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膨脹密封膠及全斷面注漿管在地下工程中的應(yīng)用

文檔作者：貢浩平1 李雄威2 錢(qián)紅萍2 文檔來(lái)源： 1. 常州市城鄉(xiāng)建設(shè)局 2. 常州工學(xué)院土木建筑工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年11月16日
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上一篇：膨脹土錨索止?jié){塞施工工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

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７０
施　工　技　術(shù)
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１６ 年１０ 月上
第４５ 卷　第１９ 期
ＤＯＩ：１０?? ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１６１９００７０
膨脹土錨索止?jié){塞施工工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究
馬一霽１，王武剛２，姚智全２，左懷西２
（１． 云南精誠(chéng)更善拆除工程有限責(zé)任公司，云南　昆明?。叮担埃埃埃?；
２． 中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所，北京　１０００１３）
［摘要］ 利用具有高膨脹率的膨脹土作為原材料，發(fā)明出一種膨脹土錨索止?jié){塞。該止?jié){塞放置在錨索自由段和
錨固段交界處和錨索一起放入錨孔中。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到注漿壓力、注漿量和返漿／ 漏漿量之間的關(guān)系。結(jié)果表
明，水泥漿的注漿量得到了保證，錨索承載力也得到了提高。
［關(guān)鍵詞］ 基坑；膨脹土；錨索；止?jié){塞；施工工藝；試驗(yàn)
［中圖分類(lèi)號(hào)］ ＴＵ７５３ ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ Ａ　　　?。畚恼戮幪?hào)］ １００２?８４９８（２０１６）１９?００７０?０３
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ａｎｃｈｏｒ Ｓｔｏｐｐｅｒ Ｐｌｕｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ Ｅｘｐａｎｓｉｖｅ Ｓｏｉｌ
Ｍａ Ｙｉｊｉ１，Ｗａｎｇ Ｗｕｇａｎｇ２， Ｙａｏ Ｚｈｉｑｕａｎ２， Ｚｕｏ Ｈｕａｉｘｉ２
（１． Ｙｕｎｎａｎ Ｓｉｎｃｅｒｅ Ｍｏｒｅ Ｇｏｏｄ Ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ． ， Ｋｕｎｍｉｎｇ， Ｙｕｎｎａｎ?。叮担埃埃埃埃?Ｃｈｉｎａ；
２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｂｅｉｊｉｎｇ?。保埃埃埃保常?Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ｓｏｉｌ ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｉｎｖｅｎｔ ａ ｓｔｏｐｐｅｒ ｐｌｕｇ． Ｔｈｅ ｓｔｏｐｐｅｒ ｐｌｕｇ ｗａｓ ｓｅｔ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｎｃｈｏｒ ｃａｂｌｅ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｓｌｕｒｒｙ
ｑｕａｎｔｉｔｙ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｗａｓ ｅｎｓｕｒｅｄ ａｎｄ ａｎｃｈｏｒ ｃａｂｌｅ ｂｅａｒｉｎｇ
ｃａｐａｃｉｔｙ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ； ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ｓｏｉｌ； ａｎｃｈｏｒ ｃａｂｌｅ； ｓｔｏｐｐｅｒ ｐｌｕｇ； ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ； ｔｅｓｔｓ
