复杂环境条件下沉井施工及措施

2015-09-28 184 0

   [摘要]结合泵站沉井施工实例,简要介绍在周边环境复杂的情况下在流塑性淤泥土层中进行沉井施工及采取的技术措施。
 
  台州市路桥污水处理工程3#泵站采用沉井法施工,沉井外径16.00m,壁厚50cm,沉井高度10.93m。沉井底部设置2根十字形底梁,底板厚1.10m。井壁各标高处有预留孔,与外管线相接,沉井内设有隔层和隔墙及相应的预留孔。
 
  一、地质情况及周边环境
 
  根据地质勘察资料,在沉井施工的影响深度范围内,主要分布有以下土层:①填土:色杂,松散,由碎石、碎砖、瓦片等建筑垃圾组成,下部含少量粘性土,厚度约2.40~3.00m;②淤泥:灰色,流塑,饱和,厚度约11.00~13.00m;③粘土:灰色,软塑,厚度约4.85m左右;④粘土:褐黄色夹灰色,硬可塑,厚度约3.40m左右。
 
  沉井东侧三层半民房距沉井中心约12m,西侧为河流,沉井外壁距河道边3m左右。

  二、施工重点及难点
 
  1.因沉井外壁与外管线相接,沉井在下沉过程中必须严格控制偏位、倾斜和超沉。
 
  2.按设计单位要求,为防止沉井施工对周围建筑物或构筑物带来影响,要求沉井外壁20m之内不得有建筑物或构筑物,而现场实际距离仅4m左右,另一侧距河道也只有3m左右,必须采取措施保护民房、防止河道塌方。
 
  三、预防超沉措施
 
  1.原设计要求挖深1.60m,考虑到①土层力学性能较好,摩擦系数为15KN/m2,挖去①土层将减少对沉井的摩擦力达1360KN,后经与设计协商不挖深。
 
  2.将原设计“二次预制、一次下沉”方案改为“二次预制、二次下沉”方案。
 
  3.当沉井下沉到刃脚设计标高约1.0m(或者更多)时即停止取土,使其依靠自重下沉至设计或接近设计标高。
 
  4.当沉井下沉至设计标高时,将底部土方划分成小块,一个小块一个小块的取土,并逐块用大块石置换。
 
  四、预防偏位或倾斜措施
 
  1.在原地面平整后,沉井定位符合设计要求并经现场监理复核符合要求后,才能预制沉井第一段。
 
  2.第一段下沉(尤其在①土层):经计算,沉井自重略大于支承力,容易控制下沉的速率。下沉时,要按有关规范和规程要求挖土下沉,小偏位要及时调整,绝对禁止偏位积累。
 
  3.下沉挖土顺序:先挖沉井刃脚周边,观察偏位或倾斜情况,再决定地梁底挖土顺序方向。
 
  4.沉井通过①土层后偏位可能性减少,主要预防倾斜,可采用堆土纠偏法,依据主动土压力与挖土深度成正比,堆土荷载增加就能形成底部主动土压力的增大,从而调整倾斜。但主要还是靠在挖土中逐步调整。

  五、保护民房和防止河边塌方措施
 
  1.沉井距民房4.00m左右,距河边3.00m左右,在沉井与民房之间及沉井与河边之间各打入15米长拉森Ⅳ型封闭钢板桩。
 
  2.沉井预制或打钢板桩前对周围民房进行初始标高测定,检查房屋内部楼面、隔墙等有否裂缝。如有裂缝,要做好标记,并拍照记录。在沉井下沉过程中随时检查观察。
 
  六、支模和拆模
 
  1.木工翻样后的支模系统要经项目技术负责人验算符合要求后才能制作模板。
 
  2.以沉井刃脚中心线为中心铺垫1.50m宽、50cm厚砂垫层,在砂垫层内铺设80(高)×60×1200mm木方,间距25cm,压实后与砂垫层面平,然后铺设沉井刃脚底模板。
 
  3.沉井第一段预制时,按施工图要求预留好水平钢板止水带。第一段沉井下沉至上口尚出土面60~70cm时,进行第二段预制。为了第二段木模底有支承点,在第一段预制时,在接口下20cm处预埋∟50×5@1500,井壁外悬挑10cm,拆模时割掉。
 
  4.对井壁较大孔洞,在沉井制作时在洞口预埋钢框、螺栓,用钢板、方木封闭,中填与孔洞混凝土重量相当的砂石或铁块配重。
 
  5.第一段沉井下沉前进行沉井刃脚标高测量,方垫木应敺智?⒎肿椤⒁来巍⒍猿啤⑼?綌抽出,抽出后若出现少量高差,高的部位应先挖土。
 
  七、钢筋绑扎
 
  钢筋下料前要做好钢筋翻样工作,翻样单必须经过项目技术负责人校对。钢筋绑扎时为增加整个沉井的刚性,局部采用电焊固定。
 
  八、混凝土浇捣
 
  1.设计混凝土强度等级C25,要求掺入早强剂和微膨胀剂。
 
  2.严格控制水灰比,砂、石含泥量应符合设计要求。
 
  3.浇捣混凝土入模高度≤2.00m,超过2m时用滑槽或在模板中开孔。要求振捣密实,抗渗等级达到S6要求。
 
  九、挖土下沉
 
  采用排水下沉法,在沉井内离刃脚2~3m挖一圈排水明沟,设3~4个集水井,在井内或井壁上设水泵,将地下水排出井外。挖土必须对称、均匀进行,刃脚部位采用跳槽破土,使沉井均匀地下沉。
 
  十、沉井封底
 
  采用排水干封底,在底板下设盲沟和集水井,保持地下水位低于基底面0.5m以下。封底混凝土与老混凝土接触面应冲刷干净;浇筑应在整个沉井面积上分层、不间断地同时进行,由四周向中央推进,每层厚30~50cm,并用振捣器捣实;当井内有隔墙时,应前后左右对称地逐孔浇筑。混凝土采用自然养护,养护期间应继续抽水,待底板混凝土强度达到70%后,对集水井逐个停止抽水,逐个封堵。封堵方法是将集水井中水抽干,在套管内迅速用干硬性的高强度混凝土进行堵塞并捣实,然后上法兰盘用螺栓拧紧或四周焊接封闭,上部用混凝土垫实捣平。

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