粉砂富水地层中连续墙接头止水失效预防及处理措施

尹富

摘 要：文章结合工程实例，阐述了粉砂富水地层中地下连续墙工字钢接头渗漏水的预防及处理措施，可供类似工程参考。

关键词：粉砂富水地层；连续墙接头；渗漏水；预防；处理

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）14-0144-02

地下连续墙刚度大、占地少，可承受很大的土压力，有利于充分利用红线内有限的地面和空间，充分发挥投资效益；且地下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到密实的砂砾层，软土、硬岩等所有地层都可以建造，由于具有一系列优点，地下连续墙已经在城市地铁等深基坑支护工程中得到广泛应用。我国自引入地下连续墙施工以来，经过几十年的摸索实践，对该工艺进行反复创新，施工技术日益成熟，然而地下连续墙接头处理仍是连续墙质量控制的重点和难点，地下连续墙接头未处理好，对基坑安全及工期将会产生重大的影响。

1 工程概况

某车站基坑长约216.50 m，宽32.7 m，埋深17.33 m，基坑围护结构为地下连续墙（103个槽段，墙厚1 000 mm，墙深约18～25 m），接头采用工字钢。基坑开挖地层主要为软土地层（人工填土层<1>、淤泥层<2-1A>、粉细砂层<2-2>、中粗砂<2-3>、粉质粘土<2-4>、粉质粘土层<5N-2>）。连续墙大部分处于粉砂富水地层中，接头止水质量较难保证。特别是基坑处于软弱地层中，且除第一道支撑为混凝土支撑外，其它二道均为钢支撑，若连续墙接头失效出现涌水、涌砂将极易导致支撑失稳和基坑坍塌。

2 影响接头止水效果的因素分析

结合以往施工经验，影响连续墙接头质量的主要因素有：

①成槽垂直度控制不好和钢筋笼下放时偏斜，导致接头咬合不好甚至是墙体错缝，影响接头的防渗能力，严重者还将影响地下连续墙的整体刚度和稳定性。

②钢筋笼加工质量不好或吊装过程中变形，工字钢与钢筋的焊接不牢，钢板不平直有挠角或吊装过程中钢筋笼因刚度不够发生变形等。

③接头处槽壁坍方导致接头夹泥夹渣。

④接头处冲刷不彻底。

⑤特殊槽段处处理不好。

3 预防措施

3.1 加强垂直度控制

①严格控制导墙施工的垂直度。

②成槽过程监测抓斗垂直度，发现偏差立即纠正，目前已设计出自动垂直度检测仪器，该仪器可及时发现偏差，建议施工时安装该自动检测仪。

③出现明显偏孔时，填充优质石块，采用冲锤低锤密击，反复扫孔纠正。

④成槽后采用专用探笼（宽3 m，厚0.88 m，高6 m）进行槽段垂直度检测，观察探笼下放情况。若探笼能自由上下连续墙高度范围，则垂直度满足要求，若探笼下放困难，则需将探笼吊出，重新下放方锤进行修孔作业，直至探笼能自由下放。

⑤钢筋笼下方过程应缓慢、平顺，下放受阻时不得强行冲放。钢筋笼就位过程中尽量靠基坑外侧贴近，就位后在钢筋笼与导墙内侧之间塞入小工字钢以确保钢筋笼在槽段内始终平行于导墙（防止水平移动和偏斜），必要时还可在导墙面放置两道工字钢，将钢筋笼吊筋与其焊接，从而防止钢筋笼上浮移动。

