地下连续墙施工及渗漏水治理
1 概述
随着城市交通的日益拥挤, 地铁将逐渐成为全国各大城市人们出行的主要交通工具。目前国内地铁车站施工大部分还是采用明挖法, 基坑围护结构主要是旋喷桩、地下连续墙等支护方式。在众多的支护方法中, 地下连续墙以刚度大、整体性强、位移控制效果好等突出的优点和广泛的适用性而得到了越来越多的应用。
所谓地下连续墙, 就是预先进行成槽作业,形成具有一定长度的槽段, 在槽段内放入预制好的钢筋笼, 并浇注混凝土建成墙段, 如此连续施工, 各墙段相互连接构成一道完整的地下墙体。由于这种施工方法可以开挖任意深度和断面的深槽, 所以能够根据设计要求, 建造各种深度、宽度、形状、长度和强度的地下墙[1]。
2 地下连续墙施工工艺
在施工地下连续墙之前, 首先应该明确施工工序及内容。其中包括:导墙施工、钢筋笼制作、泥浆制作、成槽放样、成槽、下接头管、钢筋笼吊放和下钢筋笼、下拔混凝土导管浇筑混凝土、拔接头管。
2.1 地下连续墙施工要点及相应措施
施工要点主要有以下几方面:
2.1.1 根据地质条件, 选择挖槽方案。地下连续墙的挖槽并不能简单的理解成只能用挖槽机进行挖槽。实际工程中, 由于地质情况变化较大, 在部分槽段的土质较硬, 要考虑采取综合的挖槽方案。因此对埋深较浅的连续墙, 可选择抓斗挖槽简便有效, 但只靠抓斗挖槽, 在土质硬的槽段成槽作业时, 就出现了成槽精度降低, 效率明显下降的现象。为此, 可采用抓斗挖槽和冲击成槽相结合的施工方案。
2.1.2 合理划分槽段。槽段的划分原则是不影响槽壁的稳定性, 同时考虑附近已有建筑物情况、挖槽机类型、槽壁的稳定性、钢筋笼的重量等因素, 尽可能的减少接头数量, 不但可以提高施工效率, 还可以提高地下连续墙的防水性和整体性。
2.1.3 严格防止导墙开裂和位移变形。导墙的作用是为挖槽机具导向、蓄存泥浆和防止槽口坍塌, 同时可作为施工时水平与竖直测量的基准, 安装钢筋笼、设置混凝土管、架设挖槽机具的支点。为此, 在导墙的施工中重点是防止导墙开裂和位移变形。因此在工程施工中拆模后应立即在墙间架设支撑, 并在混凝土达到设计强度以前, 禁止任何重型的机械设备在导墙附近停留。
2.1.4 根据施工过程调整泥浆性能。2.1.4.1 地下连续墙用泥浆的成分和性能要求。地下连续墙用泥浆通常是膨润土(主要成分:SiO2,Al2O3,Fe2O3)泥浆。泥浆成分是膨润土、掺合物和水。2.1.4.2 调整泥浆性能的措施。在泥浆中掺入掺合剂改善泥浆的性能, 提高泥浆的工作效能。
a.掺入分散剂。当泥浆粘度太大时, 可加入碳酸钙等分散剂以降低泥浆粘度, 从而可以达到置换对膨润土有害的离子。
b.掺入增粘剂 CMC。掺入泥浆后可提高泥浆的粘度, 防止泥浆沉淀, 使泥皮致密而坚韧, 增强槽壁的稳定性。c.掺人堵漏剂。当槽壁是透水性较大的砂砾层, 或由于泥浆粘度不够, 形成泥皮能力弱等因素而出现泥浆失水量过大时, 就需要掺入水泥、锯末等堵漏剂。d.掺入加重剂。当松软土层或在地下水位较高的槽段施工时, 由于压力较大, 需加大泥浆比重, 以维护槽壁稳定。但如果一味加大膨润土的浓度, 则会造成比重过大。此时就可以加入比重大的掺合物, 如珍珠岩等。
2.1.4.3 必须对泥浆进行净化处理。循环使用或浇筑混凝土置换的泥浆,其质量会逐步恶化, 必须进行净化处理, 才能继续使用。当地下连续墙工程结束后, 将泥浆和泥水做分离处理, 才可直接采用管沟排放。
2.1.5 地下连续墙钢筋笼吊装方案制定要点。地下连续墙的钢筋笼尺寸通常是按单元槽段制作而成, 体积相对较大。要保证钢筋笼的整体刚度,应科学的编制吊装方案, 并根据钢筋笼的重量和制定的起吊方式和吊点位置, 在钢筋笼内布置2￣4 榀纵向钢筋桁架及主筋平面的斜向拉条, 以防止在起吊时钢筋笼横向变形和吊放入槽内时发生左右相对变形。
2.1.6 地下连续墙混凝土必须符合配合比设计要求。地下连续墙混凝土的浇筑是采用导管浇筑水下混凝土, 混凝土的各项指标要比在水上浇筑的要求有所调整。按导管浇筑水下混凝土法的要求, 混凝土要达到的配合比设计要求是应比水下浇筑的混凝土设计强度等级提高 5MPa。此外,要有较大的坍落度, 流动性好而不易发生离析, 使其在浇筑时, 能在槽中均衡地保持基本水平上升。此时, 要求的水灰比不大于 0.6, 水泥用量不小于370kg/m3, 坍 落 度 为 18￣20cm, 扩 散 度 为34￣38cm。在混凝土中掺入适量的木质素磺酸钙等外加剂, 对改善混凝土的和易性、增加坍落度、扩散度和提高强度均是有利的。
2.1.7 接头拔管时间的控制。连接两相邻单元槽之间的施工接头方式有多种, 工程中最常用到的是接头管方式。从混凝土浇筑完毕到旋转拨动和全部拔出的时间, 是随混凝土的性能、接头管的长度、直径和形状及气温等条件的不同而变化的。拔管时间过早, 会导致混凝土坍塌; 过迟会因粘力过大而难以拔出, 因此一定要掌握好拔管时间。
