竇 濤
中冶地勘巖土工程有限責任公司,河北 廊坊 065201
地下連續墻引入我國工程建筑領域已近40年,尤其是最近20年,在現代建筑基礎工程施工中被廣泛使用。地下連續墻的質量與各施工環節均有密切關系,其中,接頭形式及施工是地下連續墻施工較為重要的一個環節。地下連續墻的主要作用是擋土、防滲,并作為承重結構的一部分,而防滲效果直接與接頭的質量相關,合理的接頭形式能增強防滲效果。
接頭管接頭又被業界人士稱為鎖口管接頭,是當前應用較為普遍的配件。其優點是接頭構造簡單、施工工期較短、加工方便、可重復利用、成本相對較低,且刷壁較為方便,容易清理先期槽段內側墻壁的泥漿,施工、安裝工藝也較為成熟。缺點是與墻體不存在剛性連接,應力傳遞效果不佳,抵抗彎矩能力不足,極易出現漏水等現象;且無法有效掌握接頭管拔管時間,若提前拔出接頭管,則混凝土仍處于流動狀態,還沒有成型,若太晚拔管,則混凝土與接頭管黏結過于緊密,不易拔出,容易損壞墻體;自重較大,接頭內不能預埋水平構件;剛度差,易發生變形;深地下連續墻不宜采用接頭管接頭。
接頭箱接頭為凸形空心箱體,由厚板制作而成,與墻同寬或稍小,屬于一種剛性連接,可用于傳遞剪力和拉力。其施工方法與接頭管大體相同,只是用接頭箱替代了接頭管。施工工藝為單元槽段開挖后吊運接頭箱。由于接頭箱在澆筑混凝土的側面開孔,可以將鋼筋籠端部的水平鋼筋或縱向接頭鋼板插入接頭箱內。在進行混凝土澆筑時,接頭箱的敞開口需要被焊接在鋼筋籠上的鋼板上,從而達到遮擋效果,避免澆筑的混凝土進入接頭箱。拔出接頭箱后,開挖單元槽段,吊出后墻段鋼筋籠,澆筑混凝土會產生新的接頭。兩個相鄰單元槽段的水平鋼筋交替重疊,因此該接頭為剛性整體節點。此方法類似于接頭管連接,但其區別在于連續鋼筋籠的剛性連接可以通過在接頭處增加一個開口接頭箱來實現。接頭箱接頭可以使地下連續墻形成一個整體接頭,具有良好的剛度。與接頭管相似,其可操作性強,并可重復使用,成本造價低。
隔板是用鋼板作為單元槽段澆筑混凝土的堵頭,這種接頭既可以使鋼筋在接頭保持連續,又可以不連續(非剛性接頭),也可根據設計要求和施工條件而定。
(1)剛性隔板式接頭的隔板為榫形隔板,相對于柔性隔膜接頭,其最大的優勢在于增加鋼筋籠預留接頭筋,使接頭剛度得到了大幅度提升,具有變形小、抗滲漏性能好等諸多優勢;缺點是施工難度大,化纖罩布破損失效相對較多,用刷墻段的側墻清理墻面困難。
(2)改進型剛性隔板式接頭是在隔板式接頭的基礎上,合理使用平鋼板作隔板,將化纖罩布改成15mm厚馬口鐵皮,其優點主要有剛度好、變形小;馬口鐵不會被輕易損壞,控制混凝土溢流進入接頭效果最佳。其缺點是馬口鐵皮不會輕易滲濾泥漿,且易在已澆筑的混凝土表面摻入泥漿,如果在馬口鐵上設計適當數量的滲濾泥漿小孔,問題就可以輕松解決;另外,它比接頭管接頭工序多。
(1)優點:①施工工藝簡單,施工速度快,適用于各種地層。②接頭的滲水路徑較長,因此止水效果較好。③結構強度與剛度好,增加了墻體縱向的抗彎、抗剪能力。④不需考慮混凝土灌注時的側力。
(2)缺點:①鋼板接縫寬度略小于連續墻槽段寬度,在向槽內澆筑混凝土時極易出現繞流現象,從而對后續槽段施工造成一定困擾,因此刷墻、清除墻側壁上的泥漿至關重要,不容忽視。一旦問題沒有得到妥善處理,勢必會造成接頭滲漏。在軟弱砂層和透水性強的地層中,若連續墻的管溝寬度大于設計寬度,則更容易引起滲漏問題。②用鋼量較大,不能重復使用,工程造價高。③自身重量較大,工序多,加工制作過程較煩瑣。
