李 彥, 王 芳

(湖北地礦建設(shè)工程承包集團(tuán)有限公司,湖北 武漢 430050)

隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程加速,加之土地資源緊張,城市地下空間開發(fā)越來越受到重視,超深基坑工程也越來越多,且多數(shù)在密集建筑中施工,對周邊環(huán)境影響復(fù)雜[1]。地下連續(xù)墻以墻體剛度大、防滲性能好、占地少、可緊貼原有建筑物施工等優(yōu)點,在城市深基坑工程中有廣泛應(yīng)用[2]。武漢地區(qū)長江一級階地上部地層以軟土、砂性地層為主,富水、承壓水頭高,地上和地下各種構(gòu)筑物復(fù)雜,施工場地狹小,因此近年深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)大多采用地下連續(xù)墻型式,即基坑采用坑內(nèi)降水措施,靠近地鐵或者房屋危險系數(shù)較大區(qū)域采用落底式地下連續(xù)墻[3]。

作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),地下連續(xù)墻具有承重、擋土、截水、防滲等功能。因施工工藝不當(dāng)、水文地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜等,會導(dǎo)致地下連續(xù)墻出現(xiàn)施工質(zhì)量問題,如表面“流汗”或滲水、墻體酥軟、夾泥等,裂縫漏水或嚴(yán)重的漏水涌砂等現(xiàn)象[4-6]。因此,地下連續(xù)墻的防滲漏影響整個施工階段基坑的穩(wěn)定和安全甚至最終工程質(zhì)量[7-8]?，F(xiàn)結(jié)合多個地下連續(xù)墻項目的施工和開挖情況,分析深基坑地下連續(xù)墻質(zhì)量缺陷原因、預(yù)防及處理措施,并結(jié)合典型實例介紹深基坑地下連續(xù)墻質(zhì)量缺陷的處理措施。

1 地下連續(xù)墻質(zhì)量缺陷的主要形式及形成原因

通過分析多個項目地下連續(xù)墻墻體開挖質(zhì)量,地下連續(xù)墻質(zhì)量缺陷主要為以下3類[9]。

1.1 墻體夾泥

墻體夾泥表現(xiàn)在地下連續(xù)墻墻體存在局部或大面積的夾泥、夾砂、夾袋,如圖1-a所示。原因如下:

(1) 混凝土澆筑時,導(dǎo)管埋深過少,導(dǎo)致在砼澆筑過程中導(dǎo)管拔出混凝土面，造成混凝土夾泥。

(2) 槽段過長或泥漿比重較大,造成混凝土流動困難,導(dǎo)致部分位置無混凝土填充。

(3) 首斗灌注量少,導(dǎo)致無足夠的沖擊力將導(dǎo)管底部泥漿和沉渣沖開,造成混凝土未完全和泥漿隔開,形成夾泥。

(4) 混凝土澆筑間隔時間過長,導(dǎo)致表面混凝土失去和易性,在提升導(dǎo)管后澆筑混凝土,新舊混凝土接觸面出現(xiàn)泥漿,形成夾泥。

(5) 混凝土澆筑時,槽壁出現(xiàn)坍塌,泥土掉入槽內(nèi)混凝土,形成夾泥。

1.2 墻體混凝土成型質(zhì)量差

墻體混凝土成型質(zhì)量差主要表現(xiàn)在墻體酥軟,強(qiáng)度低,用鐵鍬等可以挖動,墻面出現(xiàn)“流汗”等現(xiàn)象,如圖1-b所示。其主要原因為:

(1) 地下連續(xù)墻所用混凝土是抗?jié)B混凝土(抗?jié)B性是混凝土物理力學(xué)性能中的重要一項)。墻壁滲漏,俗稱“流汗”,混凝土級配不符合要求,含泥量大,雜質(zhì)多,和易性差等導(dǎo)致墻體混凝土的強(qiáng)度不滿足要求,引起墻身裂縫,裂縫發(fā)展,最終導(dǎo)致滲漏?；炷岭x析、粗骨料架空等因素影響墻體密實度和抗?jié)B性能。

