地下连续墙渗漏原因及处理措施研究
时间：2023-04-20 20:10:03 来源：千叶帆 本文已影响人
牟明俊，马草原，李文龙，许跃攀，陈佐洪
(中国建筑土木建设有限公司，北京 100070)
地下连续墙主要是采用专用的挖槽机械设备，沿着深开挖工程的周边，采用泥浆护壁，开挖出具有一定宽度与深度的沟槽。清槽后，在沟槽内设置钢筋笼，然后采用导管法进行水下混凝土灌注，形成一个单元槽段，逐段进行施工，使之连接成一道连续的钢筋混凝土墙体。
地下连续墙作为一种截水、防渗、承重、挡水结构，因其在深基坑工程中发挥重要作用而得到广泛应用。然而，在水文地质条件、施工不当等因素的影响下，地下连续墙容易出现渗漏问题，基于此，本文将结合某深基坑工程，对地下连续墙渗漏原因及处理措施进行深入研究和分析。
某拟建项目的建筑面积为15 865 m2，其中地上构筑物6个，地下构筑物20个，开挖深度为6.5～8.6 m，主要用于污水处理。基坑开挖面积为2.7万m2，开挖深度为16.2～22.5 m，该基坑采用地连墙+2道钢筋混凝土内支撑的支护形式，其中地下连续墙厚度为1 m，要求入微风化岩不小于1.5 m；
止水体系为地下连续墙自防水，抗渗等级为P8。
根据钻探揭露，项目施工范围内地质按时代成因自上而下可分为人工填土层(Q4ml)、第四纪晚更新世坡积层(Q3dl)、冲积层(Q3al)、残积层(Q3el)以及燕山期花岗岩带(r53(1))。岩土分层自上而下为素填土、含砂粉质黏土、砂(砾)质黏性土、全风化花岗岩带、强风化花岗岩带、中风化花岗岩带。项目场地地下水分布于第四系土层及燕山期基岩空隙-裂隙中，以潜水及基岩裂隙水类型为主，局部存在上层滞水。测得水位高程为2.40～10.30 m，受季节性降雨影响较大。此外，在雨季还可能存在上层滞水、第四系潜水上涨等现象，丰雨期间水量较大。
当深基坑采用地下连续墙作为围护结构时，就需要承受侧向水土压力，因此在地下连续墙施工过程中，要求其能够满足挡土、挡水要求。但是，在多种因素的影响下，地下连续墙渗漏是地下连续墙施工中比较常见的问题。在本次基坑施工中，当基坑开挖至第二道钢筋混凝土内支撑底时，地下连续墙出现了不同程度的渗漏，具体情况如下：相邻地连墙墙体接缝处部分地方出现自上而下的条状湿渍；
圈梁下方的接缝处存在滴漏现象；
地连墙腰部的局部区域出现渗水现象。其中，以相邻地连墙墙体接缝渗漏问题最为严重。
3.1 相邻地下连续墙墙体接缝出现渗漏的原因
由于地下连续墙施工时分成若干个单元槽段，然后进行逐段施工，最终连成一个整体，因此各个单元槽段之间存在接缝，而在施工中接缝处极易发生渗漏情况。通过现场勘察本次拟建项目中地下连续墙墙体接缝处渗漏情况，结合相关施工经验，对本项目中地下连续墙接缝处出现渗漏的原因进行如下分析。
1)成槽阶段。根据地质勘察资料显示，本次拟建项目砂层较厚，砂层厚度可达24.6 m。而在地下连续墙成槽阶段，冲击钻需要穿过厚厚的砂层入岩，在冲力作用下，极易出现坍孔、桩身颈缩等现象，进而导致地下连续墙出现质量缺陷。因此，在成槽实践中，为避免出现地下连续墙质量问题，往往会提高泥浆的相对密度。但是浇筑混凝土后，受地下连续墙较深、泥浆密度等因素的影响，冲击钻在钻孔底部巨大浮力作用下，在工字钢板刷壁时，会减弱对槽段底板的侧壁泥皮、工字钢板的清理效果，接头处清理不彻底，便会造成地下连续墙接缝处出现渗漏现象。
