论文部分内容阅读
摘要:本文结合武汉市轨道交通3号线王家墩中心站水文地质条件,通过对比各种接头形式,重点分析H型钢接头渗漏原因,介绍了本工程在针对H型钢接头防渗漏方面所采取的方法和措施。
关键词:地下连续墙 H型钢接头防渗漏
中图分类号: TU476+.3 文献标识码: A 文章编号:
1前言
王家墩中心站位于王家墩商务区,场区地势较为平坦,属长江一级阶地。工程地质情况由上往下分别是填土、粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土夹粉土、粉质粘土夹粉砂、粉土、粉细砂、细砂、中粗砂夹砾卵石、强风化泥岩、中风化泥岩。其中,粉细砂层平均厚度8.4m,埋深7~14.5m,细砂层平均厚度20.6m,埋深21.6~28.7m,强风化泥岩平均厚度5.6m,埋深45.8~50m。地下水主要有上层滞水、孔隙承压水和基岩裂隙水,上层滞水主要赋存于填土层中,稳定水位标高在19.18~21.12m间,孔隙承压水主要赋存于粉质粘土夹粉砂、粉土层及其下的砂层中,上覆粘土层及下伏基岩为相对隔水层的顶板和底板,承压水位绝对标高为16.5m,下伏基岩为志留系泥岩,基岩裂隙水量较少,对本工程的影响不大。
本工程基坑最大开挖深度约26m,基坑内稳定水位降至最低开挖面以下不小于2m,最大水头差约22m。因此,如果作为基坑围护结构的地下连续墙接缝处出现渗漏水,不仅影响基坑开挖施工,还可能出现严重涌砂,引发基坑安全事故,给项目带来巨大经济损失和不良社会影响。因此,合理选择连续墙接头形式,做好接缝处的防水对于整个围护结构至关重要。
2地下连续墙接头形式分析
随着城市化进程的加快,越来越多的深基坑出现在城市中,地下连续墙作为围护结构被工程界广泛采用,新型连续墙接头也越来越多的开发出来。目前,国内所使用的连续墙接头形式主要有接头管、接头箱、隔板、 H型钢、十字钢板、预制接头桩等,各种接头形式均有其相应特点:
1.传递力:刚性接头好,非刚性接头不能传递弯矩,仅能传递轴力和剪力。
2 .接头造价( 用钢量 ) :接头管( 箱) 低( 但一次性投入大) ,H型钢、隔板、十字钢板和预制接头桩高。
3.施工工艺:H型钢最易,接头管( 箱) 较易,隔板和十字钢板接头最复杂。
4. 止水效果:各接头形式均可满足防渗要求。其中,接头管、隔板接头的自防水效果比其他几种接头稍差。
5. 适用地层:淤泥等流塑软土层中,优先选用刚性接头( 隔板、接头箱、十字钢板) ;含水砂层和粘土层,地下水位又高,则应优选预制钢筋混凝土接头和 H型钢接头;对于自稳能力较好的风化岩等地质,则用接头管即可。
因此,根据对各种接头形式的分析及王家墩中心站水文地质条件,本工程采用刚性、自防水效果较好、施工较为简易的H型钢接头。
3H型钢接头渗漏原因分析
连续墙的渗漏一般主要出现在接缝处,怎样控制好这个部位的渗漏是地下连续墙施工中的一大技术难题。对于采用H型钢接头的地下连续墙,接缝处渗漏的原因主要有以下几点:
1.接头H型钢未清刷干净
施工中对先浇槽段H型钢接头的清刷不彻底,导致后浇幅混凝土灌注时接头出现夹层,形成渗漏水通道。
2.接头H型钢倾斜,垂直度偏差过大
H型钢底部沙袋填筑不密实,接头箱下放时没有紧贴H型钢,都有可能出现混凝土灌注时产生巨大侧向压力,挤压H型钢接头,导致H型钢垂直度偏差过大,则后行幅刷壁施工时,刷壁器不能紧贴H型钢,从而造成刷壁效果不佳。
3.混凝土绕流