(2) 灌注混凝土?xí)r,操作不當(dāng),夾入大量泥漿,或砂石分離。

(3) 地下水比較豐富,混凝土澆筑后,槽壁水流沖刷新澆筑墻體,導(dǎo)致墻體缺陷。

1.3 地下連續(xù)墻滲漏

圖1 地下連續(xù)墻缺陷的主要形式Fig.1 The main form of underground diaphragm wall defect

地下連續(xù)墻滲漏主要部位是墻縫處,如圖1-c所示。墻縫滲漏主要原因是墻縫夾泥。墻體中的夾泥或淤積物在水頭壓力作用下失穩(wěn),并在墻體內(nèi)或邊界上形成集中滲漏通道[10]。而墻縫夾泥主要形成原因如下:

(1) 刷壁施工時,接頭內(nèi)側(cè)的夾泥和繞流混凝土未清理干凈。

(2) 混凝土澆筑時,混凝土將部分沉渣推擠到槽段兩端或兩根導(dǎo)管之間。泥漿比重大,混凝土的流動阻力大、流動不暢,兩根導(dǎo)管澆筑的混凝土互相穿插將泥漿卷入混凝土內(nèi),導(dǎo)致交界面夾泥。

(3) 澆筑時導(dǎo)管埋深太小,易將混凝土表面的浮漿及淤積物卷入混凝土內(nèi)。導(dǎo)管接頭不嚴(yán)密,氣密性差,泥漿滲入導(dǎo)管內(nèi)造成夾泥。

(4) 澆筑速度過快,混凝土表面形成鋸齒狀裂縫,泥漿或淤積物進(jìn)入裂縫而造成夾泥。另外當(dāng)澆筑速度過快時,混凝土向上流動速度快,對相鄰混凝土造成較大拉力,將其拉裂成水平或斜向的裂縫。導(dǎo)管提升過猛,或探測錯誤,導(dǎo)管底口超出原混凝土面,涌入泥漿。

(5) 施工事故造成混凝土夾泥。導(dǎo)管發(fā)生堵塞,拔出后重新下管澆筑,當(dāng)導(dǎo)管插入已澆筑混凝土?xí)r,導(dǎo)管內(nèi)的泥漿被帶入,夾在混凝土內(nèi)。若重新下入的導(dǎo)管未插入混凝土內(nèi)而繼續(xù)澆筑,則新老混凝土面形成一條水平縫,縫內(nèi)夾泥?；炷翝仓r局部塌孔也會造成夾泥[11]。

(6) 混凝土澆筑過程中,在接頭外側(cè)需回填碎石、沙袋等反壓物,防止混凝土澆筑過程中擠壓接頭,但相鄰槽段施工時,未及時將沙袋或碎石清理干凈,遺留在槽段內(nèi),夾雜在混凝土中,造成混凝土夾層。

(7) 地下連續(xù)墻施工后,在墻縫位置施工高噴樁或攪拌樁進(jìn)行加固止水,但高噴樁施工時噴漿壓力、噴漿流量等參數(shù)或者成樁垂直度不能滿足要求,出現(xiàn)薄弱點,造成封堵失敗。

(8) 澆筑一期槽段時,發(fā)生繞流,混凝土繞流至二期槽段,抓斗設(shè)備在施工二期槽段時,無法進(jìn)入繞流部位施工,形成夾泥或夾砂。

2 地下連續(xù)墻質(zhì)量缺陷預(yù)防及處理措施

2.1 質(zhì)量缺陷預(yù)防

根據(jù)開挖暴露出來的問題,在施工過程中應(yīng)注意以下方面[12],以保證地下連續(xù)墻施工質(zhì)量。

2.1.1混凝土質(zhì)量

(1) 施工前混凝土應(yīng)按照設(shè)計要求進(jìn)行配合比試驗,滿足圖紙和規(guī)范要求。

(2) 施工階段,混凝土在澆筑前保證其具有良好的和易性與流動性。根據(jù)規(guī)范要求,水下混凝土施工標(biāo)號比設(shè)計標(biāo)號提高一個等級。粗骨料一般采用不大于導(dǎo)管直徑的1/6和鋼筋間距的1/4。

