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摘要:地铁施工中地下连续墙接缝渗漏问题一直是工程关注的热点,本文结合武汉地铁6号线车城东路站地下连续墙施工的情况,根据车站基坑工程地质、水文情况对地下连续墙接缝渗漏的原因进行分析,提出如何有效预防及处理连续墙接头渗漏的方法。
关键词:地铁基坑;地下连续墙;接缝;渗漏;防治
引言:地下连续墙作为深基坑围护结构具有承重、截水、挡土等功能,在地铁施工中被广泛的应用。地下连续墙是分幅施工,各幅墙相互连接构成一道完整的地下墙体,由于施工质量或水文地质条件等诸多原因,使地下连续墙在开挖过程中出现各种渗漏,其中地连墙接缝处渗漏尤为严重,并给工程质量带来重大的安全隐患。所以深入分析深基坑地下连续墙接缝渗水的原因,采取合理的预防措施及应对处理措施对提高地铁安全施工具有重大的意义。
1.车站地质及围护情况
主要针对于车城东路站土质情况进行分析,车站基坑主要开挖部位土层主要分为素填土、黏土、粉质沙黏土、角砾土层、15-2中风化泥质粉砂岩。角砾土层在12m深的位置,为强透水土层,土层厚度基本沿车站里程顺势增加,最大厚度约6.5m。基坑范围内分布的粉质沙、角砾土层均为强渗透水。
车站围护结构采用800mm地下连续墙,墙缝采用2根三重管高压旋喷桩止水,止水桩进入中风化1m,地连墙接头形式为工字口。见下图1所示。
2.地下连续墙墙缝渗漏的原因分析
车站基坑开挖到强透水层后,多条连续墙接缝出现渗水现象,主要集中于12m以下,特别在土层交界面渗漏点更多,渗漏水主要为清水,呈点漏、线漏、柱状漏水,局部水流很大,形成喷水泉头。根据车城东路站地下连续墙渗漏水部位及渗水色泽分析,地下连续墙接缝渗漏水主要有如下几方面:
2.1施工中混凝土质量控制不好,混凝土流动性和和易性差,在浇注过程中混凝土受钢筋笼骨架的约束,导致距离导管较远的墙缝位置混凝土离析,密实度差,引起墙缝处混凝土不密实产生缝隙,从而发生渗漏。
2.2墙体接缝刷洗不彻底,夹杂泥土。钢筋笼端头锁口管接头内侧的夹泥未清理干净,墙底淤泥过多,在较大的冲击力下,夹泥就会失去稳定,就会在墙缝中形成渗漏通道。混凝土浇注时由于冲击力很大,将导管底部的淤泥物冲起,部分悬浮于泥浆中,部分掺于混凝土中,当槽段混凝土面发生起伏不一的变化时,淤泥就会夹在混凝土中,特别在接缝拐角处的会堆积大量泥土,形成渗漏通道。
2.3浇注砼时时间不连续。由于本工程地质条件存在约2m~7m厚的10b-2富水角粒层,混凝土浇注此位置时,若浇注不均匀,断断续续,泥浆护壁不佳,含泥质的沙土就会夹杂在墙缝形成一道缝隙,产生渗漏。
2.4三重管高压旋喷桩止水效果差。由于本工程墙体约有23m较深,施工时,桩位垂直度控制不好,偏差过大,旋喷压力控制不佳,尤其在10b-2富水角粒层处,水泥浆容易沿角粒层缝隙流走,不能确保该处土层的有效成桩能完全封闭缝隙面,造成无法很好对墙缝进行止水。
2.5基坑钢支撑支护不及时。当基坑开挖过快,支撑架设不及时时,地下连续墙变形过大导致接头松动,产生漏水。尤其是对接接头,由于接头刚度较小,开挖时,地下连续墙两边会产生土压力差,接头处就会松动,形成缝隙。
2.6钢筋笼偏斜。由于施工条件的限制,某些槽段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,进行吊放时因偏心作用产生偏斜;前段钢筋笼接头处存在泥未清刷干净,若强行吊方钢筋笼,会产生偏斜。钢筋笼偏斜不仅对地下连续墙的整体刚度产生影响,还严重影响接头的防渗能力。
3.地下连续墙墙缝渗漏预防措施
为了保证基坑开挖期间的安全性,必须时刻注意开挖阶段基坑渗水风险,尤其地下连续墙墙缝处,应加强预防、预控措施。
(1)、保证混凝土质量(良好的和易性和流动性)及浇注的连续性。混凝土配合比设计时,石材应采用级配较好的碎石,具体:最大粒径《导管内径1/6且钢筋最小净距的1/4;含砂率为40%~45%;塌落度宜为180~200mm。混凝土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,若运输距离时间长,一般应在混凝土中掺入减水剂,减小水灰比,增大流动性,减少离析。
(2)、进行槽段清刷作业时,接头处应清洗干净,严禁未清刷干净即进行下一工序,清刷过程中,使用特制清扫接头工具,用吊车吊入槽内紧贴接头往复上下刷几遍,清掉沾粘在接头型钢上面的泥土。清孔时,要用新鲜泥浆把槽孔内泥浆置换出来,使槽底淤泥尽量最小。
