泡沫填充法防混凝土绕流措施在地连墙施工中的应用

2020-10-28刘陪阳方杰

中国港湾建设 2020年10期

刘陪阳，方杰

（中交第二航务工程局有限公司第五工程分公司，湖北武汉 430014）

0 引言

随着城市建设的快速发展，地下建筑物的施工日益增多，地下连续墙作为常用的地下建筑物的重要支护结构，其深度、质量及建设速度的需求也随之不断提高。

地连墙混凝土绕流现象在地连墙施工中频发且难以处理，对地连墙的防水性能、整体支护性能都有较大的影响。目前，国内外地连墙施工中常用的砂袋填充、防绕流铁皮等传统防绕流工艺，都只能一定程度上防止绕流发生，无法彻底解决混凝土绕流对地连墙性能的影响，且一旦未能阻止绕流，甚至会加剧后续处理难度[1]。

文章通过砂卵石地层超深地连墙实际施工，对比分析了“砂袋填充法”和“泡沫填充法”两种工艺的实际效果，发现“泡沫填充法”不仅在施工工效上较“砂袋填充法”有着显著提升，同时有效减少施工成本，更能很好的预防地连墙混凝土绕流现象的发生，防绕流效果十分理想。

1 工程概况

襄阳市东西轴线道路工程鱼梁洲段，东汊沉管预制干坞坞门采用格形地连墙支护，共计93幅槽段，其中15幅采用传统填砂袋法施工工艺，其余78幅改为泡沫填充施工工艺。地连墙最大深度达71.3 m，施工区域紧临汉江，地处砂卵石地层，表层多为淤泥、杂填土，地表标高+66.3 m，常水位标高+62.73 m，透水性极强，地质脆弱、稳定性差，抓槽施工过程中极易塌孔。因工程工期紧张，多个施工作业面交错且场地十分有限，对地连墙施工的一次合格率及工效要求极高。

干坞坞门及岸堤格型地连墙防护布置如图1所示。

图1 坞门及岸堤防护布置图（m）Fig.1 Protection plan of dock gate and bank(m)

2 绕流产生的原因及危害

2.1 地连墙H型钢接头绕流产生原因

1）地连墙混凝土保护层厚度为70 mm，在混凝土浇筑过程中，混凝土会从预留的保护层空隙绕流至相邻槽段。当钢筋笼安装不精准或混凝土浇筑过程中产生侧向挤压力，导致钢筋笼沿垂直于地连墙轴线方向偏移，则会加大混凝土绕流的空间，增大绕流情况发生的概率[2]。

2）项目施工地区为强透水砂卵石地层，地质脆弱，稳固性差，成槽后极易发生塌孔、扩孔现象，增加混凝土发生绕流的空间。

3）混凝土浇筑时，H型钢处填充的砂袋因为整体结构较为松散，密实度难以保证，砂袋间容易留出较大空隙，混凝土浆液便会流过空隙，绕到H型钢的腹板位置，并凝结形成大的混凝土硬块[3]。

2.2 地连墙H型钢接头产生绕流的危害

1）当混凝土绕过H型钢并侵入接头位置，凝结形成混凝土硬块，会使下一辐钢筋笼的接头钢筋与H型钢间距过大，致使相邻两槽段的钢筋笼之间出现钢筋空白区，在混凝土浇筑完成后，槽段之间会出现素混凝土区，最终导致地连墙整体刚度的降低[4]。

2）绕流在接头处产生的混凝土块表面突起且不规则，当使用刷壁工具清除接头位置多余泥皮时，极易出现清刷不彻底，致使残余泥皮堆积，在两侧墙体间形成贯通的泥浆夹层。基坑开挖后，泥浆夹层形成漏水通道，给基坑开挖带来极大的安全隐患[5]。

3 砂袋填充防绕流实施效果

1）在实际使用过程中发现，砂袋填充因为整体结构松散，存在空隙较多，填充完成后仍然会存在一定程度的混凝土绕流现象，且槽壁内侧若出现塌孔现象，砂袋补填不完整，绕流现象会加剧。

2）地连墙最大深度可达71.3 m，采用砂袋填充时，填充高度需高于混凝土设计浇筑高度。填充前，需大量人工进行砂袋制作，制作完成一定数量后，再使用装载机运输至指定位置等待装填。填充时，需装载机配合人工逐步装填，每5 m进行一次压实处理。下一辐钢筋笼安装前，还需对填充砂袋进行二次清孔处理。因砂袋本身易破损，二次清孔时槽内破碎的编织袋易堵管，砂袋制作现场占地较大，填充过程施工现场环境污染严重，整个流程人工器械费用较高，施工繁琐，耗时较长[6]。

