復(fù)雜軟土地基地下連續(xù)墻滲漏檢測技術(shù)

□文/曾波 呂長巖

復(fù)雜軟土地基地下連續(xù)墻滲漏檢測技術(shù)

□文/曾波 呂長巖

隨著地下空間的加大利用，地下連續(xù)墻作為一種綜合性能良好的基坑圍護結(jié)構(gòu)被廣泛采用，但由于水下混凝土澆筑的不確定性以及在地下連續(xù)墻施工過程中由于操作不當(dāng)引起的地下連續(xù)墻接縫夾泥等原因?qū)е碌叵逻B續(xù)墻滲漏問題時有發(fā)生，因此如何在土方開挖前對已施工完成的地下連續(xù)墻進行滲漏檢測成為關(guān)鍵。

地下連續(xù)墻；滲漏；檢測

1　工程概況

天匯中心項目位于天津市和平區(qū)，包括2棟辦公樓、2棟公寓及商業(yè)裙房和4層地下室，是一座集辦公樓、商業(yè)和公寓于一體的綜合性建筑。工程總建筑面積為368 967 m2，基坑代表深度19.85 m，局部深度達到24.90 m，開挖難度大，屬超深一級基坑。圍護墻結(jié)構(gòu)體系采用1 000 mm厚兩墻合一地下連續(xù)墻，共計114幅647 m，混凝土設(shè)計強度等級均為C40，抗?jié)B等級P10，地下連續(xù)墻相鄰槽段之間采用圓形鎖口管接頭。

2　施工工藝原理

地下連續(xù)墻施工完畢后，需在基坑挖開前對其進行抗?jié)B檢測，檢驗地下連續(xù)墻的止水效果。地下連續(xù)墻滲漏檢測是利用止水帷幕內(nèi)外水頭差的滲透力，使?jié)B漏點處發(fā)生滲流，導(dǎo)致坑外水位下降。因此假設(shè)地下連續(xù)墻施工質(zhì)量達標(biāo)，基坑內(nèi)降水將不會造成坑外地下水位的大幅下降，反之，若地下連續(xù)墻發(fā)生滲漏，則該處坑外的地下水位必然發(fā)生比較大的變幅，同時因地下連續(xù)墻局部滲漏導(dǎo)致此處滲漏部位上部土體含水率較大，可知此處位置地下連續(xù)墻發(fā)生滲漏，利用上述原理可以通過降水加觀測及土體現(xiàn)場觀察的綜合方法對地下連續(xù)墻的施工缺陷處進行初步判斷。

需要注意的是，這種檢測方法僅能對地下連續(xù)墻已存在的較大缺陷進行初步判斷，對于隨基坑開挖和坑內(nèi)外水頭壓力差變大而逐步發(fā)展形成的地下連續(xù)墻滲漏則不能短時間內(nèi)測出，但隨著基坑開挖及降水運行過程的進行，這種滲漏也是能在坑外地下水位的變化上反映出來的。

3　檢測目的及方法

3.1檢測目的

滲漏檢測的目的是通過測量基坑外地下水位在基坑降水和基坑開挖過程中的變化情況，了解基坑圍護結(jié)構(gòu)的止水效果，及時發(fā)現(xiàn)和防止圍護結(jié)構(gòu)滲漏、基坑外水土向坑內(nèi)流失，是判斷基坑周邊環(huán)境安全性的主要依據(jù)之一。

3.2適用條件

適用于深基坑施工過程中采用地下連續(xù)墻、SMW工法樁、排樁等剛性圍護結(jié)構(gòu)。

3.3檢測方法

待地下連續(xù)墻施工完畢，在原有觀測井設(shè)計的基礎(chǔ)上增加9口潛水觀測井，增加22口承壓水觀測井，布置增加的觀測井時著重布置在地下連續(xù)墻拐角處及施工過程中質(zhì)量有缺陷的位置，同時因天津地區(qū)地質(zhì)原因，存在著水平滲透性較好但垂向滲透性較差的特性，因此井損大，導(dǎo)致可能井內(nèi)的水位下降很快，但實際地下水位并沒有大幅度的下降，若檢測時間短，以井內(nèi)水位認為是坑內(nèi)水位，容易引起誤判，則不能準(zhǔn)確的判斷地下連續(xù)墻是否發(fā)生滲漏，給后期的開挖造成極大的困難?？紤]此問題，選用坑內(nèi)降水井作為坑內(nèi)水位觀測井，觀測實際地下水位，進行對比分析繪制水位降深與時間的曲線圖，同時以基坑內(nèi)靠近地下連續(xù)墻的疏干井作為水量觀測疏干井，記錄井的抽水量并繪制坑內(nèi)抽水量與時間的曲線圖，綜合判斷地下水位，利用上述原理觀測地下連續(xù)墻是否有滲漏情況的發(fā)生。