［作者簡(jiǎn)介］ 馬一霽，工程師，Ｅ?ｍａｉｌ：ｗｗｇｙｙ６６＠１２６． ｃｏｍ ［通訊作者］ 王武剛，工程師，Ｅ?ｍａｉｌ： ｗｗｇｄｄ１＠１６３． ｃｏｍ ［收稿日期］ ２０１５?１１?０６
０　引言
隨著城市建設(shè)步伐的加快，基坑工程的發(fā)展愈
發(fā)迅速，同時(shí)也涌現(xiàn)了許多問(wèn)題，如對(duì)深基坑采用
排樁＋ 錨桿的支護(hù)形式時(shí)，預(yù)應(yīng)力錨索在設(shè)計(jì)和施
工中通常分成自由段和錨固段，錨桿和土體之間的
承載力是保證支護(hù)結(jié)構(gòu)安全的先決條件，在一些軟
土地區(qū)及黏土和粉土分布較廣的地區(qū)，由于一次注
漿之后錨索的承載力較低，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求，為
了提高錨桿的承載力，往往采用二次或多次高壓注
漿的方法實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中，苦于找不到能夠起
到較好止?jié){效果的止?jié){塞，在進(jìn)行二次或多次高壓
注漿時(shí)，會(huì)出現(xiàn)孔口返漿、漏漿等現(xiàn)象，使得承載力
提高效果并不理想，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的注漿效果，
錨固體承載力也無(wú)法保證。因此，研究出一種能夠
放置在錨索自由段和錨固段之間的止?jié){塞是十分
必要的。
本文利用具有高膨脹率的膨脹土作為原材料，
發(fā)明出一種膨脹土錨索止?jié){塞。這種膨脹土錨索
止?jié){塞的特點(diǎn)就是充分發(fā)揮膨脹土遇水產(chǎn)生高膨
脹率的特點(diǎn)，將止?jié){塞放置在錨索自由段和錨固段
交界處，結(jié)合錨索的成孔直徑，將制作成的膨脹土
錨索止?jié){塞和錨索纏繞在一起放入錨孔中，通過(guò)設(shè)
置不同的注漿壓力來(lái)獲得注漿壓力、注漿量和返
漿／ 漏漿量之間的關(guān)系以檢驗(yàn)膨脹土止?jié){塞的止?jié){
效果，并在錨索養(yǎng)護(hù)期后對(duì)其進(jìn)行承載力極限抗拔
試驗(yàn)，以檢驗(yàn)增加膨脹土錨索止?jié){塞后的錨索承載
力狀況。
目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于膨脹土止?jié){塞的研究文獻(xiàn)未
報(bào)道，大多只是對(duì)各地區(qū)的膨脹土進(jìn)行試驗(yàn)研究，
這也為膨脹土錨索止?jié){塞的研究起到了鋪墊作用。
Ａｍｅｒ Ａ ＡＩ?Ｒａｗａｓ 等［１］ 對(duì)北歐地區(qū)膨脹土進(jìn)行
了研究，建立和驗(yàn)證了膨脹變形與初始干密度、初
始含水率和垂直壓力的定量關(guān)系的可行性。楊和
平等［２］ 對(duì)楚大公路滑坡膨脹土進(jìn)行土性試驗(yàn)研究，
分析并提出膨脹土在變形過(guò)程中的形變模量新指
標(biāo)。謝云等［３］ 對(duì)南陽(yáng)重塑膨脹土進(jìn)行了三向膨脹
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 力試驗(yàn)研究，得到了膨脹力與初始含水率和干密度
２０１６ Ｎｏ． １９ 馬一霽等：膨脹土錨索止?jié){塞施工工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究 ?。罚?
的關(guān)系式。楊慶等［４］ 通過(guò)對(duì)黑山土和梅山土重塑
試樣進(jìn)行試驗(yàn)，分析膨脹力、含水量及吸附強(qiáng)度之
間的關(guān)系規(guī)律，優(yōu)化了非飽和膨脹土抗剪強(qiáng)度公
式。韋秉旭等［５］ 采用側(cè)限有荷膨脹試驗(yàn)，推導(dǎo)出了
用來(lái)計(jì)算膨脹土路堤隨含水量以及上部荷載變化
而變形的本構(gòu)模型。范臻輝等［６?７］ 通過(guò)實(shí)施不同初
始干密度、初始含水率在不同垂直壓力下膨脹土的
膨脹變形試驗(yàn)，建立了南寧膨脹土膨脹率的實(shí)用性
較強(qiáng)的三元回歸方程。
１　膨脹土止?jié){塞止?jié){作用機(jī)理
１?? １　膨脹土止?jié){塞材料選擇
１?? １?? １　自由膨脹率
根據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ／ Ｔ５０１２３—１９９９，
膨脹土自由膨脹率的計(jì)算見(jiàn)式（１）：
