李 舜

(中鐵十六局集團(tuán)有限公司,北京 100018)

1 概述

隨著各大主要城市地面交通的日益擁擠,地鐵將逐漸成為全國各大城市人們出行的主要交通工具。目前國內(nèi)地鐵車站施工大部分還是采用明挖法,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要是高壓旋噴樁、地下連續(xù)墻等支護(hù)方式。在眾多的支護(hù)方法中,地下連續(xù)墻以剛度大、整體性強(qiáng)、位移控制效果好等突出的優(yōu)點(diǎn)和廣泛的適用性而得到了越來越多的應(yīng)用。

所謂地下連續(xù)墻,就是預(yù)先進(jìn)行成槽作業(yè),形成具有一定長度的槽段,在槽段內(nèi)放入預(yù)制好的鋼筋籠,并澆筑混凝土建成墻段,如此連續(xù)施工,各墻段相互連接構(gòu)成一道完整的地下墻體。由于這種施工方法可以開挖任意深度和斷面的深槽,所以能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求,建造各種深度、寬度、形狀、長度和強(qiáng)度的地下墻。

某項(xiàng)目為在建大斷面盾構(gòu)隧道始發(fā)井地連墻施工,場地西鄰 300m為人工運(yùn)河,南側(cè)距基坑 20m為高層住宅區(qū),東鄰城市主干道,北側(cè)為待開發(fā)用地,現(xiàn)為水塘。地下水豐富,以粉質(zhì)黏土和粉細(xì)沙為主。地下連續(xù)墻埋深 45.5m。筆者以該項(xiàng)目地下連續(xù)墻施工為背景,詳細(xì)介紹地下連續(xù)墻施工工藝及要點(diǎn),并對(duì)施工中出現(xiàn)的問題提出有效的處理措施。

2 地下連續(xù)墻施工工藝

在施工地下連續(xù)墻之前,首先明確施工工序及內(nèi)容。其中包括:導(dǎo)墻施工、鋼筋籠制作、泥漿制作、成槽放樣、成槽、下接頭管、鋼筋籠吊放和下鋼筋籠、下拔混凝土導(dǎo)管澆筑混凝土、拔接頭管。

2.1 根據(jù)地質(zhì)條件,選擇挖槽方案

地下連續(xù)墻的挖槽,不能簡單地理解成用挖槽機(jī)進(jìn)行挖槽。實(shí)際工程中,由于地質(zhì)情況變化較大,部分槽段的土質(zhì)較硬,且有漂石時(shí)要采取綜合的挖槽方案。因此對(duì)埋深較淺的連續(xù)墻,可選擇抓斗挖槽簡便有效。但地質(zhì)復(fù)雜時(shí)可采用抓斗挖槽和沖擊成槽相結(jié)合的施工方案。本工程中地質(zhì)情況相對(duì)較好,只采用了挖槽機(jī)成槽,采用三抓成槽,且兩側(cè)抓挖為沒有接頭箱的抓斗一側(cè)。成槽施工中注意車載測斜儀器指針,發(fā)現(xiàn)偏斜隨時(shí)采用糾偏導(dǎo)板來糾偏。一旦遇到嚴(yán)重不均勻的地層,及時(shí)回填槽孔,然后重新挖掘。成槽過程中抓斗入槽、出槽均應(yīng)慢速、平穩(wěn),防止泥漿掀起波浪,影響導(dǎo)墻下面及后面的土層穩(wěn)定。每三抓作一次 180°旋轉(zhuǎn),以消除因斗齒咬合不均造成的槽位偏移,從各細(xì)節(jié)處保證槽段垂直度。

2.2 合理劃分槽段

槽段的劃分原則是不影響槽壁的穩(wěn)定性,同時(shí)考慮附近已有建筑物情況、挖槽機(jī)類型、槽壁的穩(wěn)定性、鋼筋籠的質(zhì)量等因素,盡可能地減少接頭數(shù)量,不但可以提高施工效率,還可以提高地下連續(xù)墻的防水性和整體性。施工組織設(shè)計(jì)中為盡量避免閉合槽段的形成,采用連接幅順序施工,即先完成首開幅槽段(本工程以轉(zhuǎn)角槽段為首開槽段)的施工后在首開幅的兩側(cè)施工連接幅,連接幅鋼筋籠一側(cè)設(shè)止水鋼板,另一側(cè)無止水鋼板。

