第六章 止水-6.2钢板桩的止水性

 第六章 止水-6.2钢板桩的止水性

6.2钢板桩的止水性

钢板桩的锁口部从止水性方面来讲,没有缝隙完全咬合的状态是最理想的,但是从打设上考虑,制造时多少留有一些富裕。

锁口的咬合状态如图-3.6.5那样划分。根据实验知道,与正常状态相比,压缩、拉伸状态的过水量极少。钢板桩自身有相当的止水性,打设后,由于水中浮游物或土砂的填充效果,止水性更高。但是,钢板桩背后只有水或者土粒较粗时,这种效果需要等待很长吋间,所以通过预先在钢板桩的锁口部采用止水材的方法等来提高止水性。

6.2.1影响止水性的因素

钢板桩的止水效果由于各种因素而变化。以下列举一些。

(1)与钢板桩相关的因素

(i)钢板桩的锈蚀程度

(ii)钢板桩的弯曲,翘曲

(2)与施工环境相关的因素

(i)水压力

(ii)水质(浊度

(iii)土质(入土地基,背面土砂)

(iⅴ)钢板桩的锁口内土砂的堵塞程度

(3)与施工相关的因素

(i)钢板桩的咬合状态

(ii)钢板桩的倾斜,旋转

6.2.2提高止水性

(1)堵塞效果

进行钢板桩墙等围堰工程时,已知过水量随时间减少。这种现象如前所述,是由于钢板桩的锁口间隙被粘土、砂、垃圾等堵塞,自然地提高了止水性,称为堵塞效果。

堵塞效果随钢板桩的背后条件有显著不同。一般,背后为土砂时,与水相比堵塞效果更好,粒径分布越好的土砂堵塞效果越好。与其相对,背后是水时,因为仅能期待水中的微粒土砂或浮游物的堵塞效果,其效果需要很长时间才能体现。

(2)止水材料

止水材料是在钢板桩打设前,事先在锁口内涂布的,能提高止水效果的材料,市贩有各种各样的材料。以下列出一些被较多采用的产品的概要。

(i)                   各类型的桩锁(日本化学涂料(株))

以下所示的各类型的桩锁可以使用在主体和临时设施两方面,即时在临时设施的钢板桩上涂布时,也可用水冲法或刮刀除去。其次,各型号在一次膨润后即使干燥了,再度遇水还是会反复膨润,所以可以用在干燥湿润循环的地方各类型的特征及涂布量大体如下。

a)       桩锁(含溶剂型)

桩锁是以合成树脂为主要成分,混合了膨润剂,填充剂,溶剂等的涂料化的材料,浇入钢板桩的锁口部,用刷子涂刷开后,经过一晚让其自然干燥,溶剂蒸发后形成有弹性的硬膜。打设好1~2小时后开始膨润,大约24小时后重量上膨润到原来的约20倍,从而获得止水性。

具有涂布后不容易呈液态,可以长期保存的特征。

b)       桩锁NS(无溶剂型)

桩锁NS的主要成分是特殊的合成树脂,流入钢板桩的锁口部后,让其自然干燥,吸收空气中的水分形成橡胶状的硬化涂膜。添加硬化促进剂的话,硬化时间在春,夏,秋季约一晚,冬季和寒冷地带一晚到二晚硬化。打设好12小时后开始膨润,大约24小时后重量上膨润到原来的约6倍,从而获得止水性。其特征是不含低沸点的溶剂

c)       桩锁NS-2(超速干二液性无溶剂型)

桩锁Ns2是使桩锁NS呈二液性从而具有速干性。主剂、硬化剂按1混合涂刷后形成橡胶状的硬化涂膜(常温4小吋内)。其他性质与桩锁NS类似

表36.1各型号桩锁的标准涂布量(钢板桩锁口部两侧每1m)

(ii)各类型的化学保护(三洋化成工业(株))

a)       化学保护U-1(主要面向主体设施,溶剂型)

化学保护U-1的主要成分是特殊的聚氨酯甲酸乙酯树脂液,用刷子在钢板桩的锁口部涂刷,让其自然干燥。养护时间大体上春,夏,秋季约1天,冬季约2天。钢板桩的锁口部所涂的涂膜遇水立即膨润,约20小时后厚度上约为原来的8倍,重量约为10倍,在打设后经过约一天开始发挥止水效果。

涂布量大致上1块钢板桩(锁口部两侧)每1m长约400g(I型,IV型)。涂在临时设施的钢板桩上时,因为与钢板桩的粘结性好,拔出后的除膜作业困难,所以必须尽快除掉

b)       化学保护U-7(主要面向主体设施,无溶剂型)

化学保护U-7的主要成分是一液湿气硬化的特殊的聚氨酯甲酸乙酯树脂液,从油罐倒入钢板桩的锁口部后,让其自然干燥。养护时间大致上约2天,寒冷时用化学保护硬化剂作为添加剂,可以加速硬化。钢板桩的锁口部所涂的涂膜遇水立即膨润,约20小时后重量上约为原来的4倍,从而发挥止水效果。

涂布量大致上1块钢板桩(锁口部两侧)每1m长约200g。用于临时设施的钢板桩上时,因为和化学保护底层一起使用,可以减轻钢板桩拔出后的除膜作业

(ii)                 各类型的人工超级密封(旭电化工业(株))

a)       人工超级密封A-50(主要面向主体设施,无溶剂型)

人工超级密封A-50是以特殊的聚氨酯甲酸乙酯系树脂为主要成分的湿气硬化型的液态止水材料,直接浇入钢板桩的锁口部让其自然干燥。使用量大致上1块钢板桩(锁口部两侧)每1m长约200g。

人工超级密封A-50与大气中的水分起化学反应,形成富有弹性的硬化物硬化时间大概为半天到1天左右。冬季硬化时间较长,为了缩短硬化时间,根据需要可以同时使用专用的触媒,这是指触时间为2~4小时左右。硬化的人工超级密封A-50接触到水后开始徐徐膨胀,1天后体积膨胀5倍,从而发挥其止水性。

人工超级密封A-50即使干燥后,遇水会重复膨胀,所以剥离困难时浇水让其膨胀后除去。

b)       人工超级密封KM-(修补漏水处用,纽状橡胶型)

人工超级密封KM-φ用遇水膨胀性橡胶做成的纽状的止水材料,通过吸水膨胀发挥止水效果。钢板桩打设后,如图-3.6.6所示,用约为开口1.2倍直径的人工超级密封KMφ拉伸后塞入漏水位置使用。

(3)其他

前述的方法着眼于钢板桩的锁口间隙来提高止水性。作为其他方法,还有象双层墙或钢板桩单元那样通过有填土的墙体来提高止水性的方法。特别是采用钢板桩单元时填土压力还使钢板桩处于拉伸状态,所以说止水性较好

图-3.6.7表示了将双层围堰的止水效果与单层墙进行比较的水密性试验的结果可知双层围堰的止水效果极好。