δ ＝ ΔＨ
Ｈ０
× １００％ （１）
式中：ΔＨ 為土樣膨脹后高度變化量（ｍｍ）；Ｈ０ 為膨
脹土樣的初始高度（ｍｍ）。
１?? １?? ２　膨脹率試驗(yàn)結(jié)果與分析
本次試驗(yàn)土樣取自云南紅河州蒙自，通過(guò)試驗(yàn)
得到該地區(qū)膨脹土的膨脹特性，如表１ 所示。
表１　膨脹土膨脹特性室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果
Ｔａｂｌｅ １　Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ％
試驗(yàn)項(xiàng)目１ ２ ３ ４ ５
自由膨脹率１３８ １１７ １３２ １１２ １１６
由表１ 可知，該地區(qū)膨脹土的自由膨脹率最大
可達(dá)１３８％，屬于高膨脹率膨脹土，即膨脹性潛勢(shì)較
大，遇水之后體積會(huì)大幅度膨脹，從而使得該地區(qū)
的膨脹土有作為止?jié){塞的充分性。
１?? ２　膨脹土止?jié){塞受力機(jī)理分析
１?? ２?? １　膨脹土止?jié){塞作用機(jī)理分析
在進(jìn)行一次注漿的過(guò)程中，膨脹土錨索止?jié){塞
遇到水泥漿之后，沿著止?jié){塞徑向會(huì)發(fā)生體積膨
脹，在錨索自由段和錨固段產(chǎn)生一段“擴(kuò)大頭”，對(duì)
周?chē)翆赢a(chǎn)生擠密效應(yīng)，增強(qiáng)了止?jié){塞和周?chē)馏w
之間的黏結(jié)作用，當(dāng)在孔底進(jìn)行二次或多次高壓注
漿時(shí)，由于膨脹土止?jié){塞的作用，水泥漿無(wú)法從該
處流出，只能向四周擴(kuò)散，從而提高了錨索錨固段
的注漿量，并在錨索養(yǎng)護(hù)期后對(duì)其進(jìn)行承載力極限
抗拔試驗(yàn)，增加膨脹土錨索止?jié){塞后的錨索承載力。
１?? ２?? ２　膨脹土止?jié){塞力學(xué)機(jī)理分析
為了更好地發(fā)揮膨脹土錨索止?jié){塞的作用，本
文將烘干之后的膨脹土放入具有一定拉力的土工
布中，然后將含有膨脹土的土工布袋纏繞在自由段
與錨索錨固段分界處，當(dāng)膨脹土遇水后會(huì)發(fā)生膨
脹，膨脹力和錨索孔壁發(fā)生徑向作用，當(dāng)注漿壓力
沿軸向作用于止?jié){塞上時(shí)，膨脹土和錨索孔壁之間
產(chǎn)生的徑向膨脹力一方面可以增加止?jié){塞和孔壁
的徑向壓力作用阻止止?jié){塞移動(dòng)，另一方面可以更
好地達(dá)到密封性，在進(jìn)行二次或多次高壓注漿時(shí)，
孔口不會(huì)返漿。膨脹土止?jié){塞的具體受力機(jī)理分
析如圖１ 所示。
圖１　止?jié){塞受力分布示意
Ｆｉｇ． １　Ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｔｏｐｐｅｒ ｐｌｕｇ
由圖１ 可知，膨脹土止?jié){塞在理論上可行的條
件有２ 個(gè)。
１）止?jié){塞和孔壁之間的側(cè)摩阻力要大于二次
或多次高壓注漿作用在其上的軸力，即
τｓｐ ≥ Ｐｃｇ （２）
其中，
τｓｐ ＝ μＮｓｐｌ （３）
式中：Ｐｃｇ為高壓注漿壓力（ｋＰａ）；Ｎｓｐ 為單位長(zhǎng)度膨
脹土止?jié){塞作用于孔壁的力（ｋＮ／ ｍ３ ）；τｓｐ 為膨脹土
和孔壁之間的側(cè)摩阻力（ｋＰａ）；μ 為膨脹土與孔壁之
間的側(cè)摩阻系數(shù)； ｌ 為膨脹土錨索止?jié){塞長(zhǎng)度（ｍ）。
２）膨脹土止?jié){塞的密封性要好。結(jié)合膨脹土
止?jié){塞的初始直徑和膨脹土的膨脹率，當(dāng)整個(gè)止?jié){
塞發(fā)生膨脹穩(wěn)定之后的擴(kuò)展直徑至少要大于孔口
直徑，這樣一方面可以達(dá)到密封的效果，另一方面
可以發(fā)揮膨脹土的膨脹力作用，即膨脹土止?jié){塞和
孔壁之間的空間關(guān)系需滿足：
Ｄｅｓδｔ ≥ Ｄ （４）
式中： Ｄｅｓ 為膨脹土止?jié){塞初始直徑（ｍｍ）； δｔ 為膨
脹土徑向膨脹率； Ｄ 為錨索孔孔壁直徑（ｍｍ）。
通過(guò)以上分析，充分考慮膨脹土的膨脹率及止
漿塞構(gòu)造，運(yùn)用膨脹土的膨脹特性，將膨脹土作為
錨固段止?jié){塞理論上可行。
２　膨脹土錨索止?jié){塞施工工藝試驗(yàn)研究
２?? １　止?jié){塞構(gòu)造
結(jié)合預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索的構(gòu)造，以４ 束鋼絞線
錨索為例，膨脹土止?jié){塞與無(wú)黏結(jié)鋼絞線的空間關(guān)
