地下连续墙施工技术浅析 地下连续墙的施工工艺

来源:自然科学 发布时间:2019-04-07 06:19:04 点击:

  随着我国建筑市场的蓬勃发展, 在地铁、房建等大型深基坑工程中越来越广泛地采用地下连续墙作为围护结构。如果作为基坑围护结构的地下连续墙发生渗漏水, 不但会给基坑开挖和主体结构施工带来极为不利的影响, 而且会导致基坑变形及周围建筑物沉降过大, 严重时会发生基坑失稳、垮塌等安全事故, 给工程各方带来极大的经济损失和社会影响。地下连续墙作为地下主体结构的组成部分,必须永久耐用、结构整体无渗、无漏、受力均衡。
  一、连续墙接头传统施工工艺分析
  地下连续墙是由间隔或连续浇注的钢筋混凝土墙段组成, 通常两墙间的连接件是事先准备的各种形式端头模板,
  目前国内所使用的连续墙接头形式以工字钢、接头管为主, 最简单的是接头管。接头管安置在墙段的末端, 在墙段混凝土达到一定强度后象滑模一样拨出, 在墙端产生一个凹面, 相邻墙段紧靠此凹面挖槽和浇注混凝土。接头管应用广泛, 但不能完全保证地下连续墙接头紧密连接, 因为先浇墙段不能为后浇墙段从顶到底提供明确的导向,在槽段浇注混凝土时, 需边浇注本段混凝土边拨管, 在施工中拨管的时间难以较好掌握, 拨管时间较早则易损坏已浇槽段接口, 拨管时间较晚则会由于混凝土与接头管粘紧而拨不出管。采用接头管工艺不允许附设止水装置如止水板等, 因为这些装置在接头管拨出时将被破坏, 因此, 接头管的止水效果较差。为了保证基坑开挖时无水作业, 使地下连续墙具有较好的防漏水效果, 以利于基坑开挖和主体结构的施工, 在长期工程实践中采用了现场焊接工字形钢板接头工艺。
  工字钢接头具有施工工艺简单, 施工速度快, 可现场制作, 结构强度与刚度好, 接头的渗水路径较长等特点, 从而具有一定的止水效果, 得到了广泛应用。采用工字钢接头工艺时, 在地下连续墙( 槽段) 成槽后, 放入“工字钢接头”, 由于工字钢的高度要比连续墙槽段的宽度要小, 在成槽时泥浆会通过工字钢与连续墙槽段内壁之间的空隙流到另一侧去,使工字钢的背面存有泥浆, 一段时间后, 泥浆或混凝土会凝固并附在工字钢的背面形成一层泥膜, 如果不能很好地冲刷干净, 当相邻槽段浇注混凝土时, 会使得后浇段混凝土与工字钢之间的接触面粘结不够牢固, 并形成渗水通道, 从而导致连续墙接头漏水。在软弱砂层和透水性强的土层中施工地下连续墙时, 由于连续墙成槽宽度会比设计宽度大, 更容易造成渗流现象, 很难保证连续墙的止水效果。
  为了防止泥浆或混凝土绕过工字钢两侧渗流到工字钢背后, 常用的处理方法是在工字钢背后填砂包, 填满半圆形空隙以阻止混凝土入侵, 但在充满泥浆的狭窄空隙中填砂包是很难密实的, 混凝土仍会绕过工字钢渗到其背后的空隙中, 形成一条混凝土“桩”, 在下一个槽段成槽时首先要冲除该“桩”,由于该“桩”一侧紧贴工字钢, 另一侧靠土层, 造成一边硬一边软, 即使在混凝土浇注前对工字钢的表面进行冲刷, 也很难冲刷掉。由于冲刷工序繁琐而且耗时较长, 严重影响了施工进度、大大增加了施工的成本,影响了接头质量。
  二、 施工中应注意的事项
  1槽段接头功能
  止水:由构成槽段接头形式并视流水路线长短和阻力大小而定。
  挡混凝土:依靠槽段间的挡体(视接头形式而定)辅助于其它成熟的工艺,基本满足施工要求。
  传递应力:视槽段接头形式而定,结合墙顶锁口梁和支撑体系,能满足设计要求。
  抗剪切:由单元槽段之间的连接形式自身的强度而定,一般都能达到设计要求。
