一种软土地区地下连续墙渗漏检测方法与流程

本发明涉及一种地下连续墙渗漏检测方法，适用于基坑围护中地下连续墙的渗漏检测，属建筑施工技术领域。

背景技术：

在地下连续墙施工过程中，为了防止地下连续墙渗漏造成事故，常在施工前检测地下连续墙的渗漏情况，来保证基坑安全。在基坑围护设计中，地下连续墙具有防水的效果，但仍有70％以上的基坑工程事故是水害直接或间接造成的，轻则造成基坑报废、围护结构倒塌，重则危及周边环境安全、造成人民生命财产损失。因此，对于地下连续墙的隔水效果的检测显得至关重要，目前常用的一些检测方法通常有两类，第一类为水文地质推断和地球物理勘探方法，如水文地质推断、电阻率方法、基坑内外电阻率变化检测、基坑内外温度变化检测等。

1)水文地质推断

在基坑未开挖前国内外公认较好的检测方法是对帷幕内基坑进行抽水试验来确定渗漏隐患位置。但这种方法无法完成单个接缝的检测，只能分片区，且无法确认漏点的标高、数量等信息，不能指导下一步堵漏工作。

2)地球物理勘探方法

(1)电阻率

在基坑内部降水前，探测测点处的土层电阻率；在基坑内部降水后，探测测点处的土层电阻率；若土层电阻率前后发生突变，则该测点处即为隐伏渗漏点的位置。

(2)温度场

通过渗漏水与周围环境温度的变化，来确定是否渗漏。

(3)电极

在尚未开挖的帷幕基坑中央垂直埋设供电电极A，在基坑外围设置一供电电极B，打入地下。连接到电子补偿仪，通过Vl(x)/I曲线上出现正负(或负正)过渡现象，正负之间的零值点对应为渗漏隐患的存在位置和深度。

(4)人工热源与地下水温度

向基坑外侧钻孔施加热源，使基坑外侧钻孔孔内温度升高，若止水帷幕渗漏，则热源会流向基坑内侧，从而可以监测出来。

以上对止水帷幕渗漏检测的方法，具有测量比较困难，施工较复杂，并且对于测量结果的准确度把握不好的缺点。

第二类是通过地下连续墙内的抽水试验，检测地下连续墙的整体隔水效果，这种方法需要在地下连续墙外打设水位观察孔，通过观察抽水过程中水位变化情况来判断地下连续墙的隔水效果以及渗漏点的大体位置。但这种方法需要专门打设大量水位观察孔，施工工期较长、费用较高，另外坑外的水位孔间隔较大，不可能做到连续排列，很容易漏掉一些隐伏的渗漏点，并且无法得到渗漏点的精确位置。

技术实现要素：

为了解决地下连续墙渗漏点检测施工复杂、测量困难、测量结果准确度较低等不足，本发明提供的一种软土地区地下连续墙渗漏点检测方法，有效的解决了施工复杂、测量困难、测量结果准确度较低等不足，同时能够较准确的测量出渗漏点的具体位置。本方法不但可以实现对软土地区地下连续墙隐伏渗漏点精确检测，而且简单易行、操作方便、工期短。另外，该方法对软土能够达到加固的效果，软土能在较短时间内含水量明显减少，提高了软土的不排水抗剪强度并降低软土灵敏度，并且软土加固效果是不可逆的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种软土地区地下连续墙渗漏点检测方法，实现该检测方法的检测装置包括观测井、降水井、铝电极和通电装置，所述的观测井位于基坑的外侧，用来观测基坑外侧地下水位的变化；所述的降水井为基坑内侧降水井，可用来观测基坑内侧的地下水位；所述的铝电极为电渗法所需的电极；所述的通电装置位于地面上，为铝电极提供正、负极电源，所述回收方法包括如下步骤：

