地连墙质量通病的预防和处理年12月期总第436期水运工程Port&WaterwayEngineeringDec.2(】(】9No.12SerialNo.436地连墙质量通病的预防和处理任振东,杜士俊,刘海民(中交一航局第五工程有限公司,河北秦皇岛066002)商要:介绍地连墙施工中存在的6种质量通病:露筋,沉渣过厚,槽壁倾斜,槽壁坍塌,接头管绕灰,接头漏水漏砂,L述质量通病的原因,特征,预防措施以及处理方法.廷键词:地连墙;防范;处理}】图分类号:U656.1l2文献标志码:B文章编号:1002—4972(2009)12—0099—06 PreventiontreatmentofcommonqualitydefectsofdiaphragmsRENZhen-dong,DUShi-jun,LIUHai—minfNo.5EngineeringCompanyLtd.ofCCCCFirstHarborEngineering,Qinhuangdao066002 ,China)Abstract:Thereexistssixcommonqualitydefectsintheconstructionofdiaphragm:dipofslur rytrench,pseofslurrytrench,toothicksediment,revealofreinforcement,plasteringashoffittingpipe,a swellaswaterndleakageatplug.Thispaperdiscussesthereason,characteristics,preventionmeasuresandt reatmentadsfortheabove-mentionedcommonqualitydefects.Keywords:diaphragm;prevention;treatment京唐港地处冀东渤海湾地区,土质均系粉细粉土,淤泥质黏土,粉质黏土,细砂,非常建设大型挖入式港池和地连墙结构板桩码头. 年,京唐港修建成国内第1座板桩码头,经20年的发展,码头泊位从最初的1.5万吨级为3万吨,5万吨直到今天的10万吨级,码构形式从最初的无遮帘式发展为半遮帘式, 帘式直到今天的分离卸荷式,京唐港已发展内最大的挖入式港口.期间,地连墙施工工机械设备不断发展和完善并日趋成熟.本文连墙施工中存在的槽壁倾斜,槽壁坍塌,沉厚,露筋,接头管绕灰,接头漏水漏砂6种通病进行介绍,就其通病产生的原因,特征,措施及处理办法谈谈笔者的认识和体会,供技术人员参考和借鉴.1露筋1.1产生露筋的原因1)设计保护层厚度的确定:经过多年的工程实践证实,设计保护层的厚度一般为80mm,如果设计保护层太小,容易出现露筋问题.2)成槽垂直度偏差过大.3)采用偏心吊下放钢筋笼时,钢筋笼偏向一侧,引起保护层过小,甚至出现露筋情况.4)沉渣过厚,没能很好地清除,占据了混凝土的填充空间,造成露筋.5)槽内土体不稳定造成了局部坍塌,如果清除不彻底,坍塌土方占据了混凝土填充空问,致使地连墙露筋.6)混凝土导管进灰口与最终浇注面高差太小殳稿日期:2009—10—27乍者简介:任振东(1978一),男,工程师,从事港口工程施工技术管理工作. ?100?水运工程2009血1.2防止露筋的措施l】-2]1)严格控制成槽垂直度确保成槽垂直度不超标,不使得保护层过小而造成露筋.2)采用垂直吊装方案,确保钢筋笼安装位置居中,防止出现钢筋笼下放过程中刮碰两侧槽壁.3)在成槽和浇注混凝土过程中,确保槽体稳定,禁止出现塌槽现象,最重要就是确保泥浆的质量.4)把好清槽和泥浆置换关,控制沉渣厚度不超标,避免混凝土浇注过程中沉渣占据混凝土的填充空间而造成露筋.5)严格控制混凝土导管进灰口与最终混凝土浇注面之间的高差,尽量加大混凝土浇注时的压差.1.3露筋的处理方法一旦出现露筋情况,必须严格认真进行处理.多年来的_[程实践证明,一般露筋范围均在墙顶下1～2IT/范围内.