摘要:地下连续墙具有抗渗性能好、墙体刚度大、占地面积小等优点,得到了广泛的应用。地下连续墙作为深基坑支护结构,地下水位普遍较高,水压较大,易造成地下连续墙渗漏,导致相关工程事故的发生。本文结合工程实例,从设计和施工两个方面分析了地下连续墙渗漏的原因,最后并提出了相应补救措施。
关键词:建筑工程;地下连续墙;基坑渗漏水;修复处理
1工程概况
本工程项目深基坑支护结构采用地下连续墙形式,结构在连接上应用柔性接头,施工浇筑采用C30水下混凝土,使用量大约为3430m3,抗渗等级为S8。工程项目中采用的钢筋主要分为HPB300级和HRB400级钢两种,焊条采用E43和E50。地下墙与梁板钢筋之间采用钢筋直螺纹进行连接。
2地下连续墙渗漏原因分析
地下连续墙出现渗漏的原因较多,对其概括主要可以分为以下几方面原因:
2.1设计原因
2.1.1接头选型问题
将各个单元槽段进行有效的连接,由此构成的地下连续墙,单元槽段连接接头是否合理将直接影响到地下连续墙连接位置处的防渗性能。当前,国内较为常见的接头形式主要有:工字钢接头、锁口管接头、十字钢板接头三种类型,其中工字钢接头与十字钢板接头在止水性能上相对较为突出,但是造价显得较高;而锁口管接头在造价上相对较低,但是在止水性能上显得一般。因此,在实际设计选用的过程中应基于现场实际情况做出科学选择。
2.1.2接头位置止水方案不合理
为提升地下连续墙接头位置处的止水性能,通常会在其迎土侧设计2根三重管高压旋喷桩。但是从实际施工来看,常常出现施工机械无法满足旋喷桩设计要求直径的情况,所应用施工机械在性能上难以达到设计需求,以致最终止水效果受到影响,增大接头位置渗漏风险。
2.1.3槽幅设计不合理
通常情况下,设计的槽幅长度越长,施工速度将会越快,所应用的型钢数量将会越少,随之造价相对较低;但是随槽幅长度增加,其槽壁自身的稳定性能将会逐渐减弱,尤其是砂性土质,容易出现槽壁坍塌的情况,造成混凝土中夹泥问题,影响到最终浇筑施工质量。
2.2施工原因
在实际施工过程中,由于施工工艺问题、材料选用问题等,都可能对地下连续墙的抗渗性能造成影响,分析其原因,主要包括:
(1)地下连续墙在结构上呈现为长条形,如果在浇筑施工中,所采用的护壁泥浆参数配制存在不良,尤其是在浓度控制上面,将会造成混凝土夹泥现象出现,影响到槽段的稳固性和防渗性。(2)地下连续墙中的钢筋笼在进行吊装时,应用分节吊装的方式,且注意做好清槽工作,保证混凝土灌注施工的连续性。(3)严格控制导管的拔升速度,严禁将导管拔出混凝土液面,出现这种情况可能造成断桩问题,引起较为严重的渗漏。(4)在完成首开幅连续墙浇筑施工之后,需将反力箱拔出,同时为提升槽段稳固性,将砂袋留在槽边,但是这些砂袋在后期清除上显得较为困难,容易造成连接质量问题引起渗漏。(5)止浆铁皮受到损坏,使得混凝土浇筑绕流,影响到最终槽段之间的止水质量。(6)旋喷桩对施工工艺、技术水平等具有较高的要求,在未达到设计要求时可能出现漏水现象。(7)在地下连续墙结构中具有较高的配筋率,钢筋结构显得较为密集,因此在配制混凝土时需尤其注重坍落度控制,避免因为坍落度过小引起浇筑施工不密实的情况出现。(8)施工单位操作不当,仅在施工现场设置一个泥浆池,且在清渣及时性上也做得不到位,由此可能造成连续墙中沉渣量过大的现象,影响到最终浇筑施工效果,出现接头处渗漏水的情况。
3地下连续墙渗漏水的预防及补救措施
3.1设计预防
