一種成槽尺寸測(cè)量方法在地下連續(xù)墻施工中的應(yīng)用

劉自強(qiáng)，張凱

（中建二局第一建筑工程有限公司，廣東深圳 518000）

1 應(yīng)用概況

本工程類型為城市更新單元工程，施工場(chǎng)地南北長(zhǎng)約95 m，東西寬約30 m，面積約2 800 m2，場(chǎng)地周邊既有設(shè)施包括：1 棟高度約300 m 的超高層建筑，距離施工場(chǎng)地約100 m；1 座深度約20 m 的地下地鐵站，距離施工場(chǎng)地約8 m；1 個(gè)開(kāi)挖深20 m，南北長(zhǎng)180 m，東西寬50 m 的深基坑，距離施工場(chǎng)地約30 m。場(chǎng)地周邊情況復(fù)雜，施工場(chǎng)地狹小，工程施工難度大?；又ёo(hù)形式全部采用800 mm 地下連續(xù)墻+3 道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，止水帷幕采用地下連續(xù)墻，對(duì)連續(xù)墻接頭的位置采用2 根雙管旋噴樁止水，連續(xù)墻內(nèi)側(cè)設(shè)置攪拌樁。

地下連續(xù)墻成槽施工屬于水下暗挖施工，而且屬于大型機(jī)械作業(yè)，施工過(guò)程中難以觀察成槽的施工質(zhì)量，并且難以控制成槽的施工精度，容易造成地下連續(xù)墻槽段底部的尺寸比上部尺寸小，無(wú)法滿足鋼筋籠下槽要求，進(jìn)而使鋼筋籠下槽碰撞槽壁導(dǎo)致槽壁塌孔或者卡籠造成鋼筋籠散架，不但難以保證地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量，而且存在重大安全風(fēng)險(xiǎn)。如若地下連續(xù)墻槽段不能滿足成槽質(zhì)量，會(huì)產(chǎn)生以下后果：

1）鋼筋籠下籠過(guò)程中，如若成槽質(zhì)量不符合要求，會(huì)造成鋼筋籠卡籠或鋼筋籠散架，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量，拖延工期，造成后期基坑開(kāi)挖漏水等后果，且浪費(fèi)原材，進(jìn)而增加施工成本。而且會(huì)產(chǎn)生重大安全風(fēng)險(xiǎn)。

2）鋼筋籠下籠過(guò)程中，如若成槽質(zhì)量不符合要求，卡籠后可能會(huì)造成槽壁塌孔，增加混凝土澆筑量，基坑開(kāi)挖后需磨除多余混凝土，進(jìn)而增加施工成本。

3）地下連續(xù)墻開(kāi)挖面露筋、夾泥、夾砂、槽段接縫滲水，這是地下連續(xù)墻施工的通病。

4）在復(fù)雜地質(zhì)條件下施工，槽段坍塌，砫 充盈系數(shù)大，地下連續(xù)墻侵限，給復(fù)合內(nèi)襯結(jié)構(gòu)施工帶來(lái)不利。在復(fù)雜水文地質(zhì)條件下，地墻墻縫開(kāi)叉，造成基坑底板隆起，危及基坑安全，基坑外側(cè)遇承壓水涌入坑內(nèi)，造成坑外周邊地表下沉及坍塌，危及周?chē)鷺?gòu)筑物。

5）槽壁垂直度不符合要求，侵入復(fù)合內(nèi)襯限界。

2 施工方法

根據(jù)此施工需求，發(fā)明一種測(cè)量裝置，由收線器、鉛錘與充氣球主體組成，所述收線器上纏繞有細(xì)繩，鉛錘的頂部固定安裝有吊環(huán)，細(xì)繩的一端穿過(guò)吊環(huán)連接有充氣球主體。

