工程地下連續(xù)墻滲漏情況進(jìn)行精確檢測(cè)，迫在眉睫。

經(jīng)對(duì)業(yè)界進(jìn)行調(diào)查，了解到ECR滲漏檢測(cè)技術(shù)能夠較為精準(zhǔn)的檢測(cè)地下連續(xù)墻缺陷的具體部位并能夠判定地下連續(xù)墻滲漏的嚴(yán)重程度。

為此，引入ECR滲漏檢測(cè)技術(shù)來(lái)降低深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)。

4　ECR地下連續(xù)墻檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備介紹

1）檢測(cè)目的。用圍護(hù)結(jié)構(gòu)電流場(chǎng)與滲流場(chǎng)聯(lián)合滲漏探測(cè)分析儀及探測(cè)方法技術(shù)（ECR）檢測(cè)部分地下連續(xù)墻的防水效果，滲漏點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果分為三類(lèi)，輕微滲漏、一般滲漏、嚴(yán)重滲漏。

2）檢測(cè)原理。通過(guò)對(duì)地下工程發(fā)生滲漏時(shí)水中微弱離子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行高靈敏度量測(cè)，從而探測(cè)復(fù)雜地下結(jié)構(gòu)的滲漏情況。在滲漏情況下，即便是輕微的滲漏，也會(huì)由于水離子的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生整個(gè)地層電場(chǎng)的變化，對(duì)于此變化，通過(guò)開(kāi)發(fā)的多通道多傳感器高精度量測(cè)系統(tǒng)，可以把握電場(chǎng)異常的位置，從而探得滲漏點(diǎn)，見(jiàn)圖2。

圖2　ECR檢測(cè)原理

對(duì)于更加微弱的滲漏，可以進(jìn)行人工主動(dòng)追蹤，從而獲得更加精確的滲漏點(diǎn)探測(cè)結(jié)果。人工主動(dòng)追蹤法通過(guò)在外圍多點(diǎn)多深度施加追蹤電勢(shì)，與內(nèi)側(cè)的對(duì)應(yīng)電極合作測(cè)量，在潛在的滲漏點(diǎn)或弱化面存在情況下，放大該異常值，與無(wú)滲漏相比，就能高靈敏度地迅速取得探測(cè)結(jié)果。

3）技術(shù)特點(diǎn)。不損壞建筑物，運(yùn)用特殊傳感器達(dá)到高精度測(cè)量，測(cè)量地下離子運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用電化技術(shù)和電流追蹤技術(shù)測(cè)量離子運(yùn)動(dòng)，適用于任何材質(zhì)的地表測(cè)試（土，混凝土等），可用于水面或水下。

4）檢測(cè)設(shè)備見(jiàn)圖3。

圖3　ECR檢測(cè)設(shè)備

5　施工現(xiàn)場(chǎng)ECR地下連續(xù)墻檢測(cè)

5.1檢測(cè)工作量

1）檢測(cè)工作區(qū)域劃分。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，檢測(cè)工作分段進(jìn)行，一般每一檢測(cè)段長(zhǎng)度為80～100延米。本次檢測(cè)為對(duì)工程A區(qū)裙樓基坑的檢測(cè)，共分為7個(gè)檢測(cè)段，分別為1～7。每個(gè)檢測(cè)區(qū)域均有自己獨(dú)立的坑內(nèi)降水井和坑外觀測(cè)井，以保證檢測(cè)數(shù)據(jù)精確。

2）傳感器布設(shè)。在基坑內(nèi)部距離止水帷幕3m以?xún)?nèi)布設(shè)，共3排，每排間距為1m；每幅地下連續(xù)墻布設(shè)3～4列，每列間距≯3m，見(jiàn)圖4。

圖4　檢測(cè)段布置及傳感器布設(shè)

5.2檢測(cè)步驟

1）根據(jù)探測(cè)方案確定所需設(shè)備數(shù)量，填寫(xiě)設(shè)備單。

2）根據(jù)探測(cè)方案擺放設(shè)備，連接所有設(shè)備。

3）準(zhǔn)備相機(jī)，拍攝現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)情況包括探測(cè)段起始點(diǎn)、正極、負(fù)極、參考電極、控制電極放置情況。

4）每個(gè)探測(cè)段的起始和終止位置在現(xiàn)場(chǎng)用噴漆標(biāo)志并在探測(cè)圖紙中精確標(biāo)識(shí)，確保探測(cè)成果的精確度。

5）記錄探測(cè)開(kāi)始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、天氣、場(chǎng)地概況等。

6）擺放電極。電極需要緊密接觸場(chǎng)地土，若土較干燥加水保持濕潤(rùn)狀態(tài)。

7）正極線、負(fù)極線、參考電極線以及控制電極連線等使用萬(wàn)能表檢測(cè)，防止電線斷開(kāi)影響探測(cè)質(zhì)量。

8）探測(cè)完畢后應(yīng)對(duì)探測(cè)孔進(jìn)行保護(hù)防止堵塞，以便滲漏修補(bǔ)后復(fù)測(cè)使用。

5.3檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)情況

1）檢測(cè)時(shí)間為基坑第二步土方開(kāi)挖及第二道支撐施工完畢時(shí)進(jìn)行，對(duì)觀測(cè)井內(nèi)的電極進(jìn)行初始電場(chǎng)記錄并對(duì)其進(jìn)行逐級(jí)加壓，形成記錄。

