地下连续墙施工中几种接头形式的对比分析及应用
2018-09-18李晶坤
李晶坤
(中交一航局第四工程有限公司,天津,300456)
引言
就目前来看,随着我国建设领域的快速发展,国内深基坑与地下轨道工程也得到了很大程度的发展,而作为围护结构的地下连续墙,其被广泛的应用在了各项地铁工程项目中。地下连续墙虽然被称之为连续墙,其实其整体并不是连续的,地下连续墙的组成部分主要是由一种单元槽段与另一种形式结合。槽段之间的结合合理与否是直接由地下连续墙连接形式来决定的,也可以说接头形式的选择会直接影响墙体的整体质量与可靠性,还直接影响着建筑工程企业的整体经济效益。
1 接头的主要功能
(1)止水,槽段接头的应用的主要作用之一就是止水,由于槽段接头部位是防水的薄弱点,而接头的应用则能够有效防止流水的侵袭,而止水的效果是由水流量的大小以及阻力大小来决定的。
(2)挡混凝土。由于各个槽段的施工都不是同时进行的,大都是分期进行浇筑,而在对一个新槽段进行浇筑施工的时候,如果与浇筑好的槽段之间没有设置挡板的话,则很容易会导致混凝土与另一槽段粘连的现象,而接头的应用则能够有效防止这一现象。
(3)传递应力。地下连续墙的主要作用就是承受上方建筑的应力,而作为地下连续墙的一部分,接头同样需要承受来自外界的应力。
(4)抗剪切。通常情况下,在对连接形式进行选择的时候,都会根据单元槽段的强度大小来决定,接头部位止水以及传递应力的作用对于地下连续墙来说都是至关重要的。因此,需要采用最合理的连接方式来确保接头的止水以及传递应力功能。
2 常用的接头形式
(1)在地铁工程建设中,接头管与接头箱接头形式的应用是非常常见。接头管也可以称之为锁扣管,在槽段钢筋工程完成后,在墙体的尾部放入直径大小合理的管道,下好管道后再通过管道向槽段中注入混凝土,这种接头形式可以有效防止已经施工完成的槽段出现漏浆的现象,混凝土浇筑完成后,需要让其凝固一段时间,直到混凝土硬度达到设计要求后,在采用机械设备将管道从槽段中取出,并在墙体尾部预留一个混凝土材质的接口,以便后面的槽段施工时与其进行连接。接头管接头形式可见(图1、2)
接头箱是一种成凸字型的箱体,这一箱体内部是空的,且其铸造材料是一种较厚的钢板,其宽度相比于墙体来说可以是相同的也可以是稍窄的。通常情况下,接头箱都会被单独应用,在一些特殊情况下,其也会与工字钢板配合应用。接头箱的边沿不能出现扭曲、变形现象,且下部端口需要由刃口组成。
(2)在地铁工程建设中,止水钢板接头方式也被广泛应用,止水钢板接头形式主要可以分为三种,一种是十字形止水钢板,一种是王字形止水钢板,另一种是工字形止水钢板(详见图3、4),在对这三种形式进行选择的时候,需要根据地下连续墙的深度与厚度来进行。通常情况下,无论哪种形式的钢板接头,止水钢板接头形式有时也会与接头箱配合使用。
(3)在地铁工程建设中,最常见的一种地下连续墙接头形式还有一种是钢筋混凝土预制街头形式,一般情况下,钢筋混凝土预制接头形式通常会制作为工字形,(详见图5、6),这种接头形式不同于其他接头形式,它是由生产车间生产制作的,而不是在施工现场直接制作,其制作厚度与地下连续墙的厚度相同,宽度一般为六到八米。其会在槽口分段进行吊装,并采用预埋钢板对其进行焊接。预制接头的整体强度、钢筋量与连续墙几乎相同。成槽后该接头构件不需要拔出,让其埋在里面即可,减少了拔出时所耗费的人力物力。此外,钢筋混凝土预制接头是一种预制型构件,可以在使用之前提前制作好,从而大幅减少制作接头所需时间,有效提高工程进展效率,给施工企业创造更多的经济效益。
3 接头处的防渗漏处理
在地铁工程建设中,不管是采用哪一种接头形式,都必须在接头的外部填入足够的砂石包与土袋,避免在混凝土浇筑过程中其出现漏浆现象,防止漏浆现象给后期的槽段施工带来影响,确保槽段施工高质量、高效率完成。在对槽段进行施工的时候,如果槽段的侧边存在泥土或其他杂物,则需要运用专用的刷壁设备来对其进行刷洗,通常情况下,刷洗的次数不能低于十次,只有这样,才能够保障老混凝土与新混凝土能够结合到一块儿,从而有效防止两墙之间因封闭不严而导致渗漏现象的发生。渗漏现象的发生原因与对应的防范措施主要有以下三点:
(1)街头在使用之前没有清刷干净,在对槽段进行施工之前,如果没有将槽段及接头部位的杂物、泥土清理干净的话,那么混凝土浇筑时就很可能会出现粘合度不高,新旧混凝土很难结合到一起,即使结合到一起也很可能会导致缝隙的出现,从而使接头出现渗漏现象。因此,在对槽段接头进行连接施工混凝土浇筑之前,首先需要检查槽段与接口部位是否存在泥土、灰尘以及杂物,如果有,则需要采用专用设备对其进行清刷,确保连接部位的清洁,此外,在清刷的过程中还应当注意对周边土体的保护,避免其因清刷震动过大或碰撞而出现落土现象。
