研究復(fù)雜條件下沉井施工工藝

廖乃軍

福建一建集團(tuán)有限公司（365000）

0 前言

當(dāng)前的污水管道建設(shè)中，一般使用沉井頂管施工工藝。沉井頂管施工工藝具有施工簡單、占地面積小、安全性高的特點(diǎn)而被廣泛采用。但是在操作中，十分容易受到周圍高大建筑物和復(fù)雜地質(zhì)的影響，為施工帶來較大的安全隱患。為了解決復(fù)雜地質(zhì)帶來的影響，采用高壓旋噴樁使沉井周圍形成封閉結(jié)構(gòu)，將沉井的施工范圍與周圍土質(zhì)隔絕開來，減少對施工的干擾，能夠有效改善沉井施工對周圍地面帶來的沉降問題。

1 適用范圍

沉井頂管施工工藝的適用范圍較為廣泛，主要適用于周圍有高大建筑物，建筑物較為密集、地質(zhì)復(fù)雜、土壤密度低、直立性差、地下水水位較高、地下有障礙物、施工難度較大的區(qū)域[1]。

2 施工的要點(diǎn)

2.1 樁位準(zhǔn)備

先對施工地點(diǎn)的地理環(huán)境、 土質(zhì)條件進(jìn)行探測，然后平整施工范圍內(nèi)的地面，清除樁位地上、地下所有的障礙物。為下一步設(shè)置旋噴樁作好準(zhǔn)備，對于地質(zhì)土壤較差的地區(qū)需要用黏性較好的土壤填充。

2.2 測量定位

測定出旋噴樁的中心位置，做好標(biāo)記，經(jīng)復(fù)測確認(rèn)無誤后，對樁位進(jìn)行保護(hù)，防止發(fā)生偏移。將樁機(jī)放置在合適的位置，盡量減小偏差，將偏差值控制在50 mm 之內(nèi)。

2.3 安置鉆機(jī)

在置頂施工點(diǎn)，準(zhǔn)備好旋噴樁機(jī)，保證轉(zhuǎn)盤對準(zhǔn)作業(yè)地點(diǎn)孔位標(biāo)記，調(diào)整鉆機(jī)整體位置，讓導(dǎo)向架盡量垂直于地面，最大誤差不可超過1.5%。必須使用定位卡等工具進(jìn)行校正，以確保樁機(jī)對準(zhǔn)作業(yè)孔位，最大允許誤差是50 mm。經(jīng)計(jì)算和檢測，在具體操作完成后應(yīng)嚴(yán)格檢測樁機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)，包括檢查管線狀況、密封系統(tǒng)、管路是否暢通等[2]。

2.4 鉆機(jī)工作

首先，在設(shè)備正式工作前進(jìn)行檢測和試運(yùn)轉(zhuǎn)，如鉆機(jī)需要在地面進(jìn)行試噴，在保證沒有問題后才可以正式施工。其次，在鉆孔的過程中要實(shí)時(shí)監(jiān)控各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括鉆孔的深度、方向等，與設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行比較，保證鉆機(jī)在設(shè)計(jì)的要求內(nèi)進(jìn)行工作。最后，由于地質(zhì)復(fù)雜，土壤的堅(jiān)硬程度不同，會使鉆頭受力不均，導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)傾斜，偏離設(shè)計(jì)好的路徑。為了避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要在鉆機(jī)的工作過程中檢查鉆桿的垂直度，將偏離度控制在允許的范圍內(nèi)。

2.5 注漿噴射

在鉆孔符合要求后，將鉆桿換為噴射注漿管，并深入到預(yù)設(shè)的深度。在將注漿管深入鉆孔的過程中，為了能避免因水壓過高出現(xiàn)邊射水邊深入的現(xiàn)象，一般在到達(dá)預(yù)定深度之前應(yīng)將水壓控制在10 MPa 以下。在到達(dá)預(yù)設(shè)深度以后，連接水泥漿泵，然后以旋噴的方式從下向上噴射，并且先將噴射壓力和噴漿速度提到預(yù)設(shè)大小后再緩緩地提升噴射管。為了避免管道內(nèi)含有水的影響，導(dǎo)致初期噴射水，底部泥漿少而影響質(zhì)量，噴射管需要在底部旋轉(zhuǎn)噴射10 s，確認(rèn)噴出泥漿后再提升高度。同時(shí)，在旋噴提升的過程中，要定時(shí)記錄噴射泥漿的數(shù)量、旋轉(zhuǎn)速度、提升的快慢、噴漿的壓力、進(jìn)漿和回漿的比重等[3]。

2.6 復(fù)灌泥漿

高壓泥漿噴射完成，待自然干燥凝結(jié)后，泥漿孔內(nèi)水分蒸發(fā)，并且部分泥漿向孔壁縫隙滲透，使得泥漿體積回縮，漿面下降。為了保持孔內(nèi)的泥漿，應(yīng)該不間斷的向孔內(nèi)復(fù)注泥漿，直至漿面不再下降。

