城市不良地質(zhì)條件下沉井搶修施工方法

呂 克 金

(上海普陀市政工程有限公司，上海 200062)

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城市不良地質(zhì)條件下沉井搶修施工方法

呂 克 金

(上海普陀市政工程有限公司，上海 200062)

結(jié)合某沉井下陷搶修施工實例，分析了沉井下沉的主要原因，并針對流砂等不良地質(zhì)條件和交通不利條件，提出了沉井事故的處理方案，監(jiān)測結(jié)果表明，流砂得到了控制且沉井及周圍沉降控制均在允許范圍內(nèi)。

流砂地質(zhì)，沉井，高壓旋噴樁，監(jiān)測技術(shù)

0 引言

城市不良地質(zhì)區(qū)域中排水管道與沉井接口處理不好，會產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，導致沉井下沉、井壁開裂、管道不均勻沉降、接口撕裂及周圍地面沉降等嚴重后果。在城市市區(qū)一旦發(fā)生上述情況，特別是在重交通道路上，存在施工處理難度較大，交通影響大，施工現(xiàn)場條件有限，不利于開展搶險施工等諸多難點，國內(nèi)外學者采用降低地下水位、止水帷幕、注漿法等方法處理流砂現(xiàn)象[1-8]?；谇叭私?jīng)驗，結(jié)合本工程沉井和路面下沉的嚴重程度、周邊環(huán)境和現(xiàn)場條件等,采用“圍、堵、加固”等綜合措施處理該沉井下沉事故,獲得成功。

1 工程概況

該沉井位于上海市金沙江路和棗陽路交叉口，沉井尺寸為1.5 m×1.5 m,地面標高為3.430 m，井底板標高為-1.670 m,共有4根管道接入該井，分別是1根DN1 200雨水管道，2根DN600雨水管道，1根DN1 200合流管道。

管理單位在道路巡檢發(fā)現(xiàn)沉井周圍地面沉降嚴重，及時采取了注漿方式搶修，鑒于該井所在道路交通流量大，且該井位于交叉路口，周圍均為居民小區(qū)，沉降范圍內(nèi)地下管線較多(有上水、通訊管線、雨水管、電力過路排管等)，為切實保證該沉井及周邊地面道路的安全，保證沉井周邊管線的安全和正常使用，需對該井進行檢查并進行修復(fù)處理。

2 場地工程地質(zhì)條件簡述

該沉井施工范圍內(nèi)地基土按成因類型、形成時代、工程性質(zhì)等自上而下可分為5層。場地地層情況及物理力學性質(zhì)如表1所示。

表1 場地地層及主要物理力學性質(zhì)表

3 事故發(fā)生原因

引起沉井下沉及地面沉降的原因是，新接入該井的DN1 200雨水管道與沉井接口處密封不嚴，沉井及管道內(nèi)雨水長時間滲漏，加之場地不良土質(zhì)，導致流砂現(xiàn)象產(chǎn)生，沉井及管道內(nèi)涌入大量流砂，管道下沉，與沉井接口撕裂，加速流砂涌入沉井和管道，最終導致沉井下沉，井壁開裂，管道不均勻沉降，管道接口撕裂脫節(jié)，地面沉降嚴重等后果。

4 搶修方案分析與設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)狀，結(jié)合周圍交通，環(huán)境和施工條件等因素，采取土體加固+止水帷幕+翻挖重建等綜合施工措施：

1)高壓旋噴樁+拉森鋼板樁組成止水帷幕。

沉井周圍采用拉森鋼板樁加雙排φ600高壓旋噴樁。拉森鋼板樁采用U400×170鋼板樁，鋼板樁長度為12 m，采取咬合方式密排在沉井周圍，距井壁約1 m。高壓旋噴樁搭接200 mm，止水帷幕樁頂標高為現(xiàn)狀地面以下1 m，樁端標高為沉井底板底標高以下4 m。沉井底板下加固厚度為井底板下標高以下3 m。高壓旋噴樁采用強度為42.5級的普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶1，水泥摻量為350 kg/m3，樁體28 d單軸抗壓強度不小于1.5 MPa，滲透系數(shù)小于1×10-8cm/s。

2)雙液壓注漿+槽鋼鋼板樁。

井周圍管道兩側(cè)采用40c槽鋼鋼板樁支護，長度為6 m，鋼板樁外側(cè)和管道底部采取雙液壓壓密注漿對土體進行加固，注漿深度為管道底部以下3 m，自下而上注漿，使其水泥漿液與水玻璃迅速混合，快速凝固，加固管道兩側(cè)和底部土體，防止管道側(cè)向位移和底部沉降，保護管道安全。水泥漿漿材采用42.5級普通硅酸鹽水泥；在水泥漿注漿孔邊側(cè)0.2 m處同時設(shè)水玻璃漿液注漿孔，注漿深度、孔數(shù)同水泥漿注漿孔。

