田忠平
中图分类号:TV675 文献标识码: A 文章编号:
摘要:本文结合某城市排水管网提升泵站纠倾扶正处理,详细论述了该泵站纠倾扶正处理方案。结果表明:对于泵站一类的小型构筑物,由于本身刚度较大,是可以采用一些简单易行的纠倾扶正方法的。
关键词:泵站;堆载加压;注浆;外包纠倾法;
The Pumping station Inclination correcting
Tian Zhongping
(Shandong Urban Constrution Design Institute,Jinan,250000)
Abstract: Combining with the city drainage pumping station inclination correcting processing,Detail of the pumping station inclination correcting treatment scheme。The results show that: For a class of small structures of pumping station,Because of its big rigidity,Can use some simple inclination correcting method.。
Keywords: Pumping station;Load pressure;Grouting;Outsourcing rectification method
现场概述
某城市排水管网提升泵站在运行多年后出现局部倾斜,进水井部分倾斜较大,泵房部分倾斜较小,且进水井前面一段路面出现塌陷。经现场调查该泵站主要由进水井,粗格栅,泵房组成不规则矩形,进水井长3.7m,宽2.1m,深6.3m,池壁厚300mm;粗格栅长7.2m,宽2.7m,深6.15m,池壁厚400mm;泵房长7.45m,宽7.4m,深7.65m,池壁厚400mm;泵站为现浇钢筋混凝土结构,混凝土标号C30。泵站地基持力层为第二层(粉土夹粉质粘土),场地地下水位较高。经分析,由于进水管道采用的是预制混凝土管,管道接口处缝隙不严密,造成管道外的地下水从缝隙处渗入管道。由于管道地基为粉土,粉土颗粒较细,在泵站运行时,管道外粉土随地下水进入管道,并进入泵站,泵站前部地基土流失使进水井和泵房部分沉降不一致,造成泵站的局部倾斜。在对泵站排空检查时,泵房底部沉积了大量泥土,和场地地基土基本一致,这样可以断定是由于管道的渗漏造成地基土进入泵房,将沉积土清理干净后并对泵房四周池壁检查,池壁上未发现裂缝。
由于泵站位于城市主干道旁,泵站倾斜对城市排水造成严重影响,故需对泵站进行纠倾处理。由于泵站总体荷载不大,并且泵站为现浇钢筋混凝土结构,刚度较大,根据泵站构筑物的特点,对泵站纠倾处理主要考虑以下三种处理方法。
堆载加压法
堆载加压法,从指导思想来讲,要增大构筑物原沉降较小一侧的重量,减轻构筑物原沉降较大一侧的重量,使构筑物的重心暂时偏向原沉降较小一侧,形成一个与构筑物倾斜相反的力矩,阻止构筑物的倾斜。这种方法简单、直观,便于操作,使用的频率很高,常常与其他纠倾方法进行配合。对于本泵站,可以在沉降较小的一侧即泵房内堆载一定高度的毛石,使该侧沉降增大,从而将泵房纠倾扶正。在沉降计算时应保证倾斜前后的总沉降量相同。
注入膨胀剂抬升纠倾法
该方法是在构筑物沉降较大的一侧地基土层中布置若干注浆管,有计划地注入规定的浆液,使其在地基土中迅速地发生膨胀反应,并起到抬升作用,从而达到构筑物纠倾扶正的目的。或者在土中注入高压水泥浆,对土体进行挤压,同时起到纠倾与加固的作用。目前,常用的注浆方法就是压密注浆。压密注浆主要过钻孔向土层中压入浓浆,随着土体的压密和浆液的挤入,将在压浆点周围,形成灯泡型空间,并因浆液的挤压作用而产生辐射状上抬力,从而引起地层局部隆起。简单地说,压密注浆是用浓浆置换和压密土的过程。压密注浆是采用流动性很小的浓稠灌浆,故所用灌浆设备和工艺都有专门的要求。