系如圖２ 所示。
２?? ２　膨脹土止?jié){塞工程應(yīng)用研究
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 依據(jù)止?jié){塞的構(gòu)造及與鋼絞線之間的空間位
?。罚?施工技術(shù) 第４５ 卷
圖２　止?jié){塞與鋼絞線空間關(guān)系
Ｆｉｇ． ２　Ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｔｏｐｐｅｒ ｐｌｕｇ
ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒａｎｄ
置關(guān)系，加工之后應(yīng)用于工程中的膨脹土止?jié){塞如
圖３ 所示。
圖３　膨脹土止?jié){塞工程應(yīng)用
Ｆｉｇ． ３?。粒穑穑欤椋悖幔簦椋铮?ｏｆ ｓｔｏｐｐｅｒ ｐｌｕｇ
２?? ３　膨脹土止?jié){塞施工工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果及分析
檢驗(yàn)膨脹土止?jié){塞的止?jié){效果主要從２ 個(gè)方面
進(jìn)行：①利用膨脹土的膨脹特性，當(dāng)對(duì)錨索進(jìn)行高
壓注漿時(shí)，孔口以及自由段是否出現(xiàn)返漿；②當(dāng)止
漿塞起到不返漿的效果之后，錨固段的注漿量、錨
固體的極限抗拉承載力是否得到保證。
２?? ３?? １　止?jié){塞密封性現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
本文以云南省某實(shí)際基坑支護(hù)工程為依托，進(jìn)
行了多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，通過(guò)設(shè)置不同的注漿壓力來(lái)檢
驗(yàn)膨脹土止?jié){塞的止?jié){效果。在錨索自由段和錨
固段未添加膨脹土止?jié){塞，只對(duì)孔口進(jìn)行封堵時(shí)，
孔口易出現(xiàn)返漿／ 漏漿現(xiàn)象；在添加膨脹土止?jié){塞
之后，孔口無(wú)須進(jìn)行封堵，在較大注漿壓力作用下
（最大可達(dá)３?? ２ＭＰａ），孔口并未出現(xiàn)返漿／ 漏漿現(xiàn)
象，這說(shuō)明在膨脹土止?jié){塞作用下，注漿壓力能夠
提升，注漿量能夠保證且孔口不出現(xiàn)返漿／ 漏漿，證
明膨脹土止?jié){塞止?jié){效果的工程應(yīng)用有效性。
２?? ３?? ２　止?jié){塞保證注漿量及承載力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
當(dāng)膨脹土錨索止?jié){塞起到止?jié){效果之后，注漿
量的保證是錨索承載力提高的前提，具體的注漿壓
力和注漿量以及承載力提高比例如圖４ 所示。
由圖４ 可知，在膨脹土止?jié){塞的作用下，二次高
壓注漿的注漿壓力得到了保證，使得錨固段的注漿
量得到保證，進(jìn)一步提高錨索的承載力，為基坑支
護(hù)工程的安全和穩(wěn)定提供了保障。
３　結(jié)語(yǔ)
１）通過(guò)研究膨脹土錨索止?jié){塞受力機(jī)理，提出
圖４　注漿壓力和注漿量的對(duì)應(yīng)關(guān)系
Ｆｉｇ． ４　Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｔｙ
　　　
其止?jié){可行性的２ 個(gè)重要先決條件。
２）通過(guò)設(shè)置不同的注漿壓力來(lái)檢驗(yàn)膨脹土止
漿塞的止?jié){效果，即注漿壓力、注漿量和返漿／ 漏漿
量的關(guān)系，并由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可知，在高壓注漿壓力（可
達(dá)３?? ２ＭＰａ）作用下，孔口返漿／ 漏漿量為０，這說(shuō)明
在實(shí)際工程中，止?jié){塞的穩(wěn)定性和密封性較好，同
時(shí)，較大幅度地提高了注漿量，進(jìn)一步提高錨固段
承載力，為基坑支護(hù)工程等應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索較多的
工程提供較高的安全儲(chǔ)備。
３）止?jié){塞保證了自由段長(zhǎng)度，可以很好地控制
預(yù)應(yīng)力和位移，為基坑工程的施工質(zhì)量及安全提供
了保障。
參考文獻(xiàn)：
［ １ ］　ＡＭＥＲ Ａ ＡＩ?ＲＡＷＡＳ， ＩＮＧＥＢＯＲＧ ＧＵＢＡ， ＭＣＧＯＷＮ Ａ．
Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｘｐｅｎｓｉｖｅ ｓｏｉｌｓ ａｎｄ
ｒｏｃｋｓ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｏｍａｎ［Ｊ］． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｙ， １９９８（５０）：
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［ ７ ］　肖宏彬，范臻輝，王永和，等． 膨脹土單向浸水膨脹規(guī)律的試
驗(yàn)研究［Ｃ］ ／ ／ 全國(guó)地基處理學(xué)術(shù)討論會(huì)，２００４．
????????????????????????????????????????
??????????????
????????????????????????????????????2011 年1 月
第40 卷第2 期
施工技術(shù)
CONSTRUCTION TECHNOLOGY 69
膨脹密封膠及全斷面注漿管在地下
工程中的應(yīng)用
貢浩平1 ，李雄威2 ，錢(qián)紅萍2
(1. 常州市城鄉(xiāng)建設(shè)局，江蘇常州213000; 2. 常州工學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，江蘇常州213002)
［摘要］對(duì)常州客運(yùn)中心預(yù)留地鐵站房工程中施工縫的施工處理措施進(jìn)行研究，介紹了所使用的膨脹密封膠和全
斷面注漿管防水技術(shù)。工程完成后發(fā)現(xiàn)局部存在滲水現(xiàn)象，對(duì)滲水原因進(jìn)行分析。同時(shí)指出對(duì)于多雨地區(qū)，地面
施工環(huán)境復(fù)雜的項(xiàng)目，以及施工單位缺乏相應(yīng)施工管理經(jīng)驗(yàn)的工程，應(yīng)針對(duì)實(shí)際工況調(diào)整施工方案，設(shè)計(jì)中也可以
考慮采用膨脹密封膠和止水鋼板相結(jié)合的方法。
［關(guān)鍵詞］地下工程;施工縫;膨脹密封膠;全斷面注漿管;防水
［中圖分類(lèi)號(hào)］TU443 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A ［文章編號(hào)］1002-8498(2011)02-0069-03
Application of Expansive Sealant and Full Face Injection Pipe
in Underground Engineering
Gong Haoping1 ，Li Xiongwei2 ，Qian Hongping2
(1. Urban and Rural Construction Bureau of Changzhou，Changzhou，Jiangsu 213000，China;
2. School of Civil Engineering ＆ Architecture，Changzhou Institute of Technology，Changzhou，Jiangsu 213002，China)
Abstract: The processing measures of construction joint are studied in underground engineering of
Changzhou Passenger Center. The technology of expansive sealant and full face injection pipe are
introduced. When construction is completed，it is found that there are leakages in part of the joint，and
the causes are analyzed. The results show that the waterproof construction plan should be adjusted in the
engineering such as high-rainfall area，complicated subaerial construction environment，and construction
organizations which are inexperienced. It suggests that sealing steel doors combined with expansive
sealant could be considered in design.
