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1、大体积沉井在软土地基中制作和下沉综合大体积沉井在软土地基中制作和下沉综合施工技术施工技术父流口编辑/金香梅大体积沉井在软土地基中制作和下沉综合施工技术杨希祥姚化国(中铁十四局集团第四工程有限公司常熟电厂扩建项目部,济南 250000)摘要:介绍常熟发电有限公司二期扩建工程循环水泵房沉井施工的工程概况,水文地质;对沉井的制作,下沉施工技术,沉井施工过程中对长江大堤的保护所采取的技术措施.关键词:循环水泵房;沉井;止水帷幕;施工技术本工程为江苏常熟发电有限公司二期工程 F 标循环水泵房沉井工程,矩形钢筋砼结构,外包尺寸 45mx46m,外壁厚 1.5m,内壁隔墙厚 1.0m,整个沉井分三节制作,一
2、次下沉;沉井刃脚底标高一 16.1m,沉井下沉高度约 19m.制作钢筋砼总量为 11440m,沉井自重 286012KN.沉井底部有 144 根长 41m 的钻孔灌注桩,桩顶以下 8m 范围内采用高压旋喷住加固,沉井和长江大堤之间变更增设止水帷幕.软土地基中制作,下沉施工难度大.工程地面标高 3.6m,长江大堤标高高约 7.5m.场地内地下水分为浅层潜水型和深层承压水两种类型;潜水水位变动主要受大气降水和长江水补给,地下水位在 03.6m 之间;深层承压水分布在,土,水头高度约 19.4m.1 工程难点沉井结构体积大,重量大,具查证,该沉井是中国铁建系统前所未有的.软土地基中制作,下沉施工难度
3、大.地质条件极为复杂,所处地层土质为素填土,充填土,粉质粘土,淤泥质粉土,粉砂夹粉土,而且地下水位高,多为液化层,易产生流砂现象.沉井在这样的软土地基中预制下沉,沉井底可能会出现突涌,下沉速度控带 lJ 和纠偏难度大.沉井下沉过程中,如果倾斜很容易挤断钻孔桩,而且沉井自重大,刃脚底部的侧向土压力大,对沉井底部的钻孔桩保护难度大.沉井底部有高压旋喷桩加固措施,如果停浆面过高或者注浆压力掌握不好,造成旋喷加固过高,会造成沉井下沉困难;而且出发井导流墙下有 8 根钻孔灌注桩,在沉井终沉阶段,沉井的刃脚和底梁均在承载力较底的第层淤泥质粉质粘土中,稍有嗅钻孔灌注桩会顶在导流墙底部,从而造成导流墙断裂.沉
4、井距离长江大堤近,最近的地方只有 12.5m,水利部门要求大堤沉降不能超过 2cm,对长江大堤的保护也是本工程的中难点.对沉井和大堤之间的蒸汽管道的保护也是本工程的难点之一.8建筑2010 年第 17 期2 施工方案及施工2.1 总体施工方案沉井采用排水,冲泥法下沉,不均匀除土纠偏,水利机械出土,干封底的施工方案.沉井分三次预制,一次下沉.沉井预制模板采用竹胶板;沉井降水采用深井井点法降水;钻孔桩施工采用 6 台 GPS 一 20 的回旋正循环钻机,导管法灌注水下混凝土,采用商混;止水帷幕施工采用 PDS0 履带式起重机配备LD80 震动锤先施工拉森钢板桩,然后采用无锡 3O 型旋喷钻机施工高
5、压旋喷桩.2.2 施工工艺流程循环水泵房施工简单工艺流程:测量放样定位桩一钻孔桩桩基施工高压旋喷桩施井井点施工基坑开挖一砂垫层施工素混凝土垫层施工一砖胎膜施工一沉井本体制作施工一止水帷幕施工+沉井下沉一封底及底板施工.2.3 砂垫层厚度的确定由于在软土地基中制作大体积沉井,原状土的地基承载力不满足要求,所以要施故眇垫层以满足沉井制作的承载力要求.2.4 井点降水施工2.5 沉井制作25.1 沉井分三节制作,一次下沉,分节高度为:第一次制作高度为:5.4m,EV-16.10m 至一 10.70m;第二次制作高度为:6.0m,即一 10.7Om 至一 4.70m;第三次制作高度为:6.0m,Rlv
6、-4.10m 至 V1.30m.25.2 满堂脚手架的搭设及防护.满堂架搭设时,先立立杆,由于底层杆承力面土质松软,为防止下沉,对地基做夯实处理和利用基坑四周排水沟进行排水处理,立杆下通长布设5cm 垫木或混凝土垫层.水平横杆竖向间距 1.5m,底层距地面1.6m.立杆距地面 20cm 处双向设置扫地杆.剪刀撑间距 4.5m,双向通长布设.竖杆每隔 35m 用模板拉杆联接.水平采用平网防护,底层和操作面外架设置挡脚板,挡脚板高度为 180mm.脚手架外架立面采用密目式绿色安全网,并搭设斜道.斜道脚手板的防滑条间距不大于 30cm.建豢慈2.5.3 脚手板的铺设.作业层脚手板沿纵向满铺,做到严密
