淺談大型裝配式預制鋼筋混凝土沉井施工技術

楊雨辰

（南京市給排水工程設計院有限公司,江蘇 南京 210000）

當前，水工建筑物內部采用了更先進的施工技術、施工設備、施工材料，對提高工程建設期間的工業(yè)化水平，保障工程建設綜合效益的意義重大。通過將大型裝配式預制鋼筋混凝土沉井施工技術應用在水工建筑中，可以從根本上提升工程建設水平，保障工程建設期間的綜合效益。由于大型裝配式預制鋼筋混凝土沉井結構施工期間的難度較大，還需要加強工程施工質量管控力度，采取專項可行的質量管控方式。

1 工程概況

本文以某水工建筑工程為例，該建筑工程有兩處沉井為預制裝配式矩形工作井，此兩個沉井分別采用了同一結構形式與尺寸，在用途上可以作為頂進井與接收井。其中，工作井的長度為7000mm、寬度為5500mm、高度為7500mm，壁厚為500mm。依照當?shù)氐刭|報告結果，發(fā)現(xiàn)工程所在地區(qū)的表層土質為雜填土，厚度為2m。雜填土下部為輕亞黏土與亞黏土，地表水及地下水的蘊藏量較為豐富，深度約為3m。

工作井沿高度方向分為三個節(jié)段，每個節(jié)段會借助豎向預應力鋼筋連接方式。水平節(jié)段主要通過兩個U字型井片與兩塊一字型井片連接。為節(jié)省工程整體建設成本，從根本上保證工程建設期間的質量與效率，選擇使用裝配式預制鋼筋混凝土作為沉井結構。要求預制井片采用的混凝土強度需要為C40，鋼筋強度應當為355。為滿足工程頂進與接收要求，還應當在預制井的中間段設置直徑為2100mm的孔洞。在工作井內使用精軋鋼作為預應力鋼筋。后澆帶長度的位置為500mm，混凝土強度等級為C50。

2 技術特點及工藝原理

2.1 技術特點

沉井工程是修建深基礎、地下深層構筑物的主要方式，被廣泛應用在不同種類基礎工程的建設過程中。沉井結構施工技術特征主要體現(xiàn)在以下方面。

沉降結構的截面積較大、剛度大，實際承載力較高，抗?jié)B性能良好，內部空間資源可以得到充分利用，便于深層地下工程施工。

沉井施工不需要復雜的機械設備，對于排水或不排水等施工情況都適用。

沉井施工可用在各類復雜地形、地質條件較為狹窄的區(qū)域，對鄰近建筑物的影響較小。如沉井結構可被應用在地下水豐富、土壤滲透系數(shù)大、地下有流沙或其他有害土層結構的情況下施工。

相較開挖，沉降施工方式施工流程較為簡單，為最大限度節(jié)約工程施工土方量，加快施工進度，控制施工成本。但在沉井施工過程中，會出現(xiàn)施工工序較多、施工工藝較為復雜、技術要求較高等問題。

2.2 工藝原理

沉井結構種類較多，依照施工材料劃分，可分為混凝土沉井、鋼筋混凝土沉井、磚石沉井等結構；依照沉井形狀，也可將沉井劃分為圓形沉井、方形沉井、多邊形沉井。

預制裝配式沉井施工方式主要就是為實現(xiàn)沉井井節(jié)的工業(yè)化生產，便于沉井施工規(guī)范化管理，使深井施工全過程均能夠得到質量管控。預制裝配式沉井施工周期較短，拼裝工作一般從沉井到沉井封底為主。使用現(xiàn)澆混凝土開展沉井施工，沉井施工環(huán)節(jié)需要歷時40天左右。使用預制裝配式，沉井施工可實現(xiàn)工業(yè)化集中施工管理，不會出現(xiàn)因控制混凝土強度而出現(xiàn)拖延工期的問題。

3 預制裝配式沉井施工及控制要點

3.1 預制裝配式沉井施工

3.1.1 裝配式沉井施工技術準備工作

對構件吊裝次序進行劃分。結合工程案例中的沉井結構形式、工作量分布情況、工程施工質量與效率要求，合理布設預制沉井安裝環(huán)節(jié)，確保沉井安裝全過程得到精準管控。注重做好裝配式沉井施工過程中的人員、材料配置工作，選擇結構適宜的吊裝設備。結合水利工程具體建設要求，明確沉井基坑開挖面積、開挖深度、吊裝結束后場景結構的露出面積。

由于單片沉井的重量為26t，結合實際工作經驗要求，需要選擇格為80t以上的吊車。計算出預制沉井構件的鋼絲繩，如鋼絲繩長度、鋼絲繩設置角度、鋼絲繩的允許壓力。

構建沉井施工計算模型，明確沉井結構材料、容重、彈性模量等數(shù)值，泊松比為0.2。依照彈性理論開展計算分析工作，在初始下沉階段，可以分為對刃腳踏面施加垂直及水平約束力、僅對刃腳踏面施加豎向與水平約束力等情況，計算負荷均為自重。由于采用排水下沉方式，計算土壓力時還需要考慮地面堆積負荷量。側壁土壓力應當使用等效土層化計算，切實保障實際計算結果的精準度。