Key words: underground engineering; construction joint; expansive sealant; full face injection pipe;
waterproof
［收稿日期］2010-11-10
［基金項(xiàng)目］江蘇省交通科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(09Y18)
［作者簡(jiǎn)介］貢浩平，常州市城鄉(xiāng)建設(shè)局高級(jí)工程師，江蘇省常州市
行政中心2 號(hào)樓A 座213000，電話: ( 0519 ) 85082092，E-mail:
gonghp@ cz12319. gov. cn
施工縫是結(jié)構(gòu)自防水的薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)后澆帶
施工縫的構(gòu)造方法主要依地下工程大小、深度、平面
形狀、地下水壓力及周?chē)临|(zhì)而定，該部位發(fā)生漏
水，多數(shù)情況是由于施工縫的構(gòu)造形式不當(dāng)，用料不
符及施工過(guò)程的質(zhì)量控制不嚴(yán)。因此，必須認(rèn)真做
好施工縫的防水處理。大量的工程實(shí)踐表明，膨脹
密封膠及全斷面注漿對(duì)于施工縫的處理，在地上單
一工程項(xiàng)目，施工作業(yè)面干凈、干燥及便于協(xié)調(diào)管理
的項(xiàng)目是適用的，特別適用于項(xiàng)目的改擴(kuò)建及加固
工程。
本文主要針對(duì)膨脹密封膠及全斷面注漿管在常
州地下工程施工縫防滲處理的首次應(yīng)用效果展開(kāi)分
析，以期對(duì)類(lèi)似工程的施工和設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn)，并提供
借鑒。
1 工程概況
常州市客運(yùn)中心及綜合配套系統(tǒng)工程地面總建
筑面積106 450m2 ，地下總建筑面積83 670m2 ，工程
項(xiàng)目2009 年3 月開(kāi)工，2010 年5 月竣工。
地下室包含預(yù)留地鐵車(chē)站，車(chē)站長(zhǎng)181. 6m，標(biāo)
準(zhǔn)段寬22. 9m，埋深19. 77m，南北端頭井寬27. 2m，
埋深分別為21. 5，21. 15m。鋼筋混凝土底板厚度
1m，內(nèi)襯墻厚度0. 8 ～ 1m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，
抗?jié)B等級(jí)P10。
地鐵車(chē)站區(qū)域土層從上到下依次為粉土夾粉
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
70 施工技術(shù)第40 卷
圖1 施工縫防滲措施
Fig. 1 Waterproof measures of construction joint
砂，粉砂，黏土，粉質(zhì)黏土。地鐵車(chē)站底板標(biāo)高為
－ 16. 60m，地下室墻板在－ 16. 60 ～ － 4. 40m。底板
處存在承壓水，墻板范圍有強(qiáng)透水層。
2 施工縫構(gòu)造措施
本項(xiàng)目中的地鐵車(chē)站采用單組分水膨脹密封膠
和全斷面出漿注漿管技術(shù)對(duì)施工縫進(jìn)行防滲處理，
施工縫防滲構(gòu)造措施如圖1 所示。
1) SM 水膨脹密封膠是一種單組分、聚氨酯
水膨脹密封膠。用于密封結(jié)構(gòu)接縫和管子滲漏。外
觀呈灰色，應(yīng)用時(shí)呈膠狀物，固化后呈橡膠狀。它可
在潮濕環(huán)境固化，固化時(shí)間取決于溫度和濕度，技術(shù)
性能如表1 所示。
表1 SM 水膨脹密封膠性能指標(biāo)
Table 1 Performance index of SM expansive sealant
性能指標(biāo)值( 固化前)
固含量> 95%
黏度膠狀
密度/ ( kg / dm3 ) (20℃ ) 1. 45
下垂度/23℃ < 3mm
表干時(shí)間/ h < 24
固化后(14d，25℃ ，2mm 厚)
水中膨脹> 350%
施工順序:①首先用鋼絲刷清理基面，清理掉基
面上的水泥殘?jiān)透街母⊥恋?②然后把料筒放
在施工槍槍膛里;③接下來(lái)切除鋁袋包裝的頭部，把
槍嘴安裝在膠槍上;④按需求的施膠直徑切出合適
的出膠嘴;⑤向后拉動(dòng)膠槍的手柄，然后推壓手柄，
以魚(yú)鱗狀的形狀打出均勻膠條;⑥打膠部位按照?qǐng)D
紙要求，需距離注漿管150mm;⑦搭接頭必須連續(xù)
無(wú)缺口。
2)全斷面出漿注漿管一種預(yù)埋注漿管系統(tǒng)，用
于混凝土中的施工縫、冷接縫、管滲漏、地墻之間空隙
等處的永久密封。在施工縫的處理當(dāng)中主要是預(yù)留
滲漏補(bǔ)救手段，當(dāng)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象時(shí)，予以注漿補(bǔ)漏。
灌漿材料可選擇灌注親水性環(huán)氧樹(shù)脂漿液，可以密封
施工縫，注漿管外徑12mm;內(nèi)徑8mm;30% 變形時(shí)的
壓力> 7MPa;重約71t /m;工作溫度< 70℃。
施工順序:①清理掉基面上的水泥殘?jiān)透街?