7、,牢固,稳,实,平,不得有 5cm 以上间隙.离开墙面 35cm,严禁留长度超过 15cm 的探头板.搭接铺设的脚手板,要求两块脚手板端头的搭接长度不/J400mm,接头处必须在小横杆上.2.5.4 模板施工.现浇混凝土结构模板采用高强复合竹胶板,厚 15mm,选用 5()mmXlOOmm 木枋背肋,围楞,支撑均采用脚手钢管.483.5 钢管扣件及型钢加固综合模板体系,其他辅助材料主要有:对拉螺栓及可调托头,山形卡,密封泡沫条,胶带,脱模剂等.2.5.5 钢筋工程.钢筋在钢筋加工厂加工成型后用塔吊运至沉井绑扎,水平主筋采用直螺纹机械联接,竖向钢筋均采用电渣压力焊.钢筋绑扎应保证主筋垂直度,截面
8、尺寸和保护层尺寸,钢筋间距,位置尺寸,开口位置要按设计要求施工.25.6 混凝土施工.本工程采用商品混凝土.浇筑时应对称平衡进行,结构混凝土浇筑以底梁中心开始向四周扩散,最后浇筑井壁.采用分层平铺法,分层厚度控制在 30cm 左右,在浇捣时,要控制好混凝土的倾落的高度,在钢筋密集区泵管无法伸下的位置,可采用面层钢筋先移位,让泵管伸下,待混凝土面浇筑到位后再恢复.混凝土布料要求合理分配,均匀,对称,防止在浇捣过程中产生冷缝.在浇筑结构混凝土时应在井壁模板上布置沉降观测点,在浇筑过程中和养护期间进行观测,及时掌握沉井下沉量和倾斜量,为后一节制作提供依据.2.5.7 施工缝处理.施工缝处理,在沉井上
9、,下节井壁间设置施工缝,施工缝表面砼凿除松散部分,并用水冲清,充分湿润,更不得有积水,在井壁宽度内设置 3mm 厚止水钢板,钢板宽度 30cm,上下各 15cm.沉井接高前,施工缝进行凿毛冲洗干净,使骨料外露.并用同标号水泥砂浆接浆,厚度 12cm.并按规范要求埋设测温孔.2.6 止水帷幕施工为减小井点降水和沉井下沉对蒸汽管道和长江大堤的影响,在沉井和大堤之间变更增加了拉森钢板与高压旋喷桩相结合的止水帷幕.其中拉森钢板桩桩长 15 米,桩顶标高 2.5 米,主要用于切断第层土补给水;高压旋喷桩桩长 20 米,桩顶标高一 11 米,主要用于切断第层土承压水.止水帷幕的施工安排在沉井下沉前施工完毕
10、,有效的减小了蒸汽管道和长江大堤的沉降和位移量,起到了有效的保护作用.2.7 沉井下沉施工本沉井设计为不排水下沉,考虑工期和满足避开长江汛期施工的要求,经过论证决定采用风险相对较高的排水下沉的方法.2.8 沉井封底及底板施工沉井下沉到位后进行 8dBd 的连续观测,下沉ff97mm(规范要求 lOmm),满足规范要求,即进行封底.封底采用干封底,先施做 80cm 的中粗砂垫层,垫层采用水密法处理.将沉井中的四口深井的井壁割孔,用无纺布包裹做为集水井,砂垫层施工完毕后,开始混凝土封底,封底混凝土浇筑页序为先封四周井格,再封中间井格,依次均匀对称进行施工.封底混凝土采用汽车泵打入井格内,用振捣棒振
11、捣密实.封底结束后进行桩头的破除和检测,检查合格后,封底混凝土达到设计强度的 75%后,开始进行沉井底板的施工,当底板强度达到设计强度时,进行集水井的封堵.2.9 监控量测沉井的本体监测主要包括制作过程中的下沉和倾斜监测以及沉井下沉过程中的监测.沉井下沉阶段的测量尤为重要,直接影响到沉井施工的成败,本沉井施工过程中安排了 3 个测量小组,每组 4 人,24 小时轮流作业(三班倒).下沉过程中的监测主要包括沉井四角高差,刃脚标高,轴线位移,平面位置等.在初沉和正常下沉阶段每一小时提供一次测量结果,终沉阶段每半小时提供一次监测成果;如果沉井的指标有超出规范要求的,立即将成果整理通报给现场负责人,及
12、时纠偏,调整.周围环境的监测包括:沉井四周土体,道路,降水井,长江大堤监测,蒸汽管道,临时水池的监测.沉井本体监测的布置:沉井外壁设沉井下沉高程控制点,喷制水准尺尺花,并在两互相垂直的井壁上端喷制平面位移观察尺尺花.在沉井顶面四角及轴线位置布置 8 个固定点位,用来测量沉井的位移及扭转.周围环境监测的点的布置,沿沉井周围布置环形的监测点,共布置 5 环,每环间距 1030m,监测范围为沉井外 1【】(】m;另外在长江大堤上布置 5 个断面,间距 lOm,在蒸汽管道支墩上布置 7+xENO 点.共布置 160 个观测点,每天观测沉降及位移.根据现场实际量测出的数据,绘制量测数据时态曲线并及时分析,根据实际情况及时采取加固措施.3 结语大体积沉井在软土地基中制作,首先要确定合理的砂垫层的厚度,确保制作过程中沉井不出现倾斜和超沉.沉井不排水下沉的成功与否关键是降水,本沉井在下沉的工程中只开启 T2oN 井已满足沉井下沉降水要求,在沉井的下沉过程中降水的最低标高在21.5m,即沉井刃脚F5m 左右,有效的防?台了流砂,突泥和管涌.止水帷幕的施做有效的截断了层土的流砂和长江的补给水,对长江大堤和蒸汽管道的保护起到了重要作用.沉井底部的高压旋喷桩整体加固,和及时调整冲泥的锅底形式,有效的防止了底部钻孔桩的断裂.本工程的采用的施工方法和工艺,对类似工程有一定的参考价值.85