1)对基坑内侧进行抽水试验，观测基坑外侧观测井的水位变化，若观测井的水位未发生较大的变化，则地下连续墙不存在渗漏点；若观测的水位发生较大的变化，则地下连续墙存在渗漏点。

2)采用铝电极进行电渗，铝电极采用具有放射性同位素铝，在电渗的过程中释放的铝离子具有放射性，在地面上通过对放射性的测量得出铝离子的迁移过程，可得出渗漏点的水平位置，停止电渗。

3)然后采取有效的方法测量渗漏点的垂直位置，因为在电渗的过程中，铝离子会大量集中在渗漏点位置，导致渗漏点附近铝离子浓度会增大，可通过检测铝离子浓度大小来确定渗漏点的垂直位置，可采用铝离子浓度测量仪器或化学方法来测量铝离子浓度。

4)将垂直方向分为若干个等距离的小区间，在电渗之前测量铝离子浓度或正离子的浓度，与电渗过程中进行比较，可采用铝离子浓度测量仪器、正离子浓度测量仪器或者化学的方法来测量。

5)测量结束后，接通电源开始电渗，在电渗的过程中实时的监测铝离子的浓度或者正离子的浓度，通过与电渗前铝离子浓度或正离子浓度进行比较，得出渗漏点的垂直位置。

6)结合测出的水平位置与垂直位置得出地下连续墙的具体渗漏点位置。

进一步，所述观测井的距离应根据工程的实际情况确定，所述降水井可直接采用基坑原有的降水井，所述铝电极中的铝应具有放射性，所述通电装置包括通电装置正极与通电装置负极，通电装置的电源储量应足够大，所述软土层为电渗法适用土层，所述铝离子应具有放射性。

所述步骤1)中，开始基坑内外地下水处于平衡状态，对基坑内部降水井进行抽水，造成基坑内外地下水失去平衡，从而基坑外观测井的水位发生变化；

所述步骤2)中，铝电极具有放射性，在电渗过程中射放的铝离子同样具有放射性，在电渗过程中，采用检测放射性的仪器在地面上检测放射性铝离子的迁移过程，得出铝离子最终聚集的水平位置，即渗漏点水平位置。

所述步骤4)中，对渗漏点垂直位置的检测采用分割法，将地面到检测底端分为若干个相等的检测区间，采用仪器或者化学的方法检测每个区间铝离子或者正离子的含量，从而可得出渗漏点的垂直位置。本检测方法是根据铝离子的性质决定的，通过试验得到，在电渗过程中，若止水帷幕存在渗漏点，那么铝离子会大量集聚在渗漏点附近，导致渗漏点附近铝离子浓度或正离子浓度变高。

本发明的技术构思为：降水井对基坑内部降水，通过观测基坑外部观测井水位变化判断基坑是否存在渗漏，若存在渗漏，则检测渗漏点的具体位置。通过电渗原理，对铝电极进行电渗，铝电极中的铝应具有放射性，电渗过程中，采用检测放射性仪器在地面检测铝离子的迁移路径，从而可得到渗漏点的水平位置。从试验的情况可得出，若止水帷幕存在渗漏，铝离子会大量集中在渗漏的位置，从而可通过电渗前后的铝离子浓度或正离子浓度来确定渗漏点的垂直位置。为了确定渗漏点的垂直位置采用分割的原理，根据以上确定的水平位置，在地连墙内侧，从地面上到检测底端的垂直高度内，将其分为若干个等距离的小区间，分别测量每个区间内铝离子浓度或正离子浓度，将其结果与电渗前对比，得出渗漏点的垂直位置。将水平位置与垂直位置相结合，可得到渗漏点的具体位置。