2）根據(jù)在不同標(biāo)高位置、不同電勢(shì)差的情況，顯現(xiàn)出的分區(qū)段檢測(cè)滲漏曲線見(jiàn)圖5。

圖5　分區(qū)段檢測(cè)滲漏曲線

5.4檢測(cè)結(jié)果

本次檢測(cè)分為7個(gè)檢測(cè)段，共布設(shè)傳感器數(shù)量為494個(gè)，共采集數(shù)據(jù)31122組。經(jīng)過(guò)分析后得出一般滲漏點(diǎn)18個(gè)、嚴(yán)重滲漏點(diǎn)1個(gè)，見(jiàn)圖6。

圖6　ECR地下連續(xù)墻滲漏檢測(cè)平面

6　針對(duì)滲漏點(diǎn)的地下連續(xù)墻滲漏預(yù)控加固措施

根據(jù)ECR檢測(cè)處的A區(qū)地下連續(xù)墻的18個(gè)滲漏點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行加固措施，為土方開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)生基坑滲漏情況做好預(yù)控措施，考慮到滲漏點(diǎn)均為地下連續(xù)墻接縫處，故在每個(gè)地下連續(xù)墻接縫處預(yù)留3個(gè)袖閥管，袖閥管中心距施工完的永久地下連續(xù)墻邊線200mm，鉆孔垂直度誤差＜0.5%，標(biāo)高為-3～-32m，在鉆至設(shè)計(jì)深度后從鉆內(nèi)灌入封閉泥漿。在充滿(mǎn)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(shè)置一組射漿孔，在封閉泥漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，在單向花管內(nèi)插入雙向密封注漿芯管（6分管，即直徑為20mm）進(jìn)行分層注漿。

7　地下連續(xù)墻突發(fā)滲漏及相應(yīng)針對(duì)性加固措施

工程土方開(kāi)挖至坑底時(shí)（-23.45m），地下連續(xù)墻出現(xiàn)8次大的滲漏，經(jīng)復(fù)核，滲漏點(diǎn)位置與ECR檢測(cè)結(jié)果完全吻合，見(jiàn)圖7。

圖7　A區(qū)地下連續(xù)墻滲漏平面位置

因?yàn)榍捌陧?xiàng)目部根據(jù)ECR檢測(cè)結(jié)果已經(jīng)在地下連續(xù)墻滲漏處預(yù)埋3根袖閥管，故在發(fā)生地下連續(xù)墻滲漏時(shí)，第一時(shí)間啟動(dòng)雙液注漿，水泥漿∶水玻璃=1∶1，在坑內(nèi)進(jìn)行封堵（“水不漏”填塞、砂袋封堵、導(dǎo)管引流、混凝土反壓），快速有效地封堵了地下連續(xù)墻滲漏，未對(duì)基坑及周邊環(huán)境造成不良影響。

8　結(jié)語(yǔ)

由于地下工程的復(fù)雜多變和不可遇見(jiàn)性，按目前的科學(xué)手段和施工技術(shù)水平，在地下水位較高的深基坑工程中，其止水支護(hù)結(jié)構(gòu)的滲漏還很難完全避免。基坑一旦發(fā)生嚴(yán)重滲漏，若無(wú)及時(shí)可靠的堵漏措施，滲漏將會(huì)給工程帶來(lái)重大損失，尤其是在流砂層發(fā)生嚴(yán)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(gòu)筑物）傾斜倒塌等嚴(yán)重后果。

采用ECR檢測(cè)技術(shù)，預(yù)先精準(zhǔn)的定位地下連續(xù)墻滲漏位置并采取地下連續(xù)墻滲漏預(yù)控措施，從而在后期A區(qū)基坑土方開(kāi)挖地下連續(xù)墻滲漏時(shí)能精確、快速、有效地封堵地下連續(xù)墻滲漏點(diǎn)，滲漏水流能夠及時(shí)堵上并對(duì)土體進(jìn)行加固，堵漏及土體加固效果良好，ECR檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，基坑及周邊環(huán)境安全得到了保證，同時(shí)大大減少了地下連續(xù)墻滲漏加固的費(fèi)用。

[1]劉盛東，王勃，周冠群，等.基于地下水滲流中地電場(chǎng)響應(yīng)的礦井水害預(yù)警試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28（2）：267-272.

[2]張正，王濤，鄭江，等.某隧道工作井深基坑滲漏及堵漏處理技術(shù)[A].第六屆全國(guó)基坑工程研討會(huì)論文集[C].2010.

[3]曹樹(shù)良，方恩權(quán).某富水區(qū)段礦山法隧道滲漏治理技術(shù)[J].山西建筑，2011，37（5）：28-32.

[4]劉靜，劉盛東，曹煜，等.地下水滲流與地電場(chǎng)參數(shù)響應(yīng)的定量研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013，32（5）：986-993.

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

□陳學(xué)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(shù)管理工作。