李东旭
北京住总集团有限责任公司轨道交通市政工程总承包部,北京市102100
摘要:随着人们生活质量的提高,对建筑工程的质量要求也越来越高。地下连续墙结构是现阶段基坑工程当中比较重要的围护结构,特别是南方地区对于这种结构的应用比较广泛,其震动性非常小,而且噪音也非常低,不会对工程现场周围环境产生大的干扰和影响。地下连续墙的止水性较好,可以承担垂直方向所施加的荷载,刚性较大,可以承担土压力和水压力水平方向的荷载,因为其所具备的这些特点,所以地下连续墙具备挡土、承重和抗渗性,属于一种多功能深基坑支护结构,对相邻建筑的影响非常小。另一方面这一结构具备良好的防渗性和适应性特点,在建筑工程中的应有具有比较重要的价值和作用。如想使地下连续墙施工质量能够得到有效提升,便需对地下连续墙的质量控制要点加强分析,本文以某市建筑地下工程为背景,在对深基坑地下连续墙接头处可能出现的渗漏水现象进行分析的基础上,提出了对应的处理措施,结合不同的现场实际和情况,分别采用不同的处置方式和方法,并针对地下连续墙灌浆设置有效的印记处理预案,即通过设置地下连续墙覆土面或旋喷桩的方式进行止水加固。实践证明,该方法可行,处理效果达到了预期。希望通过这些内容的分析与研究,能够为地下连续墙施工质量的不断提升提供一定参考。
关键词:地下连续墙;接头渗漏;成因;施工处治技术
1.地下连续墙常见接头形式
1.1直接连接接头
单元槽段挖成后,随即吊放钢筋笼,浇灌混凝土,混凝土与未开挖土体直接接触。开挖下一单元槽段时,用冲击锤等将与土体相接触的混凝土改造成凹凸不平的连接面,粘附在连接面上的沉渣与土则用抓斗的斗齿或射水等方法清除,再浇灌混凝土形成“直接接头”,其优点是施工工艺简单,缺点是:①接头处软硬不一,难以用冲锤冲凿出好的接触面;②泥皮难以清除干净,防渗性能差;③接头处抗剪能力较差。因此在工程实践中很少采用[1]。
1.2接头管接头
也称锁口管接头,一期单元槽段挖成后,在槽段的端头吊放入接头管,槽内吊放钢筋笼、浇灌混凝土。在混凝土浇筑后3~5h逐步提拔接头管,拔管速度应与混凝土浇筑速度及混凝土强度增长速度相适应。接头管大多为圆形,此外还有缺口圆形、带翼或带凸榫形等,后2种很少使用。该类型接头的优点是:①构造简单;②施工方便,工艺成熟;③刷壁方便,易清除先期槽段侧壁泥浆;④后期槽段下放钢筋笼方便。⑤造价较低。其缺点是:①属柔性接头,接头刚度差,整体性差;②抗剪能力差,受力后易变形;③接头呈光滑圆弧面,无折点,易产生接头渗水;④接头管的拔除与墙体混凝土浇筑配合要十分默契,否则极易产生“埋管”或“坍槽”事故。
1.3接头箱接头
与接头管接头相仿。但接头箱在浇灌混凝土的一侧是敞开的,故可将钢筋笼端头的水平钢筋插入接头箱内。浇灌混凝土时,由于接头箱的敞开口被焊在钢筋笼上的钢板所遮蔽,因而可阻挡混凝土进入接头内。接头箱拔出后再开挖二期单元槽段,可使两相邻单元墙段的水平钢筋交错搭接。该类型接头的优点是:①整体性好,刚度大;②受力后变形小,防渗效果较好。其缺点有:①接头构造复杂,施工工序多,施工麻烦;②刷壁清浆困难;③伸出接头钢筋易碰弯,给刷壁清泥浆和安放后期槽段钢筋笼带来一定的困难。
1.4十字钢板接头
由十字钢板和滑板式接头箱组成,如图1所示。当对地下连续墙的整体刚度或防渗有特殊要求时采用。其优点有:①接头处设置了穿孔钢板,增长了渗水途径,防渗漏性能较好;②抗剪性能较好。其缺点有:①工序多,施工复杂,难度较大;②刷壁和清除墙段侧壁泥浆有一定困难;③抗弯性能不理想;④接头处钢板用量较多,造价较高。