(1)设计人员应在选择接头形式之前,综合基坑挖深、基坑工程地质等因素进行综合性考虑,提升接头选择的科学性。如果基坑周边地下水较为丰富,则在接头选用上应当以工字钢接头、十字钢板接头为主,充分保证接头的止水效果,同时还应注意控制槽段的长度。(2)在止水加强处理方面,实际应用效果较为突出的为旋喷桩施工和超高压喷射施工两种形式,在施工过程中应将喷浆压力设置到40MPa以上,且保证旋喷桩直径超过2.0m。
3.2施工过程预防
(1)在槽段连接之前,应使用刷壁器对槽段接头的泥沙进行清理,确保连接施工时无泥沙附着。(2)对导管埋入混凝土的深度进行严格控制,同时严禁将导管拔出混凝土液面。如果在浇筑施工中不慎出现将导管拔出混凝土液面的情况,则应对混凝土液面标高进行测量,然后吸清混凝土面上的淤泥,再重新将导管插入到混凝土液面之下1m左右的位置处开始灌注。(3)在浇筑施工过程中,应保证混凝土供应量充足,同时在应用前检测混凝土坍落,确保混凝土质量达到要求。(4)施工过程采用24h跟踪的方式,整体施工工艺以简单、方便为主,只需保证具有较高的稳固性和防渗漏性能,以此形成对基坑内外的有效围护,保证坑内挖土、浇筑施工不会受到地下水影响,同时坑外其它部分的地下水不会出现较大幅度降低,进而引起地下管线、建筑物不均匀沉降,避免安全事故发生。(5)在本方案中,槽段接头处理属于质量控制关键。由于地下连续墙属于水下施工方式,在整个施工过程中不可控因素较多,尤其是接头位置处较容易出现渗漏的情况,在完成连接后应对之进行检查,如果发现接缝渗水,应及时对之采取有效的补救措施:可在迎土侧应用双液注浆方法对接缝位置做加固处理,其作用主要为提升接缝外土体结构的密实度,提升该位置处的抗渗作用。此外,在压力作用下,灌注的浆液也将进入到接缝之中,从而产生封堵性作用。
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图1接头补救方法
4地下连续墙渗漏水的修复方案
4.1修复步骤
如果地下连续墙存在渗漏的情况,在对之进行修复时,通常分为两个步骤来实现:步骤一,对渗漏点做初堵处理,也就是说在进行基坑开挖时,发现渗漏点就对之做封堵。在实际施工中对之做24h跟踪,保证初堵的及时性和有效性。步骤二,对渗漏点进行永久性堵漏处理。在经初堵之后,为保证渗漏点有较高的耐久性,应对相应部位做永久性堵漏处理。从施工技术来进行考虑,实施永久性堵漏的最佳时机在地下部位成为箱形结构时,以此能够降低不均匀沉降对堵漏带来的影响。
4.2修复方式
4.2.1初堵修复方式
因为初堵只是对渗漏点做临时性封堵,因此在修复方式上主要以无机堵漏材料封堵,在渗漏较为严重时应用化学灌浆。
4.2.2永久性堵漏修复方式
本工程项目在进行永久性堵漏修复时,首先从修复混凝土结构缺陷入手,在连续墙灌注施工过程中,因为各种因素影响,浇筑形成混凝土结构常会表现出各种缺陷,进而引起渗漏现象,在进行修复的过程中主要可对这些缺陷结构进行修复。本次工程在修复缺陷时引入国际上较为先进的修复技术,所应用材料为为无机材料和聚合物材料,其在使用耐久性上基本与混凝土结构相同,“老化”问题影响较小。同时,这些材料在力学性能上与混凝土结构无太大差异,将之应用于渗漏修复,能够较好的与混凝土结构缺陷结合,使缺陷部位新材料与混凝土融为一体。修复结构从整体上来看,可以分为以下三种层次:其一,应用化学灌浆堵漏;其二,应用无机材料进行结构修复堵漏;其三,设置聚合物防水、防腐层。
4.2.3各类渗漏修复工艺顺序
⑴墙体之间接缝渗漏
