梁 华(广东建禾建设集团有限公司,广东 茂名525000)
超深临水基础在进行基坑开挖前多采用止水帷幕挡水,帷幕灌浆钻孔多采用回转式钻机钻孔,并可结合土质硬度合理选择钻进方式。钻孔方式应便于施工,若需穿越岩层则尽量多穿过裂隙以利于帷幕的稳定,并应尽量使钻孔方向垂直于裂隙面或岩层面;钻孔完毕后应及时进行冲洗,清除裂缝或空洞内填充的杂质,当前冲洗多采用钻孔冲洗或裂隙冲洗;钻孔冲洗主要是将残存在空地以及粘附在孔壁的岩粉、碎屑等杂质冲洗到孔外,保证灌浆液流入,钻孔冲洗一般分两步进行,首先待钻孔完成后用大量水或高压气体将孔内残渣清除,最终控制残渣厚度不超过20cm,之后对岩石裂隙进行清洗;裂隙冲洗则是用压力水将填充在裂隙或空洞内松软及被风化的泥质等杂物冲出孔外。
帷幕灌浆的形式、深度将直接影响工程的防渗效果,灌浆形式多采用封闭式帷幕和悬挂式帷幕,若距离不透水岩层较近则应将灌浆帷幕伸入不透水层,将渗流彻底截断,此方式称为封闭式帷幕,该种形式具有良好的防渗效果,而若帷幕深度达不到相对不透水岩层则称为悬挂式帷幕,采用该种形式一般需结合其他防渗措施进行;帷幕厚度则应根据工程地质条件,帷幕允许的水力坡降以及母体自身密实性和稳定性决定,帷幕伸入岸坡内的长度也应结合地质和水文条件确定,条件允许则应延伸至相对隔水层以保证隔水防渗效果;帷幕长度则应综合考虑帷幕延伸至相对不透水层的深度以保证良好的防渗效果。
超深临水基础帷幕灌浆孔可由一排孔或多排孔组成,若基坑范围内有地下水活动或存在水头压力,采用两排孔施工则应先灌注下游排再灌注上游排,由三排孔则应先灌注下游排后灌注上游排最后方可施工中间排,对不存在地下水的基础且采用两排孔则无排序施工要求;灌浆方法应结合地质条件合理选用,具体多采用全孔一次灌浆或全孔分段灌浆。全孔一次灌浆则是一次成孔一次灌浆,该中方法适用于地质条件较好,岩层较为完整、漏水较少的情况。分段灌浆则可分为自上而下分段、自下而上分段以及综合分段等。自上而下分段是先施工第一段钻孔并灌浆,后施工下一段,以此类推直至灌浆完毕,该方法可有效防止反浆现象,并且自上而下灌浆可将上串裂隙填塞增加其强度,同时灌浆塞位于灌注段底部易于将孔隙填塞密实,随着灌浆深入各段灌浆压力也逐步增大;自下而上分段将孔连续钻至设计深度,后自下而上逐段灌浆,该技术各灌浆段间无需待凝而节省了施工时间,且施工中将钻孔和灌浆分开施工而避免了钻灌间的交叉,可提高施工机械效率和施工速度;综合分段则适用于基础岩层较为坚硬、完整且透水性较小的情况,其是以上两种灌浆形式的组合。
基础底板和外墙防水是超深基础防水的主要构成部分,施工中质量控制要点包括桩头防水、基础底板后浇带防水以及底板同外墙间施工缝的防水处理、电梯基坑等集水坑的防水处理、穿墙套管等节点处理。
防水卷材施工前应先将阴阳角以及细部节点等基层清理完毕,后清理大面积平面、立面基层,将存在的尖棱去除,并将凹凸部位抹平;后则应涂刷冷底油,具体可采用喷涂或滚涂,但应保证涂刷均匀一致,并待表面干燥后方可进行卷材铺贴,在进行大面积铺贴前应对转角、阴阳角等部位铺设附加层以增强卷材防水性能;卷材施工前要求热熔均匀,喷枪口距离卷材约300-400mm,火焰温度应控制在800℃左右,搭接部位以热熔改性沥青溢出为宜,应保证随刮随抹,后用压