朱新河整治工程沉井下沉施工技術(shù)探討

帥宏進(jìn)

(泰州市京泰路街道水利站 江蘇 泰州 225300)

泰州市2017年水生態(tài)河道治理工程朱新河整治工程共設(shè)置兩座工作井和一座接收井，均采用沉井，間距約135m。興泰南路南側(cè)綠地里頂管工作井A采用圓形結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑8 m，壁厚0.8 m，高8.7m；加油站西側(cè)空地工作井B采用矩形結(jié)構(gòu)，凈尺寸為7×5 m，壁厚0.8 m，高8.7m；接收井采用矩形結(jié)構(gòu)，凈尺寸為5×4 m，壁厚0.7 m，高8.7m。沉井施工采用挖土下沉，射水輔助下沉。

一、沉井下沉

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求和施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況以及周圍環(huán)境條件，沉井采取二次制作、一次下沉和濕封底的施工方案。

(一)沉井下沉

沉井制作完成后即可下沉。下沉前，將井壁與封底、井壁與底板連接處鑿毛，將預(yù)留孔洞封堵，封堵應(yīng)嚴(yán)密牢靠，且便于拆除。為了控制沉井筒身下沉中筒身的垂直度，應(yīng)在沉井井筒內(nèi)壁四面中心對(duì)稱彈出垂線，并懸掛垂球，為了控制沉井筒身下沉速度及下沉位置，在內(nèi)壁外側(cè)四周畫出標(biāo)尺。沉井挖土分層、分塊均勻?qū)ΨQ進(jìn)行，采用先中央后四周，即先在中部挖約40-50cm，并逐漸自四周均勻擴(kuò)挖，至距刃腳1.0m處，再分層挖除刃腳內(nèi)側(cè)土臺(tái)。沉井下沉過程中，采取統(tǒng)一的挖土順序及挖土速度來控制沉井下沉速度及沉井下沉位置，決不超挖，另外為確保沉井外土體的穩(wěn)定，在井壁外四周填充中粗砂,且注漿減阻。沉井采用挖機(jī)挖土下沉，要做到均勻下沉，防止傾斜，故在沉井縱向設(shè)置兩處挖機(jī)停靠點(diǎn)，并做好下沉測(cè)量記錄，下沉到位時(shí)，做好定位措施。沉井筒身剛開始入土?xí)r，由于筒身中心高，容易產(chǎn)生偏斜，操作必須十分謹(jǐn)慎，入土半數(shù)后，可加快下沉速度，為了控制沉井筒體下沉位置，避免超沉，最后1.0m應(yīng)放慢下沉速度，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況預(yù)留適當(dāng)?shù)淖猿亮?。沉井下沉系?shù)可能較小，在沉井挖土下沉中可采取在井壁外側(cè)灌砂和壓膨潤土漿進(jìn)行減阻，及在沉井筒身上加重的措施，加大下沉系數(shù)，沉井挖土下沉應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，中間不宜有較大時(shí)間的停歇。故在沉井下沉之前應(yīng)對(duì)其在自重下能否下沉進(jìn)行必要的驗(yàn)算。沉井筒身下沉過程中，要不斷進(jìn)行標(biāo)高觀測(cè)，每班至少測(cè)量兩次，施工中如發(fā)現(xiàn)沉井筒體偏斜，應(yīng)及時(shí)糾正，可采取井壁外一側(cè)射水及上部加重來糾偏，但糾偏中應(yīng)防止過量及超沉。

(二)沉井封底

沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行160cm厚C25素混凝土封底。當(dāng)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高0.1米時(shí)，應(yīng)停止下沉施工，靠自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，在8小時(shí)內(nèi)觀測(cè)累計(jì)下沉量不大于10毫米時(shí)，可以進(jìn)行沉井封底。首先將井底浮泥清除干凈，新老混凝土接觸面用水沖刷干凈，澆筑水下混凝土的導(dǎo)管采用汽車泵軟管，澆筑是軟管應(yīng)保持埋置于混凝土內(nèi)，隨澆筑隨上移，嚴(yán)禁將混凝土拔出混凝土面。待水下混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后(一般養(yǎng)護(hù)7天)，才可以抽水檢查封底情況和檢修補(bǔ)漏，然后進(jìn)行底板混凝土的施工。

基底處理：基底面應(yīng)盡量整平；清除浮泥，防止封底砼和基底間滲入有害雜質(zhì)；刃腳與封底砼接觸面處的泥污應(yīng)予清除；用塊石回填換填超挖部分；用碎石、粗砂找平。

砼澆筑：采用商品混凝土，坍落度控制在15cm，由汽車吊吊至井內(nèi)，人工澆筑，并及時(shí)振搗。

本工程封底混凝土澆筑時(shí)需預(yù)埋C18@100插筋，梅花狀布置。考慮到水下濕封底的實(shí)際操作難度，預(yù)先在需要插筋的位置綁扎鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片與底板預(yù)留筋暫時(shí)連接固定，將封底預(yù)埋插筋與鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行連接固定，確保位置準(zhǔn)確，然后澆筑封底混凝土，確保預(yù)埋插筋的正確安裝。

