1 概述

隨著城市交通的日益擁擠, 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, 基坑圍護結構主要是旋噴樁、地下連續(xù)墻等支護方式。在眾多的支護方法中, 地下連續(xù)墻以剛度大、整體性強、位移控制效果好等突出的優(yōu)點和廣泛的適用性而得到了越來越多的應用。

所謂地下連續(xù)墻, 就是預先進行成槽作業(yè),形成具有一定長度的槽段, 在槽段內(nèi)放入預制好的鋼筋籠, 并澆注混凝土建成墻段, 如此連續(xù)施工, 各墻段相互連接構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)設計要求, 建造各種深度、寬度、形狀、長度和強度的地下墻[1]。

2 地下連續(xù)墻施工工藝

在施工地下連續(xù)墻之前, 首先應該明確施工工序及內(nèi)容。其中包括:導墻施工、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、下拔混凝土導管澆筑混凝土、拔接頭管。

2.1 地下連續(xù)墻施工要點及相應措施

施工要點主要有以下幾方面:

2.1.1 根據(jù)地質(zhì)條件, 選擇挖槽方案。地下連續(xù)墻的挖槽并不能簡單的理解成只能用挖槽機進行挖槽。實際工程中, 由于地質(zhì)情況變化較大, 在部分槽段的土質(zhì)較硬, 要考慮采取綜合的挖槽方案。因此對埋深較淺的連續(xù)墻, 可選擇抓斗挖槽簡便有效, 但只靠抓斗挖槽, 在土質(zhì)硬的槽段成槽作業(yè)時, 就出現(xiàn)了成槽精度降低, 效率明顯下降的現(xiàn)象。為此, 可采用抓斗挖槽和沖擊成槽相結合的施工方案。

2.1.2 合理劃分槽段。槽段的劃分原則是不影響槽壁的穩(wěn)定性, 同時考慮附近已有建筑物情況、挖槽機類型、槽壁的穩(wěn)定性、鋼筋籠的重量等因素, 盡可能的減少接頭數(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。

2.1.3 嚴格防止導墻開裂和位移變形。導墻的作用是為挖槽機具導向、蓄存泥漿和防止槽口坍塌, 同時可作為施工時水平與豎直測量的基準, 安裝鋼筋籠、設置混凝土管、架設挖槽機具的支點。為此, 在導墻的施工中重點是防止導墻開裂和位移變形。因此在工程施工中拆模后應立即在墻間架設支撐, 并在混凝土達到設計強度以前, 禁止任何重型的機械設備在導墻附近停留。

2.1.4 根據(jù)施工過程調(diào)整泥漿性能。2.1.4.1 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。2.1.4.2 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。

a.摻入分散劑。當泥漿粘度太大時, 可加入碳酸鈣等分散劑以降低泥漿粘度, 從而可以達到置換對膨潤土有害的離子。
b.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, 使泥皮致密而堅韌, 增強槽壁的穩(wěn)定性。c.摻人堵漏劑。當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, 就需要摻入水泥、鋸末等堵漏劑。d.摻入加重劑。當松軟土層或在地下水位較高的槽段施工時, 由于壓力較大, 需加大泥漿比重, 以維護槽壁穩(wěn)定。但如果一味加大膨潤土的濃度, 則會造成比重過大。此時就可以加入比重大的摻合物, 如珍珠巖等。

2.1.4.3 必須對泥漿進行凈化處理。循環(huán)使用或澆筑混凝土置換的泥漿,其質(zhì)量會逐步惡化, 必須進行凈化處理, 才能繼續(xù)使用。當?shù)叵逻B續(xù)墻工程結束后, 將泥漿和泥水做分離處理, 才可直接采用管溝排放。

2.1.5 地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝方案制定要點。地下連續(xù)墻的鋼筋籠尺寸通常是按單元槽段制作而成, 體積相對較大。要保證鋼筋籠的整體剛度,應科學的編制吊裝方案, 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, 以防止在起吊時鋼筋籠橫向變形和吊放入槽內(nèi)時發(fā)生左右相對變形。

2.1.6 地下連續(xù)墻混凝土必須符合配合比設計要求。地下連續(xù)墻混凝土的澆筑是采用導管澆筑水下混凝土, 混凝土的各項指標要比在水上澆筑的要求有所調(diào)整。按導管澆筑水下混凝土法的要求, 混凝土要達到的配合比設計要求是應比水下澆筑的混凝土設計強度等級提高 5MPa。此外,要有較大的坍落度, 流動性好而不易發(fā)生離析, 使其在澆筑時, 能在槽中均衡地保持基本水平上升。此時, 要求的水灰比不大于 0.6, 水泥用量不小于370kg/m3, 坍 落 度 為 18￣20cm, 擴 散 度 為34￣38cm。在混凝土中摻入適量的木質(zhì)素磺酸鈣等外加劑, 對改善混凝土的和易性、增加坍落度、擴散度和提高強度均是有利的。