H型钢接头内外两侧均采取了安装镀锌薄铁皮的防绕流措施,但是由于现场管理不善,薄铁皮安装出现以下问题,致使防扰流效果不佳:
(1)镀锌铁皮接头过多,搭接长度不足。
(2)钢筋笼制作时,对已安装的薄铁皮保护不善,焊渣烧穿铁皮,形成大量孔洞。
(3)压条钢筋焊接不牢固,钢筋笼吊装入槽时,压条钢筋松动、脱落,致使薄铁皮与H型钢分离。
4.连续墙的不均匀沉降
成槽施工中,因泥浆性能差,槽段放置时间过长且二次清孔不彻底等原因造成槽底沉渣过厚,容易造成其不均匀沉降,导致了接缝处的相对滑动,形成渗水缝隙。
4H型钢接头施工工艺要点
根据上述分析的H型钢接头渗漏原因,本工程采取更有针对性、更合理、更经济的施工工艺,做好接缝处的渗漏预防工作:
1.加强刷壁质量控制
刷壁过程始终保持钢丝绳的偏心,保证刷壁器紧贴H型钢背面。刷壁时控制下放和提升速度,每刷完一次后采用人工配合高压水冲洗的措施清除刷壁器上的泥块,直至刷壁器上无泥块为止,如刷壁器有损坏要及时修补。
人工配合高压水冲洗刷头
2.加强焊接质量控制
加工H型钢时,H型钢的腹板和翼板间采用角焊,焊缝高度不小于板的厚度。水平分布筋与H型钢翼缘板采用双面搭接焊,搭接长度不小于5倍钢筋直径。焊缝高度不得小于钢筋直径的0.6倍,焊接厚度不得小于钢筋直径的0.35倍,确保H型钢自身的刚度及整体稳定性。
腹板与翼板角焊水平筋与H型钢翼板焊接
3.H型钢垂直度控制措施
在钢筋笼入槽后,将事先准备的沙袋人工回填至预定高度,后下放接头箱将沙袋挤压密实,下放过程接头箱左右两端要对准H型钢翼缘板,紧贴着H型钢背面下放,接头箱每节长度9m,采用直径为130mm的销子连接。接头箱安装完成后,利用粘土将接头箱后的超挖部分回填密实。此措施可阻止H型钢的偏移,保证接头垂直度。
接头箱安装超挖段粘土回填
4.加强镀锌薄铁皮施工质量控制
(1)尽量采用与钢筋笼相同长度的整幅薄铁皮,如需搭接,搭接长度不小于50cm。
(2)钢筋笼焊接时,采取支垫模板等措施,防止焊渣烧伤铁皮。
(3)钢筋笼吊装入槽时,随时检查压条钢筋,如有松动、脱落,及时补焊,确保薄铁皮与H型钢翼板紧密连接。
采用整幅薄铁皮薄铁皮搭接、压条钢筋
5. 接缝及墙址注浆
在钢筋笼制作时,预埋接缝及墙址注浆管。连续墙混凝土达到设计强度后,通过后期注浆,防止出现墙体不均匀沉降,控制接缝变形。
注浆管安装
5结论
综上所述,做好地下连续墙H型钢接头施工,连续墙的防水最薄弱环节就有了保障。对于王家墩中心站来讲,其地质条件差、粉细砂层过厚、地下水丰富、承压水头差较大。采用施工相对简易、防水效果相对较好、接头处理相对简单的H型钢接头是现阶段最合理的选择。H型钢接头在防渗漏方面有诸多优点:防渗漏路径长,抗渗性能好;翼板宽度大,使平面抗剪能力得到较大的提高;施工难度小,操作方便,易保证防水质量。
本文仅分析总结了王家墩中心站地下连续墙H型钢接头在接缝防渗漏方面采用的方法和措施,有一定的长处,但也存在许多不足。随着地下连续墙应用领域的进一步扩大,在不断的实践后,也必定会出现施工工艺更简单、经济成本更合理、防水效果更好的接头形式。
参考文献
[1]李粮纲,陈惟明,李小青.基础工程施工技术[M].中国地质大学出版社,2003
[2] 马铭,徐赞云,吴学芹.地下连续墙接头形式及渗漏分析[J],2008年第30期
[3]李云.地下连续墙H型钢接头防扰流措施的探讨[J].2008
[4]中华人民共和国建设部.《钢筋焊接及验收规程》【JGJ18-2003】