2.3 嚴(yán)格防止導(dǎo)墻開裂和位移變形

導(dǎo)墻的作用是為挖槽機(jī)具導(dǎo)向、蓄存泥漿和防止槽口坍塌,同時(shí)可作為施工時(shí)水平與豎直測量的基準(zhǔn),安裝鋼筋籠、設(shè)置混凝土管、架設(shè)挖槽機(jī)具的支點(diǎn)。為此,在導(dǎo)墻的施工中重點(diǎn)是防止導(dǎo)墻開裂和位移變形過大。因此在本工程施工中用 U頂支撐導(dǎo)槽內(nèi)兩側(cè)導(dǎo)墻模板,外側(cè)用拉絲固定,如此保證導(dǎo)墻的精度。待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆模并迅速回填密實(shí),且禁止任何重型的機(jī)械設(shè)備在導(dǎo)墻附近停留。此外,在外側(cè)導(dǎo)墻做 300mm×300mm的排水溝,與導(dǎo)墻一體澆筑,待盾構(gòu)井開挖時(shí),封閉形成排水溝。

2.4 根據(jù)施工過程調(diào)整泥漿性能

2.4.1 地下連續(xù)墻用泥漿的成分和性能要求

地下連續(xù)墻用泥漿通常是膨潤土(主要成分:SiO2、Al2O3、Fe2O3)泥漿。泥漿成分是膨潤土、摻合物和水。

2.4.2 調(diào)整泥漿性能的措施

在泥漿中摻入摻合劑改善泥漿的性能,提高泥漿的工作效能。

(1)摻入分散劑。當(dāng)泥漿粘度太大時(shí),可加入碳酸鈣等分散劑以降低泥漿粘度,從而可以達(dá)到置換對(duì)膨潤土有害的離子。

(2)摻入增粘劑 CMC。摻入泥漿后可提高泥漿的粘度,防止泥漿沉淀,使泥皮致密而堅(jiān)韌,增強(qiáng)槽壁的穩(wěn)定性。

(3)摻入堵漏劑。當(dāng)槽壁是透水性較大的砂礫層,或由于泥漿粘度不夠,形成泥皮能力弱等因素而出現(xiàn)泥漿失水量過大時(shí),就需要摻入水泥、鋸末等堵漏劑。

(4)摻入加重劑。當(dāng)松軟土層或在地下水位較高的槽段施工時(shí),由于壓力較大,需加大泥漿比重,以維護(hù)槽壁穩(wěn)定。但如果一味加大膨潤土的摻量,則會(huì)造成泥漿比重過大。

2.4.3 對(duì)泥漿進(jìn)行凈化處理

循環(huán)使用或澆筑混凝土置換的泥漿,其質(zhì)量會(huì)逐步惡化,必須進(jìn)行凈化處理,才能繼續(xù)使用。當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻工程結(jié)束后,將泥漿和泥水做分離處理,才可直接采用管溝排放。因此為滿足泥漿循環(huán)使用及廢漿的沉淀處理,施工中設(shè)置了 1個(gè)磚砌泥漿池,容積 360m3,分隔成兩半,一為沉淀池,一為循環(huán)池。

2.5 地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝方案制定要點(diǎn)

地下連續(xù)墻的鋼筋籠尺寸通常是按單元槽段制作而成,體積相對(duì)較大。要保證鋼筋籠的整體剛度,應(yīng)科學(xué)地編制吊裝方案,并根據(jù)鋼筋籠的重量和制定的起吊方式和吊點(diǎn)位置,在鋼筋籠內(nèi)布置 2～4榀縱向鋼筋桁架及主筋平面的斜向拉條,以防止在起吊時(shí)鋼筋籠橫向變形和吊放入槽內(nèi)時(shí)發(fā)生左右相對(duì)變形。本工程鋼筋籠采用整幅成型起吊入槽,按設(shè)計(jì)要求焊裝預(yù)留接駁器、預(yù)埋鐵件,綁扎硬泡沫塑料板,并保證鋼筋接駁器、預(yù)埋件的定位精度符合規(guī)定要求?？紤]到鋼筋籠起吊時(shí)的剛度和強(qiáng)度,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,鋼筋籠內(nèi)的桁架數(shù)量根據(jù)鋼筋籠的質(zhì)量和長度來決定。鋼筋起吊點(diǎn)用 φ32mm圓鋼加固,轉(zhuǎn)角槽段增加 8號(hào)槽鋼支撐,每4m一根。鋼筋籠最上部用 2φ28mm作并列水平筋。