2.7 鉆機(jī)移位

在旋噴結(jié)束以后，將鉆頭提出鉆孔，立即進(jìn)行清洗，然后移動位置，將鉆機(jī)放置在下一個(gè)樁位，重復(fù)上述步驟，對下一根樁進(jìn)行施工。

3 沉井施工步驟

3.1 挖掘基坑

將地面挖出大小為寬5 m 長、8 m 的坑，深度挖到地面下1 m，一定要將基坑范圍內(nèi)的障礙物和表層土清除干凈，才能將制作出的工作井在使用時(shí)可以正常均勻下沉，先將工作井井區(qū)范圍的障礙物與表層土挖出。在基坑建設(shè)完成后，要用粗砂分批次填滿基坑，使用夯實(shí)工具夯實(shí)，確保基坑地面的承重能力。

3.2 墊層建造

墊層建造過程中，一定要因地適宜，依據(jù)不同的施工條件選擇不同的建造方式。在施工過程中，采用的是墊架法。因?yàn)橐獙⒅亓烤鶆虻胤植吭诨ㄉ?，只能通過使用墊架的方式。這樣的方式不但不會導(dǎo)致不均勻下沉，還可以防止破裂。

3.3 工作井建造沉井模板

側(cè)壁整體采用鋼材建模，不符合鋼材建模的部分使用木材建模。雙面螺母螺絲的固定作用極強(qiáng)，可在建模過程中加以使用。

3.4 鋼筋的使用和固定

在腳架建設(shè)完成后，鋼筋通過平折斜角的方式固定，然后進(jìn)行模板的加固。

3.5 混凝土澆筑

現(xiàn)場配比拌和混凝土進(jìn)行澆筑，混凝土的坍塌程度要控制在9 cm 之內(nèi)，整個(gè)澆筑過程的每一環(huán)都要嚴(yán)格控制。首先，由汽車吊將腳手架吊入澆筑作業(yè)的基坑，由人工建模。人工建模的細(xì)節(jié)處理決定整體模型的質(zhì)量，所以在建模過程中，要注意對稱布局下料。人工建模要使用插入式振搗棒，在使用振搗棒振搗過程中，為了保證質(zhì)量及均勻程度，要在模板側(cè)面開孔用于插入振搗棒。在澆筑過程完成后，要立即將側(cè)面的孔洞封死。

3.6 下沉沉井

沉井的下沉是其他后續(xù)工作的重要基礎(chǔ)，因此一定要保證下沉的順利進(jìn)行。沉井在下沉之前需要保證下沉系數(shù)和穩(wěn)定性系數(shù)正常，在對斜面底模和混凝土墊層進(jìn)行鑿除的時(shí)候，要保證鑿除同步均勻推進(jìn)，因此一般采用風(fēng)鎬進(jìn)行對稱鑿除，先鑿除斜面底模，再鑿除混凝土墊層。

3.7 沉井封底

在沉井下沉到設(shè)計(jì)的標(biāo)高后，并且在8 h 后下沉不超過10 mm，即可確定沉井穩(wěn)定，進(jìn)行混凝土封底?？刂苹讓颖M量平整，清除浮泥，防止在基底層和封底混凝土之間混入其他雜質(zhì)，影響后續(xù)的堅(jiān)固程度。

3.8 澆筑底板混凝土

在完成封底混凝土的澆筑后，等待封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求，然后抽干沉井內(nèi)的水，防止積水對封底混凝土帶來較大的壓力。在沉井內(nèi)沒有積水后就可以進(jìn)行底板混凝土的澆筑，依照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋綁扎，在澆筑混凝土完成后，先用機(jī)械進(jìn)行振搗錘實(shí)，最后通過人工找平[4]。

4 工程案例

在武漢中央商務(wù)區(qū)排水出口項(xiàng)目的建設(shè)過程中，就采用了該工藝。2014年11 月該工程正式開工，沉井的建設(shè)數(shù)目就高達(dá)39 個(gè)。可是在實(shí)地勘測過程中發(fā)現(xiàn)，機(jī)場河箱涵的位置和預(yù)計(jì)位置產(chǎn)生了較大偏差。如果繼續(xù)按照原計(jì)劃執(zhí)行，會對箱涵及周邊無樁的老式房屋造成重大影響，存在較大安全隱患。面對這種情況，該項(xiàng)目使用旋噴樁支護(hù)的方式，取得較好的效果。

5 結(jié)語

隨著建筑施工工藝的不斷發(fā)展和進(jìn)步，沉井施工工藝越來越完善。在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行沉井的施工工藝已經(jīng)能夠在保證周邊建筑物安全的基礎(chǔ)上，提高施工效率，還能夠保證施工質(zhì)量。這項(xiàng)技術(shù)全面推廣開來，可以建造出更多質(zhì)量有保障的市政構(gòu)筑物設(shè)施。