堤防工程中的堤腳沉井施工技術(shù)探討

鐘 源

廣州市水電建設(shè)工程有限公司，廣東 廣州 510000

1 工程概況

此次堤防工程沉井施工項(xiàng)目是按照百年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，其工程等級為一級。針對該工程堤腳和堤身受潮水沖刷和侵蝕的現(xiàn)狀，提出的施工改善方案是在堤腳位置設(shè)置混凝土沉井，以消除安全危害。該工程為構(gòu)建防沖沉井結(jié)構(gòu)，在堤腳共設(shè)置1400余只沉井，對其采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底部采用混凝土預(yù)制塊進(jìn)行封底，沉井內(nèi)部進(jìn)行塊石混合料回填，外側(cè)采用拋填塊石，上部應(yīng)用鋼筋混凝土以起到護(hù)坦作用。

2 堤防工程堤腳沉井施工流程及技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

對于堤防工程中的堤腳沉井施工，首先應(yīng)做好施工準(zhǔn)備，在下沉之前，施工人員要先開展測量放樣定位，并準(zhǔn)備好施工所用的各項(xiàng)材料和機(jī)械設(shè)備，并要明確沉井構(gòu)造，如圖1所示。在具體的測量放線實(shí)踐工作中，利用經(jīng)緯儀準(zhǔn)確放出沉井外緣線，并每隔20m插1根花桿用于定位，同時(shí)引設(shè)臨時(shí)高程點(diǎn)。按照測放完成的外緣線加密點(diǎn)，架設(shè)經(jīng)緯儀，有利于對沉井軸線的方向進(jìn)行合理控制，并對軸線樣核糾正，使用水準(zhǔn)儀控制高程。當(dāng)測量出沉井的各項(xiàng)高程之后，結(jié)合業(yè)主及監(jiān)理工程師復(fù)核建議，實(shí)施引測點(diǎn)放樣，調(diào)整各點(diǎn)。

圖1 沉井構(gòu)造

2.2 沖沉施工

在堤防工程中開展沉井定位工作時(shí)，需要注重井與井之間的縫隙處理，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置沉放軸線，使其能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，施工人員可采用放沉井群的方式，即一次開挖到位，保證2～3只沉井施工順利完成。施工時(shí)，第一只沉井就位后應(yīng)預(yù)留出一定的自沉高度，以便于沉放第二只井，然后利用挖掘機(jī)平推沉井的下部，保證間隙控制在3cm。在進(jìn)行沉井沖沉?xí)r，需要配置至少2支高壓水槍，用于減緩沉井的下放速度，防止出現(xiàn)超沉的情況。若發(fā)生下沉不足時(shí)，則可借助高壓水槍緩慢調(diào)節(jié)，或在沉井頂蓋上覆蓋一層木板，再進(jìn)行輕壓下沉。若仍未沉放就位，則要將沉井吊起并重新開挖基坑，經(jīng)長臂反鏟后進(jìn)行開挖沉放[1]。

2.3 沉井安放

沉井的安放是整個(gè)施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為充分確保安放位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)制定相應(yīng)的誤差控制標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。在沉井沉放到位后，還應(yīng)控制沉井之間的距離，以免在沖沉?xí)r造成相鄰井出現(xiàn)位置偏差。在具體工程實(shí)踐中，可將已經(jīng)就位的沉井使用三腳扒桿懸吊葫蘆來控制高程，并在兩側(cè)采用錨鉤定位[2]。另外，還需及時(shí)開展井內(nèi)的塊石混合料填筑作業(yè)、井外土工布鋪設(shè)和混合料回填等，具體作業(yè)時(shí)，施工人員可應(yīng)用水力沖沉法實(shí)施土工布鋪設(shè)作業(yè)，在土工布的兩側(cè)合理綁扎鋼管，為保障沉井安放有序進(jìn)行，可適當(dāng)在底端增加一定的配重，以更好地輔助下沉。

表1 沉井安放允許偏差 單位：cm

2.4 沉井下沉

沉井下沉?xí)r需采取有效的處理措施，以提高沉井施工的準(zhǔn)確性。在工程實(shí)踐中比較常見的現(xiàn)象是沉井傾斜，其引發(fā)原因一是殘余塊石較多，兩邊下沉阻力呈現(xiàn)不均勻的現(xiàn)狀，二是井底粉沙土受到不均勻擾動(dòng)[3]。針對這一狀況，施工人員首先應(yīng)注重加強(qiáng)傾斜或者位移相反方向的井壁下方粉沙土擾動(dòng)，具體操作是增加高壓水槍的下插深度，并結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)傾斜、移動(dòng)等，如必要時(shí)應(yīng)暫時(shí)停止對另一側(cè)的擾動(dòng)。當(dāng)其存在塊石時(shí)，施工人員要抽干井底泥沙，并依靠人工將塊石進(jìn)行搬移，其下沉施工示意如圖2所示，先對井壁進(jìn)行澆筑，再實(shí)施開挖下沉。接高井壁后繼續(xù)按照設(shè)計(jì)要求挖土下沉，到達(dá)預(yù)定標(biāo)高后，可澆筑封底混凝土。

圖2 沉井下沉施工示意圖

2.5 沉井內(nèi)側(cè)土工布沖沉埋設(shè)