2.6 地下連續(xù)墻混凝土必須符合配合比設(shè)計(jì)要求

地下連續(xù)墻混凝土的澆筑是采用導(dǎo)管澆筑水下混凝土,混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)要比在水上澆筑的要求有所調(diào)整。按導(dǎo)管澆筑水下混凝土法的要求,混凝土應(yīng)比水上澆筑的混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)提高 5MPa。此外,要有較大的坍落度,流動(dòng)性好而不易發(fā)生離析,使其在澆筑時(shí),能在槽中均衡地保持基本水平上升。所以在混凝土中摻入適量的木質(zhì)素磺酸鈣等外加劑,對(duì)改善混凝土的和易性、增加坍落度、擴(kuò)散度和提高強(qiáng)度均是有利的。施工中連續(xù)墻采用 C30防水混凝土,抗?jié)B等級(jí) P10,水下灌注混凝土。鋼筋籠入槽就位后,應(yīng)盡快澆筑混凝土,間隔時(shí)間不能太長,一般澆筑混凝土在鋼筋籠入槽的 4h之內(nèi)進(jìn)行。所以應(yīng)事先安排好混凝土供應(yīng)時(shí)間和用量。由于本工程混凝土用量大,所以事先與商品混凝土企業(yè)商定了混凝土專供協(xié)議,做到混凝土隨用隨供,唯一不確定因素是運(yùn)輸時(shí)間的彈性,因此為確保澆筑的連續(xù)性,一般將澆筑時(shí)間放在夜間進(jìn)行。

2.7 接頭拔管時(shí)間的控制

連接兩相鄰單元槽之間的施工接頭方式有多種,工程中最常用到的是接頭管方式。從混凝土澆筑完畢到旋轉(zhuǎn)拔動(dòng)和全部拔出的時(shí)間,是隨混凝土的性能、接頭管的長度、直徑和形狀及氣溫等條件的不同而變化的。拔管時(shí)間過早,會(huì)導(dǎo)致混凝土坍塌;過遲會(huì)因粘力過大而難以拔出。

本工程地下連續(xù)墻接頭除了盾構(gòu)始發(fā)井端頭位置有 3處采用鎖口管外,其他全部采用接頭箱(不可拔,與鋼筋籠一體)。槽段清基合格后立刻吊放接頭箱,由履帶起重機(jī)分段起吊接頭箱入槽,在槽口逐段拼裝成設(shè)計(jì)長度后下放到槽底。吊放接頭箱時(shí),應(yīng)穩(wěn)、準(zhǔn)、慢放入槽底,不可強(qiáng)行入槽,施工要求是兩塊整體 600 mm寬的接頭箱夾住已經(jīng)焊接在鋼筋籠上的工字止水鋼板,并保證接頭箱的中心與設(shè)計(jì)中心線相吻合。為防止混凝土從接頭箱跟腳處繞流,將接頭箱的跟腳插入槽底以下 30～50cm。接頭箱安裝時(shí),應(yīng)確保接頭箱下放位置準(zhǔn)確,以免影響相鄰槽段的施工,并保持接頭箱垂直狀態(tài)插入槽內(nèi)。管頂與導(dǎo)墻間間隙用木楔揳死,外側(cè)間隙用黏土回填,以防止在混凝土澆灌過程中混凝土繞流和接頭外移。鎖口管的安裝工藝如下。

