小型鋼板沉井技術在深基坑流沙地層中的施工應用

鄧力中 廣州安茂鐵路工程咨詢有限公司長沙涉鐵分公司

1 前言

施工團隊將小型鋼板沉井施工技術應用到深基坑流沙地層中，可以有效防止深基坑出現流沙坍塌，提高基坑支護作業安全，為后續的主體結構施工打下堅實基礎，強化施工作業的整體效果。基于此，對于小型鋼板沉井技術在深基坑流沙地層中施工應用的探究有著重要意義。

2 施工方案

施工團隊應對施工項目現場的實際情況進行分析，流沙地層大多處于深基坑底部，該部分區域具有較多的地下水，施工空間相對較小，工作面相對較深的特點。同時，深基坑底部區域的主要土層為砂層，深度較淺，結構開挖面積不充分。在制定施工方案時，施工技術人員應從安全保障、施工質量兩方面著手，結合施工周期與資金投入情況，選取拼接式鋼板，將鋼板放到加工廠完成相關組裝作業；結合小型鋼板沉井技術，在項目施工現場采取小深度、人工挖掘、排水式、自沉式、整體下放等施工方案，將小斷面矩形鋼板沉井。

3 施工應用

3.1 施工準備

在施工前期，施工技術人員首先需要做好充分的準備工作，對施工項目現場的實際情況進行充分調查，結合沉井施工的具體作業范圍，對施工現場的周邊環境進行充分了解。具體包括，有無動載、交通運輸、項目周邊的建筑物分布、地下水位情況以及地質條件等。在完成現場調查工作后，施工技術人員需要根據具體的調查結果，確定相應的措施并實施各項預定措施，進一步強化準備工作的周密性。對于施工項目現場處于飽和狀態的流沙層，施工團隊需要將井點提前埋設在流沙層內，并進行降水。在圍繞基坑開展支護施工作業時，應做好防滲處理與地下水疏干處理。在沉井作業階段，施工技術人員需要確保深基坑內部的其余施工環節均保持靜止狀態，僅開展降水施工作業，盡可能地控制深基坑作業的安全風險；在深基坑上沿預先留出15m～20m的區間，不允許車輛通過，不允許在該區間內堆放荷載。為進一步優化作業面施工環境，施工團隊應在沉井施工作業外圍鋪設基礎墊層，在基礎墊層上開展施工作業；當完成墊層的施工作業后，確保基礎墊層具有一定強度，足夠支撐后續各項施工環節時，方可在基坑內開展沉井施工作業。在沉井作業前，施工技術人員應借助全站儀與四角坐標，明確沉井位置；借助鋼尺與水準儀，在沉井作業面附近設置高程點，使用紅外水平儀對沉井作業面的高程基準線進行校準，將位移監測點埋設在沉井作業面周邊已完工的基坑支護上，對原始數據進行測量。

3.2 沉井制作

在制作沉井的進程中，施工技術人員首先需要焊接鋼筋骨架，選取HRB300D型號的鋼筋，保持4.8m長的水平筋、0.8m長的立筋；在立筋內側設置水平筋，盡可能避免直接焊接鋼筋。若不具備極佳的施工條件，施工技術人員依然可以選用焊接模式，在進行雙面焊接時，應確保焊縫的有效長度大于5倍鋼筋直徑以上；在進行單面焊接時，應確保焊縫的有效長度超過十倍鋼筋直徑。同時，施工技術人員應嚴格依照電焊作業規范，搭接水平筋與立筋。

3.3 鋼筋骨架焊接

施工技術人員應嚴格依照設計尺寸對鋼板進行裁剪，由于小型鋼板普遍只有5mm左右的厚度，一旦遇到高溫，較薄的鋼板很容易出現變形。因此，施工技術人員應盡可能地避免進行拼接作業。為確保沉井四周的鋼板實現無縫相連，僅具有四條腳縫，施工團隊應采取焊接作業模式，將鋼板與鋼筋骨架對位，并采取點焊作業模式，將鋼板與鋼筋骨架固定，具體的焊接方法為氬弧焊。同時，施工技術人員應采取長距離的點焊作業模式，處理鋼筋骨架上下水平筋、立筋與鋼板的連接處保持20cm的間距、20cm的焊縫長度，由中間逐漸向兩側延伸，依次進行焊接，并開展對稱分段焊接作業。在完成鋼板與鋼筋骨架焊接作業后，施工團隊應圍繞鋼板四周，開始嘗試拼接作業，保證平整度、垂直度、對角線尺寸、平面尺寸的偏差處于合理區間。在完成點焊固定作業后，施工人員應對鋼板腳縫進行焊接；在焊接作業進程中，施工技術人員可采取混合氣體實芯焊絲保護焊的作業方法，保持具體的焊腳尺寸在5mm左右。

