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地下连续墙露筋原因及预防处理方法

王永利
摘要:在现代深基础工程中,地下连续墙作为挡土和防水围护结构在基础工程中应用愈发普遍,而在实际工程施工过程中往往会出现地连墙大面积露筋和孔洞等问题。针对实际施工过程中常出现的问题所形成的原因进行分析讨论,就各个施工环节中偏差的成因以及预防和处理的方法进行总结,以期降低此类现象的出现频率,提高施工质量。
关键词:地连墙;露筋;预防;处理
中图分类号:TU476 文献标识码:B
文章编号:1001-9138-(2018)03-0074-79 收稿日期:2018-02-01
高层深基础工程围护体系中,地下连续墙以其独有的优势,越来越多地被应用在基础工程当中,其特点是既可以挡土也可以作为刚性防水的挡水墙,往往作为地下永久性外墙使用,有一次性投入受益终身的明显优势,因此其施工质量更为关键。随着该技术应用的广泛推广,实际工程当中经常会遇到大面积露筋和局部孔洞现象,本文就其形成原因和预防及处理的方法加以分析研究,便于类似工程加以借鉴。
1 质量缺陷主要原因分析
1.1 钢筋笼制作、安放、起吊操作问题
(1)钢筋笼形状尺寸制作出现偏差,常见因素有:钢筋制作台平正度出现偏差;台面上用以定位的钢筋或钢板高度出现偏差。此种现象会造成钢筋笼制作成品中,部分钢筋位置偏差以及钢筋笼整体平整度出现误差。
(2)成品钢筋笼堆放受压出现变形,常见因素有:垫木高差过大,垫木间距设置不合理,堆压受力不均。垫木高差过大容易在堆压后造成钢筋笼整体出现偏斜,垫木间距过大钢筋笼下部堆压后受弯容易产生一定的挠度。
(3)钢筋起吊过程中造成的变形,吊点设置不合理;起吊操作不规范;整体刚度欠缺;钢筋焊接不牢固,未按照规范要求操作,在吊装过程中有开焊现象,造成局部出现弯曲现象。钢筋笼吊放过程中垂直度出现偏差或者整体偏离导槽中心线。
(4)保护层垫块缺失或间距过大,无法保证保护层厚度。一般情况下保护层垫块有相应的规范要求,但是在实际施工操作中,往往为节省材料缩小垫块自身的尺寸或减少单位面积内垫块的数量,其结果就是钢筋保护层厚度不够、缺失而形成大面积露筋。
1.2 导墙、导槽及成槽设备方面
(1)导墙质量不合格,其中强度、深度、宽度、配筋不合理是重要因素。导墙质量包括很多方面,实际施工中对导墙的钢筋规格选择较随意,因为通常对导墙混凝土的强度要求并不高,因此施工中往往不太注意强度问题,反而容易造成混凝土强度过低,成槽设备一旦加载受压混凝土容易开裂破坏,在导槽成槽方面往往深度和宽度未达到规定要求也是造成导墙质量不合格的原因之一。
(2)地下障碍物的影响,导槽内侧槽壁平正度出现偏差。成槽施工中经常会遇到老的房屋基础、废弃的设备管网残留、大体积的石块、陈旧的树根等障碍物,有些障碍物处理起来费时费工,施工中常常处理的不彻底不够尺寸,甚至简单处理,给后续导槽施工造成影响。
(3)成槽设备操作不规范至导槽垂直度出现偏差,垂直度偏差超过规范规定的3‰。成槽设备的种类很多,但是不论哪种成槽设备,在成槽施工前对垂直度的矫正及在成槽施工过程的垂直度控制都必须严格按规范执行,实际施工操作中对垂直度的控制还是有欠缺不够严格。
(4)导墙顶部两侧地基土处理宽度及密实度不够,宽度过小及地基土换土后夯实边数不够,压实系数未达到规定要求是普遍现象,使得成槽机械设备在操作过程中出现地基逐渐下沉,垂直度经常调整很难控制等现象,施工进度大受影响,甚至两侧土体产生沉降不均,槽内一侧土壁挤向另一侧。
1.3 泥浆比重、含砂量、pH值的影响
(1)泥浆比重过低,稠度不利于形成护壁泥皮。而泥皮过薄无法形成支撑土壁的效果,孔壁的土体稳定性差无法保障,塌孔的现象就会出现,而塌孔是对后续施工工艺影响很严重的问题,造成重复施工,对施工进度影响极大。
(2)泥浆制备用土含砂率过大。土中的含砂率过大,在制备泥浆后泥浆中的含砂率就会增高,而泥浆的携渣能力是有限的,过高的砂无法被裹携带走,就会沉淀下去,造成导槽底部沉渣厚度加大,不仅对后续的清渣作业有影响,降低施工效率,甚至会加大导墙成型后的沉降。
(3)泥浆pH值过大。泥浆质量控制环节不合理,检测手段、检测间隔时间等,通常泥浆控制在弱碱性,其一是对钢筋有利,混凝土中的钢筋在碱性环境中不易产生腐蚀,其二是保证泥浆的胶体率和稳定性,降低其失水率。