鋼筋籠吊放就位后,開始安放鎖口管,鎖口管按設(shè)計(jì)分幅位置準(zhǔn)確就位,鎖口管下放后,再用吊機(jī)向上提升 2m左右,檢查是否能夠松動(dòng),然后利用其自重沉入槽底土中,并將其上部固定,背后空隙用黏土回填密實(shí)。避免鎖口管在混凝土灌注過程中移位或混凝土繞流下幅槽段,從而影響下幅槽段成槽施工和鋼筋籠下放。鎖口管下放過程中同時(shí)用鉛錘吊線檢查垂直度。鎖口管吊裝就位后,檢查鎖口管入土深度(保證在槽底以下 30～50cm)、定位是否正確,隨著安裝液壓頂管機(jī),必要時(shí)在頂拔機(jī)下墊設(shè)反力架以增強(qiáng)基礎(chǔ)穩(wěn)定性,底座反力架在導(dǎo)墻上必須用錨固鋼筋固定牢固。為了減小鎖口管開始頂拔時(shí)的阻力,在混凝土開澆以后 4h或混凝土面上升到 15m左右時(shí)(冬季時(shí)間可稍長),啟動(dòng)液壓頂管機(jī)頂動(dòng)鎖口管,但頂升高度越小越好,不可使管腳脫離插入的槽底土體,以防管腳處尚未到初凝狀態(tài)的混凝土坍塌。

正式開始頂拔鎖口管的時(shí)間,應(yīng)以開始澆筑混凝土?xí)r做的混凝土試塊達(dá)到初凝狀態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間為依據(jù),如商品混凝土摻加過緩凝型減水劑,開始頂拔鎖口管時(shí)間還需延遲。這需要試驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場同條件試驗(yàn),確保拔管時(shí)間的準(zhǔn)確性。頂拔采用4000kN液壓千斤頂,履帶吊協(xié)同作業(yè),分段拆卸。一般在混凝土澆筑 3～4h開始拔高 10cm,同時(shí)觀察油表讀數(shù),以后每30min松動(dòng) 1次,如松動(dòng)時(shí)頂升壓力超過1000kN,則可相應(yīng)增加提升高度,縮短松動(dòng)時(shí)間。松動(dòng)或提升時(shí)間及提升量由現(xiàn)場試驗(yàn)人員及值班人員根據(jù)實(shí)際情況確定,一般在混凝土澆筑完后 6～8h內(nèi)全部拔完,鎖口管頂拔時(shí)底部盡可能與剛達(dá)到終凝的混凝土層保持10～15m高差,并作好詳細(xì)記錄以備檢。鎖口管拔出前,先計(jì)算剩在槽中的鎖口管底部位置,并結(jié)合混凝土澆筑記錄和現(xiàn)場試塊情況,在確定底部混凝土已達(dá)到終凝后才能拔出。最后一節(jié)鎖口管拔出前先用鋼筋插試墻體頂部混凝土有硬感后才能拔出?；炷凉嘧⒑玩i口管松動(dòng)過程中,值班人員應(yīng)隨時(shí)檢查鎖口管的垂直度和偏移情況等,發(fā)現(xiàn)異常立即停止松動(dòng),及時(shí)加固。

3 地下連續(xù)墻的滲漏原因分析及處理方法

3.1 地下連續(xù)墻的滲漏原因分析

3.1.1 地下連續(xù)墻夾泥、內(nèi)部窩泥

地下連續(xù)墻槽孔底部的淤積物是墻體夾泥的主要來源,混凝土開澆時(shí)向下沖擊力大,混凝土將導(dǎo)管下的淤積物沖起,一部分懸浮于泥漿中,一部分與混凝土摻混。處于導(dǎo)管附近的淤積物,隨混凝土澆筑時(shí)間的延長,又沉淀下來落在混凝土表面上,當(dāng)槽孔混凝土面發(fā)生變化或呈覆蓋狀流動(dòng)時(shí),這些淤積物最容易被夾在混凝土中,由于混凝土的流線呈弧形,拐角處的淤積物不可能完全向上擠升,所以拐角處絕大多數(shù)有淤積物堆積。當(dāng)為多根導(dǎo)管澆筑時(shí),除了端部接縫處夾泥外,導(dǎo)管間混凝土分界面也可能夾泥;另外導(dǎo)管埋深影響混凝土的流動(dòng)狀態(tài)。埋深太小,混凝土呈覆蓋狀態(tài)流動(dòng),容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,泥漿滲入導(dǎo)管內(nèi)造成夾泥;澆筑速度太快,使混凝土表面呈鋸齒狀裂縫,泥漿或淤積物會(huì)進(jìn)入裂縫而造成夾泥。

