新材料和新技術(shù)在地下結(jié)構(gòu)蓋挖逆作施工縫中的應(yīng)用

□文/周印堂 郭洪波

新材料和新技術(shù)在地下結(jié)構(gòu)蓋挖逆作施工縫中的應(yīng)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(xì)水泥等新材料及后注漿等新技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)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(shè)的快速發(fā)展，高層建筑和大中型地下市政設(shè)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(yīng)用。采用逆作法施工的地下結(jié)構(gòu)，每層結(jié)構(gòu)側(cè)墻都會出現(xiàn)一道逆作結(jié)構(gòu)縫，由于受到施工順序影響及施工條件、作業(yè)空間的限制，此結(jié)構(gòu)縫位置易出現(xiàn)接縫密實(shí)度差、強(qiáng)度低、縫隙大、滲漏水等問題，導(dǎo)致接縫位置混凝土結(jié)構(gòu)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(yīng)用遇水膨脹止水膠、多次性注漿管、超細(xì)水泥等新材料及后注漿等新技術(shù)，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(jié)構(gòu)，局部設(shè)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(cè)墻施工流程

逆作法側(cè)墻施工流程為上層土方開挖—土胎模施工—上半部分側(cè)墻鋼筋綁扎及預(yù)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(cè)墻鋼筋綁扎—下半部分側(cè)墻模板支設(shè)—混凝土澆筑—超細(xì)水泥注漿—施工縫修補(bǔ)找平。

3 滾軋直螺紋連接技術(shù)應(yīng)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(jié)構(gòu)側(cè)墻與上層結(jié)構(gòu)銜接，上層結(jié)構(gòu)施工時向下先施工約600 mm側(cè)墻，下層結(jié)構(gòu)側(cè)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(cè)墻主筋直徑一般≮φ25 mm，所以鋼筋需要預(yù)留≮1.1 m，再加上結(jié)構(gòu)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(jù)規(guī)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(zhì)量。

3.2 質(zhì)量控制

1）直螺紋連接等級須滿足Ⅰ級連接。

2）直螺紋進(jìn)場必須復(fù)檢，復(fù)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(shè)專人負(fù)責(zé)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(yīng)用

4.1 選用原因

地下結(jié)構(gòu)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(nèi)各一半。逆作施工由于受側(cè)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(xiàn)止水帶偏位，降低防水效果。為了避免上述問題發(fā)生，選擇在上層混凝土結(jié)構(gòu)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(jù)對國內(nèi)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(diǎn)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(jī)理，能抗1.2 MPa的水壓。

2）耐久性強(qiáng)、質(zhì)量變化率低。它以聚氨酯體為基礎(chǔ)，含有特殊接枝的尿烷聯(lián)結(jié)鏈，不會造成膨脹元流失，可反復(fù)膨脹收縮，使用壽命達(dá)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(biāo)準(zhǔn)嵌縫膠施工槍擠到混凝土表面，可以在潮濕環(huán)境中牢固地粘貼在混凝土表面，表面硬化后（≤24 h）即可進(jìn)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(jié)構(gòu)迎水側(cè)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(xiàng)

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(xù)續(xù)或薄厚不均。

5 后注漿技術(shù)應(yīng)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(dǎo)致側(cè)墻逆作施工縫比一般施工縫縫隙大，易出現(xiàn)密實(shí)度差、強(qiáng)度低、滲漏水等問題。為了增加縫隙的密實(shí)性，提高強(qiáng)度和防水效果，采取了后注漿技術(shù)。

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(zhì)橡膠管為骨架，底面設(shè)置出漿孔，出漿孔外側(cè)覆蓋硫化海綿橡膠閥，海綿閥與骨架采用膠粘固定，當(dāng)骨架內(nèi)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?jié){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(jié)構(gòu)中線上，固定間距30～40 cm，沿施工縫通長設(shè)置，所有轉(zhuǎn)彎部位均加密固定點(diǎn)。注漿管采用搭接法進(jìn)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(dǎo)管，利用注漿導(dǎo)管進(jìn)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(xì)水泥是經(jīng)特殊設(shè)備精細(xì)研磨而成的新一代無機(jī)剛性超細(xì)材料，利用超細(xì)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(bǔ)強(qiáng)加固工程的灌注作業(yè)。

水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽超細(xì)水泥，水泥漿強(qiáng)度不小于結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(xì)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(tài)。開啟注漿機(jī)注漿，當(dāng)打開端有水泥漿充分流出時，封閉打開端，繼續(xù)注漿，當(dāng)水泥漿從施工縫流出時，靜停約30 s，然后補(bǔ)漿，當(dāng)注漿機(jī)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(shù)應(yīng)用減少了側(cè)墻上部分施工時土方開挖深度，降低施工難度，加快施工進(jìn)度，節(jié)約工期15 d，保證施工安全，同時保證了施工質(zhì)量，有效節(jié)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(jìn)度，保證了防水效果。

3）后注漿技術(shù)及超細(xì)水泥的應(yīng)用，保證了逆作施工縫密實(shí)性，沒有出現(xiàn)大面滲漏水問題，提高了結(jié)構(gòu)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(shè)有限公司。

TU943

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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(shù)管理工作。