3.4 鋼刃腳焊接

在深基坑的流沙地層中應用小型鋼板沉井施工技術，需要制作并焊接鋼刃腳。在施工作業進程中，鋼刃腳是三角形結構并處于沉井下段，骨架為角鋼，將焊接板作為鋼刃腳表面。在制作進程中，施工技術人員應分段制作鋼刃腳，在完成鋼板與鋼骨架組裝作業后，使用混合氣體實芯焊絲保護焊方式，焊接鋼骨架鋼板，保持5mm的焊腳尺寸。在完成上述施工作業后，施工團隊應開展墊層施工，將定位墊木設置在標定位置，在距離腳點0.2cm處，設置定位墊木中線，將墊木分別放置在中線兩側，每次設置六根墊木。施工技術人員應沿著鋼刃腳的軸線垂直順長放置墊木。在布置墊木時，施工人員應借助鋼尺與水準儀，在沉井作業面附近設置高程點，使用紅外水平儀對沉井作業面的高程基準線進行校準，將位移監測點埋設在沉井作業面周邊已完工的基坑支護上，對原始數據進行測量；確保其與平面對稱，將墊木頂面鋪設在相同的設計高程上，確保鋼刃腳的頂面中心與墊木中心線重合。為保證墊木施工的合理性，施工技術人員應確保頂面的高度差不大于3cm，相鄰墊木的高度差應小于5mm。在完成墊木鋪設作業后，施工技術人員應使用直徑小于2cm的砂卵石，將墊木空隙處填塞密實。

3.5 沉井就位

在完成沉井制作工序后，施工團隊應采取人工配合汽車吊裝的作業方式，開展吊裝作業，將沉井布置在深基坑的底部，開展測量定位活動，將基坑外邊線與沉井外邊線對齊；同時，施工團隊還應將工作平臺、人行爬梯設置在深基坑內，使用機械與人工相搭配的作業模式，開展挖土下沉作業。在挖土作業進程中，施工技術人員應對井內水位進行嚴格把控，確保其始終低于井外水位。在開挖作業進程中，施工團隊應嚴格依照中央、四角、四邊的先后順序，對稱、均勻開挖；將取土料斗設置在沉井內，結合塔吊作業，提高運輸效率。施工團隊還應結合施工項目現場的實際情況，依照四角、周邊的作業順序沖挖土地，對定點段土地進行沖挖處理。在實際的作業進程中，施工技術人員應確保下沉速率的穩定性，設置0.3m/d的初始下沉速度；在下沉作業中期，將速度提升至0.6m/d左右；在下沉作業后期，降低速度至0.3m/d；依托砂石的自重，進行下沉就位。在實際的分層挖掘作業進程中，施工人員應嚴格依照作業規范，不可對刃腳表面土體進行掏挖，應確保沙土面的高度差小于20cm。

3.6 糾偏

在完成沉井就位作業后，施工技術人員需要根據具體的作業效果，確定相應的完善措施并實施各項預定措施；根據施工項目的現場狀況，結合沉井就位的施工作業范圍，進一步強化后續工作的科學性、合理性。沉井技術施工在實際的應用進程中會存在一定偏差，主要包括旋轉、水平位移、傾斜位移。基于此，施工技術人員應對下沉作業進程中的受力狀況、傾斜程度、井壁位置進行監測；在挖土下沉作業進程中，施工團隊的挖土工人、測量人員應相互配合，一旦偏差超出合理區間，應迅速停止作業，對偏差的實際原因進行分析，采取科學合理的糾偏措施。具體的糾偏措施包括以下幾種：第一、除土糾正傾斜，施工技術人員可以圍繞高刃腳部分開展出土作業，將墊木架設在低刃腳處，借助沉井自重，對傾斜進行糾偏。第二、施加水平力，將墊木設置在刃腳低側，對傾斜進行糾偏。第三、增加土壓，在傾斜側開展填土拋石作業，增加該側的土壓，借助井身自重下沉進行作業，當沉井的相關參數符合設計高程要求且保持穩定狀態后，將墊木抽除。在實際作業進程中，施工團隊應統一指揮，結合相應的信號，同步、對稱、分組進行抽取。在完成抽取作業后，施工技術人員應將粗中砂回填，確認回填完畢后，方可開展下一步驟的抽取作業。通常情況下，施工人員應從內至外，抽除沉井墊木；若部分沉井處于流沙層，具有較大的抽除難度，施工技術人員可結合項目現場的實際情況，由外向內進行抽除。

3.7 封底回填

施工設計人員應依照設計標高開展沉井下沉作業，待下沉穩定后，確保沉降量的累積值小于1cm，開始著手封底回填。對于封底混凝土，施工團隊應采取導管法進行澆筑，依循由中間到四周的澆筑順序開展對稱澆筑作業，確保澆鑄寬度保持在10m內，實現封底混凝土的一次性澆筑作業。當水下封底混凝土的強度超過相關設計要求的70%且符合抗浮要求時，施工人員應將沉井內的水抽出；在完成抽水作業后，施工團隊應對沉井是否滲水進行檢查，及時修補滲漏部位。在完成沉井封底作業后，應使用直徑在10mm～20mm的碎石，圍繞沉井四周開展對稱、分層回填作業，夯實沉井四周。在完成沉井施工作業后，施工團隊可以有效防止深基坑出現流沙坍塌，提高基坑支護作業安全，為后續的主體結構施工打下堅實基礎，強化施工作業的整體效果。

4 結束語

綜上所述，施工技術人員應從安全保障、施工質量兩方面著手，結合施工周期與資金投入情況，制定施工方案；從施工準備、沉井制作、鋼筋骨架焊接、鋼刃腳焊接、沉井就位、糾偏、封底回填等方式著手，持續強化小型鋼板沉井技術在深基坑流沙地層中的施工應用效果。