3.2 加强钢筋笼的质量控制

①对钢筋笼加工平台上进行验收，确保平台水平且有足够的承载力。为确保工字钢加工质量和精度，最好选用工厂专门加工后运送至施工现场。

②工字钢与钢筋的焊接应严格按规范实施，每隔3 m焊接一道“L”筋，加强钢筋笼与工字钢连接的整体性。

③钢筋笼较长，重量大，吊装时容易脱焊、变形，采用U型加筋加强桁架刚度，防止吊装过程中脱焊、变形。

④合理选择吊点和吊装方式，本工程采用160 t履带吊车为主吊，25 t汽车吊辅助，减少起吊变形。

3.3 防止槽壁坍塌

①改善泥浆性能，在泥浆中加入适量的重晶石粉和CMC以增大泥浆比重和提高泥浆粘度，增大槽内泥浆压力和形成泥膜的能力。

②加高导墙，施工导墙施工时让导墙高出地面20 cm，以提高槽内泥浆液位，保证槽壁稳定。

③减小施工影响，成槽时抓斗每次下放和提升应缓慢匀速进行，尽量减少抓斗对槽壁的碰撞和引起泥浆振荡；施工中防止泥浆漏失并及时补浆，始终维持稳定槽段所必须的液位高度，保证泥浆液面高于地下水位；施工过程中严格控制地面荷载，不使土壁受到施工附近荷载作用影响而造成槽壁塌方，确保墙身的光洁度。

3.4 做好接头处理

①加强背后回填，钢筋笼安放完成后，在工字钢背侧孔隙内采用蛇皮袋装土回填，每回填3 m左右用自重10 t的重锤夯实，确保工字钢接头处回填密实。待相邻的地下连续墙成槽时将这些回填土一并去除，既可避免混凝土浇灌过程中钢筋笼移位也可避免绕流混凝土与工字钢直接接触而难以去除，如图1所示。

②设置防绕流装置，在接头工字钢加焊1 mm厚的软体铁皮加砂土包施工，铁皮与工字钢焊在一起。浇注混凝土时，混凝土的流动把软体铁皮推弯，最后铁皮弯至紧贴槽侧土体，防止混凝土流过工字钢，如图2所示。

③浇混凝土前用特制的钢丝刷子沿接头处孔壁，分段上下往复刷洗，直到刷子见不到淤泥为止（可在此基础上增加刷壁15次以上，提高刷壁效果），每个接头冲刷完后，必须由专职的质检员现场确认后方可移机，确保彻底清除掉附着在工字钢腹板的泥皮。

3.5 做好特殊槽段的处理

①合理划分槽段，尽量避免“Z”、“T”、“L”型等特殊槽段。

②对于“Z”、“T”、“L”型槽段易塌的阳角部位，可采用预注浆处理。

③导墙施工时合理外放，对异型槽段拐角处应向外放出至少40 cm，以便于冲（抓）到位，保证转角处地下连续墙断面完整。

④加强特殊槽段钢筋笼的质量控制，确保其强度和刚度，起吊前应先根据特殊槽段的规格验算其形心位置，以此来合理选择吊点，防止吊装变形。

4 开挖前及开挖过程的预防处理措施

①为防范接头涌水、涌砂引发基坑坍塌事故，可采取检测、加桩止水等有针对性的修补措施，如本项目在连续墙钢筋笼制作时每个接头两端都预埋超声波检测管，车站土方开挖前对地下连续墙接缝处进行接头夹泥沙超声波检测（如图3所示），发现夹泥的（或者有怀疑的）连续墙接头处增设3根φ600@400双管旋喷桩（基坑外侧）加强连续墙接头止水效果，旋喷桩应打入粉质粘土的不透水土层以下≥1 m（如图4所示）。

②土方开挖前应先探挖每个接头，探挖深度≥1.5 m，发现接头有较大漏砂、漏水情况时立即回填，并从外侧施工做旋喷桩加固处理；若发现小量渗漏水时应先埋管引流，并从连续墙内侧向外侧打小注浆管注浆（或压浆）处理，处理完后再开挖周边的土层。

5 结 语

通过上述处理，本项目在基坑开挖过程中未发生接头处大量漏水漏砂现象，表明上述措施对加强连续墙接头质量控制是有效的。连续墙接头质量控制牵涉到很多方面，只有根据现场情况采取有针对性的预防措施，反复摸索实践，才能避免和减少地下连续墙接头渗漏，确保基坑开挖安全。

参考文献：

[1] 丛蔼森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

[2] JGJ 120-2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[3] DBJ 15-21-2003，广东省建筑地基基础设计规范[S].