另外當(dāng)澆筑速度太快時(shí),混凝土向上流動(dòng)速度快,對(duì)相鄰混凝土的拉力也很大,有時(shí)會(huì)將其拉裂形成水平或斜向的裂縫,成為滲漏水的質(zhì)量隱患。導(dǎo)管提升過猛,或探測錯(cuò)誤,導(dǎo)管底口超出原混凝土面,涌入泥漿;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內(nèi)繼續(xù)澆筑時(shí),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,則新老混凝土面上形成一條水平縫,縫內(nèi)夾泥?；炷翝仓r(shí)局部塌孔也會(huì)造成夾泥。地下連續(xù)墻在采用傳統(tǒng)接頭管的施工中,液壓抓斗在開挖緊靠墻體接頭一側(cè)的槽孔時(shí),不可避免地會(huì)碰撞或啃壞墻體接頭,使墻體接頭凹凸不平;盡管在成槽后進(jìn)行刷壁,但是在刷除墻體接頭凸面上土渣泥皮的同時(shí),也將泥漿搪進(jìn)了接頭的凹坑之中。因此,成墻之后,墻體接縫處的滲漏水現(xiàn)象仍然很常見。

3.1.2 特殊地質(zhì)條件的危害

由于勘探遺漏或者勘探不到位,導(dǎo)致地下連續(xù)墻在成槽期間,遇地下徑流、孤石或地下木樁等特殊地質(zhì)情況將導(dǎo)致地下連續(xù)墻成槽困難,嚴(yán)重者成槽無法進(jìn)行,此時(shí)一般換成沖擊成槽。在遇到特殊地質(zhì)原因的情況下,施工時(shí)一般會(huì)采取回填措施:重新成槽或上下竄動(dòng)等,進(jìn)行第二次成槽。然而一旦這些處理措施不適當(dāng),這些部位將是以后地下連續(xù)墻在基坑開挖過程中易出現(xiàn)漏水的隱患部位。

3.2 地下連續(xù)墻的滲漏補(bǔ)救措施及治理方法

地下連續(xù)墻中出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象一般可分為點(diǎn)漏、線漏、面漏 3種形式,其滲漏程度基本上可分為滲水、漏水、涌泥漿水等。

3.2.1 點(diǎn)漏、面漏的修復(fù)

對(duì)于不太嚴(yán)重的點(diǎn)漏、面漏,先用人工清除雜質(zhì),鑿去混凝土表面松動(dòng)的石子,并用水將表面清洗干凈、鑿毛,然后選用硫鋁酸鹽超早強(qiáng)膨脹水泥與一定量的中粗砂配制成的水泥沙漿或混凝土來進(jìn)行修補(bǔ)。也可用 TZS水溶性聚氨酯堵漏劑與超早強(qiáng)雙快水泥配合進(jìn)行防滲堵漏。對(duì)于較大的孔漏,為防止出水口繼續(xù)擴(kuò)大,現(xiàn)場可采用鍍鋅水管或塑料管作引流管插入漏水口,四周用快凝水泥嵌固,并在出水口處支設(shè)模板,拌制快凝混凝土形成止水內(nèi)襯墻,然后采用雙管壓密注漿封堵漏水點(diǎn)。注漿材料為:漿液采用 42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥調(diào)制,水灰比 0.8～1.0;凝固漿液為水玻璃,水玻璃模數(shù)為 2.5～3.3,要求不溶性雜質(zhì)含量小于 2%。現(xiàn)場用工程地質(zhì)鉆機(jī)在漏水點(diǎn)正后方 2m處開機(jī)鉆孔,鉆孔深度比漏水點(diǎn)淺 2m,孔徑為 100mm左右,成孔后在孔內(nèi)并排插入 2根注漿管,注漿管間距2cm左右,在其中一根管中首先用注漿泵泵入水泥漿,待發(fā)現(xiàn)水泥漿液從漏水點(diǎn)流出后,再在另一根管中泵入水玻璃溶液,由于水玻璃的凝結(jié)固化作用,過一段時(shí)間之后,滲漏點(diǎn)即可逐漸閉合?，F(xiàn)場還用過袖閥管注漿、花管注漿、雙管高壓懸噴、三管高壓懸噴等,不過封堵效果最好的還是上述的方法。為增強(qiáng)封閉止水效果,同時(shí)填補(bǔ)可能存在的裂隙,應(yīng)繼續(xù)原地注漿 30min左右,然后停止送入水玻璃,邊往上拔管邊注入水泥漿液,用以填補(bǔ)鉆孔形成的孔洞。

