混凝土在大口井施工中的应用

王宇翔

（陕西省宝鸡市地下水管理监测中心，陕西 宝鸡 721001）

随着经济社会的不断发展，带动了水利工程的发展，水利工程的施工技术要求也随之提高。混凝土是水利工程的主要施工材料，混凝土的施工质量直接影响到整个工程的质量。进行水利工程混凝土施工时，施工技术的选择及控制尤为重要，同时需要注重施工质量的评价，避免混凝土工程出现质量问题。因此对水利工程混凝土施工技术及质量控制措施的研究很有必要。

本文结合千阳县大口井混凝土施工技术经验，从脚手架及砂垫层施工技术、模板施工技术[1]、钢筋施工技术、沉井下沉施工技术和混凝土浇筑技术方面分析，找出工程中出现问题的原因，并针对问题采取相应的解决控制策略。

1 工程概况

供水改造工程位于宝鸡市千阳县草碧镇上店村、磨朝村境内，共新建大口井2眼，其中上店村4组1眼，磨朝村1组1眼；维修泵房7座；新建泵房1座；共铺设管网6351 m；架设低压输电线路1849 m；新建蓄水池6座；新建闸阀井3座；机电设备安装33台套；水源保护网369 m。由于新建2眼大口井，混凝土施工相对复杂，施工质量较难控制，本文主要对大口井混凝土施工技术及质量控制措施进行探讨[2]。

2 大口井混凝土施工技术

千阳县草碧镇上店村、磨朝村供水改造工程均采用沉井法进行施工。

2.1 脚手架及砂垫层施工技术

采用沉井法施工时，需搭设脚手架对沉井进行制作。因工程中沉井的高度及重量都比较大，大口井所在位置地基的强度较低，必需采用垫架法进行支撑。先铺设标准枕木作为垫木，铺设好后再对刃脚以及井壁模板的进行支设。为了减少沉井制作过程中垫架的数量，需在地基上铺设砂垫层，使沉井的重量通过砂垫层扩散，避免了沉井制作过程中出现不均匀沉降的情况。在铺设砂垫层的过程中，由于垫层需要承载沉井的重量，所以砂垫层的承载力必须要大于沉井的自重，即R＞P，因此砂垫层厚度需要通过扩散角传到砂垫层底部的压力小于基底土层的承载力，刃脚下砂垫层平均压力可以按照下式进行计算：

式中,G为沉井自重，t；F为沉井刃脚下面积，m2。

2.2 模板施工技术

模板施工对混凝土施工质量有着非常重要的作用。沉井刃脚部位及隔墙的斜面采用的是砖胎膜，其余部位均为方木模板。模板的固定及连接会对模板的稳定性也非常重要。本工程模板通过φ48钢管、φ14对拉螺栓和U形卡进行连接和固定，使模板具有一定的刚度。为了保证模板在混凝土浇筑过程中不发生变形，需在拉螺栓的两端焊接模板限位筋。拉螺栓的总长度计算公式，如式（2）所示。经计算，本工程所需要的对拉螺栓的总长度为48 cm[3]。

式中，l为对拉螺栓总长度,cm；B为混凝土截面宽度,cm；H1为模板厚度，cm；H2为方木厚度，cm。

2.3 钢筋施工技术

混凝土施工中，钢筋施工也是一个重点。施工时，严格按照设计要求对于钢筋进行绑扎。对于外壁，需要保证水平钢筋位于垂直钢筋的外侧，而内壁则将水平钢筋设置在内侧。墙体钢筋通过扎丝的方式进行绑扎，并且严格按照正、反“八”形交替的顺序进行，避免钢筋骨架出现变形的情况。铅丝头均向里按倒，避免其伸向混凝土保护层。钢筋的接头处采用焊接接头，将接头的位置设置在结构受力较小处，保证各个接头之间能够相互错开。钢筋保护层垫块采用高标号的水泥砂浆进行预制，各个垫块之间的间距不小于1.5 m，同时将内外钢筋绑扎牢固，避免在混凝土浇筑的过程中出现移位的情况。

2.4 沉井下沉控制技术

沉井法施工中，还需注意沉井下沉速度的控制。沉井的下沉速度需结合实际的土质情况加以确定。本工程施工过程中均采用台阶形挖土自重破土的方式，开挖的顺序是先中间后四周，开挖中始终保持开挖的均衡对称。分层开挖中将每一个开挖层的厚度控制在0.4 m～1.5 m之间，并且在刃脚处留有宽度为1.2 m～1.5 m的土垅。最后再削薄土层。为保证沉井下沉施工的质量，需对沉井下沉情况进行验算，验算时利用下沉系数K进行表征，K的计算公式，如式（3）所示。经计算得本工程沉井下沉系数K＝1.31，故满足要求。

式中，G为沉井的自重，kN；B为下水对沉井的上浮力，kN；T为井壁四周的摩擦力，kN；R为刃脚下土的正面阻力，单位：kN。

其中，沉井井壁和各种土体之间的摩阻力见表1。

表1 沉井井壁与土体之间的摩阻力

2.5 混凝土浇筑技术

水利工程混凝土浇筑时，首先要严格控制混凝土原材料的质量，其次要严格按照浇筑工艺流程进行施工。本工程进行井壁混凝土浇筑时，通过分层浇筑的方式，使每一个浇筑层的厚度为500 mm，整个浇筑过程中沿着井壁对称均匀地进行浇筑，每一个浇筑层的时间均控制在2 h左右，同时严格控制控制浇筑速度，避免各个浇筑层之间出现冷缝。

3 大口井混凝土施工质量控制策略

3.1 严格控制封底

沉井封底对大口井混凝土施工质量有着非常重要的作用，必须加强封底的控制。封底时需等沉井下沉至设计标高，并对沉降情况进行观测，待其8 h内的沉降量小于10 mm时才能够进行沉井封底。做好沉井外降水处理，使承压水头能够降低，避免井外的土或砂涌入到井中，避免在刃脚上挖土。如果在施工过程中出现了管涌的情况，可以通过卵石装袋的方式进行填堵，同时还可以采用滤布覆盖的方式阻止细砂流出[4]。

3.2 加强混凝土裂缝防治

大口井混凝土施工中，常常会因水化热的作用使混凝土结构出现裂缝，因此必须加强对混凝土裂缝的防治。通过敷设冷凝水管、减少水泥用量及控制施工环境温度等方式来避免因温度变化而产生的裂缝；同时避免因施工人员及施工工艺等因素造成的混凝土裂缝。

4 结语

综上，水利工程建设必须要加强混凝土施工质量的控制。本文研究中，首先就水利工程混凝土施工的一般特征进行了说明，然后结合千阳县草碧镇上店村、磨朝村供水改造工程中新建两眼大口井说明沉井法施工的施工技术要点，从脚手架及砂垫层施工技术、模板施工技术、钢筋施工技术、沉井下沉控制技术、混凝土浇筑技术等五方面说明混凝土施工技术要点，最后提出了水利工程混凝土施工质量的控制策略，以期能够为水利工程混凝土施工质量的提升提供一定的参考。