4 泡沫填充防绕流施工工艺

4.1 准备工作

1）选用密度为22 kg/m3的聚苯乙烯塑料泡沫，根据H型钢接头的内部尺寸，以每节长度6 m，定尺加工泡沫，运输至现场后，集中堆存至阴凉处。

2）清理H型钢接头内异物，对钢板上的毛刺进行打磨，防止划伤泡沫。

4.2 钢筋笼基础防绕流处理

1）钢筋笼H型钢接头底部焊接1 cm厚兜底钢板，防止混凝土从钢筋笼底部绕流。

2）H型钢两侧安装0.4 mm厚、1 m宽镀锌铁皮，准12钢筋焊接压边于H型钢两侧，防止混凝土从H型钢两侧绕流。H型钢底部结构示意图见图2。

图2 H型钢底部结构大样图（cm）Fig.2 Detail drawing of bottom structure of H-beam(cm)

4.3 泡沫填充及加固

1）H型钢接头内泡沫采用人工填充，纵向相邻泡沫接头紧贴无缝隙。

2）延H型钢纵向安装1.2 cm厚竹胶板进行封闭，同时按50 cm/道焊接准12封头钢筋。

3）安装H型钢顶口竹胶板并焊接准20钢筋网加固，防止泡沫上浮。

4）钢筋笼安装完成后，通过抓槽机清除填充泡沫，竹胶板及加固用钢筋可被同时抓除，避免了竹胶板及加工钢筋对下一辐钢筋笼安装产生影响。H型钢泡沫填充示意图见图3。

图3 H型钢泡沫填充大样图（cm）Fig.3 Detail drawing of foam filling of H-beam(cm)

4.4 实施效果

总计共78幅地连墙槽段采用泡沫填充，完成地连墙钢筋笼H型钢接头防绕流施工，通过实际使用结果验证，78幅无一幅发生绕流现象，防绕流率达100%。采用泡沫填充防止地连墙钢筋笼H型钢接头产生绕流效果理想。

4.5 注意事项

泡沫存储、安装过程中，需注意以下事项：

1）泡沫填充必须密实；

2）加固钢筋焊接及竹胶板必须牢固，防止钢筋笼下放过程中，泡沫炸裂或上浮；

3）加固钢筋焊接时，实时洒水降温保湿，防止引燃泡沫；

4）泡沫储存必须远离火源，配备相应消防设备，防止发生火灾[7]。

5 工艺对比

与填充砂袋工艺相比，采用兜底板结合泡沐填充型钢接头工艺具有如下优点：

5.1 工效对比

1）采用传统砂袋填法：需大量人工，现场制作，装载机多次转运，填筑砂袋需要3~4 h，期间空孔时间过长，增大塌孔风险；填充后放绕流效果一般，仍存在缝隙和漏浆通道，实际使用过程中，仍会有少量绕流发生，需再次超挖处理；砂袋填充需要二次清孔处理。

2）泡沫填充法：泡沫通过工厂预制，一次运输到位，定制泡沫，安装简便快捷，尺寸规范，填充密实，无缝隙和漏浆通道，混凝土浇筑后未出现绕流现象；实际使用过程中，各道工序衔接紧密，减少了空孔等待时间[8]。

5.2 经济效益对比

1）砂袋填充法：大量人工现场制作、人工配合机械多次运输、装填。二次清空增加额外施工费用。砂袋难清理且无法清理完全，环保性能差。以37.5 m深、1.2 m宽、单侧超挖40 cm的地连墙为例，先行幅槽段填砂袋方量为36 m3，需填充砂袋约18 000个。为保证槽孔内沉渣厚度符合设计要求，在钢筋笼下放后3 h左右填装完毕。需配置28名工人、1台装载机进行砂袋的填装及运输，接头填筑成本约为16 000元。

2）泡沫填充法：泡沫原材价格低廉，专业工厂定制，2~3人即可快速完成安装固定。解除顶部封头钢筋，泡沫自动上浮，无需二次施工，且接头内部不会残留填充物。上浮泡沫位置固定，易统一安排处理。同样以37.5 m地连墙为例，使用兜底板及定型泡沐进行填充，接头填筑成本约为11 000元，相较砂袋填充，成本优势明显。