不仅能够检测地下连续墙隐伏渗漏点的位置，而且具有操作简单、施工方便、成本低、速度快、安全性高、准确度高等优点。

本发明的有益效果主要表现在：(1)准确度高。通过确定水平位置与垂直位置来确定渗漏点的具体位置，并且垂直位置的确定，可通过划分区间的大小来改变准确度。(2)成本低，经济和社会效益好。本方法采用的材料常见，用量少，远低于地连墙渗漏造成损失，而且降低消耗，社会经济性效益好。(3)简单易行、操作方便。不需要对作业人员提出高要求，普通的工人经过简单的训练即可完成。(4)减少含水量，加固被动区土体。电渗过程中使基坑内部地下水向外部流出，使软土在较短时间内含水量明显减少，提高了软土的不排水抗剪强度并降低软土灵敏度，并且软土加固效果是不可逆的。

附图说明

图1为本发明基坑平面布置图；

图2为本发明电渗法检测渗漏点平面位置原理示意图；

图3为本发明电渗法检测渗漏点剖面位置示意图；

图4为本发明电渗法检测渗漏点剖面效果图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图4，一种软土地区地下连续墙渗漏检测方法，所述的地连墙1为所要检测的地连墙，所述观测井2穿过软土层4，用来观测基坑外侧地下水位的变化，观测井2的间距与深度根据实际工程确定，观测井2亦可作为基坑外侧降水井，所述降水井3穿过软土层4，为基坑内侧降水井，可用来观测基坑内侧的地下水位，所述铝电极5分为正电极与负电极，插入在软土层4中，基坑内部铝电极连接正电极，基坑外侧连接负电极，所述通电装置6包括正极与负极，为铝电极5提供正、负极电源，通电装置正极7与基坑内铝电极连接，通电装置负极8与基坑外铝电极连接，所述通电装置正极7与铝电极正极连接，所述通电装置负极7与铝电极负极连接，所述坑内地面9为基坑内侧的自然地面标高，所述坑外地面10为基坑外侧的自然地面标高，所述的渗漏点11存在与地下连续墙上，为地下连续墙的隐伏渗漏点，所述铝离子12为电渗过程中铝电极5所射放出的具有放射性的铝离子，所述检测方法包括如下步骤：

1)对基坑内侧进行抽水试验，观测基坑外侧观测井的水位变化，若观测井的水位未发生较大的变化，则地下连续墙不存在渗漏点；若观测的水位发生较大的变化，则地下连续墙存在渗漏点。

2)采用铝电极进行电渗，铝电极采用具有放射性同位素铝，在电渗的过程中释放的铝离子具有放射性，在地面上通过对放射性的测量得出铝离子的迁移过程，可得出渗漏点的水平位置，停止电渗。

3)然后采取有效的方法测量渗漏点的垂直位置，因为在电渗的过程中，铝离子会大量集中在渗漏点位置，导致渗漏点附近正离子数量增多，可通过测试铝离子浓度大小与正离子数量多少来确定渗漏点的垂直位置(本方法以检测铝离子浓度为例分析)。

4)将垂直方向分为若干个等距离的小区间，在电渗之前测量铝离子浓度或正离子的浓度，与电渗过程中进行比较，可采用铝离子浓度测量仪器、正离子浓度测量仪器或者化学的方法来测量。

5)测量结束后，接通电源开始电渗，在电渗的过程中实时的监测铝离子的浓度或者正离子的浓度，通过与电渗前铝离子浓度或正离子浓度进行比较，得出渗漏点的垂直位置。

6)结合测出的水平位置与垂直位置得出地下连续墙的具体渗漏点位置。

进一步，所述观测井的距离应根据工程的实际情况确定，所述降水井可直接采用基坑原有的降水井，所述铝电极中的铝应具有放射性，所述通电装置包括通电装置正极与通电装置负极，通电装置的电源储量应足够大，所述软土层为电渗法适用土层，所述铝离子应具有放射性。