(3)、选用较好的接头形式。根据施工实际情况,半圆形接头具有连接整体性、抗渗性好,施工简单易等优点,宜优先采用,也可采用半刚性十字钢板接头,这种接头施工较为困难,但是它的抗渗效果好,具有一定的抗剪及增加整体性的作业。
(4)、施工中尽量避免相邻槽段的连续施工,钢筋笼下放过程中必须垂直,放慢,切不可靠重力强行插入,导致侧壁土体塌落。
(5)、开挖过程中要严格控制开挖速度,及时架设钢支撑,加强基坑周围检测点的分析和监控。
4.地下连续墙墙缝渗漏应急处理措施
根据现场施工情况知,地下连续墙墙缝渗漏分为:点漏、线漏、面漏。针对于不同渗漏形式,采取不同的处理措施。
点漏、面漏是指一般有明水渗漏渗出,但水流不大的地方,可以采用针孔注浆法。在渗漏的点位处人工清除表面松动的石子后钻孔,并打入针孔管,用注浆机往针孔管里面注水溶性聚氨酯堵漏剂,再用水把墙体表面清洗干净后,配合快速堵漏王进行填堵。
对于有较大明水渗漏,漏水口比较小的渗漏处,首先做好引流措施,一般采用镀锌水管或塑料管插入漏水口,把水通过水管引流出来,四周用快速堵漏王进行填堵,等四周凝固后,把引流管封堵;当漏水口比较大时,需对基坑内外同时进行处理,基坑内沿墙缝两侧打孔,插入注浆管,采用双管压密注浆封堵漏水点,基坑外加强降水,临时降低墙后水位,减小接头水压力,从源头截断渗漏通道。
线漏处理:在基坑开挖过程中,若顺着连续墙接头缝处有少量渗水,只需沿渗水缝的位置凿进去深5cm、宽5cm的槽,将槽壁清洗干净后直接用堵漏王封堵即可;漏水严重时,对漏水处进出割缝与剔槽,然后用清水进行冲洗其中的夹泥和杂质,其次对沟槽进行凿毛、引流和封堵。具体做法:沿着线漏处的侧门10cm范围内凿毛,增加防水剂与混凝土的粘接力;在沟槽处安放塑料管进行引流,并用堵漏王在四周进行封堵,等凝固后,选用TZS水溶性封漏剂,用注浆泵进行注浆,待浆液凝固后,封住注浆管即可。
严重的漏水涌沙处理:当遇到漏水涌沙严重时,应采取紧急措施。基本原则是;先对漏水处进行固沙,架设钢支撑。首先采用棉带封堵并设导流管引水,并进行基坑回填或用土袋、沙袋堆堵进行反压,对涌水口采用设有引水卸压钢管的钢板自上而下进行封堵,钢板与连续墙间用快硬混凝土回填密实,墙体外用化学注浆或高压旋喷桩止水措施,同时对基坑外侧进行降水加固止水,加固期间对基坑变形加密监测。
(1)、外化学注浆法
在墙体外侧用钻机钻孔,打入袖阀管,往管里面注入化学浆液来结固底层,如下图。材料一般为水玻璃39~42波美度,根据施工经验,一般波美度是25为最佳浓度,此时浆液固结自行程度好,凝固时间和固结硬度都有利于形成浆团块来止水。
(2)、高压旋喷桩止水法
地连墙接缝处常用方法是三重管旋喷桩加固,旋喷桩数量一般为1~3根。具体施工如下:
孔位确定:以接缝桩中心为对称轴,桩紧贴墙边缘布置,桩与桩之间相互咬合;钻孔深度为基坑地面一下1m左右;水泥浆液为P.042.5普通硅酸盐水泥浆液,水灰比为0.8~1,为了提高早强强度,可以适当加入水玻璃;三管为水管、气管、浆液管,具体参数为水压20Mpa、气压0.7Mpa、低压浆液压力1~2 Mpa;桩提升速度为7~10 cm/min,旋转速度为11~14 r/min,施工中可以根据实际的地质情况进行调整参数。
结论:随着城市地铁建设不断推进,地下连续墙越来越广泛的被应用于工程建设中,对其渗漏的防治显的尤为重要。防治地连墙接缝渗漏应从设计到施工过程中给予重视,根据地质情况选取合理的接头设计参数和施工工艺,来满足施工要求。根据武汉市轨道交通6号线车城东路站基坑实际开挖分析,地下连续墙渗漏严重部位主要集中在接缝处,所以对接缝处渗漏原因分析及应对处理措施进行探讨具有很大的实际意义。
参考文献:
[1] 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.2001.
[2] 刘光云,白冷.地下连续墙渗漏的防治[J].重庆工学院学报,2004.2.
[3] 杨宝珠,丁克胜等.基于 ABAQUS 的超深地下连续墙工字钢接头型式分析[J].地下空间与工程学报.2014,10(1):96-101.
论文作者:张云
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/24
标签:基坑论文; 地下论文; 墙缝论文; 混凝土论文; 土层论文; 浆液论文; 钢筋论文; 《基层建设》2017年第17期论文;