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摘要:本文结合广佛地铁普君北站地下连续墙施工的实际情况,分析了在基坑开挖过程,地下连续墙渗漏集中发生的部位,对开挖过程中而产生的渗漏现象提出了如何有效进行封堵的施工及防治措施。分析了地下连续墙渗漏的原因,以及在施工过程中的预防措施和地下连续墙渗漏的修复。
关键词:地下连续墙;渗漏;墙体夹泥;预防措施
Abstract: In this paper, combined with the actual situation of continuous wall construction of Guangfo Metro Pu station underground, analyzes in the excavation process, leakage of underground continuous wall concentration occurs, the leakage phenomenon due to excavation process presents how effective and preventive measures in the construction of closure. Analysis of the causes of leakage of underground continuous wall, and repair in the construction process of preventive measures and leakage of underground continuous walls.
Key words: underground continuous wall; Leakage; Wall clip mud; Preventive measures
中图分类号:文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
在普君北站地铁基坑施工中,地下连续墙作地下室的外墙结构,具有挡土、截水、防渗等功能,但由于施工质量或水文地质条件等诸多因素的影响,使地下连续墙出现各种各样的抗渗质量问题,如本站常见的表面渗水、裂缝漏水或严重的漏水涌砂等现象。
1 地下连续墙渗漏的原因分析
(1)砼离析,粗骨料架空,影响墙体密实度和抗渗性能。由于墙体砼的质量不好,在开挖过程中引起墙体本身的裂缝开展,从而产生渗漏。
(2)地下连续墙墙体中的夹泥或淤积物在不太大的水头压力下,就会失去稳定,在墙体内或边界上形式集中渗漏通道。因此,墙体接缝的夹泥和墙体内部窝泥是造成地下连续墙渗漏的重要原因。产生墙体夹泥的主要原因有:
①连续墙槽底底部的沉渣是墙体夹泥的主要来源。砼剪塞时向下冲击力大,砼将导管下的沉渣冲起,一部分悬浮于泥浆中,一部分被砼掺混,而在导管附近的沉渣比较容易被砼挤推至远离导管的端部。悬浮于泥浆中的沉渣,随着砼浇筑时间的延长,又沉淀下来沉渣落在砼表面上,当槽孔砼面发生变化或呈覆盖状流动时,这些沉渣最容易被夹在砼中,由于砼的流线呈弧形,在转角处的沉渣不可能完全挤升向上,所以转角处绝大多数有沉渣堆积。当为多根导管浇筑时,除了端部接缝处夹泥外,导管间砼分界面也可能有夹泥。
②泥浆比重大,对砼的流动阻力大,砼流动不畅,两根导管浇筑的砼互相穿插时将泥浆卷入砼内,导致砼与泥浆的交界面夹泥。
③导管埋深影响砼的流动性。埋管深度太小(<2m),砼呈覆盖状态流动,容易将砼表面的浮浆及淤积物卷入砼内。
④导管接头不够严密,泥浆容易渗入导管内造成夹泥。
⑤浇筑速度造成夹泥。浇筑速度太快,使砼表面成锯齿状裂缝,泥浆或淤积物会进入裂缝而造成夹泥(见图1)。另外当浇筑速度太快时,砼向上流动速度快,对相邻砼的拉力也大,有时会将其拉裂形成水平或斜向的裂缝,虽然随着砼浇筑高度增加,在砼自重压力作用下会慢慢闭合,但裂缝处已成薄弱环节,成为渗漏水的质量隐患。导管提升过猛,或探测错误,导管底口超出原砼面,涌人泥浆。
图1锯齿状表面夹泥
⑥施工事故造成砼夹泥。导管发生堵塞,拔出后重新下管剪塞浇筑,当导管插入已浇筑砼内继续浇筑时,导管内的泥浆被带入,夹在砼内。若重新放下的导管未插入砼面下而继续浇筑,则新老砼面上形成一条水平缝,缝内夹泥。砼浇筑时局部塌孔也会造成夹泥。
2 施工中的预防措施
(1)保证砼具有良好的和易性和流动性。在进行砼配合比设计时,要充分考虑到导管法在泥浆中浇筑砼的施工特点和对砼强度的影响,砼强度一般比设计强度提高一个标号等级。石子宜采用滚圆度较好的卵石,最大粒径不大于导管内径的1/6和钢筋最小净距的1/4,且不大于40mm。砂率宜为4O~45,水灰比不大于0.6。砼应具有良好的和易性,施工坍落度宜为18~22cm,并有一定的流动度保持率,坍落度降低至15cm的时间不宜小于1h,扩散度宜为34~38cm。砼初凝时间应满足浇灌和接头施工工艺要求,一般宜低于3~4h。如运输距离过远,一般宜在砼中掺加木钙减水剂,可减小水灰比,增大流动度,减少离析,防止导管堵塞,并延缓初凝时间,降低浇灌强度。