新增加承壓水觀測井和潛水觀測井具體施工方法與原有觀測井施工一致，通過安排專職人員進行水位和水量監(jiān)測并做好數(shù)據(jù)分析工作，從而有效的對地下連續(xù)墻滲漏進行檢測，提前發(fā)現(xiàn)滲漏點進行修補，確?；娱_挖過程中的安全與穩(wěn)定。

根據(jù)場地內(nèi)降水水位，重點監(jiān)測分為4個步驟。

1）在正式挖土之前開啟全部疏干降水井運行7 d，將地下水位降至-6.0 m，密切關(guān)注坑內(nèi)外觀測井水位變化及水量變化，通過對坑外觀測井水位及水量信息的分析整理，繪制水位降深與時間的曲線圖、坑內(nèi)抽水量與時間的曲線圖，觀察兩個曲線圖綜合判定某處地下連續(xù)墻是否存在明顯缺陷，如發(fā)現(xiàn)某處觀測井曲線變化異常，則重點監(jiān)測此部位并查看相關(guān)的地下連續(xù)墻施工記錄，如果發(fā)現(xiàn)此處地下連續(xù)墻施工異常，存在缺陷，則視為此處發(fā)生滲漏，應(yīng)做好補救措施，再進行第一步土方開挖。

2）在進行第二大步土方開挖前，將井內(nèi)水位降至-12.0 m，同時利用坑內(nèi)外觀測井密切進行水位觀測及水量觀測，做好記錄，重復(fù)步驟1進行檢測，如發(fā)現(xiàn)滲漏及時做好相應(yīng)的處理措施后再進行土方開挖。

3）在進行第三大步土方開挖前，將井內(nèi)水位降至-18.0 m，重復(fù)上述步驟，如發(fā)現(xiàn)滲漏及時處理。

4）在進行第四大步土方開挖前，將井內(nèi)水位降至-22.0 m，重復(fù)上述步驟，如發(fā)現(xiàn)滲漏及時處理。

4　坑外觀測井井位布置

4.1布置原則

觀測井位置盡可能布置在地下連續(xù)墻拐角及質(zhì)量有缺陷的地方并靠近接縫處，同時選擇離地下連續(xù)墻較近的疏干井作為基坑內(nèi)水量觀測疏干井，進行水量統(tǒng)計觀測，選用基坑中部的疏干井作為基坑內(nèi)水位觀測井，進行基坑內(nèi)部水位觀測。本工程主要采用坑外觀測井作為水位觀測井，在原有坑外觀測井基礎(chǔ)上增加9口潛水觀測井、22口承壓水觀測井，加上原設(shè)計的觀測井共計67口，見圖1。

4.2坑外觀測井點位埋設(shè)

新增承壓水觀測井、潛水觀測井具體做法按照原有觀測井施工，見表1和圖2。

表1　新增觀測井

圖2　觀測井剖面

4.3觀測內(nèi)容

4.3.1水位監(jiān)測

水準(zhǔn)聯(lián)測各管口高程后，直接用鋼尺水位儀測試管內(nèi)水位深度。慢慢將探頭放入水面，剛接觸水面時在鋼尺上讀數(shù)一次，然后慢慢將探頭拉出水面，當(dāng)探頭剛離開水面時在鋼尺上再讀數(shù)一次，取兩次平均值即為水面之深度。特別需要注意的是初始值的測定在開工前2～3 d，在晴天連續(xù)測試水位取其平均值為水位初始值；遇雨天，在雨天后1～2 d測定初始值，以減小外界因素的影響。

水位監(jiān)測計算公式

式中：h水為水位高程；h孔口為孔口高程；h探為地下水位深（管口與管內(nèi)水面的高度差）；dh水i為本次水位變化；Dh水i為累計水位變化。

以在穩(wěn)定期間內(nèi)一天內(nèi)水位下降不得超過200 mm，一周內(nèi)累計水位下降不得超過1 m作為監(jiān)測依據(jù)，如果某處水位下降超過上述規(guī)定視為該處有滲漏發(fā)生，及時上報并做好相應(yīng)處理措施。