处理方法如下:先开挖至露筋面以下50ClTI,在基坑周围作好简易的临时支护和排水设施进行干施工.假如露筋面很低,开挖深度较大时,就应在开挖前采取必要的支护措施,然后再开挖处理.先将露筋部分低强度混凝土凿除,凿除深度至坚实混凝土为止.凿除范围较露筋范围四周各加宽20ClTI以上,认真冲洗,经验收后,开始支模浇筑混凝土,补浇混凝土面应较原墙面混凝土突出10cm,便于浇筑和振捣.一旦开挖后发现水下露筋时,可采取以下补救方法: 潜水员按上述方法进行水下凿除,冲洗干净,然后用砂,水泥和树脂混合在一起,再喷洒硅烷偶联剂进行搅拌,形成胶凝体,潜水员进行水下修补,这种混合物遇水很快结硬,其强度不亚于C30混凝土.2沉渣过厚2.1沉渣的来源1)膨润土中的含砂析出,沉于槽底.2)成槽过程中,散落的砂,土颗粒,较大的直接沉到槽底,微细的颗粒悬浮在泥浆中.3)泥浆的质量不好,失去了携渣能力,泥浆中悬浮的砂土就会沉淀于槽底.4)土层质量较差,或有流沙层,尽管有泥浆护壁,仍有可能部分砂粒流入槽中.2.2沉渣较厚的危害1)降低槽底土层抵抗垂直荷载的能力,导致上部基础的沉降或变形乃至破坏.2)沉渣很厚,在浇注混凝土时,混凝土的浮托力难以克服沉渣的重量,沉渣被挤向两侧,占据了混凝土的填充空问,致使混凝土保护层减小, 甚至导致地连墙露筋.3)沉渣被挤入混凝土中,导致混凝土强度降低,混凝土质量满足不了设计强度的要求.2.3沉渣过厚的预防措施1)确保泥浆的质量:保证泥浆具有良好的护壁作用和较强的携渣能力.2)二次清槽:成槽完成后,清槽1次,在浇注混凝土之前再清槽1次.3)成槽过程中,要严格检测泥浆原材料(膨润土和外加剂)和泥浆的质量,不能只检测1～2个指标,要确保各项技术指标满足规范要求.2.4沉渣过厚的处理方法1)沉渣量较大的可用抓斗直接抓除.2)土层质量较好的槽体,气举反循环清除.3)土层质量较差的槽体,泵举反循环清除.3槽壁倾斜3.1槽壁倾斜的原因1)地质原因.对土层分布变化和软硬程度掌握不准,土层物理,力学性质了解不够,没有根据实际情况采取相应的措施.2)机械设备原因.采用的机械设备成槽精度不高,与地质情况,土层性质不相适应,没有监测装置,不能在成槽过程中对槽壁垂直度进行监测.3)人为操作原因.对成槽设备性能掌握不准,操作方法不当,从而导致成槽倾斜.3.2槽壁倾斜的检测使用KODEN—M604测槽仪进行槽壁垂直度的检测.定位后,下放探头,通过探头发送的超声波,测定槽壁位置,并能直接打印出来,简单直观.第l2期任振东,等:地连墙质量通病的预防和处理?l01?3.3槽壁倾斜的预防措施目前,地连墙较为常用的成槽方式为钻抓T艺和纯抓T艺.1)钻抓T艺成槽倾斜的预防措施.钻抓I艺先使用旋挖钻引孔,再用液压抓斗成槽.①引孑L的垂直度是关键,利用旋挖钻成孑L精度高的特点先引孑L,按设计位置定位,调整好钻杆的垂直度.②始钻要低压钻进,钻深达到一定深度基本形成导向后,再加压钻进.③根据不同土层,适当调整钻压.④钻孑L过程中,利用旋挖钻自带垂直度检测仪监测槽壁垂直度,做好全过程的检测,发现问题及时进行处理.2)纯抓.I艺成槽倾斜的预防措施.纯抓T岂直接使用液压抓斗成槽,液压抓斗属悬吊式成槽机械,成槽过程巾,自由度较大,成槽过程中稍有不慎,就会造成偏位,其预防措施如下:①开始抓槽体要形成乖直导向,开始抓土时,抓土要慢,确保在导板高度范围内形成垂直自然导向,为后续抓槽质量提供保障.②冲击式抓土,槽体形成垂直导向后,司机应注意在后续成槽过程中,每次下抓斗时,先开斗,下斗速度要快,带有冲击性,使斗齿冲进土中,合斗时,边合斗边竖直,不要使抓斗倾斜抓土,以免造成槽体偏位.③在较硬的土层中抓土时,往往要经过多次冲击,一是先把土层抓松,二是存冲击抓土过程中把槽体切直.④槽体偏位绝大部分是人为l夭l素造成的,在成槽过程中司机要有严格的自控意识和能力.