棍进行碾压,施工中严禁热熔不足或过渡热熔,对存在不足之处应及时修补;卷材长短边搭接应保证宽度在100mm左右,并应避免上下层卷材相互垂直铺贴,上下两层和相邻两幅卷材接缝应错开1/3-1/2幅宽;在立面和平面转角部位应将接缝部位留在平面上且距离立面不低于600mm,施工后应按照要求进行接缝质量检查,对不合格部位应在焊缝部位作300mm宽、同搭接缝等长的附加层以增强;第一层卷材铺贴完毕并检查合格后方可进行第二层施工。由于深基础基槽回填较深,因而在回填时土料造成的冲击力和土层沉降过程中同外墙面粘贴的卷材面所造成的摩擦力较大,易导致防水卷材脱落,因而应控制外墙防水和基槽回填同步施工,并控制每层防水卷材铺贴高度不超过3m,应及时进行回填,回填时在防水卷材外部敷设30mm厚的挤塑聚苯板。
室内降水孔封堵。大面积防水层施工完毕后应及时施工保护层,并在验收合格后方可进行降水孔封堵施工,封堵降水孔前应保证降水孔水位低于底板下500mm,并用最短时间封堵,封堵完毕后应在降水孔四周和表面涂抹渗透结晶防水剂,并仔细检查孔四周杂物,清理面积应超过孔径300mm范围,并应留设足够铺贴防水卷材的搭接边宽度。
基础底板和外墙施工缝防水节点。基础底板防水保护墙应采用水泥砂浆砌筑,并待卷材甩槎完成后在保护墙上干压一皮砖压顶。若保护墙为永久性则应在墙内点粘卷材,并在靠结构一侧表面涂抹20mm厚的1:3水泥砂浆,抹灰层表面应作拉毛处理,外墙施工缝则多采用止水钢板止水,水平施工缝则采用缓膨型橡胶止水条止水,并用胶粘剂将其粘接牢固。
外墙后浇带防水节点施工。基础外墙后浇带施工应待同层混凝土浇筑完毕2个月后选择适宜温度方可进行封闭施工,一般合拢温度在10-15℃,若浇筑混凝土后施工防水层则会影响施工工期,因而可在外墙后浇带上设置混凝土封堵板,并可将封堵板兼做后浇带模板。
底板后浇带预埋注浆管压力施工。底板后浇带防水施工是基础防水施工中的薄弱环节,且该部位防水施工质量难以控制,因而可采用预埋注浆管压力注浆施工,即提前在基础底板各后浇带内预埋注浆管,待主体结构施工完毕并经观测期限后方可进行压力注浆以将后浇带内混凝土缝隙封闭。
降水井封堵。施工中在基坑内设置疏干降水井以降低基础水位,在底板混凝土浇筑前可用一定直径钢管作为主部件焊制件收口,并在钢管外侧焊接两道钢板止水环,第一道盖于降水井口,钢板上部混凝土垫层用以阻断降水井外册地下水上渗途径;并可起到地下水产生的浮力作用,第二道钢板应埋入基础底板以阻断水流沿套外壁向上渗透的路径,管口则应用专用封堵件进行封堵。
若施工地区环境温度较低则应优选普通硅酸盐水泥,其强度不应低于32.5MPa,并应控制水泥中C3A成分不高于8%,但应兼顾C3A含量和减水剂用量以实现更有效的防水;骨料强度在很大程度上决定着混凝土的最终强度,并且水灰比相同时骨料粒径越大则其收缩性越小、渗漏性越大,因而常用粗骨料粒径不超过37.5mm,且其应为连续级配;水灰比直接影响混凝土密实度与抗渗性,水灰比过大则后期易出现泌水现象,且在水泥硬化时混凝土内水分大量蒸发则会导致内部生成大量孔隙或漏洞,水灰比过小则会影响混凝土的整体和易性继而降低整体施工强度;应严格制定水泥砂浆内砂率,通常应选用富砂率以满足砂浆在起粘接作用的同时起到一定的填充作用,并作为保护层包裹在粗骨料周围,在增强密度的同时可有效提升混凝土结构整体抗渗性能。