在永久修复墙体间接缝渗漏问题时,可按照如下工艺顺序:①顺着墙体之间的接缝,凿除一定宽度和深度的混凝土,如果在凿除过程中发现夹泥的情况,应将之凿除到坚固的混凝土处;②将处理后的凹槽清理干净;③将导浆材料、灌浆管埋入接缝内,然后向接缝内部浇筑无机堵漏材料,对接缝不良问题进行修复;④进行压水试验,待合格之后进行灌浆封口;⑤在最外层涂刷防水材料,并设置防腐层。
⑵墙体、孔洞渗漏
在永久修复墙体、孔洞渗漏问题时,可按照如下工艺顺序:①将渗漏部位松散的混凝土结构凿除,直到坚固结构处为止,同时使之形成一定几何形状;②将凿除后的结构面清理干净;③应用混凝土修复技术对混凝土缺陷做修复处理;④涂刷聚合物防水、防腐层。
4.3主要修复工艺的性能
4.3.1化学灌浆堵漏
该方法属于较为传统的堵漏修复方式,所应用灌浆材料在遇水后会发生膨胀并固化,从而对渗漏点形成堵漏的效果。该修复工艺最大的优势在于化学堵漏材料能够有效深入到混凝土缝隙的深处,使得堵漏能够更加全面彻底,这是其它类型堵漏材料难以实现的地方。
本次连续墙修复方案,主要将此种修复方式应用在混凝土裂缝处理以及空隙处理中,避免缝隙中形成较多积水,对钢筋产生较强的腐蚀性作用。但化学灌浆也存在着较多的缺陷:其一,在耐久性上相对较差,随着使用时间延长,灌浆材料会形成一定收缩,从而使灌浆位置发生渗水;其二,该类材料在经第一遇水固化后,不能再次膨胀,当灌浆后裂缝出现变形或扩大的情况时,其防水防渗作用将减弱。因此,在实际修复施工中不能仅应用这种修复方式。
4.3.2无机材料堵漏
应用无机材料堵漏,是当前较为先进的一种堵漏技术。通常无机材料在应用中具有较高的活性,能以较快的速度完成初凝和终凝,即使在迎水状态也能够进行堵漏。这种材料在出现硬化之后,其各方面性能都能够与水泥混凝土相当,且与水泥混凝土之间具有较好的相溶性。这种材料与普通混凝土存在不同的是,其自身在硬化后将表现出较强的抗渗性,同时其内部还具有一定的膨胀性。当完成修复之后,结构因为变形或者缝隙拓宽引起渗水时,该材料能够继续与水发生反应,进一步膨胀充满缝隙,达到抗渗加固作用。
4.3.3特种修复混凝土堵漏
该种堵漏方式主要被应用在混凝土结构缺陷面积较大的情况下,所使用材料不仅拥有无机堵漏材料的一些特点,而且能够根据实际修复需要,配制与被修复混凝土结构相同强度的修复材料,以此能够更好的对界面急性加固处理,解决渗漏问题。
4.3.4聚合物防水、防腐层
该种方式主要应用材料为聚合物类型,其在耐久性上相较于有机材料更具有优势,同时在应用中与混凝土之间形成较强的粘结强度,使结构整体形成较高的抗渗性。同时该种材料类型在应用中还具有较好的抗腐蚀性,能够使之具备更高的耐久性。
5结语
由于地下连续墙具有刚度高、施工速度快、止水效果好等特点,从而在深基坑支护中得到了广泛的应用,并且有效地实现了工程施工的合理性,解决了深基坑支护施工中的问题,在提高深基坑施工安全性方面发挥了重要作用。但是由于受到地质状况、施工人员的技术水平和责任心的影响,施工后的地连墙的质量或多或少的还存一些质量问题。因此,在地下连续墙施工过程中,必须加强质量管控,应提前做好施工准备和对相关施工质量的预控,运用先进的施工技术,全面提升施工技术水平,提高施工质量,预防地下连续墙渗漏的发生。
参考文献:
[1]《建筑地基处理技术规程》(JGJ79-2002)[S].
[2] 地下连续墙渗漏水的预防和处理[J].毕文东.水利水电施工.2018-03-31
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