沉井干封底施工处理工艺

马耀兵

沉井干封底施工处理工艺

马耀兵

结合工作经验,首先总结了沉井施工的总体降水原则,然后介绍了沉井的制作,最后就沉井下沉及封底施工、井鼓的安装与拆除封闭进行了详细叙述,对完善沉井施工工艺有着重要的现实意义。

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由于沉井施工工艺的特殊性,其施工关键过程集中在下沉和封底阶段,难度大,干封法不易成功,本文主要根据在沙钢 200万 t板卷工程炼钢连铸旋流沉淀池工程中的施工经验,分三个部分对沉井干封法封底施工工艺处理的成功经验作些总结。

1 沉井施工的总体降水原则

炼钢连铸旋流沉淀池位于连铸主厂房内1F,1G列间 105线 ～107线内,设计井深26.30m,井壁上口外径R=12.20m,根据地质勘探报告,土质中的含水率高,部分淤泥质粉质粘土夹粉砂层对降水的不利,施工方案中设计沉井的封底降水,计算沉井的降水布置。在土方开挖前深井降水应满足水位要求。

2 沉井的制作

沉井壁制作分两阶段浇筑成型,沉井定位放线,一级井点和深井降水有效后,再在沉井半径尺寸加大 1.5 m～2.0m的基础上挖去约 5.0m～6.0m深的土,然后开始沉井第一阶段制作的绑筋、支模和混凝土浇筑。第二阶段的制作高度不能直接到设计高度,要在井口顶部预留一定高度将钢筋留成插筋,以便沉井下沉到位并封底后,制作顶板时再一起制作剩余高度。其他制作步骤重复第一阶段。

为了使本次沉井能顺利下沉和封底施工,同时为缩短工期,结构更安全可靠,降低施工风险,节约成本,根据多年在张家港长江流域施工的诸多沉井设计更改经验的基础上,本沉井制作施工中对原设计做如下修改：

沉井设计变更及其处理程序：

1)沉井刃脚的结构改变。a.为了控制沉井均匀沉降,保证井底下沉的整体性和抗倾斜能力,在下沉过程中不发生重大偏移倾斜和中心平移,在沉井底部增设四道高H=1 500mm,宽B=1 000mm,翼缘宽B×H=1 500mm×300mm的“T”形梁。该“T”形梁还可以最大限度防止沉井发生突沉所造成的事故。井字梁与井壁同时制作。b.为能更好的控制沉井的下沉速度,在a.条件下原设计沉井刃脚底高宽现分别改为：高 500mm,宽 500mm,并在刃脚处增加一道环形地梁(矩形截面尺寸为：B×H=400mm×600mm)。原方案中的枕木胎模改为砖模制作沉井刃脚。

2)井壁截面厚度的变化由外变改成内变,方便制作和内架搭设施工,井字梁与井壁现浇成整体。

沉井制作浇筑完后养护 3 d～5 d并做好下沉准备,待下沉和封底施工机械都准备就绪后,立即进行下沉与封底的施工。

3 沉井的下沉与封底

3.1 沉井下沉

沉井的下沉过程工作原理是：1)在沉井内布设四台泥浆泵。2)将深井抽出的水用四台连接有高压水枪的大功率高压水泵抽回井内,再用高压水枪冲击沉井壁以内的泥沙,在中央形成锅底,同时在井内四周对称均匀冲刷刃脚底部,保证沉井能均匀下沉。照此程序施工,预计将至少用两周时间下沉到位。

3.2 沉井的封底施工

沉井下沉到位封底前,将四台泥浆泵撤出三台,留一台进行淤泥积水的清理和收尾处理。

在封底混凝土浇筑前先填石子,遵从“由外向内,从四周向中间”的原则,这样可以压住泥沙涌起,改变水流方向从四周流向中央,并可一直使用浮式泥浆泵抽吸。对于局部有严重涌沙和冒气的地方,也是从外向内推移填石子。