⑤采用合理的成槽设备纯抓工艺常用抓斗为土力BH—l2液压抓斗,该抓斗为半导杆式抓斗,导杆在开始成槽时能够形成较好的导向,并且该抓斗可在导杆与拔杆连接部进行180.旋转, 可在成槽过程中经常换向抓槽,以弥补南于抓斗两个斗齿不对称引起的槽壁倾斜.另外,推板式液压抓斗正在成为地连墙成槽设备新宠,该类设备在抓斗导板4而装有液压推板,通过液压T斤顶控制液压推板的自动伸缩,达到4个方向随时自动纠偏的目的.如图1所示.图1四向纠偏液压抓斗3.4槽壁倾斜的处理方法1)存抓斗上加焊切削刃,利用抓斗自重向下切削土体.2)在抓斗上加焊刮板,与切削刃的施加方向相反,利用抓斗提升力由下向上切削土体.3)用带有导向杆的其他钻具(如旋挖钻),具有导向架的凿刨钻机等,进行辅助修槽.4槽壁坍塌4.1槽壁坍塌的原因1)不利的地质条件,在土层的分布中,夹有流砂层,成槽时在动水压力的作用下产生流动.2)大气降水的影响,地表水南导墙侧渗漏进槽,长时间冲届0.3)成槽时间过长,挖槽设备上下往复多次,加之泥浆动荡波击.4)泥浆质量不符合要求,起不到良好的护壁作用.5)外界影响,成槽附近有剧烈的振动,如强夯,爆夯等.4.2槽壁塌方的特征泥浆出现连续翻泡现象;泥浆有较大波动;泥浆液面突然升高;挖槽不进尺,或者槽底面突然升高4.3塌方的预防措施1)遇到流砂层一般采取的措施是加大泥浆比?l02?水运工程2009生重,掺加增黏剂,以增加泥浆黏度,不断提高泥浆的护壁作用.2)换填土要严格要求,认真夯实,雨季施工要有良好的排水设施,及时排除地表水,防止冲刷.3)加强施工管理和设备管理,提高施工效率,缩短成槽时间.4)加强泥浆制备和管理,应经常检测泥浆材料和泥浆各项指标,确保符合规范要求.5)加强对外联系和协调,及时清除外界干扰.4.4塌方后的处理1)暂时的,少量的塌方,可用抓斗将槽内塌人的土方清除后,增加泥浆的比重和黏度,提高槽内泥浆液面的高度,加大泥浆对槽壁的侧压力, 达到不继续塌方的目的即可.2)不能稳定的较大量的塌方,应该果断地采取重新造壁,重新成槽的办法:向槽内回填质量较好的黏土,边回填边用冲击锤夯实,经过一定时间(3～7d)的沉实,再重新成槽.5接头管绕灰,进灰,固管地连墙工程是由若干个自然段组成的,段与段间连接处理是很关键的.较常采用的为接头管连接,所谓接头管就是和设计墙厚等宽的钢制圆管,管子分段制作,销孑L连接成整体.槽段完成后,在槽的一端或两端安放接头管,然后吊装钢筋笼,布设导管浇注混凝土,边浇注,边拔接头管,留下一个半圆形凹面与下一槽段连接,往复进行,形成完整的地下连续墙.在施工过程中,如因操作不慎,可能出现接头管背后绕灰,接头管内进灰,接头管固结在混凝土中等情况.5.1接头管绕灰1)接头管背后绕灰的原因.成槽过程中,由于垂直度控制不严,槽体倾斜偏大,修槽后槽体宽度大于接头管直径,使接头管与槽壁间出现较大缝隙.在浇注混凝土过程中,混凝土压入管子后面形成绕灰,如图2所示. 接头管处槽壁出现流沙或局部塌方,接头管与槽壁间形成空洞造成绕灰,如图3所示.接头管上浮或拔管过早,混凝土尚未结硬,管拔出后,混凝土塌人管位造成绕灰,如图4所示. 1-1图2修槽后绕灰1.1图3局部塌方绕灰1.1图4拔管过早绕灰槽端部在成槽过程中偏位较大,管与壁间不能第12期任振东,等:地连墙质量通病的预防和处理?l03? 贴紧,混凝土从接头管两侧压人管后造成绕灰,如图5所示.2)绕灰预防措施.1一l图5成槽过大绕灰①严格控制垂直度和超挖,欠挖情况,不能使接头管与槽壁间形成间隙.②成槽过程中严格控制泥浆质量,防止局部塌方而绕灰.③严格控制接头管拔管时间,初始拔管应作回落试验,避免拔管过早,造成混凝土坍塌.3)绕灰处理方法.①在混凝土结硬前使用旋挖钻机进行破坏,然后将破碎的混凝土排出槽外.②如果混凝土已结硬,使用冲击钻将其凿碎.5.2接头管进灰1)进灰的原因.①接头管安装时,应插入土中20～30cm,如果接头管插入土中深度很浅或根本未插入土中,在浇混凝土时,混凝土压入接头管中.