淺談新元高速公路滲井施工工藝要點(diǎn)

孫士亮

（中電建路橋集團(tuán)有限公司，北京100000）

1 引言

新樂至元氏高速公路郭村至拐角鋪段改擴(kuò)建工程起點(diǎn)位于新樂郭村樞紐互通，起點(diǎn)樁號(hào)K231+412.249；向西南經(jīng)新樂、石家莊機(jī)場(chǎng)、正定高新區(qū)后至正定拐角鋪村，終點(diǎn)位于拐角鋪樞紐互通中心，終點(diǎn)樁號(hào)K253+882.619，項(xiàng)目里程22.470km。

本項(xiàng)目主線縱段較低，小型通行構(gòu)造物多是下挖，排水較困難，現(xiàn)有公路為解決排水問題在下挖型通道附近設(shè)置了滲井等排水設(shè)施。

2 施工工藝要點(diǎn)

2.1 測(cè)量放線

①根據(jù)建設(shè)單位提供的座標(biāo)導(dǎo)點(diǎn)和水準(zhǔn)引測(cè)點(diǎn)完成沉井的定位測(cè)量工作。測(cè)設(shè)沉井的軸線與標(biāo)高控制點(diǎn)。②開挖前按控制樁放出沉井位置和縱橫軸線以及基坑開挖的內(nèi)外邊線。

2.2 基坑開挖及墊層施工

①基坑開挖?；娱_挖采用1.2m3反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行挖土，人工配合操作，分層開挖，開挖深度5m，挖出的土方及時(shí)外運(yùn)。

②墊層計(jì)算

砂墊層與砼墊層的寬度與厚度按下式計(jì)算：

式中：B——砂墊層寬度；H——砂墊層厚度；b——素混凝土墊層寬度；γ——砂的比重；N——井壁單位長(zhǎng)度自重及施工荷載；［σ］——土層容許承載力。

③墊層施工。墊層選用顆粒級(jí)配較好的粗砂或中砂，采用逐層振搗法進(jìn)行振實(shí)，每層厚度為30cm。

2.3 沉井刃腳及第一節(jié)施工

沉井刃腳澆筑的混凝土高度設(shè)在井壁（底板）槽口以下，刃腳外側(cè)模板采用鋼模板，刃腳斜面采用水泥砂漿砌磚胎，磚胎表面用1∶2 水泥砂漿抹面（厚2cm）。

刃腳施工時(shí)，先支井壁內(nèi)模（包括刃腳），待鋼筋全部綁扎完畢后，再支井壁外模。

2.4 上節(jié)段沉井制作、下沉施工

2.4.1 沉井井壁制作

①鋼筋綁扎安裝。鋼筋保護(hù)層的厚度為：井壁35，底板40mm，梁35mm，板30mm。

鋼筋墊塊由鋼筋工放置，墊塊呈梅花狀并與鋼筋綁牢。鋼筋墊塊強(qiáng)度等級(jí)與結(jié)構(gòu)混凝土相同。

②模板及支撐。井壁模板采用標(biāo)準(zhǔn)條形鋼模板，對(duì)拉螺栓拉緊，模板內(nèi)、外圍檁采用φ48×3mm 鋼管。

沉井內(nèi)、外搭腳手架進(jìn)行支撐，模板安裝用線錘吊垂直，確認(rèn)尺寸無誤后固定在腳手架支撐體系上。

2.4.2 沉井井壁混凝土澆筑

沉井井壁混凝土采用C30 混凝土。刃腳混凝土形狀為倒三角，在澆筑刃腳混凝土?xí)r要緩慢進(jìn)行，分層布料，分層厚度30cm。混凝土澆筑采用泵車或吊斗配合吊車進(jìn)行，全斷面布料，布料厚度300mm，連續(xù)澆筑進(jìn)行?；炷琳駬v采用插入式振搗器，采用梅花狀下棒，振搗棒快插、慢拔以利棒孔彌平，并避免碰撞預(yù)埋管及預(yù)埋件?；炷翝仓?，先將模板內(nèi)雜物清凈，然后鋪15～30mm 水泥砂漿。采用鋼板止水帶，混凝土澆筑前進(jìn)行鑿毛，并沖刷干凈，均勻鋪筑2～5cm 厚水泥砂漿。

2.4.3 沉井下沉

①施工程序。沉井下沉采用不排水進(jìn)行，沉井分節(jié)制作，分節(jié)下沉。采用人工開挖吊土外棄的方法，開挖成鍋底形利用自重破土，每層挖土厚度為0.5m 左右，按順序分層逐漸往刃腳方向削薄土層，每次削5～15cm。出土采用吊斗配合吊車進(jìn)行，井內(nèi)布置一臺(tái)小挖機(jī)挖裝土，人工配合進(jìn)行。

