淤泥质软基闸门井施工创新

2012-08-15王少雄

山西建筑 2012年36期

王少雄

(中交第三公路工程局有限公司，北京 100107)

1 概述

闸门井多用于市政污水管道大口径检查井的施工，若在地基承载力较好的地层施工，则工艺可采用最简单的明挖施工，或工艺更先进的沉井施工。但若在沿海地区淤泥质软基层施工，则因淤泥和地下水，将面临非常大的施工困难。故我根据自身实际施工案例实践，将淤泥质软基大口径闸门井的施工工艺创新做一下简单剖析，共同研究。

2 闸门井施工工艺

为确保各项施工任务按期顺利完成，要对各项准备工作进行精心的组织和安排，用以指导现场施工。

具体施工程序如下:场地准备→测量放样→闸门井周边注浆→降水井施工→混凝土围檩施工→闸门井混凝土护壁施工→闸门井结构施工。

2.1 场地准备

用砂土对闸门井所处位置进行施工平台填筑，填筑高于设计井顶标高50 cm，并对平台进行平整压实，填筑平台范围要满足现场施工的需要。

2.2 测量放样

使用全站仪在原地面标出闸门井的中心位置，用木桩进行标识。

2.3 闸门井注浆

1)在闸门井周围30 cm～50 cm外，用水泥—水玻璃双液注浆，注浆深度应大于设计井深。该目的是加固井体周围的淤泥质砂土，使其成为板结块，同时可以起到减少地下水渗入的作用。

2)初步设定的注浆压力应为0.35 MPa，根据试验注浆来确定具体施工过程中的注浆控制压力。

3)注浆孔的布置应一孔连一孔，每孔套打，确保圆形的范围全部渗入浆液。

4)在正式开工之前，应根据设计要求在现场进行注浆试验，进而最终确定控制压力、水泥用量、配合比、注浆次数等等施工参数。

5)注浆液采用水泥—水玻璃双液注浆，注浆所用水泥使用42.5级普通硅酸盐水泥及水玻璃液体，浆液水灰比取0.5～0.6，水泥—水玻璃浆液组成及配合比按:水∶水泥∶水玻璃∶氢氧化钙(速凝剂)∶磷酸氢二钠(速凝剂)=0.5∶1∶0.6∶0.06∶0.01，搅拌机采用叶式机械搅拌机，应能保证浆液能连续均匀搅拌，才能过滤。浆液须在搅拌均匀过筛后，再泵送压注，在注浆过程中，浆液应连续搅拌，搅拌时间应大于2 min。注浆泵采用双液柱塞泵，压送水泥浆液时，按每米注浆加固深度控制注浆量，注浆的流量一般为7 L/min～15 L/min。

6)在注浆作业时，应根据设计采用适合于现场状况的方法进行施工，注意以下事项:

a.在没有进行现场注浆试验的情况下，首先应进行试验注浆，检查设计中的注浆压力和凝胶时间是否合适，最后确定适合于现场状况的现场配合比。

b.在注浆作业时，为了避免浆液的溢出，应先注入凝胶时间短的浆液来固结表层。

c.在注浆过程中，如果注浆量或注浆压力与设计有较大出入，则浆液有溢出注浆有效范围的可能性。此时必须中断注浆，等待浆液的固结或者注入速凝浆液以堵塞溢出通道。

d.在地面进行垂直注浆后，应用砂将注浆孔封填密实，以防坍孔而造成地面沉降。

e.在注浆过程中，按照每延米的设计注浆量对注浆深度进行控制，边向上注浆1 m边向上拔1 m注浆管。

2.4 降水井的施工

由于闸门井施工所处淤泥质软基层，地下水位较高，水压较大，为了闸门井基坑开挖顺利进行，须在闸门井的四周分别布设四个降水井，采用管井降水工艺进行降水。

1)井点孔为550 mm，采用400 mm井点管进行降水，井管埋深15 m，孔口高于地面0.3m～0.5 m。

2)采用泥浆护壁工艺进行钻进成孔，应采用合适的施工工艺以及泥浆浓度。钻进过程中不应出现塌孔，缩颈，扩孔等现象。钻进成孔后，应及时清孔，以保证管井深度达到设计深度要求，然后采用人工下管的方式来进行下管，之后使用滤料对井周围进行回填并进行洗孔，直至管内水为清水为止。回填滤料使用粒径为0.50 cm～2.00 cm，井底至井口2 m以下均应填充滤料，井口段可填充粘性土。

3)采用深井潜水泵进行管井降水，水泵最小规格为:流量50 t/h，扬程28 m，额定功率4.5 kW。

2.5 混凝土围檩的施工

待注浆和降水井工作完成之后，须在井口进行钢筋混凝土围檩的施工，围檩宽800，高500，首先按照尺寸在地面上用白灰撒线，然后人工开挖沟槽作为地模，绑扎钢筋，浇筑混凝土。