对于本泵站,考虑到进水井底部地基土已经被地下水冲入管道内,有可能造成底板下地基局部空洞甚至悬空,因此,需要对进水井底板下地基进行填充,填充材料主要选用水泥浆。施工时在进水井周围钻若干孔,将注浆管放入,然后将水泥浆液注入进水井底板底,通过水泥浆液的填充作用并抬升进水井,以达到泵站纠倾的目的。
外包纠倾法
该方法是对微量倾斜的建筑物进行外包纠倾法装修,对于柱、墙体等可以采取通过贴面材料的厚度,打底厚度,抹灰厚度等对其进行垂直度调整。外包纠倾法适用于沉降稳定后的建筑物纠倾。
本工程采用方法
根据以上分析,堆载加压法、外包纠倾法施工简单且造价较低,而压密注浆对施工要求较高且造价较高但纠倾扶正效果较好,经现场观测泵站池壁未发现裂缝,并且能满足使用,考虑到这三种方法各有优缺点,本泵站纠倾扶正处理采用这三种方法相结合的方式。
纠倾扶正处理施工时,泵站的沉降监测点必须设在构筑物承重墙或柱上,观测点之间的距离不能过大,特别是构筑物平面凹凸部分一定要设置观测点。本工程在构筑物的四角及中间部位设置8个沉降观测点,并随时做好沉降观测记录。
首先,在进水井四周间隔1米左右设置一注浆孔,注浆孔应深入进水井底板以下部位。注浆材料采用42.5级普通硅酸盐水泥,浆液水灰比采用0.6∶1。灌浆压力值为0.4~1.0MPa,在灌浆过程中,发现冒浆、漏浆等特殊情况时,应根据情况不同采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。由于注浆主要是对底部空洞的填充,所以注浆压力不宜太大,主要采用低压慢灌方式。在注浆最大压力下,当注入率不大于0.4L/min时,继续灌注10min,可以结束灌浆。
与此同时,可在沉降较小一侧泵房内放入3米厚左右的毛石,使泵房部分产生沉降,放置时间10天左右,然后观测泵房的沉降情况,每天观测并做好记录,根据沉降观测结果,发现泵房一侧沉降较少,于是在泵房内继续增加3米厚的毛石,经过一段时间观测后,特别是泵房两侧沉降趋于一致时更要随时观测,根据现场情况将毛石运出。
将毛石运出并清理干净后,需要对泵站进行充水试验,充水试验的目的有两个,一是检测泵站池壁的渗漏情况,二是充水能保证加载一致,使泵站在荷载一致的情况下均匀沉降。充水试验前应将池内清理干净,检查进水及排水阀门,不得有渗漏,并设置水位观测标尺,标定水位测计。水池每升高1m水位不小于4小时,然后停止12小时再继续充水,充水总高度不大于设计水位高度,水池以4天充满为宜。放水时间及要求与充水实验相同。在放水与充水试验同时,应加强观察,并作好沉降及回弹记录。充水时池壁有渗漏水现象,应及时记录。满水3昼夜后进行测定水的渗漏量。
经充水检验合格后,发现池壁四周并无渗漏情况,泵站内的水可不放出,静置一段时间后,估计一个月左右。同时对泵站每天都需进行观测,观测沉降无变化后方可对上部房间进行处理。
泵房上部房间为一框架结构,房内主要放置一些配电箱及维修设备。对于本泵站,由于泵站大部分埋在地下,局部倾斜主要表现在泵房上的挡雨棚,可对柱及顶板进行抹灰处理,通过抹灰的厚度来调整柱及顶板的水平度和垂直度。如果局部抹灰层太厚,应在抹灰处增设钢丝网,以防止局部开裂。
对于进水管道部分,由于管道上部路面已塌陷,需全部挖除处理,考虑到本工程的地基情况,将预制混凝土管道改为钢管,重新按规范要求施工即可。
结论
本工程经纠倾扶正后已正常使用一年有余,根据后期观测情况来看,泵站运行情况良好。根据本工程的实际经验,对于泵站一类的小型构筑物,由于本身刚度较大,是可以采用这种简单易行的纠倾扶正方法的。