的浮土等。②用大力鉗剪下合適長(zhǎng)度的IT 管，按照
圖紙要求每段回路為4m。③把外層織物理順，用力
套入藍(lán)色喇叭接口，可以試一下抗拉性能，并確認(rèn)已
經(jīng)插入到底。④在喇叭的另一端套上PVC 增強(qiáng)注
漿管。⑤按照施工縫的方向布置IT 管，IT 管距離背
水面150mm 安裝。注意綠色的IT 管本身不能露出
將要澆筑的混凝土體，同時(shí)確保PVC 管暴露在混凝
土體外，以便將來(lái)注漿。⑥每隔一段距離用水泥釘
固定夾或鐵絲固定，2 個(gè)固定點(diǎn)之間的距離應(yīng)≤
30cm。相鄰兩個(gè)回路，IT 管的末端須重疊至少
10cm。⑦把暴露在外的PVC 管安裝在注漿接口盒
內(nèi)，以方便日后注漿使用。
3 處置效果分析
施工完成后經(jīng)3 個(gè)月觀測(cè)，施工縫局部滲水，大
部分區(qū)域防水效果較好。
3. 1 滲水原因
分析滲水原因，主要是水膨脹密封膠的施工出
現(xiàn)問(wèn)題。
水膨脹密封膠是一種被動(dòng)防水措施，當(dāng)水滲入
時(shí)膨脹，堵塞滲水通道，水膨脹密封膠施工質(zhì)量的優(yōu)
劣直接決定施工縫滲水與否。施工中存在的問(wèn)題主
要表現(xiàn)在以下方面。
1)施工現(xiàn)場(chǎng)水膨脹密封膠的打膠質(zhì)量難以保
證，由于工期緊張，現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度較快，打膠往往是
在鋼筋綁扎的過(guò)程中實(shí)施，出現(xiàn)膠條粗細(xì)不均，位置
偏移等現(xiàn)象。
2)由于地鐵工程的施工場(chǎng)地經(jīng)常出現(xiàn)積水現(xiàn)
象，特別是遇到降雨過(guò)程，普遍出現(xiàn)積水和積污，這
使得膨脹密封膠發(fā)生預(yù)膨脹，而人工清水、清污又常
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
2011 No. 2 貢浩平等:膨脹密封膠及全斷面注漿管在地下工程中的應(yīng)用71
會(huì)破壞已打好的膠條。
3) 施工過(guò)程中各工種配合和施工程序的不當(dāng)
經(jīng)常造成膨脹密封膠缺失、損壞，引起質(zhì)量缺陷。
而當(dāng)施工縫出現(xiàn)滲水現(xiàn)象后，全斷面出漿注漿
管也難以發(fā)揮預(yù)期作用。施工過(guò)程中，在鋼筋綁扎
完畢，封模過(guò)程中，注漿用的PVC 管基本都被澆筑
在混凝土當(dāng)中，拆完模板無(wú)法準(zhǔn)確找出PVC 管進(jìn)行
注漿。針對(duì)滲水現(xiàn)象，施工單位采取的補(bǔ)救措施還
是傳統(tǒng)的注漿補(bǔ)漏方法。
3. 2 施工建議
綜上所述，針對(duì)常州的氣候和地質(zhì)條件，以及當(dāng)
前施工和監(jiān)理的組織管理水平，對(duì)膨脹密封膠及全
斷面注漿管的施工建議如下。
1) 膨脹密封膠的打膠作業(yè)時(shí)間，可以選擇在綁
扎鋼筋之前進(jìn)行，但施工縫必須清理干凈，不得積
水、積污，并預(yù)先彈線，統(tǒng)一施膠直徑，打膠完成的施
工段，需用U 形遮蓋物保護(hù)，并在封模之前取出，對(duì)
于多降雨地區(qū)及地面容易積水區(qū)域，膨脹密封膠需
噴撒緩膨劑，延緩膨脹。
2) 全斷面注漿管的注漿接口盒需固定在模板
上，并做好標(biāo)記，模板拆除后由專(zhuān)人及時(shí)標(biāo)注，以備
