朱新河整治工程沉井下沉施工技术探讨

2020-03-23帅宏进

福建质量管理 2020年12期

帅宏进

(泰州市京泰路街道水利站江苏泰州 225300)

泰州市2017年水生态河道治理工程朱新河整治工程共设置两座工作井和一座接收井，均采用沉井，间距约135m。兴泰南路南侧绿地里顶管工作井A采用圆形结构，内径8 m，壁厚0.8 m，高8.7m；加油站西侧空地工作井B采用矩形结构，净尺寸为7×5 m，壁厚0.8 m，高8.7m；接收井采用矩形结构，净尺寸为5×4 m，壁厚0.7 m，高8.7m。沉井施工采用挖土下沉，射水辅助下沉。

一、沉井下沉

根据设计图纸的要求和施工现场的地质情况以及周围环境条件，沉井采取二次制作、一次下沉和湿封底的施工方案。

(一)沉井下沉

沉井制作完成后即可下沉。下沉前，将井壁与封底、井壁与底板连接处凿毛，将预留孔洞封堵，封堵应严密牢靠，且便于拆除。为了控制沉井筒身下沉中筒身的垂直度，应在沉井井筒内壁四面中心对称弹出垂线，并悬挂垂球，为了控制沉井筒身下沉速度及下沉位置，在内壁外侧四周画出标尺。沉井挖土分层、分块均匀对称进行，采用先中央后四周，即先在中部挖约40-50cm，并逐渐自四周均匀扩挖，至距刃脚1.0m处，再分层挖除刃脚内侧土台。沉井下沉过程中，采取统一的挖土顺序及挖土速度来控制沉井下沉速度及沉井下沉位置，决不超挖，另外为确保沉井外土体的稳定，在井壁外四周填充中粗砂,且注浆减阻。沉井采用挖机挖土下沉，要做到均匀下沉，防止倾斜，故在沉井纵向设置两处挖机停靠点，并做好下沉测量记录，下沉到位时，做好定位措施。沉井筒身刚开始入土时，由于筒身中心高，容易产生偏斜，操作必须十分谨慎，入土半数后，可加快下沉速度，为了控制沉井筒体下沉位置，避免超沉，最后1.0m应放慢下沉速度，同时根据现场土质情况预留适当的自沉量。沉井下沉系数可能较小，在沉井挖土下沉中可采取在井壁外侧灌砂和压膨润土浆进行减阻，及在沉井筒身上加重的措施，加大下沉系数，沉井挖土下沉应连续进行，中间不宜有较大时间的停歇。故在沉井下沉之前应对其在自重下能否下沉进行必要的验算。沉井筒身下沉过程中，要不断进行标高观测，每班至少测量两次，施工中如发现沉井筒体偏斜，应及时纠正，可采取井壁外一侧射水及上部加重来纠偏，但纠偏中应防止过量及超沉。

(二)沉井封底

沉井下沉至设计标高后进行160cm厚C25素混凝土封底。当沉井下沉到设计标高0.1米时，应停止下沉施工，靠自重下沉至设计标高，在8小时内观测累计下沉量不大于10毫米时，可以进行沉井封底。首先将井底浮泥清除干净，新老混凝土接触面用水冲刷干净，浇筑水下混凝土的导管采用汽车泵软管，浇筑是软管应保持埋置于混凝土内，随浇筑随上移，严禁将混凝土拔出混凝土面。待水下混凝土达到规定强度后(一般养护7天)，才可以抽水检查封底情况和检修补漏，然后进行底板混凝土的施工。

基底处理：基底面应尽量整平；清除浮泥，防止封底砼和基底间渗入有害杂质；刃脚与封底砼接触面处的泥污应予清除；用块石回填换填超挖部分；用碎石、粗砂找平。

砼浇筑：采用商品混凝土，坍落度控制在15cm，由汽车吊吊至井内，人工浇筑，并及时振捣。

本工程封底混凝土浇筑时需预埋C18@100插筋，梅花状布置。考虑到水下湿封底的实际操作难度，预先在需要插筋的位置绑扎钢筋网片，网片与底板预留筋暂时连接固定，将封底预埋插筋与钢筋网片进行连接固定，确保位置准确，然后浇筑封底混凝土，确保预埋插筋的正确安装。

