淺談沉井施工技術(shù)在泵站工程施工中的應(yīng)用

黃海龍

摘 要：本文主要分析了沉井施工的結(jié)構(gòu)和特點，通過對泵站工程沉井施工技術(shù)的應(yīng)用，闡述了沉井施工的工藝過程和質(zhì)量控制要點，從而達到減少施工干擾，降低施工成本、加快施工進度、保證施工質(zhì)量的目的。以期對今后的類似工程施工具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：泵站 沉井施工 工藝 質(zhì)量控制

引言

沉井是在地面或地坑上先制作開口鋼筋混凝土筒身，達到一定強度后，在井筒內(nèi)分層挖土、運土，隨著井內(nèi)土面逐漸降低，沉井筒身借其自重，克服與土壁之間的摩阻力，不斷下沉而就位的一種深基或地下工程施工工藝。

在泵站工程中采用沉井施工，可以避免拆遷、減少工程投資。但在沉井施工時，有可能發(fā)生沉井傾斜、偏移、下沉過快、過慢或停沉、流砂或補給水量很大而排水困難等情況。因此，在沉井施工過程中采取行之有效的質(zhì)量控制措施意義重大。本文筆者以工程實例進行分析，提出了相應(yīng)的質(zhì)量控制要點，以解決沉井施工時出現(xiàn)的這些技術(shù)問題。

1、工程概況

某泵站工程，廠房為圓形結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑22 m，分為地上、地下兩部分，地下部分高17.375 m，地上部分10.4 m，廠房地下部分為沉井式鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，沉井為圓形，內(nèi)徑23.4 m，高20.2 m，井壁厚1.2 m，內(nèi)部隔墻厚1.0 m，底板厚1.2 m，坐落于巖石基礎(chǔ)上。

2、沉井結(jié)構(gòu)、特點及施工流程

沉井施工是在地面上制作一個沉井，通過取出井內(nèi)土體使其在自重作用下，下沉到預(yù)定設(shè)計標(biāo)高后，再進行封底并構(gòu)筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本次泵站廠房地下部分采用沉井施工，主要是考慮到沉井施工技術(shù)較為安全可靠、挖土方量較少、降低了施工對周邊環(huán)境的影響等特點。另外，沉井施工操作方便，無需進行板樁圍護，占地面積小，節(jié)省了大量的人力物力。

沉井施工過程主要包括：施工準備、沉井制作、沉井下沉、沉井封底及井內(nèi)施工和封頂?shù)取?/p>

3、沉井施工工藝及方法

3.1 施工準備

沉井施工前的準備包括場地平整、搭建臨時設(shè)施、水電供應(yīng)、施工方案編制、地址勘探、測量控制網(wǎng)布設(shè)等。其中重點是地質(zhì)勘探以及施工方案的編制和審批。

3.2 沉井制作施工

沉井結(jié)構(gòu)主要由刃腳、井壁、內(nèi)隔墻、取土井、凹槽、封底、頂板等構(gòu)成。

沉井制作施工主要包括沉井挖土石方和沉井井壁混凝土施工，土石方開挖自上而下分層進行，每層開挖深度4 m，基坑開挖深約18m，開挖土石料運往棄料場。為保證沉井制作時的重量，將松軟部分的土換填相應(yīng)厚度的砂墊層，砂采用中粗砂，上寬1.5 m、下寬2.5 m，并灑水分層壓實，以保證基底密實度。為了擴大沉井刃腳下的支承面，砂墊層上鋪設(shè)混凝土墊層。然后在混凝土頂面砌筑沉井刃腳磚胎模。對沉井刃腳和井壁混凝土的澆筑，要保證質(zhì)量。澆筑的井壁混凝土應(yīng)密實，外表面保持平整、光滑。沉井井壁混凝土設(shè)計強度等級為C25，施工現(xiàn)場應(yīng)做混凝土抗壓、抗?jié)B試塊，并隨時抽檢混凝土坍落度。在下一節(jié)澆筑前應(yīng)鑿毛，并清洗干凈。

