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排水下沉法沉井施工工艺剖析

2011-08-15杨国兴

黑龙江水利科技 2011年4期
关键词:沉井垫层标高

杨国兴

(大庆地区防洪工程管理处,黑龙江大庆163000)

1 沉井技术措施

四方山沉井工程设计为圆形沉井,内径设计直径为6.0 m,下沉深度为16.8 m,拟采用LN-125型泥浆排水下沉法施工。在施工中根据工程结构特点、地质水文情况、施工设备条件、技术的可能性,编制切实可行的施工技术措施,以指导施工。

沉井施工工艺主要有以下几个方面,即工艺流程、技术准备、沉井制作、沉井下沉、封底等。

2 施工工艺流程

平整场地→测量放样→布设降水点→开挖基坑→垫层→沉井制作→风镐破碎垫层→沉井设备运输、安装→沉井下沉→封底→底板制作→梁及顶板制作→制作井内钢平台→土方外运

3 技术准备

3.1 整平场地

整平场地至要求标高,按施工要求拆迁沉井周围上的破坏棱体范围内的地上障碍物,如房屋、电线杆、树木及其他设施,清除地面下3 m以内的地下埋设物,如上下水管道、电缆线路及基础、设备基础、人防设施等。

在沉井周围土的破坏棱体范围内有永久性建筑物时,应会同有关单位研究并采取确保安全和质量的措施后,方可施工。

3.2 布设测量控制网

按设计总图和沉井平面布置要求设置测量控制网和水准基点,进行定位放线,定出沉井中心轴线和基坑轮廓线,作为沉井制作和下沉定位的依据。在原有建筑物附近下沉的沉井,应在原建筑物上设置沉降观测点,定期进行沉降观测。

3.3 修建临时设施

总平面布置,修建临时设施,修筑道路、排水沟、截水沟,安装临时水、电、风管道线路,安设施工设备,并试水、试电、试运转。

3.4 作技术交底,使施工人员了解并熟悉工程结构、地质和水文情况、沉井制作和下沉施工技术要点、安全措施、质量要求,以及可能遇到的各种问题和处理方法

3.5 材料要求

制作沉井所使用的混凝土、钢筋、砖、石等半成品与原材料必须符合设计要求,当无设计要求时,可参照本企业相关施工工艺及质量验收标准。

3.6 主要机具

主要机具有:混凝土搅拌机、砂浆搅拌机、钢筋加工机械、大型反铲挖土机、抓斗挖土机、井点降水系统、水力冲射器、空气吸泥机、水泵、风镐或风铲、16 t汽车吊、卷扬机及土方运输车辆等。

3.7 避免影响周围环境,确保施工安全

在沉井周围土的破坏棱体范围内有永久性建筑物时,应会同有关单位研究并采取确保安全和质量的措施后,方可施工。开挖及降排水时,尚应考虑可能因土体变形及地下水位变化而引起周围地面沉降而影响周围的建筑物、地下管线和道路的安全。

4 沉井制作重要控制点

1)本工程采用木模板支护,沉井四周布设6处降水点,降水深度为20 m。实际放大样,制作刃脚模板。钢筋、模板制作

2)用挖掘机开挖半径6.5 m深度5 m的沉井基坑,场地窄小,将土方外运。人工清理至同一标高、夯实,测量放线,打20 cm厚C30混凝土垫层,以防止沉井在制作过程中因土的受力不同出现倾斜现象。

3)支刃脚内模板,绑刃脚,井壁钢筋,内壁立筋向内弯1 m或45°角,中间立筋间距30 cm绑中间水平筋,刃脚上部插筋,封外模。

4)模板加固,竖直方向每30 cm竖两根木立,水平方向40 cm用Ф25钢筋制作成的圈箍加固,同时用ф14长1.8 m间距40 cm穿墙钢筋加固,穿墙钢筋两侧挑螺丝扣,两侧及中间焊3道止水钢板。

5)模板加固好以后,在刃脚凹槽处插入3排Ф25钢筋,间距30 cm,长2 m,外留1.5 m,与底板钢筋相连,作用是加强井壁混凝土与底板混凝土相连,防止封底混凝土和底板混凝土上浮和渗漏,焊2道厚0.5 cm宽40的止水钢板,打入混凝土20 cm,留20 cm待下次打混凝土时浇筑。

