泡沫填充法防混凝土繞流措施在地連墻施工中的應(yīng)用

劉陪陽，方杰

（中交第二航務(wù)工程局有限公司第五工程分公司，湖北 武漢 430014）

0 引言

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下建筑物的施工日益增多，地下連續(xù)墻作為常用的地下建筑物的重要支護(hù)結(jié)構(gòu)，其深度、質(zhì)量及建設(shè)速度的需求也隨之不斷提高。

地連墻混凝土繞流現(xiàn)象在地連墻施工中頻發(fā)且難以處理，對地連墻的防水性能、整體支護(hù)性能都有較大的影響。目前，國內(nèi)外地連墻施工中常用的砂袋填充、防繞流鐵皮等傳統(tǒng)防繞流工藝，都只能一定程度上防止繞流發(fā)生，無法徹底解決混凝土繞流對地連墻性能的影響，且一旦未能阻止繞流，甚至?xí)觿『罄m(xù)處理難度[1]。

文章通過砂卵石地層超深地連墻實際施工，對比分析了“砂袋填充法”和“泡沫填充法”兩種工藝的實際效果，發(fā)現(xiàn)“泡沫填充法”不僅在施工工效上較“砂袋填充法”有著顯著提升，同時有效減少施工成本，更能很好的預(yù)防地連墻混凝土繞流現(xiàn)象的發(fā)生，防繞流效果十分理想。

1 工程概況

襄陽市東西軸線道路工程魚梁洲段，東汊沉管預(yù)制干塢塢門采用格形地連墻支護(hù)，共計93幅槽段，其中15幅采用傳統(tǒng)填砂袋法施工工藝，其余78幅改為泡沫填充施工工藝。地連墻最大深度達(dá)71.3 m，施工區(qū)域緊臨漢江，地處砂卵石地層，表層多為淤泥、雜填土，地表標(biāo)高+66.3 m，常水位標(biāo)高+62.73 m，透水性極強，地質(zhì)脆弱、穩(wěn)定性差，抓槽施工過程中極易塌孔。因工程工期緊張，多個施工作業(yè)面交錯且場地十分有限，對地連墻施工的一次合格率及工效要求極高。

干塢塢門及岸堤格型地連墻防護(hù)布置如圖1所示。

圖1 塢門及岸堤防護(hù)布置圖（m）Fig.1 Protection plan of dock gate and bank(m)

2 繞流產(chǎn)生的原因及危害

2.1 地連墻H型鋼接頭繞流產(chǎn)生原因

1）地連墻混凝土保護(hù)層厚度為70 mm，在混凝土澆筑過程中，混凝土?xí)念A(yù)留的保護(hù)層空隙繞流至相鄰槽段。當(dāng)鋼筋籠安裝不精準(zhǔn)或混凝土澆筑過程中產(chǎn)生側(cè)向擠壓力，導(dǎo)致鋼筋籠沿垂直于地連墻軸線方向偏移，則會加大混凝土繞流的空間，增大繞流情況發(fā)生的概率[2]。

2）項目施工地區(qū)為強透水砂卵石地層，地質(zhì)脆弱，穩(wěn)固性差，成槽后極易發(fā)生塌孔、擴孔現(xiàn)象，增加混凝土發(fā)生繞流的空間。

3）混凝土澆筑時，H型鋼處填充的砂袋因為整體結(jié)構(gòu)較為松散，密實度難以保證，砂袋間容易留出較大空隙，混凝土漿液便會流過空隙，繞到H型鋼的腹板位置，并凝結(jié)形成大的混凝土硬塊[3]。

2.2 地連墻H型鋼接頭產(chǎn)生繞流的危害

1）當(dāng)混凝土繞過H型鋼并侵入接頭位置，凝結(jié)形成混凝土硬塊，會使下一輻鋼筋籠的接頭鋼筋與H型鋼間距過大，致使相鄰兩槽段的鋼筋籠之間出現(xiàn)鋼筋空白區(qū)，在混凝土澆筑完成后，槽段之間會出現(xiàn)素混凝土區(qū)，最終導(dǎo)致地連墻整體剛度的降低[4]。

2）繞流在接頭處產(chǎn)生的混凝土塊表面突起且不規(guī)則，當(dāng)使用刷壁工具清除接頭位置多余泥皮時，極易出現(xiàn)清刷不徹底，致使殘余泥皮堆積，在兩側(cè)墻體間形成貫通的泥漿夾層。基坑開挖后，泥漿夾層形成漏水通道，給基坑開挖帶來極大的安全隱患[5]。

3 砂袋填充防繞流實施效果

1）在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，砂袋填充因為整體結(jié)構(gòu)松散，存在空隙較多，填充完成后仍然會存在一定程度的混凝土繞流現(xiàn)象，且槽壁內(nèi)側(cè)若出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，砂袋補填不完整，繞流現(xiàn)象會加劇。

2）地連墻最大深度可達(dá)71.3 m，采用砂袋填充時，填充高度需高于混凝土設(shè)計澆筑高度。填充前，需大量人工進(jìn)行砂袋制作，制作完成一定數(shù)量后，再使用裝載機運輸至指定位置等待裝填。填充時，需裝載機配合人工逐步裝填，每5 m進(jìn)行一次壓實處理。下一輻鋼筋籠安裝前，還需對填充砂袋進(jìn)行二次清孔處理。因砂袋本身易破損，二次清孔時槽內(nèi)破碎的編織袋易堵管，砂袋制作現(xiàn)場占地較大，填充過程施工現(xiàn)場環(huán)境污染嚴(yán)重，整個流程人工器械費用較高，施工繁瑣，耗時較長[6]。

