淺述取水泵房沉井下沉質(zhì)量控制措施

韓寶祥

(江蘇省水利建設(shè)工程有限公司， 江蘇 揚(yáng)州　225002)

淺述取水泵房沉井下沉質(zhì)量控制措施

韓寶祥

(江蘇省水利建設(shè)工程有限公司， 江蘇 揚(yáng)州225002)

【摘要】沉井廣泛應(yīng)用于地下建筑，主體部分的鋼筋混凝土在地面上施工，施工較為便利，對(duì)鄰近建筑物的影響較小，土方開(kāi)挖量也明顯減少。沉井采用排水下沉，先用高壓水沖刷并攪動(dòng)土層形成泥漿，再用泥漿泵將泥漿抽排出井外，使沉井下沉。本文主要結(jié)合工程實(shí)際闡述了沉井下沉施工技術(shù)、下沉過(guò)程各階段的質(zhì)量控制，以及下沉偏移分析和糾偏措施，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了下沉過(guò)程中必須跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握沉井下沉動(dòng)態(tài)，做到及時(shí)糾偏，平穩(wěn)下沉。

【關(guān)鍵詞】沉井； 排水下沉； 監(jiān)測(cè)； 糾偏； 質(zhì)量控制

1工程概況

揚(yáng)州市廖家溝水源地達(dá)標(biāo)建設(shè)取水口遷建工程取水泵房采用鋼筋混凝土沉井，平面尺寸為45m×29.6m，底板頂面高程為-6.7m，刃腳底面高程均為-11.1m，頂部高程為7.8m。該沉井緊鄰中溝河，距離廖家溝河也很近，地下水補(bǔ)給豐富。

取水泵房四周防滲止水帷幕采用雙排φ800高壓旋噴樁876根，間距500mm，搭接300mm，樁長(zhǎng)23.8m(頂高程7.5m，底高程-16.3m)。

止水帷幕封閉圈內(nèi)設(shè)置了16口降水井，降水井距離止水帷幕1.5m，井深30m。取水泵房北側(cè)止水帷幕外側(cè)設(shè)置了2口回灌井，回灌井距離止水帷幕8m，井深15m。取水泵房中心設(shè)置了一口觀測(cè)井，井底高程為-13.0m。

沉井的施工主要包括沉井鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)制作與井體沉放兩個(gè)部分。該沉井為二次制作、一次下沉、一次接高(蓋板頂梁)；沉井底板、頂板、水泵基礎(chǔ)、管道鎮(zhèn)墩、柱壁、傳力支墩均在后期澆筑。

2沉井下沉的質(zhì)量控制

2.1沉井下沉的質(zhì)量控制措施

沉井下沉分為初沉、正常下沉和終沉三個(gè)階段，最后實(shí)施封底。沉井下沉過(guò)程中穿越了③層，終沉坐落于④層粉土層中。

2.1.1下沉前質(zhì)量控制措施

需對(duì)施工人員進(jìn)行施工技術(shù)交底、安全技術(shù)交底，排好施工值班表，安排專人值班。

2.1.2初沉階段的質(zhì)量控制措施

a.沉井下沉深度在0～3m為初沉階段。下沉前應(yīng)對(duì)稱清除混凝土墊層，同時(shí)應(yīng)由專人負(fù)責(zé)觀測(cè)，如發(fā)生傾斜，及時(shí)調(diào)整，使沉井平穩(wěn)地進(jìn)入土中。

b.水力機(jī)械挖土，從中間向四周對(duì)稱進(jìn)行。開(kāi)挖過(guò)程中在井外壁刃腳內(nèi)側(cè)保留寬度、高度均為1m的土埂，隨沉井下沉深度增加而適當(dāng)減少。

c.沉井初沉階段下沉系數(shù)較大，以糾偏為主，下沉為輔，此時(shí)必須跟蹤監(jiān)測(cè)，控制各井格區(qū)域內(nèi)的出土量，及時(shí)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，控制下沉速度，減少不均勻沉降。此時(shí)，每天下沉深度不宜超過(guò)0.6m，當(dāng)下沉正常后，每天下沉深度控制在1m左右。

d.沉井下沉過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)下沉系數(shù)增大而失控，應(yīng)立即在沉井外側(cè)回填碎石和粗砂增大側(cè)壁摩阻力。

e.為防止刃腳取土不平衡產(chǎn)生不均勻沉降，需加大下沉過(guò)程中的測(cè)量控制，及時(shí)調(diào)整各區(qū)域取土量，以保證沉井平穩(wěn)、均勻下沉。