二、沉井下沉質(zhì)量控制

(一)沉井下沉測(cè)量要求

沉井下沉測(cè)量要求：(1)在鑿除磚砌斜面和砼墊層前，必須在井頂及井壁上畫出沉井的縱橫中線，中線用于沉井垂直度與位移的監(jiān)測(cè)。(2)鑿除斜面底模和砼墊層時(shí)，要加強(qiáng)垂直度，下沉量測(cè)量，發(fā)現(xiàn)傾斜立即糾正。(3)沉井初沉?xí)r，每班至少作兩次監(jiān)測(cè)，(中線位移、垂直度、下沉量)，每開挖一層土均應(yīng)作一次下沉測(cè)量、垂直度測(cè)量。(4)挖土下沉?xí)r，視下沉速度，每兩班測(cè)l-2次，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象及時(shí)采取相應(yīng)技術(shù)措施。(5)在糾偏過程中要增加監(jiān)測(cè)次數(shù)。(6)沉井接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)放慢下沉速度，沉井沉至距設(shè)計(jì)標(biāo)高100mm時(shí)停止挖土下沉，并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)直至穩(wěn)定，8小時(shí)內(nèi)下沉量不大于10mm視為穩(wěn)定。

(二)沉井下沉注意事項(xiàng)

沉井下沉注意事項(xiàng)：(1)沉井下沉?xí)r，井內(nèi)除土應(yīng)先從中間開始，均勻、對(duì)稱地逐步向刃腳處分層取土，使沉井均勻下沉，防止偏斜，特別是下沉初期，沉井入土較淺，土層對(duì)沉井的平衡穩(wěn)定作用差，容易產(chǎn)生偏斜，尤應(yīng)注意。在挖土下沉過程中，不應(yīng)偏除土，避免沉井發(fā)生偏斜。(2)下沉中隨時(shí)掌握土層變化情況，分析和檢驗(yàn)土壤阻力與沉井重量的關(guān)系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。(3)下沉過程中，應(yīng)做好標(biāo)高、下沉量、傾斜和位移的測(cè)量工作、隨時(shí)注意糾正沉井的偏斜。(4)沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上2m前，控制井內(nèi)除土量，注意調(diào)平沉井，防止因除土量過大及除土不均，而使沉井突然大量下沉并產(chǎn)生較大的偏斜，增加準(zhǔn)確下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高的困難。(5)在工作井沉井開始下沉前，在其周圍構(gòu)筑物及地面設(shè)置一定數(shù)量的沉降、位移觀察點(diǎn)，隨時(shí)觀測(cè)沉井周圍地面的塌陷、開裂情況和構(gòu)筑物沉陷、位移的情況，以便迅速采取措施，確保附近設(shè)施的安全。(6)沉井下沉前混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%以后，方可下沉(以實(shí)體回彈為主)。(7)工人上下沉井時(shí)設(shè)置專用鋼制爬梯，方便人員上下。(8)沉井下沉完畢后在四周設(shè)置高度1.2m的鋼管護(hù)欄，護(hù)欄上設(shè)置警示標(biāo)志。

(三)施工偏差的處理

由于工作井和接收井是本頂管工程的基礎(chǔ)，因此在沉井施工過程中一定要加強(qiáng)控制，確保沉井準(zhǔn)確下沉到位，并且要制定盡可能詳細(xì)的處理措施，為施工過程中可能出現(xiàn)的問題做好準(zhǔn)備工作。

傾斜處理：沉井下沉過程中傾斜率要控制在1/150～1/200，超過1/200時(shí)就要進(jìn)行糾偏，糾偏方法是在傾斜的相反一側(cè)刃腳偏除土，在井壁外側(cè)射水沖刷，井頂施加水平力予以糾偏。

三、沉井下沉中特殊情況的處理

(一)沉井突沉的處理

為了確保施工順利進(jìn)行，防止由于挖土過快或地質(zhì)驟變等使下沉失控，產(chǎn)生突沉，在施工前一定要對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地考察，詳細(xì)了解土質(zhì)情況，做到心中有數(shù)。在下沉過程中如遇到突沉采取如下處理措施：(1)沉井下沉速度過快時(shí)，首先要放慢挖土速度，始終保持刃腳以上有較厚的土，使井壁內(nèi)側(cè)亦承受一定的摩阻力，刃腳下土的阻力和井壁內(nèi)、外側(cè)摩阻力之和與沉井自重處于極限平衡狀態(tài)，沉井徐徐“穿刺”下沉。(2)采用井壁外回填，以增強(qiáng)井壁外摩阻力。

(二)超沉的處理

在下沉過程中如遇到超沉可采取如下處理措施：(1)在刃腳處回填土，墊加石塊，增加阻力。(2)向井內(nèi)灌水，增加沉井所受的浮力。

(三)遇障礙物的處理

沉井下沉發(fā)現(xiàn)障礙物，應(yīng)立即停止下沉，根據(jù)障礙物的性質(zhì)、大小、位置等情況決定處理辦法。刃腳下如遇較小的孤石，可將四周土掏空后取出；較大孤石，可用風(fēng)動(dòng)工具破成小塊后取出。