小型钢板沉井技术在深基坑流沙地层中的施工应用

2020-02-28邓力中广州安茂铁路工程咨询有限公司长沙涉铁分公司

门窗 2020年11期

邓力中广州安茂铁路工程咨询有限公司长沙涉铁分公司

1 前言

施工团队将小型钢板沉井施工技术应用到深基坑流沙地层中，可以有效防止深基坑出现流沙坍塌，提高基坑支护作业安全，为后续的主体结构施工打下坚实基础，强化施工作业的整体效果。基于此，对于小型钢板沉井技术在深基坑流沙地层中施工应用的探究有着重要意义。

2 施工方案

施工团队应对施工项目现场的实际情况进行分析，流沙地层大多处于深基坑底部，该部分区域具有较多的地下水，施工空间相对较小，工作面相对较深的特点。同时，深基坑底部区域的主要土层为砂层，深度较浅，结构开挖面积不充分。在制定施工方案时，施工技术人员应从安全保障、施工质量两方面着手，结合施工周期与资金投入情况，选取拼接式钢板，将钢板放到加工厂完成相关组装作业；结合小型钢板沉井技术，在项目施工现场采取小深度、人工挖掘、排水式、自沉式、整体下放等施工方案，将小断面矩形钢板沉井。

3 施工应用

3.1 施工准备

在施工前期，施工技术人员首先需要做好充分的准备工作，对施工项目现场的实际情况进行充分调查，结合沉井施工的具体作业范围，对施工现场的周边环境进行充分了解。具体包括，有无动载、交通运输、项目周边的建筑物分布、地下水位情况以及地质条件等。在完成现场调查工作后，施工技术人员需要根据具体的调查结果，确定相应的措施并实施各项预定措施，进一步强化准备工作的周密性。对于施工项目现场处于饱和状态的流沙层，施工团队需要将井点提前埋设在流沙层内，并进行降水。在围绕基坑开展支护施工作业时，应做好防渗处理与地下水疏干处理。在沉井作业阶段，施工技术人员需要确保深基坑内部的其余施工环节均保持静止状态，仅开展降水施工作业，尽可能地控制深基坑作业的安全风险；在深基坑上沿预先留出15m～20m的区间，不允许车辆通过，不允许在该区间内堆放荷载。为进一步优化作业面施工环境，施工团队应在沉井施工作业外围铺设基础垫层，在基础垫层上开展施工作业；当完成垫层的施工作业后，确保基础垫层具有一定强度，足够支撑后续各项施工环节时，方可在基坑内开展沉井施工作业。在沉井作业前，施工技术人员应借助全站仪与四角坐标，明确沉井位置；借助钢尺与水准仪，在沉井作业面附近设置高程点，使用红外水平仪对沉井作业面的高程基准线进行校准，将位移监测点埋设在沉井作业面周边已完工的基坑支护上，对原始数据进行测量。

3.2 沉井制作

在制作沉井的进程中，施工技术人员首先需要焊接钢筋骨架，选取HRB300D型号的钢筋，保持4.8m长的水平筋、0.8m长的立筋；在立筋内侧设置水平筋，尽可能避免直接焊接钢筋。若不具备极佳的施工条件，施工技术人员依然可以选用焊接模式，在进行双面焊接时，应确保焊缝的有效长度大于5倍钢筋直径以上；在进行单面焊接时，应确保焊缝的有效长度超过十倍钢筋直径。同时，施工技术人员应严格依照电焊作业规范，搭接水平筋与立筋。

3.3 钢筋骨架焊接

施工技术人员应严格依照设计尺寸对钢板进行裁剪，由于小型钢板普遍只有5mm左右的厚度，一旦遇到高温，较薄的钢板很容易出现变形。因此，施工技术人员应尽可能地避免进行拼接作业。为确保沉井四周的钢板实现无缝相连，仅具有四条脚缝，施工团队应采取焊接作业模式，将钢板与钢筋骨架对位，并采取点焊作业模式，将钢板与钢筋骨架固定，具体的焊接方法为氩弧焊。同时，施工技术人员应采取长距离的点焊作业模式，处理钢筋骨架上下水平筋、立筋与钢板的连接处保持20cm的间距、20cm的焊缝长度，由中间逐渐向两侧延伸，依次进行焊接，并开展对称分段焊接作业。在完成钢板与钢筋骨架焊接作业后，施工团队应围绕钢板四周，开始尝试拼接作业，保证平整度、垂直度、对角线尺寸、平面尺寸的偏差处于合理区间。在完成点焊固定作业后，施工人员应对钢板脚缝进行焊接；在焊接作业进程中，施工技术人员可采取混合气体实芯焊丝保护焊的作业方法，保持具体的焊脚尺寸在5mm左右。

