粉質(zhì)粘土沉井施工工藝簡介
李 悅
摘要：本文以粉質(zhì)粘土地質(zhì)沉井施工為例介紹沉井施工工藝，為今后同類型沉井施工提供參考。
關(guān)鍵詞：沉井 施工工藝 簡介
一、前言
某乙烯工程取水設(shè)施圓形泵房地下部分采用沉井施工工藝。在實際施工過程中，項目部優(yōu)化施工工藝，降低施工成本，趕超施工進(jìn)度，成效顯著，可供同類型沉井施工參考借鑒。
二、工程概況
（一）工程簡介
某乙烯工程是國家“十一五”重點規(guī)劃項目，取水設(shè)施是乙烯工程重要配套項目，也是后續(xù)主體工程施工的前提與基礎(chǔ)。
取水設(shè)施包括圓筒泵房、引水井、取水頭部及相應(yīng)管線組成，如圖1所示。圓筒泵房地面以下構(gòu)筑物施工采取沉井施工工藝，沉井高度為24.3米（下沉到位后頂標(biāo)高為22.16米，黃海高程，下同），沉井內(nèi)徑19米，下端壁厚1.5米，中上部壁厚1.2米，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如圖2所示。
 

 

圖1 取水設(shè)施流程圖

 

圖2 沉井結(jié)構(gòu)及地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖
取水設(shè)施工程于2010年3月31日正式開工，擬定2011年9月29日完工。其中泵房沉井施工是第一道工序，計劃2010年10月份完工。
（二）施工環(huán)境及平面布置圖
取水泵房工程位于長江中游，某大橋上游側(cè)1.8公里，沉井中心距離長江干堤約220米。根據(jù)地質(zhì)勘測資料施工地質(zhì)以粉質(zhì)粘土為主，沉井底標(biāo)高距離沙層約7米。施工現(xiàn)場地處城郊，天氣屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，每年降水集中在6月-8月份，年最大降雨量1894毫米。
取水泵房工程受長江水位影響，枯水季節(jié)是施工黃金時節(jié)，長江汛期限制動土施工，主汛期（每年7月-9月）禁止動土作業(yè)。三、施工工藝流程，如圖3所示。

四、地基處理
根據(jù)勘測資料，沉井地基表層土為粉質(zhì)粘土，其允許承載力為130Kpa。為了保證沉井接高施工地基穩(wěn)定性，必須對地基進(jìn)行處理。地基處理采取中粗砂換填夯實的方法。測量放出井位后，開挖基槽，開挖深度為1.5m底寬為2m，如圖4所示�；�槽開挖并修整成形后，立即分層回填中粗砂，并分層夯（振）實。過干的砂可輔以灑水密實。

圖3 施工工藝流程

圖4 沉井區(qū)地基處理布置圖
五、接高施工
1、施工方案綜述
為了確保2010年10月份完成泵房沉井施工且已形成沉井構(gòu)筑物安全度汛，沉井施工分作兩個階段實施：第一階段于2010年6月30日前（即主汛期到來前）完成10.5米沉井澆筑并下沉到位；第二階段于2010年10月31日前完成13.5米沉井澆筑、下沉及封底施工。根據(jù)泵房結(jié)構(gòu)，第一階段施工混凝土澆筑分三次，分別澆筑6.2米、1.8米和2.5米，約746方混凝土；第二階段分三次，分別為1.5米、6米和6米，約885方混凝土。
泵房沉井前期作為頂管施工工作井，需要等頂管施工完成后再進(jìn)行隔墻澆注，在澆筑壁墻時預(yù)埋插筋。
沉井混凝土為C30防水砼，抗?jié)B強(qiáng)度等級為S8。沉井混凝土節(jié)段均采用翻模法進(jìn)行施工，翻模采用國標(biāo)的定型的高×寬=1.5m×0.3m的鋼模板。翻模法一次澆注的高度不大于6m。為保證混凝土施工質(zhì)量和防水，模板定位對拉螺桿中間帶有止水片，拆模后切除螺桿并進(jìn)行表面修復(fù)。 沉井每節(jié)段施工預(yù)留凹槽，中間敷設(shè)止水橡膠條，節(jié)段之間不滲水。鋼筋均在沉井附近的鋼筋加工區(qū)進(jìn)行加工，再利用現(xiàn)場的吊裝設(shè)備進(jìn)行安裝。施工采用商品混凝土，泵送入模。
2、施工平臺搭設(shè)
泵房沉井施工中，采用鋼管腳手架作為員工施工通道、小型機(jī)電設(shè)備平臺、小型材料臨時擱置平臺等，不承受結(jié)構(gòu)重量。 沉井井壁為圓形，外徑22m，內(nèi)徑19m，腳手架搭設(shè)采用內(nèi)外雙側(cè)，14邊形封閉結(jié)構(gòu)， 如圖5所示， 根據(jù)施工高度逐層搭設(shè)，上面內(nèi)外連接。
 