[5]中華人民共和国建设部.《建筑钢结构焊接技术规程》【JGJ81-2002】
关键词:地下连续墙 H型钢接头防渗漏
中图分类号: TU476+.3 文献标识码: A 文章编号:
1前言
王家墩中心站位于王家墩商务区,场区地势较为平坦,属长江一级阶地。工程地质情况由上往下分别是填土、粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土夹粉土、粉质粘土夹粉砂、粉土、粉细砂、细砂、中粗砂夹砾卵石、强风化泥岩、中风化泥岩。其中,粉细砂层平均厚度8.4m,埋深7~14.5m,细砂层平均厚度20.6m,埋深21.6~28.7m,强风化泥岩平均厚度5.6m,埋深45.8~50m。地下水主要有上层滞水、孔隙承压水和基岩裂隙水,上层滞水主要赋存于填土层中,稳定水位标高在19.18~21.12m间,孔隙承压水主要赋存于粉质粘土夹粉砂、粉土层及其下的砂层中,上覆粘土层及下伏基岩为相对隔水层的顶板和底板,承压水位绝对标高为16.5m,下伏基岩为志留系泥岩,基岩裂隙水量较少,对本工程的影响不大。
本工程基坑最大开挖深度约26m,基坑内稳定水位降至最低开挖面以下不小于2m,最大水头差约22m。因此,如果作为基坑围护结构的地下连续墙接缝处出现渗漏水,不仅影响基坑开挖施工,还可能出现严重涌砂,引发基坑安全事故,给项目带来巨大经济损失和不良社会影响。因此,合理选择连续墙接头形式,做好接缝处的防水对于整个围护结构至关重要。
2地下连续墙接头形式分析
随着城市化进程的加快,越来越多的深基坑出现在城市中,地下连续墙作为围护结构被工程界广泛采用,新型连续墙接头也越来越多的开发出来。目前,国内所使用的连续墙接头形式主要有接头管、接头箱、隔板、 H型钢、十字钢板、预制接头桩等,各种接头形式均有其相应特点:
1.传递力:刚性接头好,非刚性接头不能传递弯矩,仅能传递轴力和剪力。
2 .接头造价( 用钢量 ) :接头管( 箱) 低( 但一次性投入大) ,H型钢、隔板、十字钢板和预制接头桩高。
3.施工工艺:H型钢最易,接头管( 箱) 较易,隔板和十字钢板接头最复杂。
4. 止水效果:各接头形式均可满足防渗要求。其中,接头管、隔板接头的自防水效果比其他几种接头稍差。
5. 适用地层:淤泥等流塑软土层中,优先选用刚性接头( 隔板、接头箱、十字钢板) ;含水砂层和粘土层,地下水位又高,则应优选预制钢筋混凝土接头和 H型钢接头;对于自稳能力较好的风化岩等地质,则用接头管即可。
因此,根据对各种接头形式的分析及王家墩中心站水文地质条件,本工程采用刚性、自防水效果较好、施工较为简易的H型钢接头。
3H型钢接头渗漏原因分析
连续墙的渗漏一般主要出现在接缝处,怎样控制好这个部位的渗漏是地下连续墙施工中的一大技术难题。对于采用H型钢接头的地下连续墙,接缝处渗漏的原因主要有以下几点:
1.接头H型钢未清刷干净
施工中对先浇槽段H型钢接头的清刷不彻底,导致后浇幅混凝土灌注时接头出现夹层,形成渗漏水通道。
2.接头H型钢倾斜,垂直度偏差过大
H型钢底部沙袋填筑不密实,接头箱下放时没有紧贴H型钢,都有可能出现混凝土灌注时产生巨大侧向压力,挤压H型钢接头,导致H型钢垂直度偏差过大,则后行幅刷壁施工时,刷壁器不能紧贴H型钢,从而造成刷壁效果不佳。
3.混凝土绕流
H型钢接头内外两侧均采取了安装镀锌薄铁皮的防绕流措施,但是由于现场管理不善,薄铁皮安装出现以下问题,致使防扰流效果不佳:
