新材料和新技術在地下結構蓋挖逆作施工縫中的應用

□文/周印堂 郭洪波

新材料和新技術在地下結構蓋挖逆作施工縫中的應用

□文/周印堂 郭洪波

文章以天津站交通樞紐副廣場地下工程蓋挖逆作施工為例，介紹了遇水膨脹止水膠、多次性注漿管、超細水泥等新材料及后注漿等新技術的優點及施工工藝。

施工縫；止水膠；后注漿；蓋挖逆作

隨著我國城市建設的快速發展，高層建筑和大中型地下市政設施逐漸增多，施工場地越來越受到限制，蓋挖逆作法在深基坑施工中得到了較多應用。采用逆作法施工的地下結構，每層結構側墻都會出現一道逆作結構縫，由于受到施工順序影響及施工條件、作業空間的限制，此結構縫位置易出現接縫密實度差、強度低、縫隙大、滲漏水等問題，導致接縫位置混凝土結構耐久性降低。

在天津站交通樞紐副廣場地下工程蓋挖逆作施工中應用遇水膨脹止水膠、多次性注漿管、超細水泥等新材料及后注漿等新技術，解決了上述問題，收到良好效果。

1 工程概況

天津站交通樞紐副廣場地下部分為2層框架結構，局部設一小夾層。基坑長度196.5 m，寬度50.6～108.6 m，深度約 15 m，總占地面積 17 213 m2，總建筑面積39 047m2，采用四周蓋挖逆作、中心島順作施工工藝，見圖1。

圖1 天津站副廣場

2 逆作法側墻施工流程

逆作法側墻施工流程為上層土方開挖—土胎模施工—上半部分側墻鋼筋綁扎及預留—混凝土澆筑—下層土方開挖—逆作縫防水施工和注漿管安裝—下半部分側墻鋼筋綁扎—下半部分側墻模板支設—混凝土澆筑—超細水泥注漿—施工縫修補找平。

3 滾軋直螺紋連接技術應用

3.1 選用原因

逆作法施工是從上向下依次施工，為了便于下層結構側墻與上層結構銜接，上層結構施工時向下先施工約600 mm側墻，下層結構側墻施工時與其銜接。一般工程施工鋼筋連接采用焊接，接頭需要錯開35d（d為鋼筋直徑），側墻主筋直徑一般≮φ25 mm，所以鋼筋需要預留≮1.1 m，再加上結構600 mm，需要下挖≮1.7 m，寬度800 mm，施工難度很大。本工程選用一級滾軋直螺紋連接，根據規范，一級滾軋直螺紋連接不需要錯開，可同一斷面施工。這樣可以減少1 m挖土深度，降低施工難度，同時保證施工質量。

3.2 質量控制

1）直螺紋連接等級須滿足Ⅰ級連接。

2）直螺紋進場必須復檢，復檢合格后方可使用。

3）鋼筋套絲長度及連接必須符合 JG 163—2004《滾軋直螺紋鋼筋連接接頭》要求。

4）直螺紋連接施工過程中設專人負責帶力矩扳手檢查，不合格的必須更換，重新施工。

4 遇水膨脹止水膠防水材料應用

4.1 選用原因

地下結構施工縫防水材料常用橡膠止水帶或鋼邊橡膠止水帶，在混凝土澆筑施工前安裝固定，止水帶嵌入兩次澆筑混凝土內各一半。逆作施工由于受側墻逆作施工條件限制，很難保證止水帶在逆作縫上安裝固定牢固，易出現止水帶偏位，降低防水效果。為了避免上述問題發生，選擇在上層混凝土結構施工完畢后安裝固定，因此逆作縫防水材料選用后施工材料，根據對國內外此類材料各種性能比較，采用遇水膨脹止水膠。