本裝置主要利用了浮力豎直向上的原理。相較于傳統(tǒng)的采用超聲波檢測(cè)方法來(lái)測(cè)量地下連續(xù)墻成槽空間尺寸，該方法采用較為常見(jiàn)的工具以及簡(jiǎn)單易上手的操作方法，能夠相對(duì)準(zhǔn)確地檢測(cè)槽段的成槽尺寸，節(jié)省了高昂的檢測(cè)儀器采購(gòu)費(fèi)用，使地連墻成槽尺寸測(cè)量更加方便快捷，提高了工作效率和施工質(zhì)量[1]。

該裝置制作簡(jiǎn)單，測(cè)量易操作。具體方法如下：

1）將細(xì)繩一端穿過(guò)鉛錘的吊環(huán)與充氣球主體綁扎在一起，其中，細(xì)繩采用0.35 mm 的尼龍線，鉛錘的質(zhì)量為750 g，充氣球主體的收起直徑為150 mm；

2）將充氣球主體與鉛錘放入槽段水面中，拉緊細(xì)繩另一端頭，通過(guò)充氣球主體的浮力使得鉛錘不能往下沉入水中；

3）通過(guò)細(xì)繩調(diào)整鉛錘位置，使鉛錘與一側(cè)槽壁觸在一起；

4）調(diào)整手握著的細(xì)繩位置，使細(xì)繩與鉛錘中心點(diǎn)位于同一垂直面上（見(jiàn)圖1）；

圖1 地連墻成槽尺寸測(cè)量示意圖1

5）通過(guò)手中的細(xì)繩以均勻速度下放鉛錘，保證鉛錘在下放過(guò)程中始終與槽壁接觸，直至鉛錘下放至槽段底部；

6）待鉛錘下放至槽段底部且充氣球主體穩(wěn)定之后，通過(guò)卷尺測(cè)量同一平面內(nèi)充氣球主體中心點(diǎn)與槽壁的距離H1（見(jiàn)圖2，φ 為充氣球主本中心點(diǎn)到槽底的垂線與槽壁的夾角）；

圖2 地連墻成槽尺寸測(cè)量示意圖2

7）將測(cè)量工具回收，采用上述方法對(duì)另一側(cè)槽壁進(jìn)行測(cè)量（見(jiàn)圖3），得到同一平面內(nèi)充氣球主體中心點(diǎn)與槽壁的距離H2（見(jiàn)圖3）；

圖3 地連墻成槽尺寸測(cè)量示意圖3

8）采用卷尺測(cè)量槽段上部開(kāi)槽寬度L，通過(guò)公式得到槽段底部成槽尺寸l，公式為l=L-H1-H2（見(jiàn)圖4）。

圖4 地連墻成槽尺寸測(cè)量示意圖4

3 施工原理

一種地下連續(xù)墻施工成槽尺寸測(cè)量的方法，鉛錘受地心引力作用使鉛錘吊線始終保持垂直地面，且浮力豎直向上，用尼龍繩作為基準(zhǔn)線，2 次測(cè)量的尼龍線由于地心引力及浮力的作用呈平行狀態(tài)，2 次測(cè)量時(shí)浮球中心點(diǎn)的距離即為地下連續(xù)墻槽底的實(shí)際寬度。

4 施工優(yōu)勢(shì)

以往測(cè)量地下連續(xù)墻的方法中大多數(shù)為超聲波檢測(cè)法，本方法相對(duì)于超聲波檢測(cè)法有以下優(yōu)勢(shì)：

1）地下連續(xù)墻成槽寬度尺寸檢測(cè)中，都是在槽段充滿泥漿的情況下進(jìn)行的。相對(duì)于水而言，泥漿對(duì)聲波的吸收要多很多，而且不穩(wěn)定。新制備的泥漿往往對(duì)超聲波的吸收要少一些，此地下連續(xù)墻施工過(guò)程中采用循環(huán)泥漿，而循環(huán)泥漿的聲波衰減量比新泥漿通常要高出40 dB/m。在鉆孔處的地層中有流沙層時(shí)，循環(huán)漿中懸浮有比較多的泥沙顆粒，這些顆粒造成超聲波能量在傳輸過(guò)程中的大幅衰減，嚴(yán)重時(shí)甚至還沒(méi)到達(dá)槽底就被衰減殆盡，從而使測(cè)試失敗。而本方法采用地心引力及浮力垂直于地面的原理，泥漿對(duì)此方法測(cè)量準(zhǔn)確度影響極小[2]。

