王会恒
(中基发展建设工程有限责任公司,北京 101300)
现在,建筑用房中对于泥浆的依赖越来越大。泥浆在建筑地连墙的施工中发挥了很大的作用,对于施工场地周围的环境以及建筑的质量也产生了重要的影响。在人们享受着由泥浆作为护壁作用保护地下连续墙支护结构或地下室结构外墙建造而成的高楼大厦的时候,也有越来越多的人开始关注泥浆对建筑物的地下连续墙的施工安全问题。文章主要针对泥浆在地连墙中的应用展开探讨。
地连墙是地下连续墙的简称,它是由地面向下挖掘的一项狭长的建筑基础工程。具体而言,地连墙是从建造工程开始挖掘的周边轴线开始,用泥浆保护槽壁,挖掘出来的一条深槽,再将这条深槽处理干净后,将钢筋笼放入槽内,然后用导管法进行混凝土灌注,如此逐一进行灌注,做成一道道由泥浆护壁钢筋混凝土建造而成的墙壁。根据不同的成墙方式、用途、墙体材料等,地连墙的类型也不同。
(1)地连墙按照成墙的方式可以分为3 种:桩排、槽板、组合。
(2)地连墙按照成墙的用途可分为4 种:防渗、临时挡土、永久挡土及承重、作为基础用的地下连续墙。
(3)地连墙按照墙体的构成材料可分为8 种:钢筋混凝土式、塑性混凝土式、固化灰浆式、自硬泥浆式、预制式、泥浆槽式、钢制以及后张预应力地连墙。
(4)按照挖开的情况可分为两种:地连墙以及地下防渗墙。
地连墙的优点主要从6 个方面展开说明[1]。
(1)墙体的韧性强。地下连续墙的整体性能较好,在防水防渗方面来说,地连墙尤其显现出了它的优点。
(2)造价较低。地连墙的建设不需要开挖大量的土方,能够有效降低造价,并且对于施工方面而言,可以昼夜都进行施工,十分有效地降低施工期限。
(3)适应性较好。地连墙的建设可以适用于很多的地质条件,对于地质的要求较低。
(4)地连墙在施工期间,所产生的振动小、噪音低。产生的噪音以及震动都十分小,对周围的环境以及地基没有较大的影响。
(5)地基变形较小。地连墙的建设对周围土质的影响较小。尤其是在住宅区的以及商务用地的施工,地连墙的优越性就显现出来了,它的施工对于周边的建筑的安全稳定只有较少的影响。
(6)操作简单。地连墙的施工过程中不需要人工降水,不需要模板的支撑,地连墙的建设与永久性工程连成了一体。
而地连墙的缺点相对优点而言很少,它挖掘出来的废土以及后续的泥浆处理相对而言有些麻烦,且处理费用较高,地连墙之间的接头衔接较难控制。
在地连墙的建设中,泥浆发挥着越来越重要的作用[2]。泥浆是确保地连墙建设能够发挥正常功能的主要材料。泥浆的合理应用,有效保证了地连墙的稳定性,加固了地连墙的建设,为后续的建筑施工打好了基础。
地连墙虽然能够阻挡一部分周围的泥土以及地下水,但是对于地连墙周围地下地质环境不好的地区而言,地连墙的阻挡作用没有那么明显。地连墙在充满水和膨胀土等制成的泥浆以及其他周围土体外力的压制的情况下,再继续接受来自其他方面的施工影响,就会形成一定的压力。面对这些压力,泥浆的作用就发挥出来了。泥浆可以起到护壁作用,如图1 所示,在地连墙的建造中,若是施工地处于土质压力较大的地区,在面对这些压力下泥浆就会形成泥皮,从而对墙面形成一定的保护作用,也就是护壁作用。它对周围土壤形成的压力产生了一定的抵抗,同时它也是泥浆作用中最重要的作用。
图1 泥浆护壁作用展示图
泥浆的主要组成成分是黏土,所以泥浆也具有黏性。由于这种特性,在地连墙施工的过程中,泥浆能够将施工带出来的土渣以及木质碎屑一齐排除在外,从而保证地连墙的其他工程能够顺利进行。
在地连墙的建设中,不仅仅是用钢筋混凝土吊放后就结束了,后续还要进行一定的工程。抓斗在进行工作的时候,会与地连墙的槽壁和槽段接头部位产生一定的摩擦,从而导致高温的产生。而泥浆的作用就在于此,泥浆的循环流动可以对抓斗产生一定的冷却作用,从而保证工作的正常运行。同时,泥浆对地连墙的槽底,即抓斗进行工作的地方有着润滑的作用,保证抓斗能够顺利进行工作,减少更换抓斗的频率,降低一定的成本。