3)臨時排水。

根據(jù)該沉井日常流水情況，并且考慮確保水泵的抽水效率，擬在上游檢查井內(nèi)架設(shè)350QZ-100G潛水軸流泵一用一備；并對接入該井的管道上下游進行臨時封堵，確保施工范圍內(nèi)沉井及管道內(nèi)無水流。

5 搶修施工技術(shù)要求及實施

5.1 高壓旋噴樁+拉森鋼板樁止水帷幕施工

1)根據(jù)設(shè)計圖紙要求，認真組織施工，施工前按要求進行測量放樣，封閉圍擋。

2)鋼板樁選用U400×170鋼板樁，采用打樁機施打“單獨打入法”。鋼板樁的垂直度偏差不得大于0.5%，樁頂標高允許誤差為±100 mm。對銹蝕嚴重的鋼板樁，應(yīng)整修矯正。打設(shè)鋼板樁時，若遇地下管線應(yīng)請公用管線的監(jiān)護人到現(xiàn)場進行監(jiān)護，并采用適當?shù)谋Ｗo措施。

3)高壓旋噴樁鉆機定位。移動旋噴樁機到指定樁位，將鉆頭對準孔位中心，同時整平鉆機，放置平穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1.5%。就位后，首先進行低壓(0.5 MPa)射水試驗，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

4)就位后進行鉆孔，插管，噴漿管下沉到達設(shè)計深度后，停止鉆進，旋轉(zhuǎn)不停，高壓泥漿泵壓力增到施工設(shè)計值(10 MPa～15 MPa)，坐底噴漿30 s后，邊噴漿，邊旋轉(zhuǎn)，同時嚴格按照設(shè)計和試樁確定的提升速度提升鉆桿。

5)樁頭部分處理。當旋噴管提升接近樁頂時，應(yīng)從樁頂以下1.0 m開始，慢速提升旋噴，旋噴數(shù)秒，再向上慢速提升0.5 m，直至樁頂停漿面。

5.2 雙液壓注漿施工技術(shù)

1)注漿設(shè)備就位，定出注漿孔位，注漿孔間距1 m，壓漿管分段長度設(shè)為1.5 m，注漿管徑為50 mm，振動沉管器預(yù)先埋設(shè)在孔位中，將帶活絡(luò)堵頭的壓漿管振動至設(shè)計標高。

2)注漿深度自管底以下3 m至管底，注漿時，每0.5 m為一注漿段，逐節(jié)提拔，注漿壓力控制在0.3 MPa～0.5 MPa，流量10 L/min～12 L/min，注漿量每段80 L～100 L，每孔注漿量為1 200 L～1 400 L。注漿時根據(jù)注漿壓力及跟蹤測量數(shù)據(jù)進行調(diào)控，保證土體填充均勻。

5.3 施工期間監(jiān)測技術(shù)

在施工前和施工期間，對沉井及周圍管線及地表的沉降、位移及地下水位進行監(jiān)測。及時反饋監(jiān)測信息，做到信息化施工，根據(jù)情況采取措施，調(diào)整施工進度和施工方法。

觀測要求：

1)監(jiān)測頻率為：初測階段(2周)1次/d；監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后2次/周～3次/周。監(jiān)測點位共28個。

2)報警值：水平或垂直位移不小于±3 mm/d，累計值不小于±20 mm。若監(jiān)測達到上述界限，應(yīng)及時報警，引起各有關(guān)方面重視，及時處理。

6 實施效果及結(jié)語

經(jīng)上述加固處理措施后，沉井內(nèi)流砂現(xiàn)象得以控制，沉井及管道修復(fù)施工得以順利進行，周邊環(huán)境穩(wěn)定，施工期間沉井周邊沉降范圍見表2，從表2中可以看出，沉降趨于平緩，搶修方案正確，實施步驟適當，處理效果良好。

表2 沉井沉降監(jiān)測點DB1-1沉降量表

本工程采用高壓旋噴樁+拉森鋼板樁止水帷幕，雙液壓壓密注漿+槽鋼鋼板樁對管道周圍土體加固綜合施工措施，安全可靠，效果顯著。

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Repair of open caisson construction under unfavorable geology condition

Lv Kejin

(ShanghaiPutuoMunicipalEngineeringCo.,Ltd，Shanghai200062,China)

The analysis for the main reason of the open caisson sinking was made in combination with an open caisson sinking repair construction. Then the construction scheme was proposed for the unfavorable geology and traffic disadvantage. Results of implementation suggest that quicksand has been controlled and surrounding distortions have been limited within the permissible range.

quicksand, open caisson, high pressure jet grouting pile, monitoring technology

1009-6825(2017)06-0073-02

2016-12-13

呂克金(1984- )，男，碩士，工程師

TU753.64

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