3.2.2 線漏的修復(fù)

首先對(duì)漏水處進(jìn)行割縫與剔槽,即人工修出寬 3～5cm,深 15～20cm的溝槽,然后用清水沖洗干凈滲漏處的夾泥和雜質(zhì);其次對(duì)溝槽進(jìn)行鑿毛、引流和封堵,具體做法是在接縫表面兩側(cè) 10cm范圍內(nèi)鑿毛,以增加外防水層和原混凝土的粘結(jié)力。鑿毛后在溝槽處安入塑料管對(duì)漏水進(jìn)行引流,并用封縫材料(即水泥摻和材料,也可以使用速干水泥)進(jìn)行封堵,封堵完成待達(dá)到一定強(qiáng)度后,再選用 TZS水溶性封漏劑,用泵進(jìn)行化學(xué)壓力灌漿,待漿液凝固后,再拆除注漿管,能有效地解決地下連續(xù)墻線漏的修復(fù)問題。在漏水線處用打孔注聚氨酯的方法,效果不太好。雖然聚氨酯遇水膨脹,不過聚氨酯注入后,止水效果不明顯,原因有可能是打孔深度淺或是流水速度過快等造成的。

3.2.3 嚴(yán)重的漏水涌砂的搶修

當(dāng)遇到嚴(yán)重漏水涌砂而可能危及基坑或周圍建筑物安全時(shí),應(yīng)采取緊急措施,對(duì)其進(jìn)行處理。漏水孔很大時(shí),用土袋堆堵,然后用化學(xué)灌漿封閉,止水后,再拆除土袋?；佣侣岆U(xiǎn)必須固砂,才能止水,從而使基坑安全。通常所使用化學(xué)灌漿材料的水玻璃濃度為39～ 42Be′,經(jīng)驗(yàn)證明,用清水稀釋成 25Be′為最佳濃度,在這種條件下,漿液固結(jié)程度好,凝固時(shí)間和固結(jié)硬度都利于形成漿團(tuán)塊,堵塞漏洞。工程實(shí)例:在完成上述對(duì)漏水涌砂的封堵后,施用“水不漏”進(jìn)行抹面封堵,再用棉絮或土工布滿鋪堵水面,最后蓋上一層鋼板,周邊用膨脹螺栓固定,如此形成復(fù)合式止水堵漏措施。實(shí)踐證明效果非常好,在后續(xù)施工中,再無滲漏水現(xiàn)象。如圖1所示。

圖1 堵水效果實(shí)例

施工中還出現(xiàn)過兩幅墻接縫不牢,夾泥漏水的現(xiàn)象。挖掘機(jī)清除連墻土體后,接縫先是滲水,并帶有泥漿,當(dāng)接縫處泥漿被水帶出后,就是可見的明水外流,最先是使用“水不漏”塞縫抹面止水,因水流過大止水無效果。后決定使用雙管高壓旋噴止水,在墻接縫后1.5m處成孔至漏水點(diǎn),取風(fēng)壓 0.7MPa、漿壓大于 30 MPa、旋轉(zhuǎn)速度 10r/min、提升速度 80～100mm/min、漿液流量 100～150L/min。提升至地面下 5m后回灌封口。止水效果明顯,該漏水點(diǎn)再無滲漏現(xiàn)象。