遇水膨脹止水膠是一種遇水膨脹、單液、彈性密封膠。主要特點如下。

1）止水效果好。具有橡膠的彈性止水和遇水后自身體積膨脹止水的雙重密封止水機理，能抗1.2 MPa的水壓。

2）耐久性強、質量變化率低。它以聚氨酯體為基礎，含有特殊接枝的尿烷聯結鏈，不會造成膨脹元流失，可反復膨脹收縮，使用壽命達100 a。

3）膨脹性好。最終膨脹率為220%～300%，浸水7 d膨脹率占最終膨脹率≤50%。

4）施工便捷。遇水膨脹止水膠為單組分膠狀物，可使用標準嵌縫膠施工槍擠到混凝土表面，可以在潮濕環境中牢固地粘貼在混凝土表面，表面硬化后（≤24 h）即可進行下一次混凝土澆筑。

4.2 遇水膨脹止水膠安裝

下層土方開挖后，清除上部先澆混凝土表面的泥土、砂及隔離層異物并鑿毛，然后在靠結構迎水側1/3斷面寬度位置均勻涂20 mm×10 mm遇水膨脹止水膠一道。

4.3 注意事項

1）施工前混凝土表面必須鑿毛并清理干凈，不能存有浮漿、泥土等異物，不能存有明水。

2）施工時均勻擠出，保證斷面尺寸，杜絕斷斷續續或薄厚不均。

5 后注漿技術應用

5.1 選用原因

由于新澆混凝土初凝前自身的沉降及混凝土硬化收縮，導致側墻逆作施工縫比一般施工縫縫隙大，易出現密實度差、強度低、滲漏水等問題。為了增加縫隙的密實性，提高強度和防水效果，采取了后注漿技術。

5.2 注漿管選材及安裝

選用多次性注漿管，其管材以硫化硬質橡膠管為骨架，底面設置出漿孔，出漿孔外側覆蓋硫化海綿橡膠閥，海綿閥與骨架采用膠粘固定，當骨架內有壓力時將海面閥沖開，防止混凝土澆筑時水泥漿堵塞注漿孔，同時防止漿液倒流。注漿后可用高壓水將注漿管沖洗干凈，供下次注漿使用。

注漿管采用專用扣件固定在施工縫表面結構中線上，固定間距30～40 cm，沿施工縫通長設置，所有轉彎部位均加密固定點。注漿管采用搭接法進行連接，有效搭接長度≮20 cm。注漿管每隔4～5 m引出一根注漿導管，利用注漿導管進行注漿，見圖2。圖2 止水膠和注漿管安裝

5.3 注漿材料選擇及配比

超細水泥是經特殊設備精細研磨而成的新一代無機剛性超細材料，利用超細水泥再添加其他外加劑、摻合料攪拌而成的漿液，可以用于補強加固工程的灌注作業。

水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽超細水泥，水泥漿強度不小于結構強度。為了降低收縮率采取低水灰比≯0.4，同時摻加8%抗裂防水劑。為了滿足工作性，摻加3%～4%高效減水劑。

5.4 注漿施工過程

后澆混凝土澆筑完成40 d后，混凝土收縮完全，施工超細水泥注漿。注漿時從同一根注漿管一端安裝注漿嘴，另一端先保持管打開狀態。開啟注漿機注漿，當打開端有水泥漿充分流出時，封閉打開端，繼續注漿，當水泥漿從施工縫流出時，靜停約30 s，然后補漿，當注漿機壓力明顯升高時，停止注漿。

一根注漿管注漿完畢，注水沖洗管道。一旦逆作施工縫漏水，再利用此注漿管注堵漏劑。

6 工程效果

1）滾軋直螺紋連接技術應用減少了側墻上部分施工時土方開挖深度，降低施工難度，加快施工進度，節約工期15 d，保證施工安全，同時保證了施工質量，有效節省了人力、物力資源，降低成本。

2）遇水膨脹止水膠防水材料安裝方便，降低施工難度，加快施工進度，保證了防水效果。

3）后注漿技術及超細水泥的應用，保證了逆作施工縫密實性，沒有出現大面滲漏水問題，提高了結構耐久性，大大降低了后期堵漏投入，降低成本10多萬元，取得了良好效果。

□郭洪波/天津城投建設有限公司。

TU943

C

1008-3197（2011）03-55-02

2011-04-22

周印堂/男，1975年出生，工程師，天津第二市政公路工程有限公司，從事工程技術管理工作。