4.3.2水量監(jiān)測

在進行基坑內(nèi)外觀測井水位觀測的同時，通過坑內(nèi)水量觀測疏干井進行水量監(jiān)測。在每一個基坑內(nèi)水量觀測疏干井的抽水口處安裝一水表，記錄此口井的抽水量，算出此井的水位應(yīng)下降尺寸，同時對比水位監(jiān)測，如果出現(xiàn)抽水量很大，但不見井內(nèi)水位下降或隔幾日后水位上升，則說明地下連續(xù)墻有滲漏發(fā)生，配合水位監(jiān)測進行地下連續(xù)墻滲漏處的判斷并及時做好相應(yīng)處理措施。

4.4觀測要求

以土方開挖進度作為節(jié)點，在開挖過程中分6、12、18、22 m進行重點觀測，及時發(fā)現(xiàn)滲漏，做好處理措施，避免事故發(fā)生。

5　檢測數(shù)據(jù)分析及處理

5.1檢測數(shù)據(jù)分析

例如在基坑開挖過程中，持續(xù)進行水位觀測，突然GY20號井水位出現(xiàn)大范圍變動，直接從-6 m水位跌至-12 m，表示此處接頭縫位置發(fā)生滲漏，而此處地下連續(xù)墻施工時有缺陷，則確定此處有問題，立即進行高壓旋噴樁封堵處理。

5.2滲漏處理

1）若滲水量較小、不影響施工也不影響周邊環(huán)境的情況，可采用坑底設(shè)溝排水的方法。對滲水量較大，但沒有泥砂帶出，造成施工困難，而對周圍影響不大的情況，可采用引流-修補法。即在滲漏較嚴(yán)重的部位先在圍護墻上水平（略向上）打入一根鋼管，內(nèi)徑20～30 mm，使其穿透支護墻體進入墻背土體內(nèi)，由此將水從該管引出，而后將管邊圍護墻的薄弱處用防水混凝土或砂漿修補封堵，待修補封堵的混凝土或砂漿達到一定強度后，再將鋼管出水口封住。如封住管口后出現(xiàn)第二處滲漏時，按上面方法再進行引流-修補。

2）如漏水位置埋深較大，則可在墻后采用壓密注雙液漿方法，漿液中應(yīng)摻入水玻璃，即水泥和水玻璃的混合液，配比一定要先進行試配，得到最佳凝固速率，使其剛好在接縫處進行凝固，從而達到止水的效果，壓力0.5～0.8 MPa，對地下連續(xù)墻基本沒有影響。

如在基坑較深部位土方開挖過程中發(fā)現(xiàn)局部土體較其他附近部位濕潤，經(jīng)過墻后壓密注漿處理后，效果不明顯，仍然存在土中含水過大，此部位可能存在較大滲漏點，為避免后續(xù)開挖過程中上部土體自重小于承壓水壓力，導(dǎo)致承壓水噴出，需在基坑內(nèi)緊貼地下連續(xù)墻打3排φ800 mm@400 mm高壓旋噴樁以減小承壓水壓力，高壓旋噴樁長度需擋住第一承壓水層，長度為7 m，標(biāo)高在-11.65～-32.0 m范圍內(nèi)，每排打幾根高壓旋噴樁依據(jù)滲漏寬度決定，每排寬度需大于漏水寬度范圍兩邊各1 m。應(yīng)注意，其施工對支護墻會產(chǎn)生一定壓力，有時會引起支護墻向坑內(nèi)較大的側(cè)向位移，必要時應(yīng)在坑內(nèi)局部回土后進行，待注漿達到止水效果后再重新開挖。

6　結(jié)語

地下連續(xù)墻施工完成后，利用坑內(nèi)降水井降水的同時檢測了地下連續(xù)墻的滲漏問題，在做檢測點、檢測、取值、分析方面都非常便利，數(shù)據(jù)結(jié)果也可靠可信，避免了大的設(shè)備成本和人力成本，減少了施工時間，保證了工程進度。此方法有效解決了深基坑地下連續(xù)墻抗?jié)B性能檢測的問題且施工簡便，數(shù)據(jù)分析簡單可靠。同時在整個施工過程中，對施工工具和施工人員的專業(yè)素質(zhì)要求并不太高，節(jié)約了人力和機具成本。

［1］GB50108—2008，地下工程防水技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］劉剛.深基坑工程地下連續(xù)墻滲漏原因及預(yù)防［J］.陜西煤炭，2007，（6）：50-51.

［3］徐寧.某排樁支護基坑滲漏水的事故處理及原因分析［J］.廣州建筑，2007，35（3）：33-36.

□呂長巖/中建五局第三建設(shè)有限公司。

TU476+.3

1008-3197（2016）02-17-03

2016-02-04

曾波/男，1982年出生，工程師，中建五局第三建設(shè)有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.02.005