  止水和传递应力是决定地下连续墙结构稳定的主要因素,它们都是由槽段接头形式而定的。因此必须研究槽段接头形式,而选择最佳流水线路和最大限度重叠两单元槽段的刚性连接是保证地下连续墙具有防漏抗渗、传递应力的前提。
  2对施工接头的要求
  2.1 纵向接头的要求:2.1.1 不得妨碍下一单元槽段的开挖。2.1.2 灌注混凝土不得从接头构造物和槽壁之间的空隙。2.1.3 流向背面或从接头底部流向背面。接头应能承受混凝土的侧压力,而不发生弯曲和变形。2.1.4 根据结构的设计目的,能够传递单元槽段之间的应力并起到伸缩接头的作用。
  2.2对水平接头的要求。对于地下连续墙与楼板、柱、梁等构筑物的接头可通过预埋件实现。基本要求是,便于连接,保证强度,利于水下混凝土的灌注,同时还要注意不能因泥浆浮力而产生位移或损坏。
  3、接头渗漏原因分析及预防措施
  (1)接头未清刷干净。只要施工中对先浇槽段接触面的清刷工作稍有松懈,或因为泥浆护壁效果不佳,清刷和下笼过程中不小心碰塌了侧壁的土体,都会使槽段接头处滞留沉渣或局部夹泥,从而导致渗漏水。预防措施有:精心配制槽段内的护壁泥浆,泥浆储量要足够,确保成槽及清槽过程中槽壁的土体稳定;成槽机在成槽过程中必须保证垂直匀速上下,尽量减少对侧壁土体的扰动;槽段两端的清刷作业必须仔细进行,清刷过程中严禁碰撞两侧土体,严禁未清刷干净即进行下一工序。
  (2)钢筋笼偏斜。某些槽段由于条件的限制,不能采用跳跃式施工,只能顺序施工相邻槽段,致使后施工的槽段钢筋笼不对称,吊放时因偏心作用产生偏斜;由于接头处未清刷干净,留有前期槽段留下的混凝土块,仍强行吊放钢筋笼,从而产生偏斜。预防措施主要有:尽量避免相邻槽段的连续施工,消除偏心钢筋笼所造成的影响;钢筋笼下放过程中必须垂直、缓慢,如遇障碍物必须提起,摸清情况、清除障碍物后再行下放,切不可强行插入。
  (3)支撑架设不及时。由于基坑开挖过快,支撑架设不及时,地下连续墙变形过大造成接头处渗漏水。尤其是对接头管接头,由于接头刚度较小,对基坑变形更为敏感。预防措施主要有:严格控制开挖进度,及时架设支撑,加强监测。
  三、经济、环境效益分析
  从经济角度分析, 由于该钢筋混凝土接头为预制件, 需事先制作好相应的模板及保护器等, 因此, 成本比工字钢接头相对较大, 但是由于该接头为 800 mm宽, 实际上取代了一部分的连续墙结构, 从而使得连续墙本身的工程量减少, 费用降低; 钢筋混凝土接头可节省大量钢材, 每个接头节省钢板 59.45%。综合考虑计算, 使用钢筋混凝土接头比使用工字钢接头还要节省。钢筋混凝土接头可减少对环境的污染。采用工字钢接头现场施焊量大, 会释放出大量的有害气体, 对操作人员身体和环境造成不良影响。同时, 使用传统工艺为防止一期槽段施工时混凝土进入二期槽段内,施工中需使用大量泡沫板, 这种泡沫板难以降解, 对环境造成“白色污染”, 而新型接头可以消除这种污染。更关键的是在砂层或富含水土层的情况下, 基坑围护结构如果渗漏水严重, 则对基坑开挖和结构施工产生诸多不利, 对施工质量和进度会造成相当大的影响, 甚至会导致基坑失稳、坍塌。因此, 无论是从地层的实际情况出发, 还是从安全角度考虑, 使用该钢筋混凝土接头都是十分必要和可行的。
  钢筋混凝土接头能较好地防止基坑开挖过程中的大量渗漏水, 保证了工程的安全, 提高了施工工艺水平和施工进度。 目前地下连续墙施工接头形式多种多样,各自都有一定的长处,也存在着许多不足,都不够完善。如能研制开发出既施工简单又经济合理的接头形式,那么地下连续墙的应用领域将会进一步扩大。

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