4 泡沫填充防繞流施工工藝

4.1 準(zhǔn)備工作

1）選用密度為22 kg/m3的聚苯乙烯塑料泡沫，根據(jù)H型鋼接頭的內(nèi)部尺寸，以每節(jié)長度6 m，定尺加工泡沫，運輸至現(xiàn)場后，集中堆存至陰涼處。

2）清理H型鋼接頭內(nèi)異物，對鋼板上的毛刺進(jìn)行打磨，防止劃傷泡沫。

4.2 鋼筋籠基礎(chǔ)防繞流處理

1）鋼筋籠H型鋼接頭底部焊接1 cm厚兜底鋼板，防止混凝土從鋼筋籠底部繞流。

2）H型鋼兩側(cè)安裝0.4 mm厚、1 m寬鍍鋅鐵皮，準(zhǔn)12鋼筋焊接壓邊于H型鋼兩側(cè)，防止混凝土從H型鋼兩側(cè)繞流。H型鋼底部結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

圖2 H型鋼底部結(jié)構(gòu)大樣圖（cm）Fig.2 Detail drawing of bottom structure of H-beam(cm)

4.3 泡沫填充及加固

1）H型鋼接頭內(nèi)泡沫采用人工填充，縱向相鄰泡沫接頭緊貼無縫隙。

2）延H型鋼縱向安裝1.2 cm厚竹膠板進(jìn)行封閉，同時按50 cm/道焊接準(zhǔn)12封頭鋼筋。

3）安裝H型鋼頂口竹膠板并焊接準(zhǔn)20鋼筋網(wǎng)加固，防止泡沫上浮。

4）鋼筋籠安裝完成后，通過抓槽機清除填充泡沫，竹膠板及加固用鋼筋可被同時抓除，避免了竹膠板及加工鋼筋對下一輻鋼筋籠安裝產(chǎn)生影響。H型鋼泡沫填充示意圖見圖3。

圖3 H型鋼泡沫填充大樣圖（cm）Fig.3 Detail drawing of foam filling of H-beam(cm)

4.4 實施效果

總計共78幅地連墻槽段采用泡沫填充，完成地連墻鋼筋籠H型鋼接頭防繞流施工，通過實際使用結(jié)果驗證，78幅無一幅發(fā)生繞流現(xiàn)象，防繞流率達(dá)100%。采用泡沫填充防止地連墻鋼筋籠H型鋼接頭產(chǎn)生繞流效果理想。

4.5 注意事項

泡沫存儲、安裝過程中，需注意以下事項：

1）泡沫填充必須密實；

2）加固鋼筋焊接及竹膠板必須牢固，防止鋼筋籠下放過程中，泡沫炸裂或上浮；

3）加固鋼筋焊接時，實時灑水降溫保濕，防止引燃泡沫；

4）泡沫儲存必須遠(yuǎn)離火源，配備相應(yīng)消防設(shè)備，防止發(fā)生火災(zāi)[7]。

5 工藝對比

與填充砂袋工藝相比，采用兜底板結(jié)合泡沐填充型鋼接頭工藝具有如下優(yōu)點：

5.1 工效對比

1）采用傳統(tǒng)砂袋填法：需大量人工，現(xiàn)場制作，裝載機多次轉(zhuǎn)運，填筑砂袋需要3~4 h，期間空孔時間過長，增大塌孔風(fēng)險；填充后放繞流效果一般，仍存在縫隙和漏漿通道，實際使用過程中，仍會有少量繞流發(fā)生，需再次超挖處理；砂袋填充需要二次清孔處理。

2）泡沫填充法：泡沫通過工廠預(yù)制，一次運輸?shù)轿唬ㄖ婆菽惭b簡便快捷，尺寸規(guī)范，填充密實，無縫隙和漏漿通道，混凝土澆筑后未出現(xiàn)繞流現(xiàn)象；實際使用過程中，各道工序銜接緊密，減少了空孔等待時間[8]。

5.2 經(jīng)濟效益對比

1）砂袋填充法：大量人工現(xiàn)場制作、人工配合機械多次運輸、裝填。二次清空增加額外施工費用。砂袋難清理且無法清理完全，環(huán)保性能差。以37.5 m深、1.2 m寬、單側(cè)超挖40 cm的地連墻為例，先行幅槽段填砂袋方量為36 m3，需填充砂袋約18 000個。為保證槽孔內(nèi)沉渣厚度符合設(shè)計要求，在鋼筋籠下放后3 h左右填裝完畢。需配置28名工人、1臺裝載機進(jìn)行砂袋的填裝及運輸，接頭填筑成本約為16 000元。

2）泡沫填充法：泡沫原材價格低廉，專業(yè)工廠定制，2~3人即可快速完成安裝固定。解除頂部封頭鋼筋，泡沫自動上浮，無需二次施工，且接頭內(nèi)部不會殘留填充物。上浮泡沫位置固定，易統(tǒng)一安排處理。同樣以37.5 m地連墻為例，使用兜底板及定型泡沐進(jìn)行填充，接頭填筑成本約為11 000元，相較砂袋填充，成本優(yōu)勢明顯。

6 結(jié)語

經(jīng)過實際施工效果的對比分析，相較于砂袋填充法，在地連墻接頭H型鋼腹部填充泡沫具有更佳的防繞流效果，且填充施工操作簡單迅速，適用于施工作業(yè)面狹窄有限、地質(zhì)條件不良穩(wěn)定性較差，成槽后需立即進(jìn)行混凝土澆筑的地連墻工程。即有效的縮短了工期，降低了施工成本，又大大提高了施工質(zhì)量和綜合環(huán)保性。