2.6 闸门井混凝土护壁施工

在浇筑完钢筋混凝土围檩且强度达到75%之后，即可进行井坑的开挖，因采用明挖施工，所以需要同时浇筑混凝土护壁，混凝土护壁的厚度一般应为25 cm。

具体施工方法如下。

2.6.1 挖土

由于是深基坑的开挖施工，本工程开挖采用人工挖土，小型起吊机外运的方式进行基坑开挖。

1)为避免井周围的土体流入到井内，在混凝土护壁施工前，应沿围檩砌筑砖墙至高出地面30 cm。

2)由于本工程主要采用混凝土护壁的方式进行基坑支护，因此，基坑的开挖采用分段开挖，分段浇筑护壁的方式进行，每次开挖的深度为0.6 m，开挖完成之后及时浇筑混凝土护壁，每次开挖必须待相邻上部混凝土强度达到70%后进行开挖。

3)基坑开挖时，开挖采取分层挖土，分层支护的作业方式，尽量缩短土体暴露时间，人工装运入吊斗，使用小型起吊机垂直运输至5 m工作面，及时装车外运，严禁土方在基坑边缘堆放。挖土作业采用流水作业方式，即上一层浇筑混凝土后先挖中心土，四周预留约1 m宽度，作上一层混凝土壁支座，防止混凝土壁下坠断裂，然后挖四周土，最后即时完成混凝土壁支护，时间1 d～1.5 d，保证护壁混凝土具有足够的抗压抗拉强度。

4)基坑开挖至设计标高后，应在4 h内浇筑素混凝土垫层，并在48 h内浇筑底板。

5)基坑开挖过程中如发现围护结构有渗漏现象，必须随时采取有效措施进行封堵。

6)施工过程中必须采取措施保证井筒的竖向稳定。

2.6.2 护壁施工

1)第一节护壁混凝土制作:该段挖土至第一节井壁的土基面4.2 m时，进行第一节护壁钢筋、模板安装。

a.为了能使混凝土的浇筑顺利的进行，在制作护壁模板时，按照模板上口、下口变直径进行制作，模板间用螺栓连接，上下各设一道6号槽钢圈顶紧;钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇筑混凝土和下节挖土操作。

b.第一节护壁的钢筋制作时，应预留出第二节护壁制作时的钢筋，其长度应满足施工技术规程的要求，受拉主筋均采用焊接;同一断面焊接的数量不大于50%;两个焊接断面间距大于30 cm;预留出的钢筋均插入下层土体中，并确保垂直。

c.为使连接处有良好的密实度，在施工中采取二次振捣，即第一次振捣后，稍停30 min～60 min，在混凝土初凝前再进行第二次振捣。

2)第二、三、四、五……节井壁和隔墙的制作施工方法与第一节混凝土护壁的施工相同。

3)最后一节护壁和底板施工:当倒数第二节井壁混凝土强度达到设计强度的70%时，进行最后一节的土方开挖，开挖深度至底板垫层底标高，用人工进行土基面的平整、清理和围护桩表面的清理平整，在4 h内浇筑10 cm的素混凝土垫层，48 h内完成底板钢筋制作和混凝土的浇筑;在底板钢筋制作时，要注意预留的井壁和隔墙钢筋;当底板混凝土浇筑完成后，再进行井壁和隔墙的钢筋、模板安装及混凝土的浇筑。

4)为增加护壁与围护之间的摩擦力，在井内挖土时，沿深层注浆围护四周左右上下每隔1 m做一个深20 cm、高和宽均为25 cm的浅洞，以后与井壁混凝土一起浇筑。

5)基坑开挖过程中如发现围护结构有渗漏现象，必须随时采取有效措施进行封堵。

6)施工过程中必须采取措施保证护壁的竖向稳定。

3 创新型钢护筒支护

因闸门井为大口径直挖式混凝土井，若在淤泥质软基地层开挖至接近井底较深的标高处，很有可能会抵不住地下水的压力，导致地下水渗入井内。若发生这种情况，会导致无法继续开挖以及封底。虽然井体施工到最后的阶段，但是往往这是最难的部分。经过论证研究及现场试验，证明可以采用型钢支撑钢护筒的支护工艺，配合打桩机，利用大型的工字钢将钢护筒打入地下，再配合人工进行开挖。

具体方法为:

1)按照井体直径，定做需要的钢护筒，一般按45°一块，共分为四块，便于下放及焊接。同时在每块钢护筒上焊接好槽钢链接，使其单块足够稳定。

2)在开挖至人工可以开挖的最低深度以后，将钢护筒分块下放至井底，四块全部下放之后，焊接为一个整体，并且用2条大型的与井体直径相当的工字钢将圆形护筒横竖十字加固，以防止变形。

3)用专用打桩机，将焊接固定好的整体护筒利用振动压力，打入井体地下的淤泥层。一般情况下，可打入3m～4 m深，足以弥补人工无法下挖浇筑混凝土护壁的深度。

4)在钢护筒成功打入以后，即可进行开挖以及后续的混凝土封底。