2.1.7 接頭拔管時間的控制。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撥動和全部拔出的時間, 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。拔管時間過早, 會導致混凝土坍塌; 過遲會因粘力過大而難以拔出, 因此一定要掌握好拔管時間。

2.2 地下連續(xù)墻滲漏的修復地下連續(xù)墻中出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象一般可分為點漏、線漏、面漏三種形式, 其滲漏程度基本上可分為滲水、漏水、涌泥漿水等[3]。

2.2.1 點漏、面漏的修復。對于不太嚴重的點漏、面漏, 先用人工清除雜質(zhì), 鑿去混凝土表面松動的石子, 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行修補。也可用TZS水溶性聚氨酯堵漏劑與超早強雙快水泥配合進行防滲堵漏。對于較大的孔漏, 為防止出水口繼續(xù)擴大, 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。注漿材料為:漿液采用 42.5 級普通硅酸鹽水泥調(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 �，F(xiàn)場可用工程地質(zhì)鉆機在漏水點正后方 2m處開機鉆孔, 鉆孔深度比漏水點淺 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, 由于水玻璃的凝結固化作用, 過一段時間之后, 滲漏點即可逐漸閉合。為增強封閉止水效果,同時填補可能存在的裂隙, 應繼續(xù)原地注漿 30min左右, 然后停止送入水玻璃, 但邊往上拔管邊注入水泥漿液, 用以填補鉆孔形成的孔洞。

2.2.2 線漏的修復。首先對漏水處進行割縫與剔槽, 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); 其次對溝槽進行鑿毛、引流和封堵, 具體做法是在接縫表面二側 10cm范圍內(nèi)鑿毛, 以增加外防水層和原混凝土的粘結力。鑿毛后在溝槽處安入塑料管對漏水進行引流, 并用封縫材料(即水泥摻和材料)進行封堵, 封堵完成待達到一定強度后, 再選用 TZS水溶性封漏劑, 用泵進行化學壓力灌漿, 待漿液凝固后, 再拆除注漿管, 能有效地解決地下連續(xù)墻線漏的修復問題。

2.2.3 嚴重的漏水涌砂的搶修。當遇到漏水涌砂嚴重而可能危及基坑或周圍建筑物安全時, 應采取緊急措施, 對其進行處理。漏水孔很大時, 用土袋堆堵, 然后用化學灌漿封閉, 止水后, 再拆除土袋�；佣侣⿹岆U必須固砂, 才能止水, 從而使基坑安全。通常所使用化學灌漿材料的水玻璃濃度為 39￣42 波美度, 經(jīng)驗證明, 用清水稀釋成 25波美度為最佳濃度, 在這種條件下, 漿液固結自形程度好, 凝固時間和固結硬度都利于形成漿團塊,堵塞漏洞。

3 結論與展望

地下連續(xù)墻在工程中得到廣泛的應用, 體現(xiàn)的優(yōu)點主要有:

3.1 施工中振動小, 噪聲低�，F(xiàn)在, 地下連續(xù)墻能在城市建設工程中得到飛速發(fā)展的最大理由是施工時振動小, 噪聲低�？梢哉f各種方法和各種挖掘機械都具備這一特點。對于地下連續(xù)墻的高度評價是:工期短, 經(jīng)濟效果好, 可晝夜施工。

3.2 墻體的剛度大。地下連續(xù)墻可構筑成很大的混凝土墻體, 能承受較大的土壓力, 在基坑開挖時不會產(chǎn)生地基沉降或塌方等事故, 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方法。

3.3 防滲性能好。由于地下連續(xù)墻的接頭處理得到了很大的改進, 可使其防滲性能具有更可靠的保證。

3.4 對周邊地基無擾動。

3.5 可用于逆筑法施工。將地下連續(xù)墻方法與過去的逆筑法結合起來, 能進一步發(fā)揮這兩種方法的優(yōu)點, 既安全又合理。

3.6 可用作剛性基礎�？梢园褖w組合成具有很大承載能力的任意多邊形, 用以代替樁基礎, 沉井或沉箱基礎。

3.7 適用于多種地基條件。地下連續(xù)墻對地基土的適用范圍很廣, 從軟弱的沖積層到中硬的地層、密實的砂礫層、軟質(zhì)巖石、硬質(zhì)巖石等所以的地基都可以施工。

地下連續(xù)墻的上述優(yōu)點, 使其在基礎工程中得到廣泛的應用。同時通過技術的發(fā)展、施工方法和機械的改進, 地下連續(xù)墻的應用前景廣闊。但,護壁泥漿、墻段的接頭、鋼筋等的構造問題還需要進一步的研究。

參考文獻

[1]陸震銓, 祝國榮.地下連續(xù)墻的理論與實踐[M].北京:中國鐵道出版社,1987.
[2]叢藹森.地下連續(xù)墻的設計施工與應用[M].北京:中國水利水電出版社,2000.
[3]劉光云, 白冷.地下連續(xù)墻滲漏的防治[J].重慶工學院學報,2004,(1):36-37,43.

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