(2)钢筋笼位置偏斜,很多工程建设在槽段接头施工的过程中,都不能采用间隔式施工方式,只能采用依次槽段施工,很可能会导致施工完成后槽段内钢筋出现偏斜的现象。而在进行钢筋笼下放之前,如果槽段内有其他异物,也可能会导致钢筋笼出现变形扭曲现象。为了防止这类问题的出现,在对钢筋笼进行下放的时候,应当保持垂直下放,此外在放置钢筋笼之前,还需要对钢筋笼载体内的杂物进行清理,确保钢筋笼不会出现变形、扭曲现象。
(3)支撑架设不及时。基坑的开挖速度很快,如果支架没有及时架设的话,将会导致地下连续墙出现变形,从而引发漏水的现象。因此,在进行基坑开挖的时候,应当严格控制进度,不能过快也不能过慢,确保支撑能够及时架设。
4 几种接头形式的对比分析
(1)接头管接头形式,这种接头形式通常被应用在以往的传统建筑工程中,且现在应用也比较广泛。这种接头形式具有加工方便、可以反复利用,资金消耗量不多等优势。由于接头管是一种柔性接头,因此它还具备较强的抗剪能力。不过其却不能实现与地下连续墙的刚性连接,没有较强的应力传递能力。由于其流水线路较短,接头管形式的接头的止水能力不足,很容易会出现严重的渗漏问题,接头管的拔出时间也很难控制,如果拔出过早,混凝土还没有凝固到一定的程度,拔出后很可能会对内部混凝土结构造成严重损坏,而拔出过晚的话,混凝土会与管体粘接到一起,很难将其拔出,即使拔出了也会给混凝土结构带来严重的损坏,对施工人员的技术要求非常高。由于接头管具有造价不高,可重复利用的优势,因此其在当下仍然被广泛应用。
接头管形式在墙深度30米内,墙宽度6到8米之间的地下连续墙中应用较多。这种规模的地下连续墙深度较浅,拔管的时间也很容易控制。
(2)止水钢板接头形式。这种接头形式具有施工效率高,结构强度较高、能够有效的传递应力,止水性能也比较好,在当下工程建设中也得到了广泛的应用。在对浅形地下连续墙进行钢板工艺施工的时候,很容易出现渗漏现象,给后期的施工增加很大的难度,因此这一接头形式通常被应用在深度较高、较厚的地下连续墙施工中。
在进行地下连续墙施工的时候,通常会采用工字钢板接头与接头箱互相配合的方式,工字钢板接头方式的应用能够有效提高接头的应力传递能力,且流水线路较长,几乎不会出现漏水问题,此外,还能够有效避免混凝土绕流现象的发生,给地下连续墙的防渗漏性能提供了有效保障。
(3)钢筋混凝土预制接头,这一接头形式的应用在近年来地下连续墙工程中逐渐增多,由于其需要在厂内生产制作以及养护,且不能重复利用,因此其成本的投入要比其他接头形式高一些。不过这种接头形式的应用从某种意义上来讲代替了连续墙结构,会使连续墙的施工量大幅减少,资金投入大幅降低,还能够减少止水钢板的应用,总的来说并没有造成资金浪费,甚至还减少了资金的使用。
钢筋混凝土接头能够在厂里制作,因此其制作质量能够得到有效的保障,且使用后不需要将其拔出,减少了施工量,加快了施工效率。
钢筋混凝土接头的应用能够有效减少工程施工对周边环境带来的污染。如果使用钢板接头进行施工的话,会增加焊机的使用量,释放出的气体不仅会的环境带来影响,还会威胁到施工人员的身体健康,而这一接头形式的应用则能够有效避免上述情况。
钢筋混凝土的整体强度较高,它们的宽度一般都在6到8米之间,能够有效延长混凝土绕流线路,从而有效避免接头部位出现混凝土绕流现象。
通常情况下,钢筋混凝土接头都会分节制作,并分段进行吊装,在吊装的过程中必须要控制好其下放位置,并确保其在吊装过程中时刻保持垂直的状态,如果没有准确放入或者有倾斜现象,则需要及时将其拔出,避免其给地下连续墙主体造成损坏,确保放入位置的准确性。钢筋混凝土预制接头的应用能够有效避免基坑开挖时出现漏水现象,确保了基坑挖掘人员的生命安全,还提高了施工效率,减少了资金的投入量,给企业创造更多的经济效益。
5 结束语
总而言之,随着我国建设领域的快速发展,国内地下连续墙的接头形式也会越来越多,不过当下常用的几种地下连续墙接头形式都有各自的优点与缺点,都还不够完善,因此,建设企业应当根据工程的实际情况来选择最合适的接头形式,避免因接头形式选择不合理而导致整个工程存在质量隐患。现如今,我国地铁项目建设在逐渐增多,对地下连续墙接头形式的要求也越来越高,这就需要相关部门加强对现有地下连续墙接头形式的完善与改进,并加快创新新型地下连续墙接头形式,从而保障地铁工程建设的整体质量。
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