沉井干封底施工處理工藝

馬耀兵

沉井干封底施工處理工藝

馬耀兵

結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),首先總結(jié)了沉井施工的總體降水原則,然后介紹了沉井的制作,最后就沉井下沉及封底施工、井鼓的安裝與拆除封閉進(jìn)行了詳細(xì)敘述,對(duì)完善沉井施工工藝有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

沉井施工,沉井下沉,封底,施工工藝

由于沉井施工工藝的特殊性,其施工關(guān)鍵過(guò)程集中在下沉和封底階段,難度大,干封法不易成功,本文主要根據(jù)在沙鋼 200萬(wàn) t板卷工程煉鋼連鑄旋流沉淀池工程中的施工經(jīng)驗(yàn),分三個(gè)部分對(duì)沉井干封法封底施工工藝處理的成功經(jīng)驗(yàn)作些總結(jié)。

1 沉井施工的總體降水原則

煉鋼連鑄旋流沉淀池位于連鑄主廠房?jī)?nèi)1F,1G列間 105線 ～107線內(nèi),設(shè)計(jì)井深26.30m,井壁上口外徑R=12.20m,根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告,土質(zhì)中的含水率高,部分淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂層對(duì)降水的不利,施工方案中設(shè)計(jì)沉井的封底降水,計(jì)算沉井的降水布置。在土方開(kāi)挖前深井降水應(yīng)滿(mǎn)足水位要求。

2 沉井的制作

沉井壁制作分兩階段澆筑成型,沉井定位放線,一級(jí)井點(diǎn)和深井降水有效后,再在沉井半徑尺寸加大 1.5 m～2.0m的基礎(chǔ)上挖去約 5.0m～6.0m深的土,然后開(kāi)始沉井第一階段制作的綁筋、支模和混凝土澆筑。第二階段的制作高度不能直接到設(shè)計(jì)高度,要在井口頂部預(yù)留一定高度將鋼筋留成插筋,以便沉井下沉到位并封底后,制作頂板時(shí)再一起制作剩余高度。其他制作步驟重復(fù)第一階段。

為了使本次沉井能順利下沉和封底施工,同時(shí)為縮短工期,結(jié)構(gòu)更安全可靠,降低施工風(fēng)險(xiǎn),節(jié)約成本,根據(jù)多年在張家港長(zhǎng)江流域施工的諸多沉井設(shè)計(jì)更改經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,本沉井制作施工中對(duì)原設(shè)計(jì)做如下修改：

沉井設(shè)計(jì)變更及其處理程序：

1)沉井刃腳的結(jié)構(gòu)改變。a.為了控制沉井均勻沉降,保證井底下沉的整體性和抗傾斜能力,在下沉過(guò)程中不發(fā)生重大偏移傾斜和中心平移,在沉井底部增設(shè)四道高H=1 500mm,寬B=1 000mm,翼緣寬B×H=1 500mm×300mm的“T”形梁。該“T”形梁還可以最大限度防止沉井發(fā)生突沉所造成的事故。井字梁與井壁同時(shí)制作。b.為能更好的控制沉井的下沉速度,在a.條件下原設(shè)計(jì)沉井刃腳底高寬現(xiàn)分別改為：高 500mm,寬 500mm,并在刃腳處增加一道環(huán)形地梁(矩形截面尺寸為：B×H=400mm×600mm)。原方案中的枕木胎模改為磚模制作沉井刃腳。

2)井壁截面厚度的變化由外變改成內(nèi)變,方便制作和內(nèi)架搭設(shè)施工,井字梁與井壁現(xiàn)澆成整體。

沉井制作澆筑完后養(yǎng)護(hù) 3 d～5 d并做好下沉準(zhǔn)備,待下沉和封底施工機(jī)械都準(zhǔn)備就緒后,立即進(jìn)行下沉與封底的施工。

3 沉井的下沉與封底

3.1 沉井下沉

沉井的下沉過(guò)程工作原理是：1)在沉井內(nèi)布設(shè)四臺(tái)泥漿泵。2)將深井抽出的水用四臺(tái)連接有高壓水槍的大功率高壓水泵抽回井內(nèi),再用高壓水槍沖擊沉井壁以?xún)?nèi)的泥沙,在中央形成鍋底,同時(shí)在井內(nèi)四周對(duì)稱(chēng)均勻沖刷刃腳底部,保證沉井能均勻下沉。照此程序施工,預(yù)計(jì)將至少用兩周時(shí)間下沉到位。

3.2 沉井的封底施工

沉井下沉到位封底前,將四臺(tái)泥漿泵撤出三臺(tái),留一臺(tái)進(jìn)行淤泥積水的清理和收尾處理。

在封底混凝土澆筑前先填石子,遵從“由外向內(nèi),從四周向中間”的原則,這樣可以壓住泥沙涌起,改變水流方向從四周流向中央,并可一直使用浮式泥漿泵抽吸。對(duì)于局部有嚴(yán)重涌沙和冒氣的地方,也是從外向內(nèi)推移填石子。

另外,封底中的沙涌點(diǎn)的封堵方法是：首先在封底前用石子按以上方法填平,將涌沙點(diǎn)四周的泥沙用水沖洗清理干凈,然后直接將標(biāo)號(hào)至少為 C45混凝土壓上,待量足夠時(shí)用振動(dòng)棒振搗,將所有的涌沙點(diǎn)照此法處理封好后,再用塔吊吊入 C30抗?jié)B混凝土進(jìn)行大面積封底澆筑。