输送泵管应选用同一厂家产品以免因管道内径不同导致混凝土输送不畅,对管壁过薄的泵管应随时更换,在安装泵管时应确保密封圈完好、套正、套牢以免管口跑浆堵管,在浇筑过程中应设专人随时敲击泵管;抗渗混凝土多掺加具有减水、引气性能的外加剂以增强混凝土的抗渗性能,但外加剂的产量不仅可影响混凝土的抗渗性能,同时影响其泵送性能,因而应严格控制外加剂掺量,以免因计量不准确影响混凝土性能。
施工时若遇寒冷季节应控制混凝土入模温度不低于10℃,春秋季节入模温度则应控制低于最高气温2-3℃,应在施工现场设置可靠的测温设施,浇筑后的混凝土应控制内外温差在20-30℃范围内,以免内外温差过高导致表面裂缝的生成,浇筑后前7d应控制温降速率不超过1.5℃/d,后期温降不超过2-3℃/d,避免温降过快产生的强度应力超过混凝土的抗拉强度。
施工中为保证混凝土的整体性并防止施工冷缝的出现影响防渗效果,可将基础底板划分为多个区段,施工中采取分段分层浇筑,但应保证每段内混凝土应连续浇筑,若采用分层浇筑则应控制每层厚度不超过400mm;若底板采用全面浇筑则应采取横向浇筑、纵向推进的措施,并应保证整个浇筑时一个坡度一次到顶,混凝土自身形成的坡度应控制在1:1.5-1:1.8为宜;外墙混凝土浇筑多采用溜槽入模,自一侧开始逐步推进,每层浇筑厚度也不应超过0.4m;若墙体需留置水平施工缝则应留设在高出底板表面不少于200mm,若墙体有预留孔洞则施工缝距离孔洞边缘不低于300mm,施工缝形式可采用凸缝或阶梯缝以及平缝加金属止水片的形式,并应将施工缝施工为企口形式以增强其抗渗性能。
抗渗混凝土振捣应遵循分层、定距、快插慢拔的原则,多采用插入式振捣棒进行振捣,振捣过程中振捣棒分浆头、泵口和中间三点布置,振捣棒每次的移动距离不应超过振捣棒作用半径的1.5倍,最终振捣结果应以浮浆不再下沉、气泡不上浮为宜;振捣时应严控振捣时间避免漏振或过振,可采取二次振捣来避免漏振,并应避免过振导致混凝土离析,当混凝土浇筑至设计标高则应用刮杠刮平,并用木抹子第一遍搓平,在混凝土初凝后终凝前进行二次收面以免脱水干裂。
浇筑后的混凝土12h内则应开始养护,养护可采取覆盖塑料薄膜或喷涂养护剂覆盖草毡或麻袋等措施,春季施工可带模养护5-7d,夏季则可适当缩短带模养护时间,一般控制在2-3d,并应在模板外侧覆盖麻袋或草毡;抗渗混凝土养护时间不应低于14d,可在底板混凝土底面铺设塑料薄膜或油毡层以减少垫层对底板的约束,墙体混凝土应与楼板混凝土分开浇筑以降低楼板对墙板的约束。
建构筑物基础防水工程施工质量是整体施工质量的重要部分,尤其是超深临水基础极易因渗漏而影响工程使用功能。施工过程多采用防渗混凝土来提高结构防渗性能,但往往因细节上的疏漏和施工中的细节问题影响基础抗渗性能,而该类细节问题设计中多未进行明确要求。因此,要结合建筑物实际情况,多种防渗漏方法相结合,才能达到预期目的。
[1]高钟璞.大坝基础防渗墙[M].北京中国电力出版社,2002.
[2]黄云龙.浅谈防渗帷幕灌浆施工中的几个技术问题[J].西部探矿工程,1992.
[3]陈海龙,王晋昶,朱晓雨.超深临水基础防渗漏施工技术[J].建筑技术,2012(11)