取水泵房沉井施工技術(shù)及質(zhì)量控制對(duì)策

尚 奇

(江西省水利水電開發(fā)有限公司，江西 南昌 330001)

目前建筑物對(duì)于取水泵房的要求相對(duì)較高，目的是將原來水位的水經(jīng)過機(jī)械作用提高到我們需要的特定位置，也便于在重力勢能下進(jìn)行流動(dòng)。由于沉井并不需要很大的場地，在使用沉井時(shí)可以有效避免因場地原因造成的開挖難度過大問題。針對(duì)于技術(shù)和質(zhì)量方面的研究工作，也是沉井施工的要點(diǎn)所在。

1 取水泵房沉井施工的技術(shù)要求

1.1 施工計(jì)劃

取水泵房的施工要求非常高，它常常建在地勢較低處，因?yàn)檫@樣能保證在枯水位時(shí)水泵能夠取水，在洪水位時(shí)取水泵房不會(huì)受到嚴(yán)重影響。施工項(xiàng)目需要完成眾多的步驟與項(xiàng)目，同時(shí)為了減少工期，需要考慮到各個(gè)方面的影響因素，進(jìn)而對(duì)項(xiàng)目流程進(jìn)行協(xié)調(diào)規(guī)劃。首先為了能保障大型機(jī)械設(shè)備的正常使用，以及堆放材料區(qū)域的劃分等，沉井外側(cè)需要填筑一定的空間。另外，針對(duì)工程的施工特點(diǎn)，也需要對(duì)進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)行調(diào)節(jié)安排。具體來看，施工人員需要按照事先設(shè)計(jì)好的方案準(zhǔn)備好設(shè)備與材料，并融合各個(gè)部門對(duì)施工圖展開研究，重點(diǎn)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的施工步驟進(jìn)行分析。之后，根據(jù)勘察的地質(zhì)資料結(jié)果對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察，便于對(duì)可能出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的解決措施。

1.2 材料與設(shè)備的規(guī)劃

取水泵房工程項(xiàng)目的材料重點(diǎn)在于鋼筋水泥與商品混凝土，包括一些防水材料等。材料進(jìn)場原則一般按照施工的要求來安排，以保障施工質(zhì)量與進(jìn)度。由于一些不確定因素的存在，例如生產(chǎn)廠家問題、環(huán)境氣候問題等，施工方需要重點(diǎn)保障工期按時(shí)完成。根據(jù)項(xiàng)目計(jì)劃安排，水泥、鋼筋、木質(zhì)模板等材料都應(yīng)該提前準(zhǔn)備，項(xiàng)目部需要與生產(chǎn)廠家提前確定材料使用量，要在取水泵房的進(jìn)水口前設(shè)置好柵欄條，在進(jìn)水口后面布置好網(wǎng)格，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)取水泵房的雙重保護(hù)。

1.3 現(xiàn)場布置

現(xiàn)場布置包括人員調(diào)度與現(xiàn)場的平面布置。人員調(diào)度方面，需要項(xiàng)目部結(jié)合工程技術(shù)的特點(diǎn)來指導(dǎo)施工人員共同完成，并保障工作效率。尤其是在安排管理人員時(shí)需要統(tǒng)籌規(guī)劃，如果施工工期要求嚴(yán)格，還需要額外增加施工人員?，F(xiàn)場安排如圖1所示。

2 沉井施工技術(shù)質(zhì)量方案

2.1 下沉模式控制

下沉方式的選擇即選擇排水與不排水兩種。排水方式時(shí)的工期相對(duì)較短，一般會(huì)采用這種方式。但對(duì)于取水泵房來說，如果區(qū)域內(nèi)的土質(zhì)情況并不理想，土沙有外涌的可能性，沉井也會(huì)出現(xiàn)位移與偏斜，此時(shí)下沉速度會(huì)非?？?。而出現(xiàn)這種情況則可以考慮采用不排水方式下沉，即在沉井內(nèi)灌注水。根據(jù)實(shí)際的土質(zhì)條件要求，在土體性質(zhì)方面需要滿足實(shí)際的安全要求。

圖1 施工平面布置要求(單位：mm)