2.1.2預(yù)防夾泥措施

(1) 刷壁時,需采用特制的鋼絲刷,使用旋挖或者吊車對接頭進(jìn)行反復(fù)涮洗,直至接頭上不帶泥屑為止。

(2) 二次清孔時,需使用新鮮泥漿對槽內(nèi)泥漿進(jìn)行置換,使槽內(nèi)沉渣減少到最少,保證槽內(nèi)泥漿參數(shù)滿足灌注要求,在澆筑時不夾泥。

(3) 鋼筋網(wǎng)片在下置過程中要平穩(wěn)輕緩,不碰擦槽壁,避免掉落大塊泥土導(dǎo)致夾泥。在下置中碰到障礙物,造成下置困難,施工人員必須掌握實際情況,清除障礙后再下置鋼筋網(wǎng)片。

(4) 澆筑過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管位置。根據(jù)幅寬調(diào)整導(dǎo)管間距,導(dǎo)管能均勻進(jìn)料,混凝土面高差≤0.5 m,導(dǎo)管埋深控制在2～6 m,≥2 m。當(dāng)超過3根導(dǎo)管時,先灌注中間導(dǎo)管,待旁邊導(dǎo)管埋深超過1 m后,再進(jìn)行澆筑,防止中間夾泥。

(5) 混凝土澆筑過程中,要嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度,以4～5 m/h為宜,既不能過快,也不能過慢。

(6) 混凝土澆筑到預(yù)埋件部位時,要加快導(dǎo)管上下活動的頻率,避免該部位混凝土出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。

2.1.3其他預(yù)防措施

(1) 基坑施工階段,土方開挖要按照方案組織施工,分層開挖,開挖一層支撐一層,不得超挖,防止地下連續(xù)墻位移過大,引起滲漏。

(2) 基坑施工過程中,降水應(yīng)按需降水,不得盲目降水,防止內(nèi)外水頭差過大,造成地下連續(xù)墻滲漏。

2.2 質(zhì)量缺陷處理措施

(1) 地下連續(xù)墻出現(xiàn)夾泥或者墻體強(qiáng)度低,如不漏水,則將夾泥或者低標(biāo)號的混凝土剔除,剔除過程中應(yīng)小心輕緩,不得引發(fā)滲漏,可用模板支撐,使用細(xì)石混凝土填充修補,如圖2-a所示。

(2) 如出現(xiàn)小面積漏水,可注聚氨脂封堵,或?qū)Φ叵逻B續(xù)墻墻面進(jìn)行剔鑿清理,再用堵漏靈或雙快水泥進(jìn)行封堵。如封堵效果好,可采用針管高壓注漿機(jī)進(jìn)行墻內(nèi)注漿處理。針孔高壓注漿照片如圖2-b所示。

(3) 若發(fā)生大面積漏水現(xiàn)象,采取如下措施:采用有韌性的塞填物填充,并設(shè)置導(dǎo)流管;用袋裝水泥封堵在漏水部位;墻外降水同時在墻外采取高壓旋噴樁或壓密注漿(雙液)止水。

(4) 發(fā)生大量流沙立即在流沙處回填土并夯實,并在墻外用水泥及水玻璃注漿使墻外土體止水。若結(jié)構(gòu)施工時發(fā)生上述險情需用有韌性的塞填物(如棉絮)填充,最大限度的降低水的流速和流量,再采取外部注漿的方法進(jìn)行止水,為防止在注漿過程中由于壓力造成其它部位穿孔漏水,可在漏水點兩側(cè)加孔注漿,以達(dá)到穩(wěn)固作用。

圖2 地下連續(xù)墻缺陷的主要處理方式Fig.2 The main treatment method of underground diaphragm wall defects

(5) 基坑開挖過程中,如果地下連續(xù)墻縫(洞)出現(xiàn)嚴(yán)重管涌,可采用以下圖2-c所示方法處理。

①如地下連續(xù)墻面有較明顯突出不平現(xiàn)象,簡單剔鑿處理。②將預(yù)先加工好的封堵鋼板貼置于地下連續(xù)墻面上,漏水點與導(dǎo)流鋼管正對,水流通暢。③打入膨脹螺栓,使封堵鋼板固定牢固。④用棉沙拌合油脂材料(粘狀油脂)封邊,用扁狀鋼釬沿封堵鋼板四周縫隙打入,使封堵鋼板與地下連續(xù)墻之間縫隙填充密實,再用堵漏靈或快硬水泥封堵鋼板周邊。⑤關(guān)閉閥門。⑥在地下連續(xù)墻外側(cè)注漿處理或者進(jìn)行旋噴樁止水加固。