2）目前的超聲波檢測(cè)儀一般都具有自動(dòng)成圖功能，但是成圖的是“十”字形探頭從4 個(gè)方向檢測(cè)到的孔壁距離生成的孔壁圖像，這就要求檢測(cè)探頭一直在檢測(cè)槽段的中心位置，如果檢測(cè)中聲波發(fā)射探頭不在孔槽中心點(diǎn)位置，檢測(cè)到的2 個(gè)垂直方向的孔壁距離可能是槽孔弦長(zhǎng)而不是槽孔直徑。這種情況下，檢測(cè)人員需根據(jù)幾何關(guān)系把弦長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，對(duì)于人工計(jì)算來(lái)說(shuō)處理數(shù)據(jù)量太大。而本工程施工工期較為緊張，現(xiàn)場(chǎng)共有45 幅地下連續(xù)墻，如采用超聲波方法測(cè)量，會(huì)大量增加工期，造成施工進(jìn)度滯后。而本文所介紹方法操作簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果快速且準(zhǔn)確，有利于控制施工進(jìn)度[3]。

3）此工程地下連續(xù)墻槽段深度很深，最深處大于30 m，但寬度只有約80 cm，然而，目前的超聲波鉆孔成孔檢測(cè)技術(shù)對(duì)這類槽段卻不能適應(yīng)。盡管實(shí)際當(dāng)中已有應(yīng)用，但是觀測(cè)數(shù)據(jù)卻很難讓人信服，只能作為一般參考。

4）無(wú)論是采用購(gòu)買(mǎi)超聲波檢測(cè)儀器，還是雇傭?qū)ｉT(mén)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，都會(huì)產(chǎn)生高額的費(fèi)用。而本方法采用的材料價(jià)格遠(yuǎn)低于超聲波檢測(cè)的費(fèi)用，可節(jié)約成本。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市中很多原建筑物已不能滿足人們的生產(chǎn)生活需求，越來(lái)越多的城市更新單元工程應(yīng)運(yùn)而生，而處于軟弱地基的深大地基周?chē)忻芗慕ㄖ夯蛑匾叵鹿芫€，對(duì)周?chē)孛娉两岛徒ㄖ锍两狄筝^高，需嚴(yán)格限制時(shí)應(yīng)采用逆作法施工，地上地下同步施工時(shí)，采用地下連續(xù)墻作為支護(hù)形式是一種較為好的選擇方式。地下連續(xù)墻施工振動(dòng)小、噪聲小，墻體剛度大，防滲性能好，對(duì)周?chē)鼗鶡o(wú)擾動(dòng)，可以組成具有很大承載力的任意多邊形連續(xù)墻代替樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)或沉箱基礎(chǔ)。對(duì)土壤的適應(yīng)范圍很廣，在軟弱的沖積層、中硬地層、密實(shí)的沙礫層以及巖石的地基中都可施工。初期用于壩體防滲，水庫(kù)地下截流，后發(fā)展為擋土墻、地下結(jié)構(gòu)的一部分或全部。房屋的深層地下室、地下停車(chē)場(chǎng)、地下街、地下鐵道、地下倉(cāng)庫(kù)、礦井等均可應(yīng)用。而地下連續(xù)墻施工中，槽段的質(zhì)量控制是極為重要的一環(huán)，此方法可以快速準(zhǔn)確地測(cè)量出地下連續(xù)墻槽段寬度，保證施工質(zhì)量。對(duì)同類及相似工程槽段測(cè)量有一定的借鑒指導(dǎo)價(jià)值。