注漿補(bǔ)漏。
3) 施工組織管理中需加強(qiáng)各工種的協(xié)調(diào)，防止
破壞膨脹密封膠及全斷面注漿管，封模前需逐段檢
查，發(fā)現(xiàn)膨脹密封膠及全斷面注漿管損壞、缺失的部
位，需及時(shí)修補(bǔ)完善。
4) 膨脹密封膠是被動(dòng)防水，而全斷面注漿管也
只是滲水補(bǔ)救的一種方法。建議多雨地區(qū)及富含地
下水的地下工程中，水平施工縫的處理可以考慮采
用膨脹密封膠和止水鋼板相結(jié)合的方法，實(shí)施主動(dòng)
防水與被動(dòng)防水的結(jié)合。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)工程實(shí)踐表明，膨脹密封膠及全斷面注漿
管在地下工程的應(yīng)用中，需具有針對(duì)性，對(duì)于多雨地
區(qū)，地面施工環(huán)境復(fù)雜的項(xiàng)目，以及施工單位缺乏相
應(yīng)施工經(jīng)驗(yàn)的工程應(yīng)調(diào)整施工方案，使膨脹密封膠
及全斷面注漿管在地下工程中充分發(fā)揮作用。
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17-20.
( 上接第68 頁(yè))
16% 含水率黏土接觸面; 最小界面黏聚力為
0. 25kPa，所對(duì)應(yīng)界面為未水化GCL 與松散態(tài)5% 含
水率黏土接觸界面;最大界面黏聚力為1. 14kPa，所
對(duì)應(yīng)界面為水化GCL 與24% 含水率黏土接觸面。
2) GCL 與不同密實(shí)度條件下風(fēng)干黏土下墊層
的界面摩擦角測(cè)試結(jié)果說(shuō)明，GCL 試樣與密實(shí)態(tài)黏
土的界面摩擦角均大于松散態(tài)界面摩擦角。因而在
實(shí)際施工中，提高墊層土體密實(shí)度對(duì)提高襯墊系統(tǒng)
本身的穩(wěn)定性具有重要意義。
3) 水化后GCL 與重塑濕黏土界面的摩擦角均
小于未水化狀態(tài)，表明水化因素會(huì)削弱界面的摩擦
性能。因此設(shè)計(jì)初期應(yīng)將降雨入滲對(duì)邊坡襯墊系統(tǒng)
產(chǎn)生的影響考慮在內(nèi)。
4) GCL 與黏土下墊層界面的界面摩擦角與黏
聚力均隨含水率的增加先增大后減小，但二者間均
呈現(xiàn)非線性關(guān)系。因此對(duì)于長(zhǎng)期處于濕潤(rùn)狀態(tài)下的
邊坡，應(yīng)特別注意由于內(nèi)摩擦角以及黏聚力降低而
削弱界面之間穩(wěn)定性;針對(duì)此類(lèi)邊坡襯墊，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)
適當(dāng)提高其安全系數(shù)。
5) 斜板試驗(yàn)具有低應(yīng)力試驗(yàn)條件下研究各種
材料界面摩擦特性的優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地模擬填埋場(chǎng)
邊坡的實(shí)際情況，并測(cè)定接觸面的摩擦特性指
標(biāo)———黏聚力c 和內(nèi)摩擦角φ ，試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單易操
作，可重復(fù)性強(qiáng)。
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