另外,封底中的沙涌点的封堵方法是：首先在封底前用石子按以上方法填平,将涌沙点四周的泥沙用水冲洗清理干净,然后直接将标号至少为 C45混凝土压上,待量足够时用振动棒振捣,将所有的涌沙点照此法处理封好后,再用塔吊吊入 C30抗渗混凝土进行大面积封底浇筑。

因沉井底部形成的锅底较浅,井字梁底部与砂土基本上是完全接触的,在浇筑混凝土前,应先用水枪将“T”形井字梁及刃脚底部四周土尽量冲掉,填满石子,不能使之与砂土直接接触,否则井字梁与沉井壁的连接处可能会被剪断而没有承载作用,井字梁就会失去支撑作用。井内封填石子的厚度均在700mm～800mm左右。封底素混凝土强度应与井字梁强度相差不多。

由于在填石子后,不可能再用浮式抽吸泵抽吸泥浆和水,而且填满石子后,对涌出的沙有过滤、沉淀作用,为了保证混凝土浇筑时沉井内不积水,必须做两个井鼓降水。井鼓制作的大小、尺寸可以根据实际填深、水泵的功率等情况另行修改(井鼓的制作见图 1)。

3.3 井鼓的安装与拆除封闭

将制作好的两个井鼓对称放在中心格的对角线上,下部填埋在石子中,在每个井鼓内放一台立式水泵,水泵开始有效工作后,将浮式泥浆水泵撤出。然后将预先制作好的井管及密封盖吊入井鼓内,拧紧螺栓,用带橡胶垫圈的钢盖板(钢盖板上留有 8 cm直径的孔)将井鼓密封,然后将焊有直径 10 cm的止水板的井点管插入井鼓内,将止水板与钢盖板焊接(满焊)密封后,再将真空泵的进出水管与井点管相连,打开井管上安放的阀门,即可用真空泵开始抽水。其安装做法如图 2所示。

当所有封底混凝土浇筑完绑底板上层钢筋前,在两个井鼓之间底层钢筋网上做数个支点,用于搭建真空泵平台。搭建好平台后,将两台真空泵安置到位,并在平台上放一大铁桶,将水抽到大铁桶后,再用立式水泵打出沉井外。

为了降低板底水压对混凝土的冲击,应在封底混凝土强度达到要求后,停止真空泵抽水,再关闭井点管上的阀门,拆除真空泵,直接用混凝土将井鼓与底板一起浇筑,井鼓出水口彻底封死,将井鼓进行永久性封闭。但此时底板混凝土强度超过 50%。封堵井点管时要将钢筒内的水清理干净,并割去高出底板面的井管,然后用高标号混凝土浇筑、振动棒振捣密实。底板浇筑属于大体积混凝土,浇筑过程中要注意温度变化及施工缝的接槎处理。

由于沉井工程的特殊性,在封底混凝土完工后,应有几项工作根据以下措施,配合在绑扎上层钢筋时同时进行。

1)沉井封底和底板混凝土完工后,应立即组织内筒施工,增加沉井自重,保证安全。沉井内筒放样、吊线,内筒与底板连接预留插筋,插筋长度应不小于 4m。

2)为了防止下雨或遇意外情况使沉井底板浇筑后井内有积水,应在钢筋中预埋两个深 500mm直径 400 mm左右的钢筒,以便以后抽出井内积水,放置水泵等。待沉井内筒施工完后,底板无漏水等情况发生,再用混凝土将钢筒内填满。

混凝土质量配合比：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、底板浇筑全部完工,11口深井潜水泵全部停止抽水,拆除水泵,并要求保护好深井,以备后用,整个沉井施工进入后期制作阶段。

[1] 孙付峰.大型构造物侵入暗挖结构施工技术[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

马耀兵(1971-),男,工程师,中冶天工上海十三冶建设有限公司,上海 201900