(1)優點:①可以傳遞彎矩、軸力和剪力。②現場施工工序少,施工速度快。③刷壁清漿比較方便,能確保接頭混凝土的質量,也有利于防止滲漏。④成本造價低,鋼筋混凝土接頭能夠節省很多止水鋼板,與鋼板接頭相比,地下連續墻綜合單價要低10%~15%,從而使工程總價降低。⑤建議鋼筋混凝土接頭在車間內提前制作,這樣可以更好地保證生產質量,且不同時拔出,從而能減少墻體本身的混凝土澆筑量,有效縮短整體施工周期。⑥鋼筋混凝土接頭可以有效減少對周圍環境的污染,如果采用鋼板接頭,焊接過程中會釋放大量有害氣體,對作業人員的身體和環境都會造成一定傷害,而混凝土預制接頭的生產對環境污染相對較小。
(2)缺點:①自身重量比較大,有時需要分節制作,占用的場地較大。②對接樁精度要求相對較高。③需要使用較大的起吊裝置。
地下水對鋼筋混凝土結構具有中等腐蝕性,且槽段之間的接頭往往形成結構的薄弱點,而地下連續墻作為支撐結構,大部分墻體又是主體結構的一部分,會成為永久結構,因此防止地下連續墻槽段接頭漏水至關重要。對此重要部位開展施工時,可采取如下措施防止接頭漏水:
(1)在鋼筋籠臨近基坑側、槽段接頭處和基礎筏板頂板處焊接鍍鋅鋼板。
(2)槽段接頭處及地下連續墻外側施工一排高壓旋噴樁。對于基坑較深的部位,施工兩排高壓旋噴樁;對于基坑深度不同的基坑交接處,施工兩排高壓旋噴樁,起到截水作用。
(3)地下連續墻兼為主體結構的接頭采用H型鋼,保證接頭質量,同時也起到防水作用。
(4)接頭縫外回填砂石袋或土袋,可以預防混凝土發生繞流。
(5)對于事先成型的溝槽段,側面往往有很多泥土,因而需要用專用的刷墻機進行清理。通常需要刷10遍以上,以保證接縫表面新舊混凝土緊密連接,否則兩壁之間可能會夾雜泥漿,導致泄漏問題出現。
(6)槽段護壁泥漿應精心配制,以保證成槽和清槽過程中槽壁土體的穩定性;成槽機在成槽期間必須確保上下垂直勻速,盡可能地避免對側壁土壤的擾動。
(7)盡可能避免相鄰槽段連續施工,以減少或消除偏心鋼筋籠帶來的負面影響;鋼筋籠必須垂直緩慢下放,遇到障礙物時,必須先起吊,排除障礙物后再下放,不得強行下放。
(1)基坑開挖時,由于工期較緊,有些地方不能保證先支撐后開挖的原則。其原因是支撐完會影響土方開挖效率,有些部位出現超挖現象,最終使基坑出現不同程度的變形,地連墻接頭處也隨之變形。
(2)設計時未考慮墻體的防水措施。地下連續墻作為基坑支護結構不能代替地下室結構墻,在設計中應該考慮地下防水結構。
(3)棧橋出口伸縮縫處于地下水位以下,地下水位位置處的結構防水未完全封閉,地下水通過伸縮縫滲入棧橋內,造成棧橋內地板滲漏水。
(1)對地下室地板及其他施工縫部位局部滲漏點采取針式高壓注漿(注入防水膠如高彈性水溶性聚氨酯)堵漏,部分滲水采用排水溝與集水井進行室內排水。
(2)在伸縮縫四周進行地面注漿,注漿范圍不小于伸縮縫兩側各2m,同時對伸縮縫進行針式高壓注漿進行封堵。
(3)對連接部位的積水處設置排水溝、集水井,集中排水。
(4)若對墻體滲漏部位進行針式高壓注漿封堵后仍有滲水現象,則采取打孔下過濾管,把水疏導出來,通過管道排到排水溝。
綜上所述,地下連續墻施工周期短,質量可靠,非常適合城市建設施工。但是,若質量得不到保證,地下連續墻將無法最大限度地發揮其作用價值,從而給后續質量問題處理和其他施工帶來困難。為了確保地下連續墻的施工質量,必須注意事前、事中控制,全面深入地了解質量管理中的漏洞和重點,從而加大現場各環節的質量管理力度,進而更好地控制地下連續墻的質量。