沿海地区淤泥层沉井下沉施工难点分析及对策研究

发表时间:2021/8/9   来源:《探索科学》2021年7月上13期   作者:熊艺浩
[导读] 在沿海或沿江地区的沉井施工中,难免会遇到各种类型的软土地基,特别是深厚淤泥层,地下水位较高,沉井时容易倾斜和坍塌,所以在深厚淤泥层中沉井的施工对安全和质量的要求尤为苛刻。因此在实际淤泥层沉井下沉过程中,应加强施工技术和质量管控相结合,以此保障沉井下沉控制精度。

广州市市政工程机械施工有限公司    熊艺浩  广东广州   510060

摘要:在沿海或沿江地区的沉井施工中,难免会遇到各种类型的软土地基,特别是深厚淤泥层,地下水位较高,沉井时容易倾斜和坍塌,所以在深厚淤泥层中沉井的施工对安全和质量的要求尤为苛刻。因此在实际淤泥层沉井下沉过程中,应加强施工技术和质量管控相结合,以此保障沉井下沉控制精度。
关键词:软土;沉井;施工技术;下沉控制
        引言
        沿海或沿江地区富含深厚淤泥层,淤泥层厚远超过沉井下沉深度,而下沉精度要求较高,下沉过程中及完成后不允许出现较大平面偏位或下沉深度偏差。本文章针对特殊地质条件下的沉井下沉施工难点,研究用隔水帷幕和助沉稳定桩辅助下沉,采用排水下沉和不排水下沉相结合的方式,进行两次下沉,并进行两次水下封底的施工方法。确保沉井在深厚淤泥层中下沉的安全和稳定,保证沉井下沉的速度和精确度。
        1沉井施工概念及特点
        1.1施工概念
        沉井施工是将位于地下一定深度的建筑物,先在地表制作成一个沉井,然后通过其自重和相关辅助措施作用下逐渐下沉,达到预定设计标高后,再进行封底。
        1.2施工特点
        沉井施工在技术上比较可靠,对邻近建筑物的影响较小,沉井基础埋置较深,稳定性好,能支承较大的荷载。可在地质、水文条件复杂地区施工。
与大开挖相比,可减少挖、运和回填的土方量。不需复杂的机具设备,埋置深度可以很大,整体性强、稳定性好,有较大的承载面积,能承受较大的垂直荷载和水平荷载。
        2淤泥层中沉井施工控制难点
        2.1作业人员操作不当难以控制下沉精度
        工人对于沉井施工技术没有了解到位,特别是对淤泥地质下沉井下沉精度控制方法不够重视,容易以过往经验来作为自己的操作标准,考虑不到现场较差地质情况对沉井的影响,在开始下沉后由于未采取防止沉井下沉过快的措施或方案导致下沉过程中速度难以控制,偏差难以纠正,引发质量事故。
        2.2软土中沉井自重过大容易发生坍塌
        在沿海地区施工过程中,由于淤泥地质承载力较差,往往一些大型成沉井由于自重过大,导致下沉速度难以控制,甚至引发沉井坍塌的安全事故。严重影响了沉井的施工质量,给整个施工过程带来极大的安全隐患。
        2.3软土中沉井下沉容易发生倾斜
        软土地区由于土质较差,软硬不均,加上沉井一节高度过高,下沉过程中若不采取有效措施保证沉井垂直下沉,加上两侧土体硬度较差,很容易产生沉井的倾斜和偏移,影响沉井质量。
        3淤泥层沉井下沉施工的对策研究
        3.1加强对管理人员、技术工人的技术交底
        施工技术交底是沉井下沉施工必不可缺的一部分,包括施工图纸和施工方案两个部分。施工图纸是编制施工方案的依据,只有不断提升施工图纸的覆盖性,才能有效保障在施工过程中各方面都得到有效的监控,保证沉井下沉施工高质量进行,确保沉井的精度达到要求。同事根据施工图纸,技术人员应当编制严谨的施工方案,确保整个沉井施工有效高质安全地进行。