1.5工字形钢板接头
工字形钢板接头施工方便,防水效果优于接头管接头,但用钢量较大。其优点有:①明显增长了接头渗水途径,且折点多,有效提高了防渗漏性能;②墙段之间增设了一定深度的钢筋混凝土凹凸榫,提高了刚度;③施工操作方便,接头质量易保证。其缺点有:①仍属柔性接头,抗弯性能不理想;②接头用钢板增加,造价较高。该类型接头应用也较广泛。
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l一接头钢板;2--封头钢板;3一滑板式接箱;4一U形接头管;5一钢筋笼
图1十字钢板接头(滑板式接头箱)
2.工程实例
某大型干船坞工程平面尺寸588m×106m,深11m。其坞室墙采用拉锚组合墙结构,上部4m为钢筋混凝土现浇空箱,下部7m为45cm厚地下连续墙(见图2)。坞室墙与后方的锚碇墙采用钢拉杆相连,形成有锚组合墙结构。施工采取先拉锚、后开挖的逆作法施工,先实施上部的混凝土空箱和锚碇墙,安装钢拉杆后完成锚碇墙前土方回填,形成拉锚结构后再开挖下部的坞室土方,施工坞室底板,最后进行坞室墙后土方回填。
3.地下连续墙渗漏概况
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图2地下连续墙应用示意
3.1施工方案
地下连续墙采用液压抓斗成槽,泥浆护壁、水下导管浇筑混凝土等施工工艺。地下连续墙成槽幅宽6m,接头采用混凝土预制接头桩工艺。
3.2渗漏情况
施工过程中,当坞室下部土方开挖到位后,坞室下部前墙即地下连续墙全部暴露,拉锚结构发挥作用。根据施工中观测,地下连续墙的接头桩两侧均出现不同程度的渗漏情况。工程运行期,坞室墙下部结构(即以地下连续墙作坞室墙的部分),在衬壁混凝土表面均出现了细微裂缝,其位置正是地下连续墙墙体分缝接头桩的两侧,渗漏发生的部位也是地下连续墙的上部居多。以上渗漏现象表明,地下连续墙施工在接头处理上存在一定问题,有必要对渗漏原因进行分析,并制定出相应的对策,确保地下连续墙的施工质量。
4.渗漏原因分析
4.1接头桩设计不合理
本地下连续墙施工接头采用预制混凝土双凹接头桩的柔性接头形式,过多考虑了桩的起吊强度和混凝土浇筑过程中的桩身抗弯,接头桩的设计实体截面较大,但在预防渗漏方面有明显不足,主要表现在:桩的双凹槽深度不足,地下连续墙混凝土嵌入预制桩的深度太小,未能起到延长渗径和增加折点的作用。同时,地下连续墙的墙体未能真正地嵌入接头桩内,墙体和接头桩未能连接成一个整体。当地下连续墙发生位移或摆动时,容易造成接头处松动或脱节,形成渗漏的薄弱环节。接头桩的设计不合理是造成地下连续墙接头渗漏的主要原因[2]。
4.2接头清理不到位
单号地下连续墙体浇筑完成后,相邻槽段成槽时,液压抓斗在开挖紧靠墙体接头一侧的槽孔时,不可避免地会碰撞或啃坏墙体接头桩,使墙体接头凹凸不平,泥浆塞进了接头的凹坑之中。而在清孔时未能很好地处理接头桩的凹槽,吸附在接头桩混凝土表面的泥皮未洗刷干净,浇筑混凝土后使槽体与接头桩问形成竖向泥皮缝。当墙前土方开挖后,在墙后较大的水土压力作用下,逐步形成渗漏。
4.3槽段幅宽过大或导管位置不当
单元槽段宽度6m,采用双导管浇筑混凝土,使导管的摊铺面积较大,距导管较远处(槽段两侧)的混凝土顶推效果较差,导管处混凝土隆起过高,使处于流塑状的悬浮淤积物向低处集中,导致接头处夹有泥渣,影响了止水效果。
4.4部分墙体在接头处有错位
施工中成槽的垂直度控制不好,使相邻单元槽段发生偏斜。浇筑混凝土后,地下连续墙在接头处的搭接墙厚减小,直接减小了薄壁地下连续墙接头处的渗径长度,从而造成渗漏。