沉井制作過程中，應(yīng)對基坑開挖、磚模砌筑、腳手架的搭設(shè)、鋼筋工程、模板工程、混凝土工程等工序嚴格按照相應(yīng)規(guī)定進行操作。

3.3 沉井下沉

沉井下沉前要做好準備工作，主要有井壁外觀檢查、井內(nèi)雜物清除、取水管預(yù)留孔口井內(nèi)封堵、磚胎模及素混凝土墊層拆除、井體與封底素混凝土接觸部位鑿毛等。沉井下沉施工時先用挖機裝至集料斗后，由汽車吊吊料斗至井外，自卸汽車運至棄渣場。初沉?xí)r，下沉速度控制在0.2～0.5 m/d。刃腳四周及局部取土困難，可由人工輔助出土。人工輔助出土?xí)r應(yīng)暫停開挖與其他起吊作業(yè)，保證人員安全。挖土對于沉井在自重作用下均勻垂直擠土下沉很關(guān)鍵，挖土要在井內(nèi)對稱、緩慢進行，注意沉井下沉速度，防止發(fā)生傾斜。沉井下沉主要應(yīng)控制好刃腳高差、下沉速度和平面位移。沉井下沉?xí)r，在沉井第一節(jié)混凝土達到100%設(shè)計強度，其余部分達到70%設(shè)計強度后開始下沉。

3.4 沉井封底處理

沉井基礎(chǔ)處理：由技術(shù)人員和鉆工配合完成測量定孔位，按設(shè)計孔位用白漆標(biāo)出。鉆孔完畢后用孔道清洗干凈，經(jīng)檢驗合格后，臨時封堵孔口。在完成造孔后先將水泥卷式錨固劑推入鉆孔內(nèi)，安插錨桿。

沉井封底：清除井底浮泥→井壁等接觸部清洗→混凝土封底→底板澆筑。沉井下沉到位后需進行8h連續(xù)觀測，在觀測期間內(nèi)累計下沉量小于10 mm才可以進行封底，封底可采用C20水下混凝土。封底前將井壁刃腳處鑿毛并清洗，以使新舊混凝土很好連接。澆筑混凝土一般采用導(dǎo)管法，在澆筑過程中通過移動導(dǎo)管和多點測控達到對混凝土頂面的標(biāo)高控制。

井內(nèi)底板施工及封頂：沉井封底后，待混凝土達到設(shè)計強度后，再進行鋼筋混凝土底板施工。為防止封底后滲漏，在澆筑鋼筋混凝土底板前，要將井壁與底板接觸的周邊進行鑿毛和清洗干凈。井底設(shè)集水井，在混凝土養(yǎng)護期間要連續(xù)抽水，澆筑的底板混凝土達到設(shè)計強度的70%后，抽干集水井并封堵。作為地下建筑物，在修筑好滿足內(nèi)部使用要求的各種結(jié)構(gòu)后，還要進行封頂。

4、沉井施工質(zhì)量控制要點

沉井施工質(zhì)量控制要點主要有三點：①沉井的制作與施工質(zhì)量控制；②沉井的下沉施工速度；③偏位控制。沉井制作施工控制要從基坑開挖、墊層和底模制作、模板制作安裝、鋼筋材料檢驗及制作、澆筑混凝土及養(yǎng)護等幾個工序上做好質(zhì)量控制，在施工中，根據(jù)質(zhì)量與進度要求，質(zhì)檢人員要對分節(jié)現(xiàn)澆制作、分節(jié)下沉施工工藝加強控制。在沉井下沉?xí)r，要全面實時監(jiān)控沉井下沉過程與下沉速度。為確保沉井下沉保持均勻，在出土順序、控制刃腳土基、保證下沉軌道、沉井結(jié)構(gòu)安全受力、控制降水等方面要嚴格控制。

沉井下沉要以糾偏為主，設(shè)置軸線位移和垂直度觀測標(biāo)志，觀測密度設(shè)置要合理，最初在每次下沉穩(wěn)定后進行測量，接近設(shè)計標(biāo)高時要增加觀測密度。出現(xiàn)偏差應(yīng)及時糾正，但不可大幅度糾偏，要在放緩下沉速度時糾偏，下沉速度服從于糾偏。此外，質(zhì)檢人員要充分了解沉井全過程，掌握關(guān)鍵環(huán)節(jié)，抓住主要節(jié)點，確保操作規(guī)范、質(zhì)量合格。

5、結(jié)語

總之，沉井施工工藝比較成熟，但施工過程復(fù)雜。因此，在施工時必須嚴格操作規(guī)范，控制好工程施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1]馮統(tǒng)宏.淺析循環(huán)水泵房沉井下沉施工工藝[J].山西建筑，2009，35：170-171.