4 地下連續(xù)墻各種接頭形式的工程效果分析

4.1 柔性接頭

4.1.1 模具接頭

在槽段端頭下入直徑或?qū)挾扰c槽段相等(或略小)的管體或箱體起模具作用,阻攔混凝土漏漿并占據(jù)體積,通常在混凝土填灌完成后 2～3h內(nèi)拔起(可重復(fù)利用),并在墻端留下模具形狀的混凝土槽,用來與鄰接槽段銜接的接頭形式。此法對(duì)施工環(huán)節(jié)和施工控制較嚴(yán),且控制難度相對(duì)較大。當(dāng)成槽精度不高和出現(xiàn)塌槽時(shí),鎖口效果也不好,其實(shí)現(xiàn)有的鎖口方法都不能很好地解決簡單方便施工的問題,歸根至底,還是與成槽精度和地質(zhì)情況有關(guān)。只有源頭嚴(yán)把關(guān),質(zhì)量控制好,才能減少后續(xù)施工出現(xiàn)的問題。

4.1.2 預(yù)制接頭

當(dāng)槽段挖掘下籠后在槽段下入與槽段相等(或略小)的事前預(yù)制好的比槽深深度高 20cm的不同形狀的接頭,阻擋混凝土填灌時(shí)漏漿,混凝土灌注后與墻體成為一體(不能拔除),留下不同形狀的預(yù)制接頭,與鄰槽銜接的接頭形式見圖2。實(shí)施中,我們還采取了在灌注段工字鋼端焊接通長“防繞流筋”,一般采用φ28mm或 φ32mm鋼筋,有一定效果。

圖2 鄰槽接頭形式

4.1.3 柔性隔板式接頭

分為平隔板和 V形隔板(圖3)。

圖3 柔性隔板式接頭

4.1.4 柔性接頭的特點(diǎn)

該類接頭具有一定的抗剪能力,能起止水擋混凝土的作用,但因與墻體無剛性連接,缺乏抵抗彎矩的能力,同時(shí)因流水路線直而短,阻力小,易出現(xiàn)滲、漏水現(xiàn)象,作為地下結(jié)構(gòu)物的外墻須筑內(nèi)襯墻,才能體現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn),加工方便,但安裝易偏,起拔難度較大,附屬設(shè)備多。

4.2 剛性接頭

4.2.1 十字鋼板接頭

由十字鋼板和滑板式接頭箱組成。當(dāng)對(duì)地下連續(xù)墻的整體剛度或防滲有特殊要求時(shí)采用。其優(yōu)點(diǎn)有:接頭處設(shè)置了穿孔鋼板,增長了滲水途徑,防滲漏性能較好;抗剪性能較好。其缺點(diǎn)有:工序多,施工復(fù)雜,難度較大;刷壁和清除墻段側(cè)壁泥漿有一定困難;抗彎性能不理想;接頭處鋼板用量較多,造價(jià)較高。

4.2.2 剛性隔板式接頭

隔板為榫形隔板。與柔性隔板式接頭相比,其優(yōu)點(diǎn)是增設(shè)了鋼筋籠預(yù)留接頭筋,提高了接頭剛度,變形小,防滲漏性能較好。其缺點(diǎn)是施工難度大,化纖罩布損壞失效較多,墻段側(cè)壁刷壁清漿有一定困難。

4.2.3 改進(jìn)型剛性隔板式接頭

在隔板式接頭的基礎(chǔ)上,采用平鋼板作隔板,將化纖罩布改成 0.15mm厚馬口鐵皮。其優(yōu)點(diǎn)主要有:剛度大,變形小;用平鋼板作隔板,不僅刷壁和清除泥漿方便,而且比凹槽形隔板接頭節(jié)省;馬口鐵皮不易損壞,控制混凝土溢入接頭效果較好。缺點(diǎn):馬口鐵皮不易滲濾泥漿,易使已澆筑的混凝土表面夾泥漿;若能將馬口鐵皮設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的滲濾泥漿小孔,則可解決此不足;比接頭管接頭工序多。