(4)施工过程出现不连续现象,成槽后空置时间过长。清孔后应进入下一个工序,而过长的空孔时间,使得泥浆中的沉渣再度沉降到槽底,灌注混凝土前还需进行清孔,反复清孔使得孔壁护壁泥皮受到影响,容易造成塌孔,灌注混凝土前的塌孔是最影响施工质量和进度的问题。
1.4 混凝土灌注时产生的影响
(1)混凝土配合比,未能严格按照试配强度进行配比,施工过程中对质量控制不连续,砂石比不合理,砂子用量过大石子偏少,W/C控制不严格,塌落度不符合水下混凝土要求。
(2)混凝土中水泥用量,單位混凝土水泥用量偏低,直接影响混凝土强度。地下连续墙目前多数在综合考虑结构强度和造价的基础上,采用永久性设计成为所建建筑物的一个组成部分,对混凝土的强度有较严格的要求,而实际施工中施工企业因为降低造价,节省材料等方面的考虑,水泥用量偏低,水泥是混凝土中影响成本非常重要的一种建筑材料,单位混凝土中水泥用量的减少对压缩成本起到关键作用,且对混凝土强度产生影响。
(3)混凝土充盈系数,充盈系数是反映混凝土用量的多少,系数偏低稍大于1的指标考虑沉渣厚度所占据的砼体积,往往造成砼包裹不密实,夹渣。充盈系数是实际灌注的砼体积和理论计算体积的比值,一定程度上反映了混凝土的灌注量,过高造成混凝土浪费,过低必然属于质量问题,所以要与沉渣厚度综合考虑。
(4)混凝土灌注施工操作过程控制不力,灌浆管设置间距、埋入深度不符合要求;塌落度过低;相邻导管混凝土灌注速度不均衡,使一侧上部沉渣流向另一侧过程中包裹进混凝土中;导墙顶部混凝土超出部分不够。
2 常用预防及处理方法
2.1 钢筋笼制作及施工操作
(1)确保钢筋制作台面平整,焊接制作除满足设计图纸要求以外,必须满足钢筋起吊、安放所需的刚度要求。
(2)钢筋起吊过程中严格按照预先设计的方案进行,挂钩应在焊有箍筋的主筋上,施工现场通常采用主副吊钩同时起吊的方式,即主副吊钩同时起吊到一定水平高度,通过钢丝上滑轮组系统提升主钩,同时放松副钩使整体从水平状态转换成竖直状态后撤掉副钩,主钩在独立工作状态下把钢筋笼沉入导槽,如图1所示。
(3)为保证两侧保护层垫块间距合理,位置正确,根据单元槽段尺寸对应布置,一般采用32mm厚钢板、30mm×50mm做为定位垫块与钢筋笼焊接。同时,为防止钢筋剐蹭土壁,在起吊、下放时应严格控制垂直度。
2.2 导墙及导槽施工方面
(1)地下障碍物彻底清除干净,严格按照规范要求的宽度和深度施工,导墙顶部高出地面5cm,避免污水及雨水流入导槽内,导槽内侧宽度净尺寸大于地连墙设计尺寸5cm,深度1-2m,宜高出地下水位1m。导墙墙脚伸入原土200-300mm为宜,宽度不宜小于1m。
(2)导墙钢筋绑扎、铺设深度及宽度要符合设计及规范要求,位置准确、牢固。间距不大于200mm,配筋不小于Ф12。导墙用砼为现浇,有成槽机具作用一侧砼强度不低于C20,且下部地基土要经过处理夯实密实。导墙内净距的允许误差为±5mm,全长范围内的高差应小于±10mm,局部高差应小于5mm。导墙拆模后每隔2-3m,架设100×100mm木楞上下两道内撑,如图2所示。
(3)成槽过程中,成槽机械水平就位,始终保持挖斗中心线与导墙中心线在一个垂直线上。若机械设备移动过程中发生沉降不均,应立即停机处理,确保垂直度小于3‰。
2.3 泥浆质量及泥浆比重控制
(1)控制泥浆比重的pH值,认真分析施工环境土质成分,粘性土和砂性土所要求的泥浆比重不同,统计资料显示泥浆中的含砂率直接影响施工质量,因此应根据水文地质情况现场试验确定最优配合比。制备泥浆材料应优先选用膨润土、黏土、CMC、高分子聚合物和其他混合物
(2)储备泥浆要充足,储备量应为每天计划使用量的2倍,特别是在薄弱土层要适当增加储备量和泥浆稠度,且随着施工进程随时进行检测,泥浆稠度指标如表1所示。
(3)浇筑混凝土前要对槽内泥浆进行循环置换处理和净化,导槽内部泥浆指标需要检测,比重:控制在1.03-1.10;黏度控制在17-20Pa.s范围内;含砂率:以控制在<2%最为适宜;但实际工程中不容易做到通常控制在<4%;胶体率:则>98%。
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