超深地下连续墙成槽检测的难点及应对措施

郝金山，张 迎

（天津市地质工程勘察院，天津 300191）

0 引 言

随着我国城市建设的快速发展，地下空间不断向下拓展，相应的深基坑工程越来越多。地下连续墙作为围护结构被深基坑工程普通采用。伴随着施工设备的不断改进和设计水平的逐步提高，地下连续墙的施工深度越来越深。目前我国施工最深的地下连续墙深达 76.16 m，为“南水北调”穿黄工程北岸竖井，开挖深度达 50.11 m。在上海市施工的最大深度为 65 m，天津市文化中心地下连续墙深 66～70 m。

超深地下连续墙不仅成槽深度增加，对相应的墙体厚度、分幅宽度及接头处理方式都有更高的要求。伴随而来的是地层情况的复杂性提升、泥浆环境多变、对成槽机械有更高更多的要求、钢筋笼的吊放难度提高、地连墙的自重增加、相邻地连墙的有效连接难度加大等等。工程实践中，超深地下连续墙成槽时很小的异常就会导致整幅墙的质量缺陷甚至成墙失败。为了确保施工质量，常对超深地下连续墙提出更加严苛的指标要求（例如为了控制好沉渣厚度泥浆的各项指标要做严格的针对性调整，垂直度通常会要求达到 1/500，甚至更高）。而一旦出现问题后给工程各方带来的经济损失和社会影响往往达到很难承受的程度。因此，对超深地下连续墙成槽质量的检测将会是一个严峻的课题。更深更大的墙槽使得检测仪器面对更加复杂的受力情况和泥浆环境、更高的指标要求、更多的关注点和更高的信号判读要求，使得检测过程的复杂性已经超出了规范规定的范畴。检测人员知识储备和现有仪器能力面临极大的考验。

实际工程过程中，由于单幅墙的施工周期拉长（往往会达到 2～3 d），采取补救措施的难度也在提高。而且往往在成槽过程中很小的问题也会导致整幅墙的失利，甚至影响后续槽段的施工和整个地连墙的使用效能。

本文通过分析各种成槽异常情况，提出针对性的检测对策和更加深入的结果分析建议，旨在达到问题尽早发现及准确反映、科学有效处理、预判相邻墙幅施工情况的效果，并提出了整体化描述成槽情况的方法，切实为提升施工质量和管理决策科学性服务。

1 成槽异常的检测策略和应对处理措施

对于超深地下连续墙而言，成槽时的关注点分为“大面”（迎土面、迎坑面）、“小面”（型钢面、超挖土面）、局部异常体和底面（绕流、槽深、沉渣厚度）。检测需要达到的预期包括：①判定成槽指标是否满足规范和设计要求；②钢筋笼能否顺利下放；③预判对后续相邻墙的影响程度。通过检测，调整后续墙的成槽参数和钢筋笼制作尺寸。

1.1 “小面”的检测和应对处理措施

一般地连墙检测时，只需要对小面做一些顺带的检测，只要没有明显的绕流情况即可。但是对于超深地下连续墙来说，钢筋笼超长的长度使得“小面”细微的凹凸变形就会导致相邻墙幅搭接不利甚至钢筋笼无法下放的不利情况；并且钢筋笼一旦无法下放到位，几乎没有完全有效的办法可以应对。造成钢筋笼下放困难的“小边”问题类型如图1 所示。

1）检测策略。“小边”检测时需要确保槽内的“最大无障碍空间”（宜为考虑型钢变形量后的通长无障碍区域）满足钢筋笼的宽度要求。检测时需要进行精确的检测点定位，对于冲刷干净的型钢面和超挖土边只需要检测槽中间部位对应的位置情况。对于型钢面上的绕流异常，由于较宽的槽宽，只检测中间位置往往现实的结果偏小。对于绕流缺陷则需要在绕流位置附近移动测点，通过多个测点的数据分析出绕流区域的大致空间分布。

2）处理措施。对于型钢偏移进入槽段以及存在绕流确实无法清除的情况，应准确计算偏移量，如异常仅存在槽段最底部，可采用钢筋笼开口的方式保证钢筋笼下放；否则，需要将钢筋笼整体做窄或者整体向超挖土边移动相应尺寸（此时需要确保超挖面的超挖宽度满足钢筋笼下放要求），同时在接头位置采取补强堵漏措施；超挖土边存在向内偏移侵入槽段的现象需要进行复挖进行修正。

1.2 “大面”的检测和应对处理措施

1）检测策略。“大面”的各项要求在规范和设计说明中进行了整体指标的规定，但是对于槽段局部深度范围内的偏移（倾斜、错台）并没有明确指标要求。在超深地下连续墙中，局部偏移量稍大就会导致下钢筋笼的最大无障碍空间明显缩小、塌孔会发生“吃进”主体结构的情况出现。通常来说，超深地下连续墙的单幅宽度一般会较宽，而超声波由于其指向性只能检测到某一点的宽度。这时，需要有针对性地增加测点密度，尽量降低漏检的可能。同时检测时需要尽可能地降低下放速度，尽量不要超过 5 m/min（规范为不超过 10 m/min），同时针对有疑问的深度范围在提升探头的过程中进行复测（从探头的受力分析来看，提升时检测所得的结果通常准确度更好）。