2.2 地下连续墙渗漏的修复地下连续墙中出现的渗漏现象一般可分为点漏、线漏、面漏三种形式, 其渗漏程度基本上可分为渗水、漏水、涌泥浆水等[3]。
2.2.1 点漏、面漏的修复。对于不太严重的点漏、面漏, 先用人工清除杂质, 凿去混凝土表面松动的石子, 并用水将表面清洗干净、凿毛, 然后选用硫铝酸盐超早强膨胀水泥与一定量的中粗砂配制成的水泥沙浆或混凝土来进行修补。也可用TZS水溶性聚氨酯堵漏剂与超早强双快水泥配合进行防渗堵漏。对于较大的孔漏, 为防止出水口继续扩大, 现场可采用镀锌水管或塑料管作引流管插入漏水口, 四周用快凝水泥嵌固, 并在出水口处支设模板, 拌制快凝混凝土形成止水内衬墙, 然后采用双管压密注浆封堵漏水点。注浆材料为:浆液采用 42.5 级普通硅酸盐水泥调制, 水灰比 0.8￣1.0;凝固浆液为水玻璃, 水玻璃模数为 2.5￣3.3, 要求不溶性杂质含量小于 2 。现场可用工程地质钻机在漏水点正后方 2m处开机钻孔, 钻孔深度比漏水点浅 2m, 孔径为 100mm左右, 成孔后在孔内并排插入 2 根注浆管, 注浆管间距 2cm左右, 在其中一根管中首先用注浆泵泵入水泥浆, 待发现水泥浆液从漏水点流出后, 再在另一根管中泵入水玻璃溶液, 由于水玻璃的凝结固化作用, 过一段时间之后, 渗漏点即可逐渐闭合。为增强封闭止水效果,同时填补可能存在的裂隙, 应继续原地注浆 30min左右, 然后停止送入水玻璃, 但边往上拔管边注入水泥浆液, 用以填补钻孔形成的孔洞。
2.2.2 线漏的修复。首先对漏水处进行割缝与剔槽, 即人工修出宽 3￣5cm, 深 15￣20cm 的沟槽,然后用清水冲洗干净渗漏处的夹泥和杂质; 其次对沟槽进行凿毛、引流和封堵, 具体做法是在接缝表面二侧 10cm范围内凿毛, 以增加外防水层和原混凝土的粘结力。凿毛后在沟槽处安入塑料管对漏水进行引流, 并用封缝材料(即水泥掺和材料)进行封堵, 封堵完成待达到一定强度后, 再选用 TZS水溶性封漏剂, 用泵进行化学压力灌浆, 待浆液凝固后, 再拆除注浆管, 能有效地解决地下连续墙线漏的修复问题。
2.2.3 严重的漏水涌砂的抢修。当遇到漏水涌砂严重而可能危及基坑或周围建筑物安全时, 应采取紧急措施, 对其进行处理。漏水孔很大时, 用土袋堆堵, 然后用化学灌浆封闭, 止水后, 再拆除土袋。基坑堵漏抢险必须固砂, 才能止水, 从而使基坑安全。通常所使用化学灌浆材料的水玻璃浓度为 39￣42 波美度, 经验证明, 用清水稀释成 25波美度为最佳浓度, 在这种条件下, 浆液固结自形程度好, 凝固时间和固结硬度都利于形成浆团块,堵塞漏洞。
3 结论与展望
地下连续墙在工程中得到广泛的应用, 体现的优点主要有:
3.1 施工中振动小, 噪声低。现在, 地下连续墙能在城市建设工程中得到飞速发展的最大理由是施工时振动小, 噪声低。可以说各种方法和各种挖掘机械都具备这一特点。对于地下连续墙的高度评价是:工期短, 经济效果好, 可昼夜施工。
3.2 墙体的刚度大。地下连续墙可构筑成很大的混凝土墙体, 能承受较大的土压力, 在基坑开挖时不会产生地基沉降或塌方等事故, 因而在城市地下工程和临近现场有建筑物的工程中它是一种不可缺少的方法。
3.3 防渗性能好。由于地下连续墙的接头处理得到了很大的改进, 可使其防渗性能具有更可靠的保证。
3.4 对周边地基无扰动。
3.5 可用于逆筑法施工。将地下连续墙方法与过去的逆筑法结合起来, 能进一步发挥这两种方法的优点, 既安全又合理。
3.6 可用作刚性基础。可以把墙体组合成具有很大承载能力的任意多边形, 用以代替桩基础, 沉井或沉箱基础。
3.7 适用于多种地基条件。地下连续墙对地基土的适用范围很广, 从软弱的冲积层到中硬的地层、密实的砂砾层、软质岩石、硬质岩石等所以的地基都可以施工。
地下连续墙的上述优点, 使其在基础工程中得到广泛的应用。同时通过技术的发展、施工方法和机械的改进, 地下连续墙的应用前景广阔。但,护壁泥浆、墙段的接头、钢筋等的构造问题还需要进一步的研究。
参考文献
[1]陆震铨, 祝国荣.地下连续墙的理论与实践[M].北京:中国铁道出版社,1987.
[2]丛蔼森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2000.
[3]刘光云, 白冷.地下连续墙渗漏的防治[J].重庆工学院学报,2004,(1):36-37,43.
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