3 地下連續(xù)墻質(zhì)量缺陷處理實例

武漢某商業(yè)及住宅項目土方施工單位在未進(jìn)行B2板(-12.6 m)澆筑時,直接開挖DLQ128槽段(陽角)周邊土體至-17～-19 m(如圖3),3 d后發(fā)現(xiàn)DLQ128槽段接縫處出現(xiàn)滲漏險情。

圖3 地下連續(xù)墻槽段接縫處示意圖Fig.3 Schematic diagram of joints at groove section of underground diaphragm wall

經(jīng)現(xiàn)場勘察,DLQ128和DLQ127接縫處在B2板(-12.6 m)下約3 m處發(fā)現(xiàn)滲漏(約-15.6 m),DLQ128與DLQ129接縫處在B2板(-12.6 m)下5 m發(fā)現(xiàn)滲漏(約-17.6 m),其中DLQ128和DLQ127接縫處漏水中含沙,漏水處混凝土有明顯裂縫,B2板以上部分混凝土無裂隙。當(dāng)天下午巡視人員發(fā)現(xiàn)B2板以上部分DLQ128與DLQ127接縫處突然出現(xiàn)細(xì)微裂縫,險情加大(如圖4所示)。

經(jīng)現(xiàn)場討論,結(jié)合武漢類似項目地下連續(xù)墻質(zhì)量缺陷處理經(jīng)驗,項目部立即采取以下措施(如圖5):

(1) 將超挖部分立即回填反壓,回填至B2板位置(圖5-a);

圖4 武漢某項目地下連續(xù)墻質(zhì)量缺陷實際情況Fig.4 The actual situation of quality defect of underground diaphragm wall in a project in Wuhan

(2) 在地下連續(xù)墻外側(cè)雙液注漿處理(圖 5-a);

(3) 在128槽段兩側(cè)緊靠墻壁各澆筑一個長約3 m,寬2.5 m的混凝土臺,防止墻壁繼續(xù)向內(nèi)側(cè)位移(圖5-b)。

圖5 現(xiàn)場處置方案Fig.5 On-site disposal plan

經(jīng)上述處理后,最終開挖效果如圖6所示,地下連續(xù)墻質(zhì)量完好。

圖6 缺陷處理后的現(xiàn)場開挖圖Fig.6 Site excavation drawing after defect treatment

4 結(jié)論

(1) 地下連續(xù)墻缺陷主要有墻體夾泥、墻體混凝土質(zhì)量差和地下連續(xù)墻滲流,其形成原因主要有材料不符合要求、施工工藝不佳、工序銜接不到位等。

(2) 地下連續(xù)墻質(zhì)量缺陷預(yù)防及處理應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況,采取提高混凝土質(zhì)量、細(xì)石混凝土填補、注漿、導(dǎo)流封堵等手段。

(3) 針對武漢某商業(yè)及住宅項目地下連續(xù)墻出現(xiàn)的問題,結(jié)合現(xiàn)場實際情況及施工經(jīng)驗,采取及時回填、注漿、反壓等措施,最終開挖結(jié)果表明該措施科學(xué)有效,對類似工程有一定的參考價值。

(4) 隨著武漢城市建設(shè)的發(fā)展,基坑開挖深度較大,地下連續(xù)墻的應(yīng)用越來越廣泛,其施工質(zhì)量對整個地下工程影響重大。作為一個成熟的施工企業(yè),應(yīng)能及時處理施工中出現(xiàn)的各類問題,將事故消滅在萌芽狀態(tài),汲取經(jīng)驗教訓(xùn),加強(qiáng)總結(jié),建立有針對性的質(zhì)量保證措施,才能不斷提高施工水平,呈現(xiàn)更優(yōu)良的建筑作品。