注重設置合理的工期計劃以及保障措施，設定合理的預制沉井結構安裝時間。要求在工程設計環(huán)節(jié)制定出專項可行的工期保障措施。要求對各施工環(huán)節(jié)進行制作、安裝、相互配合，統(tǒng)籌安排各類交叉作業(yè)。在每一施工環(huán)節(jié)做好質量、安全等管控工作，加強實際管理力度。著重關注吊車等機械設備保養(yǎng)環(huán)節(jié)，從根本上提高機械設備實際利用率，避免因機械設備故障問題導致施工質量問題出現(xiàn)。

做好控制與場景觀測工作,在裝配式沉井施工前，設置監(jiān)測控制網與水準基點，結合施工圖紙具體要求，確定井位中心點，合理設定基坑開挖范圍。若施工場地周邊存在構筑物等情況，需設立沉降觀測點，便于后期施工沉井沉降觀測。

做好基坑開挖工作，減少沉降開挖量，從根本上提升土地資源利用率。利用挖掘機在工作坑上開挖出一個深約一米的淺坑，并在基坑外側挖掘水坑以降低地下水位。

在墊層施工過程中，為確保沉井安裝后不會出現(xiàn)不均勻沉降問題，需要配合使用砂礫層、夯實加固等處理手段，降低沉降在安裝期間出現(xiàn)的不均勻沉降問題發(fā)生概率。

3.1.2 裝配式沉井安裝施工

在汽車吊與構件運輸車等設備依照平面布置圖布置完畢后，需要首先開展沉井預制片下環(huán)安裝工作，利用4根角鋼固定沉井構件，防止在沉井實際安裝過程中出現(xiàn)幾何尺寸變化等問題。鋼筋綁扎過程也需要依照設計圖紙與施工規(guī)范要求，要求主筋接頭必須錯開，同一斷面接頭的數(shù)量為主筋接頭的50%,錯開距離為35。

下環(huán)4片安裝后，還需要澆筑支?；炷?。要求模板的剛度與固結度牢固，避免在混凝土澆筑期間出現(xiàn)模板位移等問題。混凝土澆筑過程中，混凝土的強度等級應當為C50，實際坍落度控制在12～14cm?；炷翝仓叨葹?.5m，采用插入式振動器振搗現(xiàn)澆混凝土。在混凝土澆筑期間，振動棒需要采用快插慢拔的方式。要求混凝土澆筑施工必須連續(xù)開展，不可以出現(xiàn)中斷等問題。

3.1.3 預制張拉施工

為從根本上保障大型裝配式預制鋼筋混凝土沉井施工技術應用水平，還需要合理安排預應力張拉施工流程。具體來說，預應力張拉施工主要包括材料準備、穿筋、張拉、封錨等環(huán)節(jié)。裝配式沉井沿豎向分為三段，通過豎向應力鋼筋連接方式。每兩段預應力筋需要通過沉井豎向接縫的連接器連接在一起。

預應力采用沉井上部單端張拉方式，要求將張拉控制應力設置在合理范圍內。在實際上拉過程中，也應當嚴格遵循雙控原則，以應力控制方式為主、伸長值控制手段為輔。為避免出現(xiàn)井壁變形問題，還需要注重設定合理的張拉設備參數(shù)數(shù)值。在張拉完畢后，立即停止張拉作業(yè)。

將壓漿口布置在沉井中環(huán)底部，要求預應力鋼管需要在張拉后48h內進行壓漿處理。管道注漿密實，水灰比控制在0.35～0.4。在封錨過程中，如封錨端鋼筋過長，需要切除多余長度。

3.2 控制要點

著重關注大型裝配式預制鋼筋混凝土沉井施工環(huán)節(jié)的質量控制工作，建立專項可行的質量保障組織措施。對相關施工人員進行專業(yè)技術培訓，確保其能夠正確掌握沉井施工流程。定期做好質量意識教育工作，要求相關工作人員需要持證上崗。

在大型裝配式鋼筋混凝土沉井施工時，需要確保各構件質量驗收合格后才可以開展吊裝工作。在采用焊條連接過程中，要確保焊條施工期間的質量管控水平，避免工程建設過程中出現(xiàn)較多質量問題。

4 結語

為從根本上保障大型裝配式預制鋼筋混凝土沉井施工水平，需要結合工程具體建設要求，切實優(yōu)化鋼筋混凝土沉井施工流程。加強工程施工期間的質量及安全管控力度，避免工程施工過程中出現(xiàn)較多質量問題，充分發(fā)揮出預制鋼筋混凝土沉井結構在實際施工過程中的積極作用。