排水泵站沉井工程中不排水下沉施工技术的应用分析

2021-04-03陈世辉

建筑与装饰 2021年14期

关键词：沉井针对性系数

陈世辉

阳江市机电排灌管理总站广东阳江 529600

前言

沉井工程如采用传统技术进行施工存在较高局限性，施工不当很容易引发道路和建筑物不均匀下沉等问题，为规避相关问题并保证施工质量，正是本文围绕不排水下沉施工技术应用开展具体研究的原因所在。

1 工程概况

阳江市四围涝区整治工程（简称四围工程）主要内容包括重建庙仔自排涵闸和新建城南电排站，泵站工程按照1d排干10年一遇24h暴雨产生的径流量为设计排涝标准，总投资10198万元。

2 沉井下沉系数和稳定性验算

2.1 施工方案

四围工程存在14.8m的沉井高度，选择分节制作下沉施工方法，以此保证施工质量，第一节沉井、第二沉井分别存在8.5m、6.3m的设计高度。在具体的施工过程中，下沉井施工需要以达到90%以上的第一节沉井混凝土强度为开始的依据，全方位校验需要在下沉到设计位置后进行，以此保证问题的及时发现和处理。第二节下沉井操作必须在确认无误后开展，该操作需要先后穿过堆积层、淤泥层，最后在粉砂岩上坐落，由于四围工程存在较高的地下水位，因此施工前开展了针对性的沉井下沉系数和稳定性验算，验算证明施工要求能够通过不排水下沉施工技术满足，同时这种施工在施工效率方面优势明显。

2.2 验算分析

基于四围工程实际进行分析可以发现，实际地面标高、刃脚底标高分别为53.22m、35.2m，为降低下沉速度、提高施工效率，以此实现工期的缩短，基于现场实际情况和地勘报告内容，工程设置了50.00m的垫层标高，放坡开挖、沉井下沉分别设置为3.32m、14.8m。为保证挖土作业空间的最大化，采用矩形筒体结构的沉井，下沉到设计标高的沉井需要将隔墙设置于井底[1]。

在下沉系数验算过程中，对于涉及不同土层的下沉范围来说，需基于各土层摩擦力系数加权平均计算平均摩擦力系数，由于沉井不能稳定在淤泥层，沉井第二节下沉必须更为严格的控制速率，并将下沉速率测量频率适当增加，同时放缓取土速度，科学控制沉井的倾斜及偏移。下沉到粉砂岩前，继续取土前需进行刃脚处换填处理，具体采用卵石，对于下沉到设计标高稳定后的沉井，混凝土封底浇筑需要尽快开展；进一步开展放坡稳定性验算可以发现，地面超载属于均布荷载，放坡系数科学控制为0.6，具体取15kPa，同时取0.4m的土条宽度。通过计算可以确定，存在1.540的最危险滑裂面稳定安全系数，该数值明显大于1.2，因此可证明其稳定性能够满足要求；最后开展下沉稳定性验算，由此可证明下沉稳定系数、累计下沉深度、各工况井底标高均能够满足规范要求，不排水下沉施工技术在四围工程中因此获得了充足依据。在施工建设中，如存在0.80以内的稳定系数和1.30以上的下沉系数，施工允许采用不排水下沉施工技术，而通过具体的验算能够确定，开挖到刃脚位置时的井内土体存在数值为0的内部和外部井墙底反力，同时存在1.32的下沉系数，该值大于1.30，这说明有效下沉需求能够通过不排水下沉施工技术的应用满足，同时施工能够有效克服地下水的浮力和摩擦阻力[2]。

3 不排水下沉施工技术应用要点

（1）合理铺设砂垫层。在四围工程的施工实践过程中，为规避地基承载力相关问题的出现，施工单位在刃刀下针对性开展了砂垫层施工，铺设厚度、宽度分别为1.5～2.0m、2.5～3.0m，由于存在较深的基坑，为保证填砂稳定性和施工质量，具体选用分层填砂施工方式，以30cm为最大的每层回填厚度，完成一次铺设后的压实操作需立即开展，具体使用平板式振捣器进行处理，同时开展严格的取样试验，只有存在满足实际要求的各项操作，下一道工序施工方可开展。

（2）垫木铺设施工。完成上述施工后，即可进一步开展枕木铺垫，具体施工选择的材料规格为2000mm×220mm×60mm，枕木间距离控制为300mm，端部与枕木距离需控制在3m以上，同时保证垫木间砂能够得到有效处理，需尽量捣实，砂层厚度也需要在这一过程中严格控制，最小为30mm。

