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地铁车站地下连续墙施工技术探讨

2015-10-21邓品修

建筑工程技术与设计 2015年30期
关键词:工字钢槽段凹凸

邓品修

【摘要】随着我国各大城市越来越多的修建地铁,而地铁深基坑开挖支扩及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注,地下连续墙对周围环境影响小,墙体刚度大,止水性能好等是现代深基础围护结构中较为常用的一种。本文对地铁车站地下连续墙的施工工艺进行探讨。

【关键词】地铁车站;连续墙;接缝

一、地铁车站地下连续墙接缝功能与要求

(一)地下连续墙接缝功能

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。

(二)施工接头的要求

纵向接头的要求:第一,不得妨碍下一单元槽段的开挖。第二,灌注混凝土不得有接头构造物和槽壁之间的空隙。第三,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。第四,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。

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。

二、地铁车站地下连续墙接缝施工问题

地铁车站地下连续墙接缝质量问题产生的主要原因有四个方面:(1)接缝砼绕流:是由于锁口管不能与原土完全贴合;(2)锁扣管偏斜造成墙缝垂直度变差:是由于锁口管长度大,在地下不易固定的原因;(3)墙缝夹泥:是由于接缝处未刷干净,残留了泥巴,或者浇注砼中砼面泥砂流入墙缝,形成泥皮;(4) 地下连续墙不均匀沉降:是由于注浆管插入泥土中被堵塞,导致无法注浆,或注浆压力、注浆量差异的原因。

三、地铁车站地下连续墙接缝施工技术要点

(一)接头方式的选择

地下连续墙单元槽段依靠接头连接,这种接头通常要满足受力和防渗要求,还要施工简单。按使用接头工具的不同可分为接头管(锁口管)、接头箱、隔板、工字钢、十字钢板以及改进接头一凹凸型预制钢筋混凝土楔形接头桩等几种常用型式。

1、接头管连接

这是国内外迄今使用最多的一种非刚性接头形式。其优点是用钢量少、造价低,但一次性投入较多,对起吊设备及时间控制要求较高,且存在整体钢度和渗漏问题。

2、接头箱连接

这种方法是在接头管旁再附一个敞口接头箱,可使两相邻槽段的水平钢筋搭接,变成刚性接头。

3、工字钢接头

工字钢既是承受垂直方向的力矩与水平剪力的主要构件,也是两槽段之间的结合构件,可当作由工字钢支承的简支梁来设计。这种接头在非常靠近大型建筑物而槽段长度较短的情况下是有效的。

4、凹凸型预制钢筋混凝土楔形桩接头

凹凸型楔形接头的优点是:渗流途径长,折点多、抗渗性能好;凹凸型楔形接头使平面外抗剪能力得到较大的提高;施工难度小,操作方便,易保证质量。为保证接头清洗效果,设计制作了楔形接头刷。刷接頭时间不少于30min一次,上下往复洗刷不少于20次。分析各种接头形式的优缺点,从施工工艺简单、难度小、易保证质量、施工投入小方面考虑,应优先选用预制钢筋混凝土凹凸型楔形接头。结合地质条件,如果连续墙建在淤泥等流塑软土层中,则应先用刚性接头( 隔板、接头箱、十字钢板);如果是含水砂层和粘土层,地下水位又高,则应优选预制钢筋混凝土凹凸型楔形接头和异形工字钢接头;对于自稳能力较好的风化岩等地质,则用接头管即可。

(二)控制好泥浆中的含砂量

开孔前认真翻阅地质资料,对砂层位置及深度提前做好准备,并且技术人员负责对各桩队进行技术交底。加强清孔力度,将含沙量多的泥浆抽除,降低泥浆中的含沙量;保持泥浆中的粘度25~30S;对现场泥浆比重调整情况进行复查检验,现场泥浆比重控制在1.1~1.3,避免在浇灌过程中大量悬浮物沉淀在接缝处;在造浆系统中设置泥浆分离系统,回收的泥浆需要通过泥浆分离系统中的震动筛和旋流器,将小颗粒的粉土分离出来,使回收分离后的泥浆的含沙量少于4%,回收除砂后的泥浆经过循环池内的调整成可再用泥浆;严格控制泥浆回收质量,PH大于13的泥浆必须废弃,因为该泥浆化学性质已经被破坏,无法再进行调整,如回收使用会破坏好的泥浆,使泥浆发生离析,造成沉淀增加。