本次沉井施工前施工方對(duì)土層進(jìn)行了實(shí)際的勘察與測量，結(jié)果表明場地內(nèi)地質(zhì)承載能力并不突出，為了防止出現(xiàn)地質(zhì)問題，可以將深度繼續(xù)開挖，讓其自由高程變短，并選擇墊層方法來進(jìn)行支撐。所以，針對(duì)于鋼筋和模板的使用也需要進(jìn)行多次操作，依據(jù)不同的分節(jié)進(jìn)行下沉施工處理。如果施工環(huán)節(jié)中出現(xiàn)涌水情況，就需要考慮用濾管輔助施工，并將涌水上一層進(jìn)行混凝土澆筑[1]。在封底施工完成之后，其余部位的沉井也需要按照一般混凝土構(gòu)件的施工方法來進(jìn)行制作。

2.2 現(xiàn)場施工處理

現(xiàn)場施工處理時(shí)為了防止下沉深度控制不當(dāng)產(chǎn)生的各類問題，應(yīng)先選擇開挖基坑。根據(jù)勘察結(jié)果顯示：施工區(qū)域內(nèi)的地下水位深度約為0.5 m，此時(shí)基坑底端周圍的設(shè)計(jì)需要挖好排水溝，然后將其與集水井進(jìn)行連接，再設(shè)置排水泵，將集水井內(nèi)的水排至遠(yuǎn)離施工場地的區(qū)域內(nèi)。根據(jù)現(xiàn)場土層的實(shí)際情況來確定基坑的開挖深度。

在地基處理方面，墊層需要進(jìn)行夯實(shí)處理，尤其是中粗砂墊層，要采用振搗器等設(shè)備，在中粗砂處于最佳含水量時(shí)進(jìn)行平整處理，布置時(shí)也需要滿足均衡的原則，讓沉井的各個(gè)部件能夠?qū)ΨQ受力。根據(jù)對(duì)施工區(qū)域土層參數(shù)的勘察結(jié)果，該區(qū)域內(nèi)的土層為②層粉土，承載力特征值為[P]=90 kPa，承載力較低，因而地基要進(jìn)行重新處理，防止混凝土施工出現(xiàn)過分沉降，影響混凝土施工的質(zhì)量。在驗(yàn)算砂墊層厚度時(shí)可以在基坑底端設(shè)計(jì)盲溝與集水井，先通過機(jī)械處理掉土粒，然后再進(jìn)行刃腳與井壁模板的操作[2]。砂墊層的計(jì)算方面，按照②層粉土的要求，砂墊層的底端土層需要考慮到承載力與沉井高度，最終確定砂墊層的厚度。

2.3 井筒制作

按照施工的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，項(xiàng)目施工會(huì)安排三節(jié)混凝土澆筑，其中第一節(jié)的高度會(huì)高于其他各節(jié)。施工設(shè)計(jì)高度本次選擇在6 m左右的位置，其余各節(jié)選擇在5 m左右位置進(jìn)行施工。第一節(jié)施工結(jié)束后會(huì)繼續(xù)開始下沉操作，第一節(jié)如果下沉到0.5 m設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，那么按照相應(yīng)的順序?qū)ζ渌鞴?jié)進(jìn)行下沉操作，使其達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)高度。

沉井所使用的承墊木一般選擇鐵路標(biāo)準(zhǔn)的枕木，規(guī)格為16 cm×22 cm×250 cm，使用方木支撐的方式進(jìn)行支模。在砂墊層上澆筑C15強(qiáng)度的混凝土墊層，然后根據(jù)刃腳斜面構(gòu)建模板體系，最終在刃腳面做好水泥砂漿的粉刷工作[3]。

井壁制作方面，按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行安裝，且腳手架與模板不可以同時(shí)進(jìn)行。按照施工的具體要求，預(yù)留構(gòu)件也應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的工程圖紙進(jìn)行制作，如圖2所示。

圖2 井壁模板設(shè)計(jì)1—下一節(jié)沉井 2—鋼腳手鐵件 3—組合式鋼模板 4—鋼楞 5—對(duì)立螺栓 6—止水片 7—木墊塊 8—頂撐木 9—鋼管腳手架。