在堤防工程中開展堤腳沉井施工，需注重把握土工布沖沉埋沒技術(shù)要點(diǎn)。在沉井沉放作業(yè)完成后，基坑回填之前，可開展沉井內(nèi)側(cè)土工布施工。相關(guān)操作人員在沉放時(shí)需應(yīng)用水力沖沉法，按照設(shè)計(jì)要求裁開土工布，并預(yù)留直徑為8mm、長度為60cm的鋼筋作為備用。在實(shí)施沉放作業(yè)時(shí)，可使用高壓水槍沖攏粉沙土，將其沉下到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。完成沉放后，可將上端的二角固定在沉井吊環(huán)上。在后續(xù)施工工序中，還需注重保護(hù)已經(jīng)完成施工的土工布，特別是在回填作業(yè)中，必須保證土工布在沉井的間隙中具有良好的平整度。

2.6 沉井基坑回填作業(yè)

基坑回填是堤腳沉井施工技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容，在沉井沉放10m時(shí)，可跟進(jìn)回填作業(yè)。如果此時(shí)基坑內(nèi)部的滲水量較小，可在5m左右進(jìn)行回填，無須設(shè)置集水坑等設(shè)施。在回填的操作中，在沉井的外側(cè)采用塊石回填，內(nèi)側(cè)需先鋪設(shè)無紡?fù)凉げ?，再回填塊石混合料。對于基坑兩側(cè)需要同時(shí)進(jìn)行回填，均勻填筑，盡可能避免沉井傾斜問題。在回填沉井內(nèi)測的過程中，要先鋪設(shè)一層土工布，再填入塊石混合料，保證使用規(guī)格為400g/m2的無紡?fù)凉げ肌τ诨靥畹膲K石，應(yīng)選擇質(zhì)地良好、級配均勻的石料，其粒徑應(yīng)不超過20cm、含泥量小于5%。當(dāng)填筑材料進(jìn)場后，可直接停在沉井外側(cè)，結(jié)合挖土機(jī)抓料及人工搬運(yùn)等方式開展回填，保證填石密度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.7 沉井清淤及封底

施工人員需要在整個(gè)工程中重點(diǎn)關(guān)注沉井清淤和封底作業(yè)，在沉井兩側(cè)的回填結(jié)束后，利用高壓水槍進(jìn)行沖瘀，同時(shí)利用標(biāo)桿測量以更好地控制沖瘀深度，再使用泥漿泵將井內(nèi)的泥漿水有效抽出。在開展施工作業(yè)前，操作人員應(yīng)通過標(biāo)尺及水準(zhǔn)儀等，對沉井的實(shí)際標(biāo)高進(jìn)行測定，確定清淤深度。在施工過程中，一般是借助高壓水槍進(jìn)行邊沖瘀、邊測量，以合理控制沖瘀深度，在達(dá)到設(shè)計(jì)要求后立即轉(zhuǎn)向相鄰沉井，并進(jìn)行混凝土預(yù)制塊安放作業(yè)。

3 堤防工程中堤腳施工控制措施

（1）開展沉井施工作業(yè)前，應(yīng)對業(yè)主所提供的沉井質(zhì)量進(jìn)行檢查，重點(diǎn)針對嚴(yán)重麻面、蜂窩及裂縫等進(jìn)行控制，如存在缺陷，則要進(jìn)行報(bào)廢處理。如果沉井表面僅存在輕微的麻面和蜂窩，可進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修整，檢測其質(zhì)量符合施工要求后，才可投入使用。（2）實(shí)施沉井沖沉施工前，需開展沉放試驗(yàn)，以此明確具體的施工方案，不得盲目開展沖沉作業(yè)。同時(shí)在操作中還需詳細(xì)、準(zhǔn)確記錄各項(xiàng)原始數(shù)據(jù)。（3）嚴(yán)格控制沉井內(nèi)回填的塊石混合料，必須進(jìn)行試驗(yàn)檢測，保證其最大粒徑小于20cm，并且細(xì)骨料中粒徑在15cm以下的材料應(yīng)占全部的70%，含泥量應(yīng)保證在5%以下。（4）在沉井沉放施工完成后，必須立即采取相應(yīng)的加固措施，使未回填的沉井能夠與已回填的沉井進(jìn)行有效連接，形成一個(gè)整體，進(jìn)而最大限度地防止沉井施工而導(dǎo)致相鄰沉井出現(xiàn)超沉、偏移等問題。（5）在沉井的混凝土預(yù)制塊封底施工時(shí)，應(yīng)先開展全面的清井作業(yè)，經(jīng)過工程監(jiān)理單位驗(yàn)收審核后，才可投入使用。

4 結(jié)束語

綜上所述，由于堤防工程中的堤腳會(huì)受到潮水的沖刷和侵蝕，長此以往很容易形成嚴(yán)重的安全隱患。為有效解決這一問題，應(yīng)科學(xué)采用沉井施工技術(shù)，充分保障堤防工程的正常使用。在實(shí)際工程建設(shè)過程中，施工人員需要嚴(yán)格遵循和把握沉井施工流程以及相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，做好沉井下沉前的準(zhǔn)備工作，合理進(jìn)行沖沉施工，并要控制沉井安放的允許偏差，正確處理沉井下沉傾斜等問題，同時(shí)要強(qiáng)化沉井內(nèi)側(cè)的土工布沖沉埋沒施工技術(shù)、基坑回填技術(shù)及清淤和封底技術(shù)，并采取有效的技術(shù)控制措施，提高沉井施工質(zhì)量。