2)钢筋笼吊装阶段。在此次施工中，一期槽段在钢筋笼吊装时发生了倾斜，导致二期槽段形成孔口窄、下部宽的正梯形形状。因此，为了确保二期槽段钢筋笼的顺利吊装，需要结合二期槽段孔口的实际尺寸只做钢筋笼，会导致二期槽段的实际宽度h小于原设计宽度H，这样一期、二期槽段下部就会形成“真空”段，容易出现流水、流砂等现象，如图1所示。同时，由于一期槽段倾斜，这就导致无法清理一期槽段工字钢板上的泥皮，进而引发渗漏现象。
图1 地下连续墙槽段开挖剖面图
3)水下混凝土灌注阶段。此次项目水下混凝土灌注施工中采用导管法。在施工中，借助于导管将混凝土灌注到槽段底板，在混凝土的流动性、粘聚力等作用下，逐渐排出上部泥浆及悬浮物。但是，在此过程中，与工字钢板相接处的泥浆及悬浮物必然不能被完全排挤干净。同时，因为泥浆相对密度过大问题仍然存在，导致灌注的混凝土流动不畅，为后续接缝处出现渗漏留下隐患。此外，如果水下混凝土灌注施工中，注浆质量较差，会引起地下连续墙的不均匀沉降，使地下连续墙接缝处出现相对位移，也是造成地下连续墙接缝渗漏的原因之一。
除上述原因外，土方开挖施工不当也会引起地下连续墙缝渗漏。在土方开挖施工中，由于坑内外土体存在压力差，如果在施工中没有及时进行内支撑施工，地下连续墙出现水平位移就会导致接缝处出现错位裂缝，随着时间的推移，相邻槽段之间也会出现错位，进而引发接缝渗漏。
3.2 圈梁下方出现渗漏的原因
在地下连续墙施工中，围檩中心标高与第一道支撑的高度一致，而第一道支撑的高度通常会低于周边自然地面，因此围檩中心标高也低于周边自然地面。在此情况下，导致围檩与地下连续墙之间的施工缝出现夹渣现象，围檩与地下连续墙接头处的混凝土不能始终处于紧密结合状态，随着时间的推移，接缝处就会出现一条渗水通缝，造成圈梁下方的接缝处出现滴漏现象。
3.3 地下连续墙腰部出现渗漏的原因
由于在水下混凝土灌注施工中，导管埋置深度未达到设计深度，导致在混凝土灌注过程中墙体内部形成窝泥造成墙体夹泥，进而造成地下连续墙腰部局部出现渗漏；
在地下连续墙施工中，在大型机械荷载作用下，槽壁两侧的土体产生压力，导致出现缩孔现象。缩孔后就会导致钢筋露出地面，在开挖施工完成后并未做好相应的处理，导致地下连续墙钢筋发生锈蚀，进而形成渗漏。
结合项目地下连续墙渗漏出现的原因，主要从轻微渗漏处理、流水流砂渗漏处理、与围檩施工缝渗漏处理、地下连续墙腰部局部渗漏处理4个方面对地下连续墙渗漏问题进行处理。
4.1 轻微渗漏处理
针对地下连续墙墙体湿渍、小量滴漏等轻微渗漏情况，应采取如下步骤进行处理。
1)当发现地连墙出现渗漏情况后，立即停止土方开挖作业，查明渗漏点并分析渗漏原因。
2)清除渗漏点范围及其周边的松散混凝土、夹砂、夹泥等，检查是否存在严重质量缺陷，轻微渗漏情况可在基坑内侧采取堵漏措施。
3)按照水泥和水1：(0.3～0.35)的比例配制堵漏材料，并搅拌均匀。
4)人工开凿深度50～100 mm深的“V”形槽，将堵漏料捏成料团，塞进“V” 形槽内捣实，起到止漏效果。
5)在基坑外侧的2个地下连续墙接缝处，采用高压旋喷止水桩的方式进行堵漏处理。
4.2 流水、流砂渗漏处理
针对地下连续墙渗漏情况严重的流水、流砂情况，应采取如下步骤进行处理。