二、沉井下沉质量控制

(一)沉井下沉测量要求

沉井下沉测量要求：(1)在凿除砖砌斜面和砼垫层前，必须在井顶及井壁上画出沉井的纵横中线，中线用于沉井垂直度与位移的监测。(2)凿除斜面底模和砼垫层时，要加强垂直度，下沉量测量，发现倾斜立即纠正。(3)沉井初沉时，每班至少作两次监测，(中线位移、垂直度、下沉量)，每开挖一层土均应作一次下沉测量、垂直度测量。(4)挖土下沉时，视下沉速度，每两班测l-2次，发现异常现象及时采取相应技术措施。(5)在纠偏过程中要增加监测次数。(6)沉井接近设计标高时，应放慢下沉速度，沉井沉至距设计标高100mm时停止挖土下沉，并加强监测直至稳定，8小时内下沉量不大于10mm视为稳定。

(二)沉井下沉注意事项

沉井下沉注意事项：(1)沉井下沉时，井内除土应先从中间开始，均匀、对称地逐步向刃脚处分层取土，使沉井均匀下沉，防止偏斜，特别是下沉初期，沉井入土较浅，土层对沉井的平衡稳定作用差，容易产生偏斜，尤应注意。在挖土下沉过程中，不应偏除土，避免沉井发生偏斜。(2)下沉中随时掌握土层变化情况，分析和检验土壤阻力与沉井重量的关系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。(3)下沉过程中，应做好标高、下沉量、倾斜和位移的测量工作、随时注意纠正沉井的偏斜。(4)沉井下沉至设计标高以上2m前，控制井内除土量，注意调平沉井，防止因除土量过大及除土不均，而使沉井突然大量下沉并产生较大的偏斜，增加准确下沉至设计标高的困难。(5)在工作井沉井开始下沉前，在其周围构筑物及地面设置一定数量的沉降、位移观察点，随时观测沉井周围地面的塌陷、开裂情况和构筑物沉陷、位移的情况，以便迅速采取措施，确保附近设施的安全。(6)沉井下沉前混凝土强度应达到设计强度的100%以后，方可下沉(以实体回弹为主)。(7)工人上下沉井时设置专用钢制爬梯，方便人员上下。(8)沉井下沉完毕后在四周设置高度1.2m的钢管护栏，护栏上设置警示标志。

(三)施工偏差的处理

由于工作井和接收井是本顶管工程的基础，因此在沉井施工过程中一定要加强控制，确保沉井准确下沉到位，并且要制定尽可能详细的处理措施，为施工过程中可能出现的问题做好准备工作。

倾斜处理：沉井下沉过程中倾斜率要控制在1/150～1/200，超过1/200时就要进行纠偏，纠偏方法是在倾斜的相反一侧刃脚偏除土，在井壁外侧射水冲刷，井顶施加水平力予以纠偏。

三、沉井下沉中特殊情况的处理

(一)沉井突沉的处理

为了确保施工顺利进行，防止由于挖土过快或地质骤变等使下沉失控，产生突沉，在施工前一定要对施工地点进行实地考察，详细了解土质情况，做到心中有数。在下沉过程中如遇到突沉采取如下处理措施：(1)沉井下沉速度过快时，首先要放慢挖土速度，始终保持刃脚以上有较厚的土，使井壁内侧亦承受一定的摩阻力，刃脚下土的阻力和井壁内、外侧摩阻力之和与沉井自重处于极限平衡状态，沉井徐徐“穿刺”下沉。(2)采用井壁外回填，以增强井壁外摩阻力。