施工必須按照設(shè)計(jì)圖紙的要求來展開，鋼筋尺寸、安裝位置需要保持準(zhǔn)確，在綁扎的過程中，尤其是箍筋時(shí)要將其牢固連接，在一些容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的區(qū)域，采用焊接的方式更加有效。此外，綁扎施工時(shí)對(duì)于交叉點(diǎn)的要求較高，此時(shí)需要嚴(yán)格要求施工質(zhì)量，綁扎接頭處需要在鋼筋架內(nèi)側(cè)進(jìn)行。另外，保護(hù)層如果厚度不足會(huì)有漏筋可能性，此次施工中也是用了砂墊塊，將砂墊塊的孔隙保持在1 m×1 m的范圍之內(nèi)。

對(duì)于混凝土的要求則需要考慮到混凝土對(duì)模板產(chǎn)生的側(cè)向壓力，并且混凝土構(gòu)件的澆筑要進(jìn)行持續(xù)施工，尤其是上層混凝土施工需要保持在下層混凝土的初凝時(shí)間段內(nèi)。

2.4 沉井下沉

沉井下沉需要考慮到巖土的不同類型。本施工區(qū)域內(nèi)勘察結(jié)果如表1所示。

表1 土層參數(shù)

一般情況下下沉系數(shù)的取值需要符合K≥1.15～1.25的要求。經(jīng)過土層性質(zhì)分析之后，工程選擇排水方式施工，并等待第一節(jié)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)才能進(jìn)行下沉，在施工完畢之后需要將腳手架拆除。另外，還需要檢查混凝土強(qiáng)度與抗?jié)B透性能，判斷能否進(jìn)行后續(xù)的下沉施工，還可以用這些計(jì)算的數(shù)據(jù)結(jié)果作為參考依據(jù)，做好檢驗(yàn)初始標(biāo)高與軸線位置的工作。施工環(huán)節(jié)中，對(duì)于沉井位置的確定是根據(jù)施工環(huán)節(jié)的交叉參照樁與水平基準(zhǔn)點(diǎn)來進(jìn)行判定，而下沉的過程中同樣需要利用經(jīng)緯儀等設(shè)備測量豎直方向的下沉，如果發(fā)現(xiàn)故障，需要立即進(jìn)行處理[4]。在沉井封底后，沉井也會(huì)有不均勻下沉的可能性，導(dǎo)致沉井偏斜，此時(shí)也需要控制好偏斜的程度，不影響施工進(jìn)度。

2.5 沉井測量

沉井測量的依據(jù)為施工圖紙，并控制好坐標(biāo)點(diǎn)與基準(zhǔn)標(biāo)高點(diǎn)。由于各種外界因素的影響，在施工過程中需要設(shè)置以沉井為中心平分角度的儀器檢測站來展開工程監(jiān)測，并結(jié)合檢測站的數(shù)據(jù)來與基準(zhǔn)點(diǎn)配合分析，準(zhǔn)確得出施工過程中的工程參數(shù)。而每個(gè)檢測站配備經(jīng)緯儀等設(shè)備，讓測量數(shù)據(jù)更加精確，了解井體的各種情況與可能存在的問題，進(jìn)行偏斜處理。另外，還應(yīng)該使用水準(zhǔn)儀來測量高差，測算沉井的下沉位移量與速率，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不符合工程設(shè)計(jì)要求，則需要對(duì)下沉速度進(jìn)行適當(dāng)控制。

3 結(jié) 語

通過對(duì)沉井施工的實(shí)際條件進(jìn)行分析后，可以了解到取水泵房施工的具體設(shè)計(jì)方案，也同時(shí)研究了在施工中可能會(huì)遇到的問題，并采取了針對(duì)性的解決措施。沉井施工是基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵部分，也是建筑物的基礎(chǔ)施工項(xiàng)目，其質(zhì)量高低直接影響到整體的施工質(zhì)量。作為施工單位，也需要在每一個(gè)環(huán)節(jié)中精準(zhǔn)處理，按照?qǐng)D紙要求來展開，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)來進(jìn)行，減少誤差。