新材料和新技术在地下结构盖挖逆作施工缝中的应用

□文/周印堂 郭洪波

新材料和新技术在地下结构盖挖逆作施工缝中的应用

□文/周印堂 郭洪波

文章以天津站交通枢纽副广场地下工程盖挖逆作施工为例，介绍了遇水膨胀止水胶、多次性注浆管、超细水泥等新材料及后注浆等新技术的优点及施工工艺。

施工缝；止水胶；后注浆；盖挖逆作

随着我国城市建设的快速发展，高层建筑和大中型地下市政设施逐渐增多，施工场地越来越受到限制，盖挖逆作法在深基坑施工中得到了较多应用。采用逆作法施工的地下结构，每层结构侧墙都会出现一道逆作结构缝，由于受到施工顺序影响及施工条件、作业空间的限制，此结构缝位置易出现接缝密实度差、强度低、缝隙大、渗漏水等问题，导致接缝位置混凝土结构耐久性降低。

在天津站交通枢纽副广场地下工程盖挖逆作施工中应用遇水膨胀止水胶、多次性注浆管、超细水泥等新材料及后注浆等新技术，解决了上述问题，收到良好效果。

1 工程概况

天津站交通枢纽副广场地下部分为2层框架结构，局部设一小夹层。基坑长度196.5 m，宽度50.6～108.6 m，深度约 15 m，总占地面积 17 213 m2，总建筑面积39 047m2，采用四周盖挖逆作、中心岛顺作施工工艺，见图1。

图1 天津站副广场

2 逆作法侧墙施工流程

逆作法侧墙施工流程为上层土方开挖—土胎模施工—上半部分侧墙钢筋绑扎及预留—混凝土浇筑—下层土方开挖—逆作缝防水施工和注浆管安装—下半部分侧墙钢筋绑扎—下半部分侧墙模板支设—混凝土浇筑—超细水泥注浆—施工缝修补找平。

3 滚轧直螺纹连接技术应用

3.1 选用原因

逆作法施工是从上向下依次施工，为了便于下层结构侧墙与上层结构衔接，上层结构施工时向下先施工约600 mm侧墙，下层结构侧墙施工时与其衔接。一般工程施工钢筋连接采用焊接，接头需要错开35d（d为钢筋直径），侧墙主筋直径一般≮φ25 mm，所以钢筋需要预留≮1.1 m，再加上结构600 mm，需要下挖≮1.7 m，宽度800 mm，施工难度很大。本工程选用一级滚轧直螺纹连接，根据规范，一级滚轧直螺纹连接不需要错开，可同一断面施工。这样可以减少1 m挖土深度，降低施工难度，同时保证施工质量。

3.2 质量控制

1）直螺纹连接等级须满足Ⅰ级连接。

2）直螺纹进场必须复检，复检合格后方可使用。

3）钢筋套丝长度及连接必须符合 JG 163—2004《滚轧直螺纹钢筋连接接头》要求。

4）直螺纹连接施工过程中设专人负责带力矩扳手检查，不合格的必须更换，重新施工。

4 遇水膨胀止水胶防水材料应用

4.1 选用原因

地下结构施工缝防水材料常用橡胶止水带或钢边橡胶止水带，在混凝土浇筑施工前安装固定，止水带嵌入两次浇筑混凝土内各一半。逆作施工由于受侧墙逆作施工条件限制，很难保证止水带在逆作缝上安装固定牢固，易出现止水带偏位，降低防水效果。为了避免上述问题发生，选择在上层混凝土结构施工完毕后安装固定，因此逆作缝防水材料选用后施工材料，根据对国内外此类材料各种性能比较，采用遇水膨胀止水胶。