(1)镀锌铁皮接头过多,搭接长度不足。
(2)钢筋笼制作时,对已安装的薄铁皮保护不善,焊渣烧穿铁皮,形成大量孔洞。
(3)压条钢筋焊接不牢固,钢筋笼吊装入槽时,压条钢筋松动、脱落,致使薄铁皮与H型钢分离。
4.连续墙的不均匀沉降
成槽施工中,因泥浆性能差,槽段放置时间过长且二次清孔不彻底等原因造成槽底沉渣过厚,容易造成其不均匀沉降,导致了接缝处的相对滑动,形成渗水缝隙。
4H型钢接头施工工艺要点
根据上述分析的H型钢接头渗漏原因,本工程采取更有针对性、更合理、更经济的施工工艺,做好接缝处的渗漏预防工作:
1.加强刷壁质量控制
刷壁过程始终保持钢丝绳的偏心,保证刷壁器紧贴H型钢背面。刷壁时控制下放和提升速度,每刷完一次后采用人工配合高压水冲洗的措施清除刷壁器上的泥块,直至刷壁器上无泥块为止,如刷壁器有损坏要及时修补。
人工配合高压水冲洗刷头
2.加强焊接质量控制
加工H型钢时,H型钢的腹板和翼板间采用角焊,焊缝高度不小于板的厚度。水平分布筋与H型钢翼缘板采用双面搭接焊,搭接长度不小于5倍钢筋直径。焊缝高度不得小于钢筋直径的0.6倍,焊接厚度不得小于钢筋直径的0.35倍,确保H型钢自身的刚度及整体稳定性。
腹板与翼板角焊水平筋与H型钢翼板焊接
3.H型钢垂直度控制措施
在钢筋笼入槽后,将事先准备的沙袋人工回填至预定高度,后下放接头箱将沙袋挤压密实,下放过程接头箱左右两端要对准H型钢翼缘板,紧贴着H型钢背面下放,接头箱每节长度9m,采用直径为130mm的销子连接。接头箱安装完成后,利用粘土将接头箱后的超挖部分回填密实。此措施可阻止H型钢的偏移,保证接头垂直度。
接头箱安装超挖段粘土回填
4.加强镀锌薄铁皮施工质量控制
(1)尽量采用与钢筋笼相同长度的整幅薄铁皮,如需搭接,搭接长度不小于50cm。
(2)钢筋笼焊接时,采取支垫模板等措施,防止焊渣烧伤铁皮。
(3)钢筋笼吊装入槽时,随时检查压条钢筋,如有松动、脱落,及时补焊,确保薄铁皮与H型钢翼板紧密连接。
采用整幅薄铁皮薄铁皮搭接、压条钢筋
5. 接缝及墙址注浆
在钢筋笼制作时,预埋接缝及墙址注浆管。连续墙混凝土达到设计强度后,通过后期注浆,防止出现墙体不均匀沉降,控制接缝变形。
注浆管安装
5结论
综上所述,做好地下连续墙H型钢接头施工,连续墙的防水最薄弱环节就有了保障。对于王家墩中心站来讲,其地质条件差、粉细砂层过厚、地下水丰富、承压水头差较大。采用施工相对简易、防水效果相对较好、接头处理相对简单的H型钢接头是现阶段最合理的选择。H型钢接头在防渗漏方面有诸多优点:防渗漏路径长,抗渗性能好;翼板宽度大,使平面抗剪能力得到较大的提高;施工难度小,操作方便,易保证防水质量。
本文仅分析总结了王家墩中心站地下连续墙H型钢接头在接缝防渗漏方面采用的方法和措施,有一定的长处,但也存在许多不足。随着地下连续墙应用领域的进一步扩大,在不断的实践后,也必定会出现施工工艺更简单、经济成本更合理、防水效果更好的接头形式。
参考文献
[1]李粮纲,陈惟明,李小青.基础工程施工技术[M].中国地质大学出版社,2003
[2] 马铭,徐赞云,吴学芹.地下连续墙接头形式及渗漏分析[J],2008年第30期
[3]李云.地下连续墙H型钢接头防扰流措施的探讨[J].2008
[4]中华人民共和国建设部.《钢筋焊接及验收规程》【JGJ18-2003】
[5]中華人民共和国建设部.《建筑钢结构焊接技术规程》【JGJ81-2002】