[摘要]結合泵站沉井施工實例,簡要介紹在周邊環(huán)境復雜的情況下在流塑性淤泥土層中進行沉井施工及采取的技術措施。
臺州市路橋污水處理工程3#泵站采用沉井法施工,沉井外徑16.00m,壁厚50cm,沉井高度10.93m。沉井底部設置2根十字形底梁,底板厚1.10m。井壁各標高處有預留孔,與外管線相接,沉井內設有隔層和隔墻及相應的預留孔。
一、地質情況及周邊環(huán)境
根據地質勘察資料,在沉井施工的影響深度范圍內,主要分布有以下土層:①填土:色雜,松散,由碎石、碎磚、瓦片等建筑垃圾組成,下部含少量粘性土,厚度約2.40~3.00m;②淤泥:灰色,流塑,飽和,厚度約11.00~13.00m;③粘土:灰色,軟塑,厚度約4.85m左右;④粘土:褐黃色夾灰色,硬可塑,厚度約3.40m左右。
沉井東側三層半民房距沉井中心約12m,西側為河流,沉井外壁距河道邊3m左右。
二、施工重點及難點
1.因沉井外壁與外管線相接,沉井在下沉過程中必須嚴格控制偏位、傾斜和超沉。
2.按設計單位要求,為防止沉井施工對周圍建筑物或構筑物帶來影響,要求沉井外壁20m之內不得有建筑物或構筑物,而現場實際距離僅4m左右,另一側距河道也只有3m左右,必須采取措施保護民房、防止河道塌方。
三、預防超沉措施
1.原設計要求挖深1.60m,考慮到①土層力學性能較好,摩擦系數為15KN/m2,挖去①土層將減少對沉井的摩擦力達1360KN,后經與設計協商不挖深。
2.將原設計“二次預制、一次下沉”方案改為“二次預制、二次下沉”方案。
3.當沉井下沉到刃腳設計標高約1.0m(或者更多)時即停止取土,使其依靠自重下沉至設計或接近設計標高。
4.當沉井下沉至設計標高時,將底部土方劃分成小塊,一個小塊一個小塊的取土,并逐塊用大塊石置換。
四、預防偏位或傾斜措施
1.在原地面平整后,沉井定位符合設計要求并經現場監(jiān)理復核符合要求后,才能預制沉井第一段。
2.第一段下沉(尤其在①土層):經計算,沉井自重略大于支承力,容易控制下沉的速率。下沉時,要按有關規(guī)范和規(guī)程要求挖土下沉,小偏位要及時調整,絕對禁止偏位積累。
3.下沉挖土順序:先挖沉井刃腳周邊,觀察偏位或傾斜情況,再決定地梁底挖土順序方向。
4.沉井通過①土層后偏位可能性減少,主要預防傾斜,可采用堆土糾偏法,依據主動土壓力與挖土深度成正比,堆土荷載增加就能形成底部主動土壓力的增大,從而調整傾斜。但主要還是靠在挖土中逐步調整。
五、保護民房和防止河邊塌方措施
1.沉井距民房4.00m左右,距河邊3.00m左右,在沉井與民房之間及沉井與河邊之間各打入15米長拉森Ⅳ型封閉鋼板樁。
2.沉井預制或打鋼板樁前對周圍民房進行初始標高測定,檢查房屋內部樓面、隔墻等有否裂縫。如有裂縫,要做好標記,并拍照記錄。在沉井下沉過程中隨時檢查觀察。
六、支模和拆模
1.木工翻樣后的支模系統(tǒng)要經項目技術負責人驗算符合要求后才能制作模板。
2.以沉井刃腳中心線為中心鋪墊1.50m寬、50cm厚砂墊層,在砂墊層內鋪設80(高)×60×1200mm木方,間距25cm,壓實后與砂墊層面平,然后鋪設沉井刃腳底模板。
3.沉井第一段預制時,按施工圖要求預留好水平鋼板止水帶。第一段沉井下沉至上口尚出土面60~70cm時,進行第二段預制。為了第二段木模底有支承點,在第一段預制時,在接口下20cm處預埋∟50×5@1500,井壁外懸挑10cm,拆模時割掉。
4.對井壁較大孔洞,在沉井制作時在洞口預埋鋼框、螺栓,用鋼板、方木封閉,中填與孔洞混凝土重量相當的砂石或鐵塊配重。
5.第一段沉井下沉前進行沉井刃腳標高測量,方墊木應敺智?⒎腫欏⒁來?、对称、?綌抽出,抽出后若出現少量高差,高的部位應先挖土。
七、鋼筋綁扎
鋼筋下料前要做好鋼筋翻樣工作,翻樣單必須經過項目技術負責人校對。鋼筋綁扎時為增加整個沉井的剛性,局部采用電焊固定。
八、混凝土澆搗
1.設計混凝土強度等級C25,要求摻入早強劑和微膨脹劑。
2.嚴格控制水灰比,砂、石含泥量應符合設計要求。
3.澆搗混凝土入模高度≤2.00m,超過2m時用滑槽或在模板中開孔。要求振搗密實,抗?jié)B等級達到S6要求。
九、挖土下沉
采用排水下沉法,在沉井內離刃腳2~3m挖一圈排水明溝,設3~4個集水井,在井內或井壁上設水泵,將地下水排出井外。挖土必須對稱、均勻進行,刃腳部位采用跳槽破土,使沉井均勻地下沉。
十、沉井封底
采用排水干封底,在底板下設盲溝和集水井,保持地下水位低于基底面0.5m以下。封底混凝土與老混凝土接觸面應沖刷干凈;澆筑應在整個沉井面積上分層、不間斷地同時進行,由四周向中央推進,每層厚30~50cm,并用振搗器搗實;當井內有隔墻時,應前后左右對稱地逐孔澆筑?;炷敛捎米匀火B(yǎng)護,養(yǎng)護期間應繼續(xù)抽水,待底板混凝土強度達到70%后,對集水井逐個停止抽水,逐個封堵。封堵方法是將集水井中水抽干,在套管內迅速用干硬性的高強度混凝土進行堵塞并搗實,然后上法蘭盤用螺栓擰緊或四周焊接封閉,上部用混凝土墊實搗平。
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