5 沉井下沉前准备

沉井施工前,需要挖100 m3贮水池和两个排污池;将模板,脚手架全部拆除,并清理内井一切杂物;将刃脚垫层清除出井,进水口、出水口门洞密封;选择好水源、电源通道的最佳排放位置,选择好泥浆池的最佳位置及回水的排放口;组装泥浆泵,用汽车吊吊入井中。

沉井下沉前应对沉井结构作必要的强度检查,对下沉各个阶段作下沉计算,根据土质实际情况采取必要的降排水工作,检查混凝土强度及抗渗等级,并根据勘测报告计算极限承载力。

6 排水下沉

1)沉井下沉采用LN-125型泥浆泵排水下沉。利用3BX-57级高压泵形成的高压来破坏土壤的物理结构形成泥浆,再由泥浆泵吸取送至泥浆池,经沉淀后排出清水即完成土方的挖、运等工序。

2)施工中应遵循先中央后边仓的原则,具体方法先在沉井中央取土,形成锅底,锅底深度不可低于刃脚标高1~1.5 m,后向周边扩大锅底,沉井即可靠自重下沉,如沉井下沉缓慢,可采用井壁配挂重物,辅助下沉,重要根据下沉量而定。

3)由于本工程井的内部结构复杂,所以机械需视情况及时调整。如施工中发现泥浆泵扬程不够,需中途加压。取土遵循对称取土的原则,不可偏向沉井自重轻重一边,否则沉井均匀下沉难以保证。下沉前应分区、分组、依次、对称,同步的拆除刃脚下的垫架(砖垫座),每抽出一根垫木后,在刃脚下立即用砂,卵石填实。在沉井下沉过程中,工长、测量员、挖土工人应密切配合加强观测及时纠偏。

4)沉井下沉观测的方法为在沉井外壁弹周围水平线,井筒内按8等分标出垂直轴线,各吊线坠一个,对准下部标板来控制。观测时间,每班3次,接近标高时,每两小时一次,随时掌握分析观测数值,当垂直线偏离垂线达50 mm或标高差在100 mm应立即纠正,挖土过程中可通过调整挖土标高或劳动力进行纠偏。

5)沉井下沉接近标高时,应加强观测,防止超沉。可在四角处垫砖墩或垫枕木,使沉井压在其上,使沉井稳定。

沉井下沉如出现倾斜,调整挖土仍不能纠正时,可加荷调整,但若一侧已达到设计标高,则直接采用旋转喷射高太水法协助下沉纠偏。

7 沉井干封底

1)沉井下沉至设计标高,再经2~3 d下沉稳定,或经观测在8 h内累计下沉量≤10 mm,即可进行封底。

2)封底前应先将刃脚处新旧混凝土接触面冲洗干净并凿毛,对井底进行修整使之成锅底形,由刃脚向中心挖射形排水沟,填以卵石作成滤水盲沟,在中部设2~3个集水井与盲沟相连,使井底地下水汇集于集水井中用潜水泵排出,保持水位低于基底面0.5 m以下。

3)封底铺一层150 mm厚卵石,再在基上浇一层混凝土垫层,在刃脚下切实填严,振捣密实,以保证沉井的最后稳定,达到50%强度后在垫层上铺卷材防水层,绑钢筋,两端伸入刃脚或凹槽内,浇筑底板混凝土。

4)混凝土浇筑应在整个沉井面积上分层、不间断地进行,由四周向中央推进,并用振捣器捣实。混凝土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混凝土填塞并捣实,然后上法兰盘四周焊接封闭上部用混凝土垫实捣平。

8 结语

沉井竣工后的验收应包括沉井的平面位置、终端标高、结构完整性、渗水等进行综合检查,沉井检验标准应符合技术要求,沉井质量符合检验标准。

[1]周晓陵.沉井排水下沉施工方法[J].中国新技术新产品,2009(21).

[2]祖飞,袁秀荣,李国忠.小型沉井施工[J].黑龙江水利科技,2004,32(01):128.

[3]郑海明,郑本荣.浅谈小型沉井施工技术[J].黑龙江水利科技,2002,30(2):92.

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