②拔管过程中,拔管时间过早,混凝土成流动状态被压人管中.2)进灰预防措施.①吊装接头管时,当管到底之前要冲击一下,使管底插入土中20～30CIl'l.②接头管安装就位后,向管内灌碎石,高度50em左右,增加管内抵抗混凝土进管的阻力.5.3接头管固结在混凝土中1)产生固管的原因.①没有很好地掌握混凝土的初凝时间,拔管时间太晚.②没有认真掌握和分析顶拔力和混凝土之间摩阻力大小的关系,顶拔力应大于摩阻力,否则就会产生固管.2)固管预防措施.①认真掌握混凝土初,终凝时间,混凝土初凝后应马上启动拔管.②拔管时,应先试拔,拔起20～30cm后,顶拔力卸掉,使管自由回落,观察其回落速度快慢和回落距离大小,回落速度快,落距大,说明拔管尚早.③拔管时要掌握顶拔力大小,观察顶升机压力表读数,一般情况下,30m的接头管(西1000～1200mm)其顶拔力在1200kN左右,顶升机压力一般在8～12MPa.④拔管时间与顶升设备顶力的大小,做到相互适应.3)结合工程实例介绍固管的处理方法.①京唐港#5～#l5泊位由于顶升设备的设计顶力太小(1000kN),出现一次固管,整根管固结在混凝土中,采取的处理措施是:在固管的下一个槽段,靠近接头管处用抓斗抓一深槽,槽深与接头管等深,槽宽2m,然后在接头管另一侧的导墙上安放1个钢横梁,在接头管与钢横梁问安放1 台千斤顶,千斤顶将接头管侧向推移,接头管松动后,用顶升架和吊车将接头管吊出槽外.②首钢京唐公司成品码头一期一步和一期二步工程发生两起固管,一期使用振动打桩锤夹持在接头管顶部临时焊接的钢板上,进行振动拔管,通过振动力使接头管与混凝土脱离,然后将接头管吊出.另一起固管是在拔管过程中,联结销子拔断,最后一节管悬空固结在混凝土中,看不见,摸不着,该管处理难度较大.处理方法如下:先用冲击钻机的50kN冲击锤施以偏心冲击力,冲击接头管顶部,如图6所示.接头管受到偏心冲击力后松动, 而且向外侧倾斜,接头管与混凝土问产生了较大缝隙,如图7所示.冲击一段时间后,检测接头管偏位情况.当接头管离开混凝土30am时,由于管顶倾斜,冲击锤落在斜面就下滑,冲击效果很差,采取了在冲击锤底,加焊钢靴的方法,使钢靴冲插在?l04?水运工程2009生接头管与混凝土的缝隙中,如图8所示.经过反复冲击,接头管离开混凝土面达1m时,用液压抓斗抓住接头管顶部,抓出接头管.槽段边线l—l图6冲击接头管顶部1-1图7接头管与混凝土间产生较大缝隙6地连墙接头漏水漏砂【_2】6.1出现漏水漏砂的原因1)接头部位处理不认真,在下一段地连墙施工前没有对接头进行刷壁处理,或处理不彻底,在两段混凝土问形成夹层.2)槽内沉渣太厚,在浇注混凝土到顶时,混凝土的浮托力减小,小于沉渣重量时,就会把沉渣挤在两段混凝土之间,形成软弱夹层.出现渗水,漏砂的部位,大都在设计混凝土顶面以下1～1.51TI范围内,第2种原因是主要的.t?l图8加焊钢靴后冲击6.2防范措施1)接头管拔出后,用略小于接头管直径的旋挖钻进行清孔.2)相邻段槽段成槽完毕后,用接头刷或接头刮板清除混凝土壁上的附着物.3)尽量提高混凝土浇注时的落差高度,以增加混凝土浇注过程中的外压力.4)混凝土浇注距设计顶高程3m范围内,尽量缩小导管在混凝土中的埋深(在任何情况下,都不得小于1m),使沉渣能够被混凝土顺利地托上来.6.3处理方法用风镐彻底清除夹层,处理范围:各边超出夹层范围l5～20cm,凿到坚实混凝土,用高压水冲洗干净,支好模,补浇强度高一级的混凝土.7结语地连墙码头经过十几年的发展,施工工艺日益成熟,已经基本掌握了地连墙质量通病产生的原因,积累了多种行之有效的预防措施和应对质量通病的处理方法.但预防重于处理,施工中要做好各种预防措施,使地连墙码头得到更为广泛的应用和发展.参考文献:[1】JTJ268—1996水运工程混凝土施工规范【S].[2]吴相忠.最新水运工程施工技术规范与测量质量检验标准实用手册【MJ.北京:人民交通出版社,2009.(本文编辑武亚庆)。