(2)预防地下连续墙夹泥:
①清孔前,要认真清除单元槽段接头部位的淤积物。一般可用专制清扫接头工具或钻头,用冲击钻将钻头放入槽内紧贴接头工字钢往复上下刷20遍清除干净。清孔时,要用新鲜泥浆把槽孔内泥浆换出一大部分,使孔底残留的淤积物减少,并且要使槽孔内泥浆指标尽量接近新鲜泥浆,以减少浇筑过程中的夹泥。
②选用较好的接头形式,可采用刚性工字型钢接头,这种接头施工较为方便,能较好地改善地下连续墙墙段结合处的渗漏问题。
③钢筋笼下放过程中必须垂直、缓慢,如遇到障碍必须摸清情况,清除障碍后再行下放,切不可靠重力强行冲插入槽,导致侧壁土体塌落。
④导管的运用和控制。导管间距要控制在3.0m之内,导管距端面控制在1.5m内为宜,剪塞时导管管口距离孔底为0.3m;要使各导管能均匀进料,各导管处的砼面高差不宜大于0.5m,要尽量避免左右提拉导管,否则会把沉碴和泥浆混入砼内。在整个浇筑过程中,砼导管应埋入砼中2~6m,最小埋深不得小于1.5m,否则会把砼上升面附近的浮浆卷入砼内。用多根导管浇筑长度大的单元槽段时,中间部位导管应提前浇筑,其他导管待底口埋入0.5m以上后再开始浇筑,以防中间部位流动的砼卷进沉渣或泥浆。
3 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、面漏这3种形式,其渗漏程度基本上可分为渗水、漏水、涌泥砂浆水等。
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,凿去砼表面松动的石子,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砼来进行修补。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,四周采用钢板与钢筋笼焊接并用快凝水泥嵌固,等达到一定强度后,封堵管口,如还有漏水则采用双管压密注浆封堵漏水点。注浆材料为:浆液采用425R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lOOmm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砼的粘结力。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。
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,用砂袋堆堵,然后用化学灌浆封闭(见图2),止水后,再拆除砂袋。
圖2化学灌浆抢险
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。
4 工程总结
通过高压注浆堵漏施工,共注入水泥30t,完成注浆14个渗漏4处。经过3个月的观察,堵水效果良好,灌浆堵漏解决了连续墙墙段接缝处的渗、漏水问题,并充填了墙外空穴,达到了堵水和稳定墙外土体的效果。依据本工程的封堵经验,认为处理地下连续墙墙段结合处的渗漏,要先行将施工墙段结合面上的泥浆尽量洗科干净,使后浇墙段的砼能很好地结合。采取以下措施,可更好地提高连续墙的抗渗漏性:
1)精心配制槽段内的护壁泥浆,确保槽壁两侧的土体稳定;
2)成槽机抓斗在成槽过程中必须保持垂直均匀地上下。尽量减少对侧壁的扰动;
3)墙段两侧的洗刷工作必须仔细进行,洗刷过程中严禁碰撞两侧壁的土体;
4)钢筋笼下放过程中应垂直、缓慢,遇到障碍物必须先清除障碍后再行下放,切不可靠重力强行施工,导致侧壁土体塌落。钢筋笼入槽后必须抓紧时间下导管,清槽完毕后,马上开始水下砼的浇筑,一气呵成;不要将清过槽后的槽段空置,以防止新的土体塌落。
关键词:地下连续墙;渗漏;墙体夹泥;预防措施
Abstract: In this paper, combined with the actual situation of continuous wall construction of Guangfo Metro Pu station underground, analyzes in the excavation process, leakage of underground continuous wall concentration occurs, the leakage phenomenon due to excavation process presents how effective and preventive measures in the construction of closure. Analysis of the causes of leakage of underground continuous wall, and repair in the construction process of preventive measures and leakage of underground continuous walls.