4.5接头处的竖向钢筋布置不合理
在地下连续墙的墙体与接头桩相邻处,布置有多根竖向钢筋,间距较小。混凝土浇筑过程中,接头处离导管最远,顶推压力最小,基本依靠混凝土隆起的高度差形成混凝土自流,而接头处的竖向钢筋阻碍混凝土的流动,在局部形成死角。
4.6拉锚结构的位移造成墙体错缝、表面混凝土裂缝
墙前土方开挖后,墙体向内有不同程度的位移,对于柔性接头,容易造成相邻槽段相对位移,从而形成渗漏。而且本例中,船坞在船舶出坞时的反复进水、排水,使拉锚结构经常处于约±2cm的摆动中,而衬壁混凝土只有20cm厚,抗剪能力较弱,衬壁混凝土在对应内部地下连续墙槽段分缝处产生裂缝,造成工程运行期的表面渗漏。
5.地下连续墙渗漏水处理
5.1地下连续墙缝轻微管涌治理措施
5.1.1接头轻微管涌处理措施
当连续墙接头位置出现轻微管涌时,可借助以下措施进行处置:①当现场能满足导流管与粘连封堵材料设置时,首先要剔凿并清理干净漏水部位;②在管涌位置安插导流管;③插设好导流管后涂上封堵材料;④封堵导流管。
5.1.2接头严重管涌处理措施
如果施工过程中连续墙接头处出现严重管涌,且此时监测到较明显的水压时,需改用双液注浆措施:①若地下连续墙存明显的凹凸不平问题,可通过剔凿的方式进行简单处理;②使用导流管将漏水点导出,确保水流通畅;③先采用棉沙拌合油脂材料对其进行封边处理,再将扁状钢钎沿四周缝隙打入,在确保地下连续墙与钢板之间不存在缝隙后,再按计划进行双液注浆。但需注意注浆过程中出现的翻浆情况,并根据现场注浆实际不断提升钻杆,直到缝隙全部被封堵[3]。
5.2地下连续墙接头漏水中的双液注浆施工
5.2.1施工准备工作
结合整个注浆工作来说,以下几方面是需要最先考虑的:①注浆段长和分段长;②注浆加固范围;③注浆速度;④浆液扩散半径;⑤浆液凝胶时间;⑥止浆岩墙厚度。除此之外,为防止工作面出现冒浆状况,在整个作业中,需要封闭喷混凝土厚度超过15cm的工作面,并为钢管增加垫板和螺母。在正式注浆前,要检查、保养参与施工的钻机、注浆泵、搅拌机等设备,使其保持良好的工作状态。施工过程中,要结合实际情况在工地预备超细水泥、水玻璃等注浆需要的材料,避免因材料缺乏对施工的连续性产生影响。
5.2.2施工作业
首先,按照设计要求在相应位置准确安放钻头等各类施工设备并对其进行固定,之后才能使用钻头钻穿混凝土止浆墙和其他坚硬地层,直到钻至设计要求的孔深。整个钻孔过程中都要确保套管始终在顶紧状态,不允许出现后退、钻头脱落等问题,因为这些问题不但会使钻孔堵塞,影响后续钻进作业,甚至会让该钻孔直接报废。若在施工中出现此类问题或状况,要立即采取“废一补二”的措施进行及时有效补救。在安设注浆管前,必须确认套管内部干净清洁。在注浆部位安放直径60mm×5mm的钢管注浆管,并为其包上防水板。
6.结束语
为有效减少甚至避免地下连续墙出现渗水问题,施工人员在施工过程中,所以要根据本工程的实际选择材料,还要制定实用、有效,且与本工程相匹配的连续墙接头防渗漏处置措施。施工人员也要善于发现问题,认真积累总结经验,在丰富自我经验的同时进一步提高施工质量,为今后的施工问题处置提供参考经验。
参考文献
[1]顾斯远.浅谈地下连续墙施工技术[J].低碳世界,2017(19):149-150.
[2]王立平.地下连续墙施工技术[J].低碳世界,2016(20):160-161.
[3]刘鹏.地下连续墙施工技术要点分析[J].工程建设与设计,2019(12):182-183.