(三)刷槽壁、吊装接头箱

对相邻槽段间接头应进行刷槽,用吊车吊着刷槽器紧靠须刷槽接头钢板处,由上到下、由下到上来回清刷,直至刷槽器上不粘淤泥和砂土为止。

(四)采用合理的注浆方案

连续墙施工完成后,在开挖基坑以及施做主体结构时,连续墙接缝的渗漏水程度,往往会因为连续墙的不均匀沉降,会导致接缝处相对滑动加剧。如果此接缝漏水,必将导致漏水程度进一步加大,从而增加了封堵补救的难度。而连续墙墙趾注浆的效果,则直接影响其不均匀沉降,为了减少连续墙的不均匀沉降,墙趾注浆的质量应该严格控制。地下连续墙达到设计强度后,对墙底注浆,每幅地下墙放两根注浆管,在墙体砼初凝后(8~12h),先注少量清水疏通管路,在墙体砼达到7O强度后(17~20d)再开始注浆,注浆压力控制在0.8MPa,压浆水灰比为0.4,最终以现场试验结果确定。注浆时要实行双控,严格控制注浆压力不大于0.8MPa,同时地下墙抬起不大于lcm,并进行周边环境的监测。

(五)有效控制绕流

确保接头处成槽时的垂直度(一般要求槽孔倾斜度不大于1/200),接头管、接头箱摆放垂直并靠壁无空隙,防止混凝土绕流。成槽机挖掘过程中应用经纬仪跟踪导杆或抓斗吊索的垂直度;成槽后用电脑控制的侧斜仪对每一幅槽段的垂直度或塌孔情况进行测试。

钢筋笼的加工尺寸与形状应考虑到吊入时的施工方便,防止吊放钢筋笼时擦伤槽壁。笼子外观应横平竖直,具有一定的刚度,钢筋笼周边2排钢筋交叉点应满焊,两侧纵筋间宜增加2―4排钢筋行架,纵筋主平面内宜加设剪力撑。纵向钢筋的底部应稍向内弯折(但应不影响插入混凝土导管);保护层的垫块不宜用砂浆垫块,宜用薄钢板做成导向板焊于钢筋笼上,以免擦伤槽壁面。

(六)接头箱接头施工控制

接头箱接头是地下连续墙比较常用的一种接头,一个单元槽段挖土结束后,吊放钢筋笼,再吊放接头箱,并用装碎石或砂袋填实接头箱后的空隙。接头箱的主要作用为防止混凝土挤压“工”字钢板使其发生变形和防止混凝土绕流。混凝土初凝后,逐步吊出接头箱,待后一个单元槽段吊放钢筋笼时,钢筋网片端部插入已浇筑混凝土槽段端部的“工”字钢板内。检查接头箱表面是否光滑,如有缺陷, 需进行修补、打磨等,减少接头箱顶拔时的摩擦力。特别要检查焊缝处,是否有裂缝等隐患,消除顶拔时出现接头箱断裂等情况,保证接头箱顶拔时顺利,确保混凝土接缝质量。顶升机顶升前,检查油泵等是否能正常工作,并应配备好备用油泵和油管。要使接头箱沿槽端缓缓下放,下到槽底后,宜提升一定高度下蹲两下,然后用顶升机夹紧,并把导墙与接头箱之间的间隙堵严,以防晃动,并用小的袋装土或小的袋装碎石回填接头箱邻土一侧的间隙。

参考文献:

[1]赵晖.素混凝土连续墙防水接头施工技术[J].科技创新导报,2013年11期.

[2]谭树祥.深厚砂层动水连续墙接缝二重管双液注浆堵漏施工技术[J].四川建材,2014年4期 .

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