2）处理措施。对于“大面”而言，处理措施就显得更为必要，因为一旦出现垂直度或孔壁问题，将直接影响到钢筋笼的下放及成墙情况，而且会对基坑开挖产生不利影响。而实际施工过程中，由于成槽时间过长，钢筋笼通常会同步制做。因此即使发现问题，更多的也只能采取一些补强措施进行处理。对于垂直度问题，需要根据检测结果，分析出其“最大无障碍空间”，如果无法下放钢筋笼则需要计算出最为快捷的处理纠偏点，以期达到最短的处理时间和合理的纠正效果的目的；对于塌孔问题，如果在主体结构以内的话，则需要在钢筋笼对应位置外敷木板，以降低后续处理难度并避免损伤墙体。

1.3 转角槽段的检测和应对处理措施

转角槽段通常是整个地连墙工程的施工难点和重点，转角位置不能像直角槽段一样进行超挖扩大作业空间，只能是成槽施工人员尽量控制，因此往往会出现拐角位置成槽不到位导致钢筋笼无法下放并影响槽段质量的情况。特别是相邻槽段尚未施工时，控制难度更加明显。同时拐角处槽壁的特点“①检测面均为不平整土边；②检测面与超声波发射方向不一定垂直”决定了该部位检测信号分析的难度必定比较高。

1）检测策略。除了正常对槽段进行检测外，需要在转角处布置检测点，并对不同深度的槽边距离进行对比。另外，根据拐角槽段槽壁平滑度比较差的特点，需要设置好合适的增益并适当降低检测速度。检测点仪器绞车放置示意图如图2 所示。

图2 转角幅槽段转弯位置检测点布置示意图

2）处理措施。对于转角幅在转角位置的孔壁情况，在检测时应按照从严的标准进行判断，转角位置是整个地连墙围护结构的重点，极易出现工程隐患。因此对于检测的转角方向槽宽单方向不足的问题应予以重视。该位置往往是施工场地比较狭窄的部位，一旦出现问题处理起来也会比较掣肘。综上，很有必要加强该部位的检测力度。

1.4 小范围异常的检测和应对处理措施

由于超声波的特性，超声波法检测仅能反映探头对应位置很小范围的情况。对于超深地下连续墙而言，成槽时小范围的绕流或土体都会造成钢筋笼下放的困难，直接影响到整幅墙的成败。同时，小范围的异常仅检测一次往往不能准确估计其影响程度。

1）检测策略。对于浅部的异常，根据整体检测结果，通常来说，地连墙可以看做是理想的标准槽段。首先，可以通过探头下方位置的准确设置，多次对异常部位进行检测，然后根据检测结果进行缺陷部位的立体分析。对于深部的异常，通常会出现在槽底部区域，这时再通过探头下方位置的变化来进行整体分析。从时间上到效果上都大打折扣。根据超声波仪器的特点，尽量地降低检测速率以得到更加清晰准确的图像就成了万不得已的策略了。其次，由于深部泥浆的复杂性，根据超声波法仪器自动校正的特点，为了获得尽可能准确的信息，从标准槽段位置进行多次测量（由于泥浆自身的阻力，这时移动导墙上绞车的位置并不能有效改变探头的位置，反而影响结果分析的可靠性）、选择好的信号、排除干扰，对于提升检测结果的可靠性也是大有裨益的。

2）处理措施。小范围缺陷虽小却影响大局，对于浅部的小范围缺陷，应采取带有定向的破碎锤或清障铲进行清障处理，同时分析原因。根据经验，相当一部分浅部缺陷是因为浅部塌槽影响了封闭效果造成的绕流，应当采用调整泥浆或注浆等方式予以处理。对于深部的缺陷，确定是土体的应通过复抓进行处理，对于混凝土障碍确实无法清除的，可以将缺陷部位以下钢筋笼进行适当收口，必要时将超挖土面进行拓挖，保证钢筋笼的下放。

2 基于“最大无障碍空间”的成槽检测结果分析方法

在上文的讨论中，数次用到了“最大无障碍空间”这一概念。在检测中，成槽质量的指标主要有深度、槽宽、垂直度（针对迎土面和迎坑面）等，这几项指标从整体上对槽段的情况进行了描述，但在实际工作中，这几项整体指标，并不能保证地连墙后续工序的正常开展，也远达不到完整描述成槽状况的程度。因此，再次引入一个“最大无障碍空间”的概念，旨在达到更好地反映地连墙成槽情况和指导后续施工的目的，确保超深地下连续墙的成槽质量和连接效果。该方法的描述形式如图3 所示。

图3 地下连续墙最大无障碍空间描述图

通过图3 的方式，使检测结论更加直白，让施工人员和监督部门一目了然地知晓具体的成槽形态，使得现场不会出现“内行说不清楚，外行看不明白”的窘况。同时，能从量化的角度对后续工艺施工的可行性提供专业意见，增强检测成果的使用效果。

3 结 语

超深地下连续墙施工中，受地层复杂、地下水、施工周期加长等因素的影响，对于成槽检测成果的得出和应用提出了更加迫切和复杂的要求。复杂的泥浆环境和较长的检测深度要求远高于规范要求的检测操作、结果的解读和分析。本文中通过对成槽大边、小边和局部异常的分析，针对性地提出了检测对策和处理措施。更针对通常检测结论过于简单提出了“最大无障碍空间分析”的综合判读方法，大大提升了检测结果的可读性和应用性。

通过对超深地下连续墙的检测，笔者认为，现有地下连续墙的接头质量不易控制的缺点在超深地下连续墙施工中暴露的比较明显，应当进一步创新提升接头质量的方法。同时现有的检测方法和提出的检测结论很难做到对成槽质量的完整反映，而且在超深地下连续墙检测过程中，探头的位置很难有效控制，超长的检测深度使得在超深墙检测时稍有不慎就会得出错误的结论，需要在实际工作中慎之又慎。