第六章 止水-6.2鋼板樁的止水性

6.2鋼板樁的止水性

鋼板樁的鎖口部從止水性方面來講,沒有縫隙完全咬合的狀態是最理想的,但是從打設上考慮,制造時多少留有一些富裕。

鎖口的咬合狀態如圖-3.6.5那樣劃分。根據實驗知道,與正常狀態相比,壓縮、拉伸狀態的過水量極少。鋼板樁自身有相當的止水性,打設后,由于水中浮游物或土砂的填充效果,止水性更高。但是,鋼板樁背后只有水或者土粒較粗時,這種效果需要等待很長吋間,所以通過預先在鋼板樁的鎖口部采用止水材的方法等來提高止水性。

6.2.1影響止水性的因素

鋼板樁的止水效果由于各種因素而變化。以下列舉一些。

(1)與鋼板樁相關的因素

(i)鋼板樁的銹蝕程度

(ii)鋼板樁的彎曲,翹曲

(2)與施工環境相關的因素

(i)水壓力

(ii)水質(濁度

(iii)土質(入土地基,背面土砂)

(iⅴ)鋼板樁的鎖口內土砂的堵塞程度

(3)與施工相關的因素

(i)鋼板樁的咬合狀態

(ii)鋼板樁的傾斜,旋轉

6.2.2提高止水性

(1)堵塞效果

進行鋼板樁墻等圍堰工程時,已知過水量隨時間減少。這種現象如前所述,是由于鋼板樁的鎖口間隙被粘土、砂、垃圾等堵塞,自然地提高了止水性,稱為堵塞效果。

堵塞效果隨鋼板樁的背后條件有顯著不同。一般,背后為土砂時,與水相比堵塞效果更好,粒徑分布越好的土砂堵塞效果越好。與其相對,背后是水時,因為僅能期待水中的微粒土砂或浮游物的堵塞效果,其效果需要很長時間才能體現。

(2)止水材料

止水材料是在鋼板樁打設前,事先在鎖口內涂布的,能提高止水效果的材料,市販有各種各樣的材料。以下列出一些被較多采用的產品的概要。

(i)                   各類型的樁鎖(日本化學涂料(株))

以下所示的各類型的樁鎖可以使用在主體和臨時設施兩方面,即時在臨時設施的鋼板樁上涂布時,也可用水沖法或刮刀除去。其次,各型號在一次膨潤后即使干燥了,再度遇水還是會反復膨潤,所以可以用在干燥濕潤循環的地方各類型的特征及涂布量大體如下。

a)       樁鎖(含溶劑型)

樁鎖是以合成樹脂為主要成分,混合了膨潤劑,填充劑,溶劑等的涂料化的材料,澆入鋼板樁的鎖口部,用刷子涂刷開后,經過一晚讓其自然干燥,溶劑蒸發后形成有彈性的硬膜。打設好1~2小時后開始膨潤,大約24小時后重量上膨潤到原來的約20倍,從而獲得止水性。

具有涂布后不容易呈液態,可以長期保存的特征。

b)       樁鎖NS(無溶劑型)

樁鎖NS的主要成分是特殊的合成樹脂,流入鋼板樁的鎖口部后,讓其自然干燥,吸收空氣中的水分形成橡膠狀的硬化涂膜。添加硬化促進劑的話,硬化時間在春,夏,秋季約一晚,冬季和寒冷地帶一晚到二晚硬化。打設好12小時后開始膨潤,大約24小時后重量上膨潤到原來的約6倍,從而獲得止水性。其特征是不含低沸點的溶劑

c)       樁鎖NS-2(超速干二液性無溶劑型)

樁鎖Ns2是使樁鎖NS呈二液性從而具有速干性。主劑、硬化劑按1混合涂刷后形成橡膠狀的硬化涂膜(常溫4小吋內)。其他性質與樁鎖NS類似

表36.1各型號樁鎖的標準涂布量(鋼板樁鎖口部兩側每1m)

(ii)各類型的化學保護(三洋化成工業(株))

a)       化學保護U-1(主要面向主體設施,溶劑型)

化學保護U-1的主要成分是特殊的聚氨酯甲酸乙酯樹脂液,用刷子在鋼板樁的鎖口部涂刷,讓其自然干燥。養護時間大體上春,夏,秋季約1天,冬季約2天。鋼板樁的鎖口部所涂的涂膜遇水立即膨潤,約20小時后厚度上約為原來的8倍,重量約為10倍,在打設后經過約一天開始發揮止水效果。

涂布量大致上1塊鋼板樁(鎖口部兩側)每1m長約400g(I型,IV型)。涂在臨時設施的鋼板樁上時,因為與鋼板樁的粘結性好,拔出后的除膜作業困難,所以必須盡快除掉

b)       化學保護U-7(主要面向主體設施,無溶劑型)

化學保護U-7的主要成分是一液濕氣硬化的特殊的聚氨酯甲酸乙酯樹脂液,從油罐倒入鋼板樁的鎖口部后,讓其自然干燥。養護時間大致上約2天,寒冷時用化學保護硬化劑作為添加劑,可以加速硬化。鋼板樁的鎖口部所涂的涂膜遇水立即膨潤,約20小時后重量上約為原來的4倍,從而發揮止水效果。

涂布量大致上1塊鋼板樁(鎖口部兩側)每1m長約200g。用于臨時設施的鋼板樁上時,因為和化學保護底層一起使用,可以減輕鋼板樁拔出后的除膜作業

(ii)                 各類型的人工超級密封(旭電化工業(株))

a)       人工超級密封A-50(主要面向主體設施,無溶劑型)

人工超級密封A-50是以特殊的聚氨酯甲酸乙酯系樹脂為主要成分的濕氣硬化型的液態止水材料,直接澆入鋼板樁的鎖口部讓其自然干燥。使用量大致上1塊鋼板樁(鎖口部兩側)每1m長約200g。

人工超級密封A-50與大氣中的水分起化學反應,形成富有彈性的硬化物硬化時間大概為半天到1天左右。冬季硬化時間較長,為了縮短硬化時間,根據需要可以同時使用專用的觸媒,這是指觸時間為2~4小時左右。硬化的人工超級密封A-50接觸到水后開始徐徐膨脹,1天后體積膨脹5倍,從而發揮其止水性。

人工超級密封A-50即使干燥后,遇水會重復膨脹,所以剝離困難時澆水讓其膨脹后除去。

b)       人工超級密封KM-(修補漏水處用,紐狀橡膠型)

人工超級密封KM-φ用遇水膨脹性橡膠做成的紐狀的止水材料,通過吸水膨脹發揮止水效果。鋼板樁打設后,如圖-3.6.6所示,用約為開口1.2倍直徑的人工超級密封KMφ拉伸后塞入漏水位置使用。

(3)其他

前述的方法著眼于鋼板樁的鎖口間隙來提高止水性。作為其他方法,還有象雙層墻或鋼板樁單元那樣通過有填土的墻體來提高止水性的方法。特別是采用鋼板樁單元時填土壓力還使鋼板樁處于拉伸狀態,所以說止水性較好

圖-3.6.7表示了將雙層圍堰的止水效果與單層墻進行比較的水密性試驗的結果可知雙層圍堰的止水效果極好。