 

圖5 腳手架搭設(shè)平面圖
（1）根據(jù)施工方案，沉井施工分兩個階段，腳手架搭拆兩次。
第一階段：根據(jù)沉井分三次澆筑10.5米施工方案要求，腳手架第一次搭設(shè)5.4米，第二次加高至7.2米，第三次加高至10.8米。然后待模板拆除后拆除內(nèi)外腳手架。內(nèi)外均采用鋼管落地腳手架。
第二階段：根據(jù)沉井第二階段分三次澆筑13.5米的施工要求，腳手架第一次搭設(shè)1.8米，第二次搭設(shè)至9米，第三次搭設(shè)至14.5米。在這個施工階段沉井內(nèi)已經(jīng)開挖至地面10米以下，內(nèi)腳手架采取鋼管懸挑腳手架，外側(cè)采取落地鋼管腳手架。
腳手架拆除采取從上到下逐層拆除方法。
（2）搭設(shè)要求
落地式腳手架搭設(shè)要求（第一階段內(nèi)外腳手架和第二階段外腳手架，結(jié)構(gòu)如圖6所示）。
落地腳手架搭設(shè)的工藝流程為：場地平整、夯實→基礎(chǔ)承載力實驗、材料配備→縱向掃地桿→立桿→橫向掃地桿→小橫桿→大橫桿→剪刀撐→連墻件→鋪腳手板→扎防護(hù)欄桿。
 

 

圖6 落地式腳手架結(jié)構(gòu)簡圖
懸挑式腳手架（第二階段沉井內(nèi)腳手架搭設(shè)，結(jié)構(gòu)如圖7所示）
懸挑腳手架搭設(shè)步驟：焊接牛腿→鋪設(shè)安全網(wǎng)→鋪設(shè)通道→縱向掃地桿→立桿→橫向掃地桿→小橫桿→大橫桿→剪刀撐→連墻件→鋪腳手板→扎防護(hù)欄桿。
在第一階段第三次澆筑混凝土的時候在沉井內(nèi)壁上相對于沉井韌腳底標(biāo)高上10m處預(yù)埋12mm厚的20cmX20cm預(yù)埋件，預(yù)埋件的水平間距為1.5m，豎向間距為0.8m，然后用Q235a型I12的工字鋼焊接在預(yù)埋件上作為內(nèi)腳手架的牛腿，作為懸挑腳手架支撐，如圖8所示。
為了方便人員上下，內(nèi)外腳手架設(shè)置上下通道。沉井外通道采取落地腳手架搭設(shè),斜度9:20，斜道寬1米，長2米。斜道采用單木跳板加裝防滑條，用小橫桿固定。
沉井內(nèi)上下采用爬梯。沉井內(nèi)從腳手架懸挑開始沿垂直方向每隔1.8米預(yù)埋12mm厚的20cmX20cm預(yù)埋件，共5塊。在預(yù)埋件上焊接牛腿，牛腿長2.8米，牛腿沉井側(cè)1.5米和腳手架大橫桿連成一體，外端制作上下爬梯平臺。爬梯下端和平臺焊接，上端與大橫桿連接并固定。

 