        施工前项目总工应对沉井下沉的施工图纸和施工方案进行讨论和研究,对管理人员进行施工图纸和施工方案交底,确保施工过程严格按照图纸和方案执行。技术总工负责对整个施工方案进行总结提炼,然后通过技术交底的方式对工人进行施工技术教育。
        3.2采用高压旋喷桩作为隔水帷幕和助沉稳定桩
        在井壁外侧2.0米处四周,布置二排高压旋喷桩作为隔水帷幕,桩长比沉井深6米;在泵房沉井刃角下布置二排高压旋喷桩作为沉井下沉稳定桩,桩长按长短间隔布置,桩底应进入中砂层不小于1米。利用破除高压旋喷桩的方案控制沉井下沉,放置在淤泥层下沉过快。
        利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头,以高速水平喷入土体,借助液体的冲击力切削土层,同时钻杆一面以一定的速度旋转,一面低速徐徐提升(10cm~25cm/min),使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固,形成具有一定强度(0.5~8.0MPa)的圆柱固结体(即旋喷桩),从而使地基得到加固。
        3.3下沉前期对井外壁预处理,增加外壁砼摩阻力
        下沉前期,为防止沉井在淤泥层中下沉过快,对井外壁贴灰饼进行预处理。下沉过程中专人观察下沉状况,若出现局部区域下沉困难时,铲除该区域的灰饼,并同时放砂,使沉井平稳均匀下沉。
        3.4后期采用适当降水减少浮力和井外挖土减少摩阻力加快下沉
        沉井下沉的最后1m,井内取土基本基本已到达预定深度,但自重不足和摩阻力增大导致下沉较慢,采用适当降水的方法,减少浮力,加快下沉速度,通过调整井内水位深度来控制下沉速度。出现局部下沉困难或不均匀下沉时,通过井外挖土的方法,减少摩阻力,确保均匀下沉。
        3.5采用水下二次封底
        采用不排水封底,井内水位不低于井外的地下水位,潜水员潜入井内水下,使用高压水枪按设计要求将井底面整理成锅底形,并将井底浮泥清除干净,新老混凝土接触面应用水冲刷干净(沉井下沉前,对封底及底板接缝部位进行凿毛处理),并铺碎石垫层,若沉井锅底较深,为了减少混凝土的用量,可以抛入块石,再在上面铺碎石垫层。封底混凝土采用竖直导管法浇筑,在浇筑施工时,由潜水员进行找平,新老混凝土接触面进行捣实,从浇筑完最后一格混凝土至井内开始抽水的时间,决定于水下混凝土的强度,抽水时,会产生渗流现象,或者上浮力较大情况,由潜水员在水下设置好引导渗漏的导管。在沉井抽水后,应将水下混凝土表面疏松层凿去,方可浇筑钢筋混凝土底板。
        为保证封底无渗漏,可采用二次水下封底措施。先采用水下封底,下水封砼厚度宜为总厚度的三分之二,在第一次封底砼强度达到75%后,对剩余部分进行二次水下封底。
        结束语
        在当今城市化建设中,为避免对周边建筑造成过多影响,占用较大施工区域,沉井的应用不可缺少,对于沿海地区淤泥层沉井下沉精度的控制是当前沉井施工的一个难点。因此,应该重视相关地质条件下沉井施工技术研究,落实好现场施工技术管理,通过相应的措施使整个沉井的施工既简洁、快速,又安全,并且下沉精度满足设计要求,为其他城市深厚淤泥层大型沉井的施工提供参考。
参考文献
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[2]李杨.简析沉井施工质量控制技术研究[J].河南建材,2019.
[3]丁蔚,赵公明,王凯,葛德宏.大型陆上沉井下沉控制技术[J].工程与建设,2017.
[4]唐凤乾.复杂环境下沉井下沉施工技术[J].建筑与发展,2012.
[5]蔡勋林.超大沉井排水下沉的安全控制研究[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2014.

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