所述步骤1)中，开始基坑内外地下水处于平衡状态，对基坑内部降水井进行抽水，造成基坑内外地下水失去平衡，从而基坑外观测井的水位发生变化；

所述步骤2)中，铝电极具有放射性，在电渗过程中射放的铝离子同样具有放射性，在电渗过程中，采用检测放射性的仪器在地面上检测放射性铝离子的迁移过程，得出铝离子最终聚集的水平位置，即渗漏点水平位置。

所述步骤4)中，对渗漏点垂直位置的检测采用分割法，将地面到检测底端分为若干个相等的检测区间，采用仪器或者化学的方法检测每个区间铝离子或者正离子的含量，从而可得出渗漏点的垂直位置。本检测方法是根据铝离子的性质决定的，通过试验得到，在电渗过程中，若止水帷幕存在渗漏点，那么铝离子会大量集聚在渗漏点附近，导致渗漏点附近铝离子浓度或正离子浓度变高。

某基坑的开挖深度为15.95m，采用地下连续墙为围护结构兼止水帷幕，地下连续墙深度为24.5m，厚度为800mm，混凝土强度等级为C30，基坑周长400m。基坑周围为重要建筑物与道路，建筑物均有钢筋混凝土基础和桩基础，土层以软土为主，本工程⑧层圆砾中的地下水具承压性质，该含水层水量相对丰富，水头高度要低于上部的潜水位2m左右，地下水位埋深浅，深层承压含水层渗透系数大，如何考虑降水对周边环境影响是极其重要的。由于本基坑深度较深，地下条件较复杂，若地连墙存在渗漏，将发生不可估量的损失。故基坑开挖前对地下连续墙渗漏检测显得非常重要。

本实施例的软土地区地下连续墙隐伏渗漏点检测方法的实施方案是：

1)确定装置各部分尺寸。在基坑内部地下连续墙1附近，相隔一定的距离打入降水井3，本例间距取5m，降水井3采用管井降水。在基坑外部地下连续墙1附近，相隔一定距离打入观测井2，本例间距取5m。铝电极5的长度与地下连续墙1的深度一致，若地下连续墙1的深度较深，可采用分层测量。垂直方向小区间划分间距选择500mm，该例的区间个数为49个。

2)检测是否存在渗漏点。对基坑内侧进行抽水试验，观测基坑外侧观测井2的水位变化，若观测井2的水位未发生较大的变化，则地下连续墙1不存在渗漏点11；若观测井2的水位发生较大的变化，则地下连续墙1存在渗漏点11。

3)检测渗漏点水平位置。分别将两个铝电极5插入基坑内、外两侧，将基坑内的铝电极5与通电装置正极7连接，基坑外的铝电极5与通电装置负极8连接，铝电极5采用具有放射性同位素铝。开启通电装置6进行电渗，在电渗的过程中释放的铝离子12具有放射性，在地面上通过对放射性的测量得出铝离子12的迁移过程，可得出渗漏点11的水平位置，停止电渗。

4)渗漏点垂直位置测量原理。在电渗的过程中，铝离子12会大量集中在渗漏点位置，导致渗漏点附近铝离子12数量增多，可通过测试铝离子12浓度大小来确定渗漏点11的垂直位置。

5)渗漏点垂直位置测量。将垂直方向分为若干个等距离的小区间，本例以500mm为一区间，分为49个，首先通过取样的方法测量每个区间的原始铝离子12浓度，然后开始电渗，在电渗过程中实时采集各个区间、不同深度下的试样，测量铝离子12的浓度，将测量的结果分类记录，测量仪器可采用铝离子浓度测量仪器或者化学的方法来测量。

6)渗漏点垂直位置确定。将各个时段、各个深度测量出的铝离子12浓度与前时段同一位置的铝离子12浓度进行比较，可画出电渗过程中不同深度铝离子12浓度的变化趋势，从电渗开始到结束，若存在某一位置铝离子12浓度变化较大，则说明该位置是渗漏点11的垂直位置。

7)渗漏点位置确定。结合测出的水平位置与垂直位置得出地下连续墙1的具体渗漏点11位置。