1)通过仔细观察，确定地下连续墙渗漏位置，应在渗漏部位采用黏土回填，渗水量较大部位可先堆砂包，再回填反压土，止住大量渗水。
2)移走渗漏部位基坑上部的材料、大型机械等堆载物。
3)在止住大量渗水后，开始进行渗水缝隙的处理，具体处理步骤如下。①将接缝处的泥土清理干净，采取配制的堵漏材料对缝隙进行堵死，针对缝隙较大的，可先在缝隙内塞入棉絮再配合使用堵漏材料。②简单凿开接缝处两侧的地下连续墙，使工字型钢板、钢筋露出，采用30 cm×100 cm的钢板焊接、封堵地下连续墙两侧的工字型钢板、钢筋。③先凿开漏水部位，再根据水量大小，在地下连续墙的中部、底部位置预留导流水管，利用导流水管将积水排至基坑集水井内，挖除反压土。
4)在渗漏范围的基坑顶部，采用高压旋喷止水桩，旋喷桩止水桩施打至基底以下5 m或至岩面。
5)待旋喷桩止水桩施工完成7 d后，如果导流水管排出清水，即可进行土方开挖和结构施工，并自上向下逐步拆除导流水管。
6)采用高压单管旋喷桩对塌陷范围从地表至岩面进行加固，然后对上部进行回填、硬化处理。
4.3 围檩施工缝渗漏处理
针对围檩施工缝渗漏问题，应采取以下处理方式:土方开挖施工前，应沿冠梁外侧挖设排水沟槽或埋设临时排水管道，快速排泄因降雨而产生的地表水，以降低基坑外地表水流压力；
如果在土方开挖施工过程中，发现冠梁底部仍存在渗水现象，根据渗水量，安排前述的渗漏处理步骤进行处理。
当渗漏情况严重时，可用水泥换填、压实渗漏点两侧1 m范围内的土方，对渗水通道进行封堵，防止渗漏水沿施工缝流入基坑内。
4.4 地下连续墙腰部局部渗漏处理
针对地下连续墙腰部局部渗漏问题，应采取以下处理方式。
1)仔细勘察确定地下连续墙腰部渗漏位置，清理渗漏范围内的基面，并将基面上突起的混凝土、水泥浮浆、杂质等清除干净，清除后用清水冲洗干净。
2)在地连墙水平偏上位置埋入一根内径为20～30 mm的钢管作为导流水管，并穿透墙体至墙壁背土体内，进行导管引流。如果地下连续墙腰部渗水接缝较长时，可分段埋入引流钢管。然后，用水泥将钢管边地下连续墙薄弱处封堵，待水泥达到一定强度后，采用注浆泵将水溶性聚氨酯堵漏剂进行压力灌浆，使其与地下连续墙混凝土形成隔水带。
3)经第一次渗漏处理后，在密切关注此部位渗漏中，发现该区域又出现渗漏。此次需要凿开渗水部位，在其中埋入导流水管，将外侧封堵，并在裂缝处注入LB-91改性环氧浆液。渗漏处理具体步骤如下。①人工开凿规格为30 mm×30 mm的“V”形槽，清理槽内杂物后用聚合物加快硬胶泥进行封缝，间隔300～350 mm距离预埋一道灌浆咀，具体如图2所示。②采用聚合物防水水泥砂浆对局部不平整基面进行修补，确保基面坚实平整无渗漏。③采用正面压力，在裂缝处灌注改性环氧浆液，灌注施工流程为：裂缝处理—封缝—埋设灌浆嘴—密封检查—配制浆液—灌浆—封口介绍—检查。
图2 裂缝灌浆堵漏示意图
因地下连续墙能够发挥支护、止水等作用，在基坑工程中得到广泛应用。本文结合某拟建项目，对地下连续墙相邻地连墙墙体接缝渗漏、圈梁下方渗漏以及地下连续墙腰部局部渗漏原因进行详细分析，并针对不同的渗漏水量及渗水部位，通过渗漏点采用堵漏材料、钢板焊接封堵、埋设导流水管、裂缝灌浆等措施进行渗漏处理，在本工程中均起到良好的堵漏效果。
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