3.4 钢刃脚焊接

在深基坑的流沙地层中应用小型钢板沉井施工技术，需要制作并焊接钢刃脚。在施工作业进程中，钢刃脚是三角形结构并处于沉井下段，骨架为角钢，将焊接板作为钢刃脚表面。在制作进程中，施工技术人员应分段制作钢刃脚，在完成钢板与钢骨架组装作业后，使用混合气体实芯焊丝保护焊方式，焊接钢骨架钢板，保持5mm的焊脚尺寸。在完成上述施工作业后，施工团队应开展垫层施工，将定位垫木设置在标定位置，在距离脚点0.2cm处，设置定位垫木中线，将垫木分别放置在中线两侧，每次设置六根垫木。施工技术人员应沿着钢刃脚的轴线垂直顺长放置垫木。在布置垫木时，施工人员应借助钢尺与水准仪，在沉井作业面附近设置高程点，使用红外水平仪对沉井作业面的高程基准线进行校准，将位移监测点埋设在沉井作业面周边已完工的基坑支护上，对原始数据进行测量；确保其与平面对称，将垫木顶面铺设在相同的设计高程上，确保钢刃脚的顶面中心与垫木中心线重合。为保证垫木施工的合理性，施工技术人员应确保顶面的高度差不大于3cm，相邻垫木的高度差应小于5mm。在完成垫木铺设作业后，施工技术人员应使用直径小于2cm的砂卵石，将垫木空隙处填塞密实。

3.5 沉井就位

在完成沉井制作工序后，施工团队应采取人工配合汽车吊装的作业方式，开展吊装作业，将沉井布置在深基坑的底部，开展测量定位活动，将基坑外边线与沉井外边线对齐；同时，施工团队还应将工作平台、人行爬梯设置在深基坑内，使用机械与人工相搭配的作业模式，开展挖土下沉作业。在挖土作业进程中，施工技术人员应对井内水位进行严格把控，确保其始终低于井外水位。在开挖作业进程中，施工团队应严格依照中央、四角、四边的先后顺序，对称、均匀开挖；将取土料斗设置在沉井内，结合塔吊作业，提高运输效率。施工团队还应结合施工项目现场的实际情况，依照四角、周边的作业顺序冲挖土地，对定点段土地进行冲挖处理。在实际的作业进程中，施工技术人员应确保下沉速率的稳定性，设置0.3m/d的初始下沉速度；在下沉作业中期，将速度提升至0.6m/d左右；在下沉作业后期，降低速度至0.3m/d；依托砂石的自重，进行下沉就位。在实际的分层挖掘作业进程中，施工人员应严格依照作业规范，不可对刃脚表面土体进行掏挖，应确保沙土面的高度差小于20cm。

3.6 纠偏

在完成沉井就位作业后，施工技术人员需要根据具体的作业效果，确定相应的完善措施并实施各项预定措施；根据施工项目的现场状况，结合沉井就位的施工作业范围，进一步强化后续工作的科学性、合理性。沉井技术施工在实际的应用进程中会存在一定偏差，主要包括旋转、水平位移、倾斜位移。基于此，施工技术人员应对下沉作业进程中的受力状况、倾斜程度、井壁位置进行监测；在挖土下沉作业进程中，施工团队的挖土工人、测量人员应相互配合，一旦偏差超出合理区间，应迅速停止作业，对偏差的实际原因进行分析，采取科学合理的纠偏措施。具体的纠偏措施包括以下几种：第一、除土纠正倾斜，施工技术人员可以围绕高刃脚部分开展出土作业，将垫木架设在低刃脚处，借助沉井自重，对倾斜进行纠偏。第二、施加水平力，将垫木设置在刃脚低侧，对倾斜进行纠偏。第三、增加土压，在倾斜侧开展填土抛石作业，增加该侧的土压，借助井身自重下沉进行作业，当沉井的相关参数符合设计高程要求且保持稳定状态后，将垫木抽除。在实际作业进程中，施工团队应统一指挥，结合相应的信号，同步、对称、分组进行抽取。在完成抽取作业后，施工技术人员应将粗中砂回填，确认回填完毕后，方可开展下一步骤的抽取作业。通常情况下，施工人员应从内至外，抽除沉井垫木；若部分沉井处于流沙层，具有较大的抽除难度，施工技术人员可结合项目现场的实际情况，由外向内进行抽除。

3.7 封底回填

施工设计人员应依照设计标高开展沉井下沉作业，待下沉稳定后，确保沉降量的累积值小于1cm，开始着手封底回填。对于封底混凝土，施工团队应采取导管法进行浇筑，依循由中间到四周的浇筑顺序开展对称浇筑作业，确保浇铸宽度保持在10m内，实现封底混凝土的一次性浇筑作业。当水下封底混凝土的强度超过相关设计要求的70%且符合抗浮要求时，施工人员应将沉井内的水抽出；在完成抽水作业后，施工团队应对沉井是否渗水进行检查，及时修补渗漏部位。在完成沉井封底作业后，应使用直径在10mm～20mm的碎石，围绕沉井四周开展对称、分层回填作业，夯实沉井四周。在完成沉井施工作业后，施工团队可以有效防止深基坑出现流沙坍塌，提高基坑支护作业安全，为后续的主体结构施工打下坚实基础，强化施工作业的整体效果。