（3）第一节沉井预制。四围工程选择厚18mm钢板制成的刃脚进行施工，不排水下沉施工需对模板支撑牢固性进行全方位检测，同时保证存在密实性达标的各个嵌缝。为混凝土浇筑施工质量，具体施工需遵循对称、均匀、分层原则，坍落度的控制也需要得到重视，具体控制在20mm内，具体的混凝土浇筑施工需保证最大存在300mm的每层浇筑厚度。沉井制作施工具体按照两部分针对性开展，第一部分制作需保证关注施工缝的设置，同时还需要关注止水带设置科学性，浇筑前的表面凿毛处理也不容忽视，松动的石子也需要及时处理，之后方可进行混凝土浇筑。

（4）下沉前的准备工作。沉井下沉操作开始前，相应的准备工作必须严格开展，具体需要基于井外壁进行准备，针对性画出轴线控制点，同时还需要将观测标尺画出，四周需要科学设置观测点用于沉降观测，具体数量为4～8个，垂直中心线采用悬挂铅锤方法进行针对性校验，具体在格孔四周科学设置，相应观测工作还需要结合临时水准点进行，以此保证偏差出现后处理的及时性，下一步施工需要在确认无误后进行[3]。

（5）第一节沉井下沉施工。第一节沉井下沉施工需首先进行垫木的拆除，基于达到75%设计强度的沉井混凝土，即可将沉井侧模板拆除，井外壁填粗砂处理需同时立即开展，下沉摩擦力提升能够顺利实现，这能够为后续施工的顺利开展奠定基础。拆除垫木的过程中，应遵循先短后长原则，彻底抽出垫木并确认后，中砂回填施工需要严格开展，施工过程中需要做到分层洒水夯实。施工中的四围工程存在以淤泥质黏土为主的土层，同时存在较高的地下水位，为保证施工效率，施工针对性选用了不排水下沉施工技术，该技术的应用在施工质量控制中发挥了预期作用。具体的技术应用需基于高压水枪开展冲泥操作，以此保证连续施工在沉井中央位置开展，分层均匀施工的过程需保证存在最大0.5m的两个相邻格井高层，以此保证沉井平稳、均匀下沉的时刻保持。泥浆泵按照每个格井一台配置，两支高压水枪装配于每台泥浆泵上，泥土能够由高压水枪逐层冲刷为泥浆，集泥坑也能够随之形成，辅以泥浆泵连续抽吸和相应水泥管路，即可向泥浆沉淀池排放泥浆。施工过程还需要规避突沉现象，因此需要回填粗砂于外壁，厚度为3.5～4.0m，下沉时摩擦阻力能够有效提升，井中水位控制也可同时实现，具体需要控制在1.5m以上。沉井外刃脚需要针对性预留土堤，规格为1.5m～1.8m，外刃脚所在的位置可由此在沉井时刻做挤土下沉，周围土质受到的不排水下沉施工影响能够最大程度降低，沉井所承受的自重和外力平衡也能够始终保持，这属于不排水下沉施工技术应用的关键，必须严格控制。在实际的下沉过程中，为更好控制沉井施工质量，需要对沉井的各项参数进行校验，具体涉及下沉情况、位移及倾斜等，同时需要保证校验频率的科学性，保证误差能够及时被发现，针对性的纠偏处理措施选用也需要得到施工单位重视，这直接关系着沉降施工能否满足相关要求及设计标准。施工的总体水位和高压水枪用水的保证属于沉井不排水下沉施工技术应用重点，在向沉淀池中输送的泥浆沉淀后，需要将留下的水重新向井内抽送，保证存在能够满足实际需要的井中施工水位。

（6）第二节沉井下沉施工。在制作第二节沉井的过程中，制作过程中需要科学控制地基，保证其稳定性，灌水施工环节需要于井壁和刃脚进行粗砂回填，具体采用与第一节沉井相同的制作方法。在下沉施工过程中，四围工程沉井下沉的第二节施工会遇到粉质土层、粉砂岩等土层，为保证施工的顺利推进，还需要将高压水枪的压力适当增加，分阶段、分层次的冲削土层施工需对厚度进行严格控制，具体控制在120～160mm区间，如这一过程中出现挤压破裂事故，必须立即进行破土下沉处理，以此保证施工的顺利推进及整体质量。