因沉井底部形成的鍋底較淺,井字梁底部與砂土基本上是完全接觸的,在澆筑混凝土前,應(yīng)先用水槍將“T”形井字梁及刃腳底部四周土盡量沖掉,填滿(mǎn)石子,不能使之與砂土直接接觸,否則井字梁與沉井壁的連接處可能會(huì)被剪斷而沒(méi)有承載作用,井字梁就會(huì)失去支撐作用。井內(nèi)封填石子的厚度均在700mm～800mm左右。封底素混凝土強(qiáng)度應(yīng)與井字梁強(qiáng)度相差不多。

由于在填石子后,不可能再用浮式抽吸泵抽吸泥漿和水,而且填滿(mǎn)石子后,對(duì)涌出的沙有過(guò)濾、沉淀作用,為了保證混凝土澆筑時(shí)沉井內(nèi)不積水,必須做兩個(gè)井鼓降水。井鼓制作的大小、尺寸可以根據(jù)實(shí)際填深、水泵的功率等情況另行修改(井鼓的制作見(jiàn)圖 1)。

3.3 井鼓的安裝與拆除封閉

將制作好的兩個(gè)井鼓對(duì)稱(chēng)放在中心格的對(duì)角線上,下部填埋在石子中,在每個(gè)井鼓內(nèi)放一臺(tái)立式水泵,水泵開(kāi)始有效工作后,將浮式泥漿水泵撤出。然后將預(yù)先制作好的井管及密封蓋吊入井鼓內(nèi),擰緊螺栓,用帶橡膠墊圈的鋼蓋板(鋼蓋板上留有 8 cm直徑的孔)將井鼓密封,然后將焊有直徑 10 cm的止水板的井點(diǎn)管插入井鼓內(nèi),將止水板與鋼蓋板焊接(滿(mǎn)焊)密封后,再將真空泵的進(jìn)出水管與井點(diǎn)管相連,打開(kāi)井管上安放的閥門(mén),即可用真空泵開(kāi)始抽水。其安裝做法如圖 2所示。

當(dāng)所有封底混凝土澆筑完綁底板上層鋼筋前,在兩個(gè)井鼓之間底層鋼筋網(wǎng)上做數(shù)個(gè)支點(diǎn),用于搭建真空泵平臺(tái)。搭建好平臺(tái)后,將兩臺(tái)真空泵安置到位,并在平臺(tái)上放一大鐵桶,將水抽到大鐵桶后,再用立式水泵打出沉井外。

為了降低板底水壓對(duì)混凝土的沖擊,應(yīng)在封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后,停止真空泵抽水,再關(guān)閉井點(diǎn)管上的閥門(mén),拆除真空泵,直接用混凝土將井鼓與底板一起澆筑,井鼓出水口徹底封死,將井鼓進(jìn)行永久性封閉。但此時(shí)底板混凝土強(qiáng)度超過(guò) 50%。封堵井點(diǎn)管時(shí)要將鋼筒內(nèi)的水清理干凈,并割去高出底板面的井管,然后用高標(biāo)號(hào)混凝土澆筑、振動(dòng)棒振搗密實(shí)。底板澆筑屬于大體積混凝土,澆筑過(guò)程中要注意溫度變化及施工縫的接槎處理。

由于沉井工程的特殊性,在封底混凝土完工后,應(yīng)有幾項(xiàng)工作根據(jù)以下措施,配合在綁扎上層鋼筋時(shí)同時(shí)進(jìn)行。

1)沉井封底和底板混凝土完工后,應(yīng)立即組織內(nèi)筒施工,增加沉井自重,保證安全。沉井內(nèi)筒放樣、吊線,內(nèi)筒與底板連接預(yù)留插筋,插筋長(zhǎng)度應(yīng)不小于 4m。

2)為了防止下雨或遇意外情況使沉井底板澆筑后井內(nèi)有積水,應(yīng)在鋼筋中預(yù)埋兩個(gè)深 500mm直徑 400 mm左右的鋼筒,以便以后抽出井內(nèi)積水,放置水泵等。待沉井內(nèi)筒施工完后,底板無(wú)漏水等情況發(fā)生,再用混凝土將鋼筒內(nèi)填滿(mǎn)。

混凝土質(zhì)量配合比：水泥200 kg,砂200 kg,石子400 kg,水量和坍落度要小。至此,沉井的下沉、封底、底板澆筑全部完工,11口深井潛水泵全部停止抽水,拆除水泵,并要求保護(hù)好深井,以備后用,整個(gè)沉井施工進(jìn)入后期制作階段。

[1] 孫付峰.大型構(gòu)造物侵入暗挖結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].山西建筑, 2009,35(13)：146-147.

On treatment craft of caisson dry sealing construction

MA Yao-bing

Combining with the working experience,the paper sums up the general rainfall princip le in the caisson construction,introduces the making of the caisson,and has the detailed indication for the caisson settlement,the sealing construction,the installation of caisson drum and the dismental sealing,so as to have the important significance for improving the construction craft of caisson.

caisson construction,caisson settlement,sealing,construction craft

TU473.2

A

1009-6825(2011)09-0108-02

2010-11-24

馬耀兵(1971-),男,工程師,中冶天工上海十三冶建設(shè)有限公司,上海 201900