2.1.3正常下沉階段的質(zhì)量控制措施

a.如初沉階段一直保持均勻、平穩(wěn)下沉，可增加沉井鍋底深度，鍋底深度控制在2m以內(nèi)，并加快土層沖排速度，減少地基反力，從而降低下沉?xí)r的阻力，提高施工速度。

b.沉井下沉?xí)r，均衡挖土，均勻下沉，先沖排中央部位的土體，再?zèng)_排刃腳下土層，井內(nèi)土面高差不得大于1.0m。施工時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，如發(fā)生異常，應(yīng)及時(shí)糾偏，嚴(yán)禁出現(xiàn)沉井局部被擱置的現(xiàn)象。做好施工記錄，畫(huà)出下沉?xí)r間與下沉深度關(guān)系曲線圖。沉井下沉?xí)r密切關(guān)注突沉和超沉情況，做好應(yīng)急預(yù)案。

2.1.4終沉階段的質(zhì)量控制措施

a.終沉階段是指沉井下沉最后2m的過(guò)程。此時(shí)，適當(dāng)放慢出土數(shù)量與速度，將“凹”形鍋底逐步過(guò)渡到“凸”形反鍋底，當(dāng)沉井四周控制點(diǎn)高差大于20cm時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾偏，糾偏措施是調(diào)整各井格挖土深度。

終沉階段是沉井的關(guān)鍵階段，故一定要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，應(yīng)每隔1min提供一份監(jiān)測(cè)分析報(bào)告，以此來(lái)控制沉井下沉。

b.終沉確定刃腳踏面拋高100mm左右，此時(shí)沉井底隔梁必須全部擱置在土面上并有適當(dāng)?shù)挠客粮叨?。一旦沉井刃腳踏面高程達(dá)到方案要求，立即停止挖土，并向井格內(nèi)拋填石塊壓重、鎮(zhèn)腳，密切注意觀測(cè)，24min內(nèi)沉井下沉不大于10mm，立即組織進(jìn)行混凝土封底。沉井下沉到位后，每隔4min觀測(cè)一次沉井四角的高程。

2.1.5沉井下沉完畢后的允許偏差

刃腳平均高程偏差：+0～-20cm(終沉拋高只能留0～10cm)。

刃腳中心線位移：小于1%H(H為下沉總深度)。

四角中任何兩角的頂面高差：小于1%兩角距離且不大于30cm。

2.2沉井下沉偏移分析及糾偏措施

2.2.1沉井下沉偏移分析

沉井下沉的過(guò)程就是不斷糾偏的過(guò)程，保證沉井下沉質(zhì)量的關(guān)鍵就是做好下沉階段的糾偏工作。產(chǎn)生高差、位移的原因主要有：

a.基土層軟硬不均，或有塊石等障礙。

b.沉井挖土不勻稱，井格間土層高差較大。

c.下沉系數(shù)偏小，底梁和刃腳下方土層被沖刷后發(fā)生突沉。

d.沉井內(nèi)產(chǎn)生流沙管涌，破壞了沉井的穩(wěn)定狀態(tài)。

e.沉井四角高差較大，導(dǎo)致沉井產(chǎn)生軸線偏移或扭轉(zhuǎn)。

f.沉井四周土體不對(duì)稱或土質(zhì)不均勻，使沉井四周井壁受力不一致。

2.2.2糾偏措施

a.下沉過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有障礙物，必須及時(shí)清除。

b.各井格內(nèi)以及井格之間應(yīng)均衡出土。一般土層高差控制在1m以內(nèi)，終沉階段高差控制在0.5m以內(nèi)。

c.發(fā)生流沙管涌，主要是取土深度低于地下水位，此時(shí)須壓住水頭，同時(shí)暫停下沉施工，沉井下沉決不能在流砂的狀態(tài)下進(jìn)行。

d.及時(shí)回填沉井外側(cè)周圍坍陷區(qū)域，保持沉井外四周土體穩(wěn)定。

e.下沉過(guò)程中沉井發(fā)生傾斜、偏轉(zhuǎn)時(shí)，及時(shí)分析沉井產(chǎn)生傾斜偏轉(zhuǎn)的原因，可以通過(guò)以下方法來(lái)進(jìn)行糾偏，確保將沉井的偏差控制在允許的范圍內(nèi)。

2.2.2.1偏除土糾偏

在初沉階段沉井容易發(fā)生傾斜，也容易糾正。糾正傾斜時(shí)，一般挖除刃腳高的那側(cè)土體，使沉井高的一側(cè)刃腳下阻力降低，沉井低的一側(cè)阻力增加，下沉過(guò)程逐漸糾正沉井偏差。