4.2.4 公母剛性接頭

在軟弱地層中的地下連續(xù)墻須考慮不均勻沉降和槽段之間的抗剪能力,當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻既作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu),又作為永久性承重結(jié)構(gòu)時(shí),其接頭形式宜采用公母剛性接頭。其優(yōu)點(diǎn)是在公槽段鋼筋籠增加了凸形鋼筋,并將其填入母槽段,增加了墻體整體抗剪彎能力及剛度。其缺點(diǎn)是:施工難度大,技術(shù)要求高;公母槽段之間止水構(gòu)造上有一定缺陷;接頭范圍內(nèi)鋼筋密,使混凝土澆筑困難,露筋嚴(yán)重。本工程中就部分采用了公母接頭,如前所述,用雙管高壓旋噴,在地連墻接縫后1～1.5m處打孔注漿,對(duì)接縫止水做一個(gè)補(bǔ)充,實(shí)際效果非常好,可以說從外在渠道解決了槽段之間接縫止水構(gòu)造上的缺陷。

5 結(jié)論與展望

地下連續(xù)墻在工程中得到廣泛的應(yīng)用,其優(yōu)點(diǎn)如下。

(1)施工時(shí)振動(dòng)小,噪聲低,非常適于在城市施工。對(duì)于地下連續(xù)墻的評(píng)價(jià)是:工期短,經(jīng)濟(jì)效果好,可晝夜施工。

(2)墻體剛度大,用于基坑開挖時(shí),地下連續(xù)墻可構(gòu)筑成很大的混凝土墻體,可承受很大的土壓力,在基坑開挖時(shí)極少發(fā)生地基沉降或塌方事故,因而在城市地下工程和臨近現(xiàn)場有建筑物的工程中它是一種不可缺少的工程措施。

(3)防滲性能好,由于墻體接頭形式和施工方法的改進(jìn),使地下連續(xù)墻幾乎不透水。

(4)對(duì)周邊地基無擾動(dòng),可以貼近施工,可以緊貼原有建筑物建造地下連續(xù)墻。

(5)可用于逆筑法施工。地下連續(xù)墻剛度大,易于設(shè)置埋設(shè)件,很適合于逆做法施工,既安全又合理。

(6)適用于多種地基條件。地下連續(xù)墻對(duì)地基土的適用范圍很廣,從軟弱的沖積層到中硬的地層、密實(shí)的砂礫層、軟質(zhì)巖石、硬質(zhì)巖石等幾乎所有的地基都可以施工。

(7)可用作剛性基礎(chǔ)。目前地下連續(xù)墻不再單純作為防滲防水、深基坑維護(hù)墻,而且越來越多地用地下連續(xù)墻代替樁基礎(chǔ)、沉井或沉箱基礎(chǔ),承受更大荷載。

(8)用地下連續(xù)墻作為土壩、尾礦壩和水閘等水工建筑物的垂直防滲結(jié)構(gòu),是非常安全和經(jīng)濟(jì)的。

(9)占地少,可以充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間,充分發(fā)揮投資效益。

(10)工效高、工期短、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)效益高。但地下連續(xù)墻也存在一些不足。

(1)在一些特殊的地質(zhì)條件下(如很軟的淤泥質(zhì)土,含漂石的沖積層和超硬巖石等),施工難度很大。

(2)如果施工方法不當(dāng)或施工地質(zhì)條件特殊,可能出現(xiàn)相鄰墻段不能對(duì)齊和漏水的問題。

(3)地下連續(xù)墻如果用作臨時(shí)的擋土結(jié)構(gòu),比其他方法所用的費(fèi)用要高些。

(4)在城市施工時(shí),廢泥漿的處理比較困難。

地下連續(xù)墻的上述優(yōu)點(diǎn),使其在基礎(chǔ)工程中得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)通過技術(shù)的發(fā)展、施工方法和機(jī)械的改進(jìn),地下連續(xù)墻的應(yīng)用前景廣闊。但護(hù)壁泥漿、墻段的接頭、滲漏水、漏水涌砂、鋼筋等的構(gòu)造問題還需要進(jìn)一步研究和實(shí)踐。

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