遇水膨胀止水胶是一种遇水膨胀、单液、弹性密封胶。主要特点如下。

1）止水效果好。具有橡胶的弹性止水和遇水后自身体积膨胀止水的双重密封止水机理，能抗1.2 MPa的水压。

2）耐久性强、质量变化率低。它以聚氨酯体为基础，含有特殊接枝的尿烷联结链，不会造成膨胀元流失，可反复膨胀收缩，使用寿命达100 a。

3）膨胀性好。最终膨胀率为220%～300%，浸水7 d膨胀率占最终膨胀率≤50%。

4）施工便捷。遇水膨胀止水胶为单组分胶状物，可使用标准嵌缝胶施工枪挤到混凝土表面，可以在潮湿环境中牢固地粘贴在混凝土表面，表面硬化后（≤24 h）即可进行下一次混凝土浇筑。

4.2 遇水膨胀止水胶安装

下层土方开挖后，清除上部先浇混凝土表面的泥土、砂及隔离层异物并凿毛，然后在靠结构迎水侧1/3断面宽度位置均匀涂20 mm×10 mm遇水膨胀止水胶一道。

4.3 注意事项

1）施工前混凝土表面必须凿毛并清理干净，不能存有浮浆、泥土等异物，不能存有明水。

2）施工时均匀挤出，保证断面尺寸，杜绝断断续续或薄厚不均。

5 后注浆技术应用

5.1 选用原因

由于新浇混凝土初凝前自身的沉降及混凝土硬化收缩，导致侧墙逆作施工缝比一般施工缝缝隙大，易出现密实度差、强度低、渗漏水等问题。为了增加缝隙的密实性，提高强度和防水效果，采取了后注浆技术。

5.2 注浆管选材及安装

选用多次性注浆管，其管材以硫化硬质橡胶管为骨架，底面设置出浆孔，出浆孔外侧覆盖硫化海绵橡胶阀，海绵阀与骨架采用胶粘固定，当骨架内有压力时将海面阀冲开，防止混凝土浇筑时水泥浆堵塞注浆孔，同时防止浆液倒流。注浆后可用高压水将注浆管冲洗干净，供下次注浆使用。

注浆管采用专用扣件固定在施工缝表面结构中线上，固定间距30～40 cm，沿施工缝通长设置，所有转弯部位均加密固定点。注浆管采用搭接法进行连接，有效搭接长度≮20 cm。注浆管每隔4～5 m引出一根注浆导管，利用注浆导管进行注浆，见图2。图2 止水胶和注浆管安装

5.3 注浆材料选择及配比

超细水泥是经特殊设备精细研磨而成的新一代无机刚性超细材料，利用超细水泥再添加其他外加剂、掺合料搅拌而成的浆液，可以用于补强加固工程的灌注作业。

水泥采用P.O42.5普通硅酸盐超细水泥，水泥浆强度不小于结构强度。为了降低收缩率采取低水灰比≯0.4，同时掺加8%抗裂防水剂。为了满足工作性，掺加3%～4%高效减水剂。

5.4 注浆施工过程

后浇混凝土浇筑完成40 d后，混凝土收缩完全，施工超细水泥注浆。注浆时从同一根注浆管一端安装注浆嘴，另一端先保持管打开状态。开启注浆机注浆，当打开端有水泥浆充分流出时，封闭打开端，继续注浆，当水泥浆从施工缝流出时，静停约30 s，然后补浆，当注浆机压力明显升高时，停止注浆。

一根注浆管注浆完毕，注水冲洗管道。一旦逆作施工缝漏水，再利用此注浆管注堵漏剂。

6 工程效果

1）滚轧直螺纹连接技术应用减少了侧墙上部分施工时土方开挖深度，降低施工难度，加快施工进度，节约工期15 d，保证施工安全，同时保证了施工质量，有效节省了人力、物力资源，降低成本。

2）遇水膨胀止水胶防水材料安装方便，降低施工难度，加快施工进度，保证了防水效果。

3）后注浆技术及超细水泥的应用，保证了逆作施工缝密实性，没有出现大面渗漏水问题，提高了结构耐久性，大大降低了后期堵漏投入，降低成本10多万元，取得了良好效果。

□郭洪波/天津城投建设有限公司。

TU943

C

1008-3197（2011）03-55-02

2011-04-22

周印堂/男，1975年出生，工程师，天津第二市政公路工程有限公司，从事工程技术管理工作。