②下沉系數(shù)計(jì)算。根據(jù)規(guī)范要求，下沉系數(shù)計(jì)算公式為：K=G/（R1+Rf），其中：G——沉井自重（t）；R1——刃腳踏面阻力，以20t/m2，Rf——井壁摩阻力，Rf=U（h－2.5）f。其中：U——沉井外壁周長(zhǎng)；h——沉井入土深度；f——井壁摩阻力，5m 以上從零開始線性增加，最大值為3t/m2；5m 以下為常數(shù)，以3t/m2計(jì)。

③驗(yàn)算。以分節(jié)高度3m 為例進(jìn)行下沉穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算，計(jì)算沉井的下沉穩(wěn)定系數(shù)。

由于沉井配筋比例高，自重單位體積重量取2600kg/m3（26kN/m3），按最大3m 節(jié)長(zhǎng)（刃腳部位）進(jìn)行驗(yàn)算如下：重量為：（6×6-5×5）×π×3×26=2695.5kN。即3m 節(jié)長(zhǎng)沉井總重為2695.5kN。

計(jì)算沉井側(cè)面摩阻力的下沉系數(shù)：k1=Q/Rf。

其中Q 為沉井自重，按下沉最大分節(jié)高度3m 計(jì)算。

Rf為井壁總摩阻力，按Rf=U（H-2.5）fc計(jì)算。

U 為沉井的周長(zhǎng)，fc為單位面積的摩阻力，查表1砂土為20kN/m2。

表1 沉井井壁極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值

故下沉Rf2=π×6×（3-2.5）×20=188.5kN，k1=2695.5/188.5=14.3＞1.15

2.4.4 計(jì)算沉井側(cè)面摩阻力、刃腳踏面總極限端阻力時(shí)的下沉系數(shù)

k2=G/（Rf+Rt），其中Rt為刃腳踏面下的土體的支承反力。

Rt=fuk×At，fuk 為刃腳踏面底面標(biāo)高處地基土的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，取規(guī)范容許值（砂質(zhì)土為120kPa）乘以2；At 為刃腳踏面支承面積。

故Rt=120×2×34.6=8304kN

計(jì)算得k2=2695.5/（188.5+8304）=0.32＜1.0

從計(jì)算結(jié)果可知，k1＞1.15，說明沉井能夠下沉，k2＜1，說明沉井停沉?xí)r能夠穩(wěn)定而不會(huì)發(fā)生超沉，沉井具有可行性。

2.5 輔助項(xiàng)目施工

主要為D20 玻璃鋼管滲水井、踏步、護(hù)欄、檢修門等。

2.6 滲井周圍回填

井周超挖部分采用粗砂回填，人工配合機(jī)械進(jìn)行，灌水密實(shí)。

2.7 沉井垂直度監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)糾偏措施

沉井在下沉過程中發(fā)生傾斜、偏轉(zhuǎn)時(shí)，可采用偏挖土糾偏法、井外射水和井內(nèi)偏挖土同時(shí)進(jìn)行的糾偏法、破壞土層結(jié)構(gòu)糾偏法、增加偏土壓或偏心壓重糾偏法等[1]。

3 質(zhì)量、安全主要保證措施

3.1 質(zhì)量保證措施

①混凝土強(qiáng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求，強(qiáng)度達(dá)到70%后方可下沉。②封底前沉井的下沉穩(wěn)定性必須符合規(guī)范要求。③封底結(jié)束后，刃腳平均標(biāo)高（與設(shè)計(jì)標(biāo)高比）、刃腳平面中心線位移及四角中任何兩角的底面高差均應(yīng)符合規(guī)范要求。④沉井易滲漏部位的質(zhì)量控制要點(diǎn)。

3.2 安全保證措施

①沉井下沉四周影響區(qū)域內(nèi)，不宜有高壓電線桿、地下管道、固定式機(jī)具設(shè)備和永久性建筑物。沉井的內(nèi)外腳手架，如不能隨同沉井下沉?xí)r，應(yīng)和沉井的模板、鋼筋分開。沉井井頂周圍應(yīng)設(shè)防護(hù)欄桿。②出土?xí)r，井孔內(nèi)人員和設(shè)備應(yīng)事先撤出，停止其他作業(yè)。沉井混凝土封底時(shí)，工作平臺(tái)應(yīng)搭設(shè)牢固，導(dǎo)管周圍應(yīng)有欄桿。

4 結(jié)語

改擴(kuò)建高速公路排水至關(guān)重要，滲井在改擴(kuò)建高速公路排水系統(tǒng)中起著重要作用，本文主要論述了砂層地質(zhì)條件下的滲井施工過程中的一些工藝要點(diǎn)，在實(shí)際的建設(shè)中需要不斷地累積施工經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步規(guī)范施工方法，為類似項(xiàng)目施工提供借鑒。