2.2.2.2射水糾偏

正常下沉階段，沉井四周土層對(duì)井外壁的摩阻力增大，故沉井糾偏工作比較困難。此時(shí)若需要糾正沉井的偏斜，就必須破壞土層的被動(dòng)土壓力。

用高壓水沖刷沉井高的一側(cè)井壁內(nèi)外的土層，使其土層結(jié)構(gòu)破壞，被動(dòng)土壓力降低，以此糾正沉井的偏斜。

2.2.2.3重糾偏

對(duì)沉井高的一側(cè)加壓，使用重物進(jìn)行壓重，使沉井高的一側(cè)下沉量大于沉井低的一側(cè)，從而起到糾正沉井傾斜的作用。

2.2.2.4沉井位置扭轉(zhuǎn)時(shí)的糾正

沉井位置如發(fā)生扭轉(zhuǎn)，可在沉井偏位的兩角偏出土，另外兩角偏填土，借助于刃腳下土壓力差所形成的扭矩，逐步糾正沉井的偏位。

以上所述沉井的傾斜、位移、扭轉(zhuǎn)，應(yīng)在沉井下沉到距設(shè)計(jì)高程1m以上時(shí)完成，糾偏一定要緩慢，糾正后應(yīng)勻速、穩(wěn)定下沉。在沉井刃腳接近設(shè)計(jì)高程0.5m以內(nèi)時(shí)，不得再有超出允許范圍的偏差，因?yàn)榇藭r(shí)的糾偏異常困難。

2.3下沉過(guò)程中監(jiān)測(cè)

2.3.1沉井本體監(jiān)測(cè)

a.在沉井井壁四周布置位移觀測(cè)點(diǎn)、沉降觀測(cè)點(diǎn)及觀測(cè)軸線。

b.在沉井下沉過(guò)程中，每天觀測(cè)沉井軸線位移情況，并做記錄，發(fā)現(xiàn)位移累計(jì)超過(guò)50mm，要采取糾偏措施。

c.每班至少觀測(cè)三次刃腳高程。

d.沉井每次下沉穩(wěn)定后應(yīng)觀測(cè)四角高差和中心位移。

e.當(dāng)沉井下沉接近設(shè)計(jì)高程時(shí)應(yīng)增加沉降、位移的觀測(cè)密度。

2.3.2深井降水監(jiān)測(cè)

對(duì)降水井進(jìn)行編號(hào)，定時(shí)觀測(cè)井內(nèi)水位、井體位移、破壞情況并做好記錄。

2.3.3沉井四周土體監(jiān)測(cè)

施工過(guò)程中，每天觀測(cè)四周土體、路堤的沉降、位移情況，并做記錄，特別要加強(qiáng)對(duì)沉井北側(cè)土體的監(jiān)測(cè)，在臨近民居的開(kāi)闊地帶設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，定時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。如發(fā)現(xiàn)裂縫、坍塌必須及時(shí)匯報(bào)，立即采取防護(hù)措施。

2.3.4排泥場(chǎng)監(jiān)測(cè)

下沉過(guò)程中指定專人巡查排泥場(chǎng)，出現(xiàn)異常情況需及時(shí)處理，采取加大圍堰斷面，加固圍堰，增加退水口等措施。

3結(jié)語(yǔ)

沉井下沉前應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘查情況制定下沉方案，包括降水方案，設(shè)置防滲帷幕、降水井等。提前做好各類應(yīng)急預(yù)案，跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)分析，及時(shí)糾偏，控制下沉速度，糾偏須緩慢進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉東斌.較深大型沉井下沉施工技術(shù)初探[J]. 科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2008(4).

On open caisson sinking quality control measures of water intake

pumping room

HAN Baoxiang

(JiangsuWaterConservancyConstructionEngineeringCo.,Ltd.,Yangzhou225002,China)

Abstract：Open caisson is widely used in underground building. Reinforced concrete of the main part is constructed on the ground with more convenient construction and less influence on adjacent buildings. Earthwork excavation volume is also decreased significantly. Drainage sinking is adopted for open caisson. High pressure water is firstly adopted for flushing and mixing the soil layer, thereby forming mud. Mud pump is further used for discharging mud out of caisson, thereby sinking open caisson. In the paper, engineering practice is mainly combined for describing open caisson sinking construction technology, quality control at all stages of sinking process, sinking deviation analysis and corrective measures. Meanwhile, the sinking process must be tracked and monitored, which is emphasized. Sinking stage of open caisson is mastered immediately, thereby achieving timely rectification and steady sinking.

Key words：open caisson; drainage sinking; monitoring; rectifying; quality control

中圖分類號(hào)：TV675

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1005-4774(2015)12-0047-03

DOI:10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.12.013