Key words: underground continuous wall; Leakage; Wall clip mud; Preventive measures
中图分类号:文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
在普君北站地铁基坑施工中,地下连续墙作地下室的外墙结构,具有挡土、截水、防渗等功能,但由于施工质量或水文地质条件等诸多因素的影响,使地下连续墙出现各种各样的抗渗质量问题,如本站常见的表面渗水、裂缝漏水或严重的漏水涌砂等现象。
1 地下连续墙渗漏的原因分析
(1)砼离析,粗骨料架空,影响墙体密实度和抗渗性能。由于墙体砼的质量不好,在开挖过程中引起墙体本身的裂缝开展,从而产生渗漏。
(2)地下连续墙墙体中的夹泥或淤积物在不太大的水头压力下,就会失去稳定,在墙体内或边界上形式集中渗漏通道。因此,墙体接缝的夹泥和墙体内部窝泥是造成地下连续墙渗漏的重要原因。产生墙体夹泥的主要原因有:
①连续墙槽底底部的沉渣是墙体夹泥的主要来源。砼剪塞时向下冲击力大,砼将导管下的沉渣冲起,一部分悬浮于泥浆中,一部分被砼掺混,而在导管附近的沉渣比较容易被砼挤推至远离导管的端部。悬浮于泥浆中的沉渣,随着砼浇筑时间的延长,又沉淀下来沉渣落在砼表面上,当槽孔砼面发生变化或呈覆盖状流动时,这些沉渣最容易被夹在砼中,由于砼的流线呈弧形,在转角处的沉渣不可能完全挤升向上,所以转角处绝大多数有沉渣堆积。当为多根导管浇筑时,除了端部接缝处夹泥外,导管间砼分界面也可能有夹泥。
②泥浆比重大,对砼的流动阻力大,砼流动不畅,两根导管浇筑的砼互相穿插时将泥浆卷入砼内,导致砼与泥浆的交界面夹泥。
③导管埋深影响砼的流动性。埋管深度太小(<2m),砼呈覆盖状态流动,容易将砼表面的浮浆及淤积物卷入砼内。
④导管接头不够严密,泥浆容易渗入导管内造成夹泥。
⑤浇筑速度造成夹泥。浇筑速度太快,使砼表面成锯齿状裂缝,泥浆或淤积物会进入裂缝而造成夹泥(见图1)。另外当浇筑速度太快时,砼向上流动速度快,对相邻砼的拉力也大,有时会将其拉裂形成水平或斜向的裂缝,虽然随着砼浇筑高度增加,在砼自重压力作用下会慢慢闭合,但裂缝处已成薄弱环节,成为渗漏水的质量隐患。导管提升过猛,或探测错误,导管底口超出原砼面,涌人泥浆。
图1锯齿状表面夹泥
⑥施工事故造成砼夹泥。导管发生堵塞,拔出后重新下管剪塞浇筑,当导管插入已浇筑砼内继续浇筑时,导管内的泥浆被带入,夹在砼内。若重新放下的导管未插入砼面下而继续浇筑,则新老砼面上形成一条水平缝,缝内夹泥。砼浇筑时局部塌孔也会造成夹泥。
2 施工中的预防措施
(1)保证砼具有良好的和易性和流动性。在进行砼配合比设计时,要充分考虑到导管法在泥浆中浇筑砼的施工特点和对砼强度的影响,砼强度一般比设计强度提高一个标号等级。石子宜采用滚圆度较好的卵石,最大粒径不大于导管内径的1/6和钢筋最小净距的1/4,且不大于40mm。砂率宜为4O~45,水灰比不大于0.6。砼应具有良好的和易性,施工坍落度宜为18~22cm,并有一定的流动度保持率,坍落度降低至15cm的时间不宜小于1h,扩散度宜为34~38cm。砼初凝时间应满足浇灌和接头施工工艺要求,一般宜低于3~4h。如运输距离过远,一般宜在砼中掺加木钙减水剂,可减小水灰比,增大流动度,减少离析,防止导管堵塞,并延缓初凝时间,降低浇灌强度。
(2)预防地下连续墙夹泥:
①清孔前,要认真清除单元槽段接头部位的淤积物。一般可用专制清扫接头工具或钻头,用冲击钻将钻头放入槽内紧贴接头工字钢往复上下刷20遍清除干净。清孔时,要用新鲜泥浆把槽孔内泥浆换出一大部分,使孔底残留的淤积物减少,并且要使槽孔内泥浆指标尽量接近新鲜泥浆,以减少浇筑过程中的夹泥。
②选用较好的接头形式,可采用刚性工字型钢接头,这种接头施工较为方便,能较好地改善地下连续墙墙段结合处的渗漏问题。
③钢筋笼下放过程中必须垂直、缓慢,如遇到障碍必须摸清情况,清除障碍后再行下放,切不可靠重力强行冲插入槽,导致侧壁土体塌落。
④导管的运用和控制。导管间距要控制在3.0m之内,导管距端面控制在1.5m内为宜,剪塞时导管管口距离孔底为0.3m;要使各导管能均匀进料,各导管处的砼面高差不宜大于0.5m,要尽量避免左右提拉导管,否则会把沉碴和泥浆混入砼内。在整个浇筑过程中,砼导管应埋入砼中2~6m,最小埋深不得小于1.5m,否则会把砼上升面附近的浮浆卷入砼内。用多根导管浇筑长度大的单元槽段时,中间部位导管应提前浇筑,其他导管待底口埋入0.5m以上后再开始浇筑,以防中间部位流动的砼卷进沉渣或泥浆。
3 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、面漏这3种形式,其渗漏程度基本上可分为渗水、漏水、涌泥砂浆水等。
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,凿去砼表面松动的石子,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砼来进行修补。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,四周采用钢板与钢筋笼焊接并用快凝水泥嵌固,等达到一定强度后,封堵管口,如还有漏水则采用双管压密注浆封堵漏水点。注浆材料为:浆液采用425R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lOOmm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砼的粘结力。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。
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,用砂袋堆堵,然后用化学灌浆封闭(见图2),止水后,再拆除砂袋。
圖2化学灌浆抢险
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。
4 工程总结
通过高压注浆堵漏施工,共注入水泥30t,完成注浆14个渗漏4处。经过3个月的观察,堵水效果良好,灌浆堵漏解决了连续墙墙段接缝处的渗、漏水问题,并充填了墙外空穴,达到了堵水和稳定墙外土体的效果。依据本工程的封堵经验,认为处理地下连续墙墙段结合处的渗漏,要先行将施工墙段结合面上的泥浆尽量洗科干净,使后浇墙段的砼能很好地结合。采取以下措施,可更好地提高连续墙的抗渗漏性:
1)精心配制槽段内的护壁泥浆,确保槽壁两侧的土体稳定;
2)成槽机抓斗在成槽过程中必须保持垂直均匀地上下。尽量减少对侧壁的扰动;
3)墙段两侧的洗刷工作必须仔细进行,洗刷过程中严禁碰撞两侧壁的土体;
4)钢筋笼下放过程中应垂直、缓慢,遇到障碍物必须先清除障碍后再行下放,切不可靠重力强行施工,导致侧壁土体塌落。钢筋笼入槽后必须抓紧时间下导管,清槽完毕后,马上开始水下砼的浇筑,一气呵成;不要将清过槽后的槽段空置,以防止新的土体塌落。