泥浆自身的特质能够帮助它平衡土壤中的水储存量,在缺水的情况下,泥浆中的物质会吸附在地连墙的表面,从而风化晾干变成泥皮,保证地连墙的稳定性。而泥皮形成的厚度也是十分重要的,泥浆的质量是泥皮形成厚度的重要影响因素。泥皮的良好形成,可以避免后续发生渗水、地连墙深槽处发生墙面脱离的现象。
在地下连续墙的建设中,泥浆是一个必不可少的材料。而在生活中的很多方面,都会应用到泥浆。而在目前的研究技术中,尚未有材料可以代替泥浆的使用。一种不污染环境的水基泥浆可以替代油基泥浆,但是这在地下连续墙的建设中并不能起到什么作用。传统的泥浆工艺依旧被应用在地下连续墙的建设中,且随着我国城市化发展的进程,地下连续墙只会被使用得更多,而泥浆,也成了城市化进程的基石。
在地连墙的建造过程中,所使用的泥浆所占的比重、黏度对于地连墙的建造,有着很大的影响。地连墙的建造过程中泥浆所占的比重为1.005,每立方米的泥浆:膨润土所占0.106t,纯碱0.00424t,水0.954t。不同土质的地连墙建造所用比例也不同,所采用的土质、水分各有不同,应当按照不同地区的地质条件的不同,适当调整比例[3]。
一般的水泥浆的比重公式:
以天津国际机场为例,其东侧的空地下,是地连墙结构。而其中土质主要是由黏土、沙土以及粉土所组成。这样的土壤结构一般是分层组成。通过现场施工的情况看来,传统的泥浆使用方法对于这类土质结构的地区不太适用,甚至会产生相反的结果,导致建筑使用寿命减短。因此,对于泥浆在地连墙的建筑工程上的长远使用来看,主要坚持两个方面:对于地下环境的影响以及对于地连墙建筑的经济成本影响。如果在传统的泥浆利用的基础上对这两个方面进行改善,将会对地连墙以及后续的建筑工程产生重要的影响和积极意义。
传统的泥浆搅拌运输方式如图2 所示。由图中可以看出,这种传统的泥浆搅拌输送方式对于泥浆的利用程度不高,且没有完全使用的旧泥浆会沾染在运输工具上,新泥浆混合在一起。这样看来,旧泥浆的质量比不上新泥浆,同时也会大大降低新泥浆的质量,最后会间接导致泥浆的护壁功能变差。且搅拌池对于周遭土地有一定的伤害,搅拌池的处理也会影响到后续这片土地的商业价值。
图2 传统泥浆搅拌运输现场
这是在地连墙的施工过程中存在的部分问题,而对于地连墙的施工结束后,关于未用完的泥浆处理又存在了新的问题。很多的建筑工程团队对于未使用完的泥浆以及临时挖掘的泥浆搅拌池,随手进行填埋,虽然在当时看来这样的处理方式十分简单,但是如果后续在此处进行某些工程的话,处理起来十分麻烦[4]。
对于地连墙中泥浆的运用可以采用新型的运输和搅拌方式,可以在地连墙中不同的段位设置不同尺寸的运输管,这样一来不仅旧泥浆不会影响到新泥浆的质量,还能够减少泥浆的成本,节省运输时间,对于地连墙的建造质量也有很大的影响。通过使用新型泥浆搅拌设备也可以充分发挥泥浆的应用效果。这种新型的简易泥浆搅拌装置,由电机箱、搅拌桶和水箱组成,左侧设有小型梯子,电机箱内设有驱动的电机,通过电力的驱动使泥浆进行充分的搅拌,也可通过科学的比例调节水泥浆的比重,能够最大程度减少泥浆浪费的现象。
我国城市发展速度迅猛,地连墙的建造也成为了随处可见的建筑工艺。对于后续的高楼大厦的建造,地连墙充当着十分重要的角色。所谓“万丈高楼平地起”,泥浆也是保证地连墙建设是否稳固的一个重要材质。对于目前的建筑团队工作能力而言,地连墙的建筑安全性是一方面,在保证安全的基础上尽量减少建造成本也成了一个十分重要的问题,而对于泥浆的合理应用就是其中最重要的组成部分。目前,我国地连墙中对于泥浆的应用已经取得了显著的成就,但是放在世界上看来,还存在很大的进步空间。