3、鋼筋加工
豎向鋼筋和井壁與隔墻之間的鋼筋采用滾軋直螺紋套筒連接，其余鋼筋接頭采用綁扎或單面焊焊接連接，并在鋼筋安裝施工中嚴(yán)格按規(guī)范（JTJ041-2000）執(zhí)行處理，同一斷面接頭數(shù)不超過全斷面的50%。
鋼筋在鋼筋加工區(qū)進(jìn)行加工，加工完成后利用平板車將鋼筋運輸?shù)匠辆�施工現(xiàn)場，利用吊車進(jìn)行吊裝，按先豎向后水平再拉鉤筋、從下往上的順序進(jìn)行安裝。
4、模板加工
沉井壁墻采用組合鋼模板作為沉井節(jié)段接高施工模板，井壁和隔墻腋角連接段采用木模板，木模板采用竹膠板后加10X15cm的紅松木方@30cm作為橫楞，豎楞采用雙扣的Φ48X3.5mm的腳手架鋼管@60cm。模板采用組合鋼模板，外加槽鋼作為外圍檁進(jìn)行加固。模板系統(tǒng)主要由內(nèi)外模板、拉桿、圍檁、外部背楞組成。內(nèi)外模板采用止水對拉螺桿固定，在內(nèi)外腳手架上設(shè)置工作平臺以方便鋼筋綁扎及混凝土澆注施工。
5、混凝土施工
混凝土采用商品混凝土，根據(jù)設(shè)計要求，沉井混凝土為C30防水砼，抗?jié)B強(qiáng)度等級為S8。在施工準(zhǔn)備階段進(jìn)行配合比實驗，施工中按照配合比進(jìn)行攪拌。根據(jù)沉井結(jié)構(gòu)特點，每節(jié)段混凝土澆筑施工分區(qū)、分層、均勻、連續(xù)澆筑，分層振搗，每層厚約30cm。
六、沉井下沉施工
1、概述
沉井為普通鋼筋混凝土圓形結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑19m，壁厚1.2m～1.5m。泵房沉井高24.2米，分二節(jié)接高下沉，第一次下沉接高至10.5m，在2010年主汛期來臨前下沉到位；第二次下沉接高至13.7m，汛期過后兩個月內(nèi)完成。
沉井下沉過程中所穿過的土層有粉質(zhì)粘土、淤泥狀粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土等土層，如圖2所示。根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，第一次下沉采用挖機(jī)取土，吊車轉(zhuǎn)運方式進(jìn)行；第二次采用水沖吸泥方式進(jìn)行。
2、挖機(jī)取土施工
在第一節(jié)段混凝土澆注至10.5米并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度100%是開始沉井下沉施工。首先拆除磚胎模，并回填中粗砂。
沉井內(nèi)取土采用兩臺0.4方小型挖機(jī)進(jìn)行，先中間后四周分層對稱開挖。每層不易超過0.5米。開挖至兩米以下進(jìn)入淤泥狀粉質(zhì)粘土，挖機(jī)履帶容易陷入淤泥層中，采用22mm厚的150cmX600cm鋼板鋪地繼續(xù)進(jìn)行開挖。挖出泥土裝入200CMX150CMX200CM（長X寬X高）泥斗內(nèi)用50噸汽車吊轉(zhuǎn)運出圍擋外，如圖9所示。
3、水沖吸泥取土施工
沉井第二階段下沉因沉井內(nèi)積水較多，泥質(zhì)水塑性較強(qiáng)，不適合挖機(jī)取土，這時采用水沖吸泥施工方案。
水沖吸泥施工利用高壓水泵的高壓水流沖刷切割和稀釋土體，并形成相應(yīng)稠度的泥漿，匯流向集水坑，通過泥漿泵排出，如圖10所示。泥漿泵采用NL150-16型，共布置4臺，配套布置8套高壓射水設(shè)備。
沖泥時，對稱布置水沖設(shè)備，先中間后四周分層沖刷，形成鍋底積水，再用污泥泵抽至井外沉淀池。含泥污水經(jīng)沉淀池沉淀后，清水流至清水池，再用水泵抽至井內(nèi)循環(huán)使用。沉淀池內(nèi)沉淀泥土定期挖出并轉(zhuǎn)運到指定地點。
 

 

 

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