辛燕梅 馬鑫云 陳玉鍵 王璐

摘要：沉井基礎(chǔ)具有良好的穩(wěn)定性和整體性，但在施工過(guò)程中容易引發(fā)沉井傾斜等質(zhì)量事故，本文根據(jù)某矩形沉井基礎(chǔ)施工實(shí)例，介紹了沉井施工的基本流程，詳細(xì)分析了沉井質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，重點(diǎn)對(duì)沉井挖土下沉與沉井糾偏技術(shù)進(jìn)行了分析，可供類(lèi)似工程參考。

Abstract： The open caisson foundation has good stability and integrity， but it is easy to cause quality accidents such as sinking of the open caisson during construction. This article introduces the basic process of open caisson construction based on a rectangular open caisson foundation construction example， analyzes the key links of open caisson quality control in detail， and focuses on the analysis of open caisson excavation subsidence and open caisson deviation correction technology， which can provide reference for similar projects.

關(guān)鍵詞：沉井;糾偏;取土;監(jiān)測(cè)

Key words： open caisson;rectification;taking soil;monitoring

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753.64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）21-0143-02

1? 工程概況

沉井基礎(chǔ)由于承載面積大，因此具有良好的穩(wěn)定性和整體性，能承受較大的水平及豎向荷載，其在施工過(guò)程中無(wú)需圍護(hù)結(jié)構(gòu)，施工可靠性較高，因此在軟弱土體的基礎(chǔ)施工中得到廣泛的應(yīng)用。但沉井基礎(chǔ)的施工技術(shù)要求比較高，在施工過(guò)程中一旦控制不當(dāng)容易引發(fā)沉井傾斜等質(zhì)量事故?；诖?，本文依據(jù)某矩形沉井基礎(chǔ)的施工實(shí)例，對(duì)沉井施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分析探討，以供類(lèi)似工程參考。

該沉井為一座跨水庫(kù)特大橋的橋臺(tái)基礎(chǔ)，沉井為5m×5m的矩形結(jié)構(gòu)，井壁為厚100cm的鋼筋混凝土，沉井總長(zhǎng)達(dá)15m，根據(jù)施工鉆探成果，沉井施工范圍內(nèi)的地層條件如下：

0-2m：雜填土，雜色為主，稍濕，由大量碎石，少量粘性土組成，結(jié)構(gòu)松散，分布于場(chǎng)地表層。

2-5.8m：黏土，黃色，灰黃色，可塑狀，切面較光滑，韌性干強(qiáng)度高，一般具弱膨脹性，干易開(kāi)裂，遇水易軟化。

5.8-9.8m：含有機(jī)質(zhì)黏土，灰黑色、褐灰色，軟可塑狀，軟塑狀為主，有腥臭味，局部相變?yōu)槟嗵俊④浰軤铕ね?、粉質(zhì)黏土，切面光滑，韌性干強(qiáng)度低。

9.8-13.5m：黏土，黃白色，褐灰色，可～硬塑狀，切面光滑，韌性干強(qiáng)度高，一般具弱～中等膨脹性。

13.5-20m：粉土，褐灰色，淺灰色，中密狀，局部稍密，上部夾薄層狀礫砂，飽和，無(wú)光澤，搖振反應(yīng)中等，層間含薄層狀粉質(zhì)黏土、黏土。

2? 沉井施工流程

沉井的施工流程如圖1所示，包括七個(gè)主要步驟：第一步先是測(cè)量放線(xiàn)與平整場(chǎng)地，鋪墊木、制作第一節(jié)沉井;第二步是拆除模板，刃腳下對(duì)稱(chēng)抽拔墊木;第三步，均勻開(kāi)挖沉井內(nèi)土體，第一節(jié)沉井下沉;第四步，澆筑第二節(jié)沉井混凝土，繼續(xù)前一節(jié)步驟開(kāi)挖土體下沉井體;第五步，按此流程接續(xù)下沉，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高;第六步，進(jìn)行沉井的封底處理;第七步，沉井內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工并封頂。

3? 沉井施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

3.1 支架工程質(zhì)量控制措施

本工程采用鋼管支架，支架施工順序?yàn)椋旱仄禾幚怼Q立桿→搭設(shè)掃地桿→縱向水平桿→橫向水平桿→加設(shè)剪刀撐→鋪設(shè)腳手板→在作業(yè)面搭設(shè)護(hù)身欄桿→掛安全網(wǎng)。

支架工程的質(zhì)量控制要點(diǎn)為：重點(diǎn)控制支架架體的水平與垂直度，避免因架體不平衡導(dǎo)致的變形扭轉(zhuǎn)以及架體中部下垂和外傾。施工時(shí)，應(yīng)將縱向水平桿設(shè)置在小橫桿上部及立桿內(nèi)側(cè)，同時(shí)采用十字扣件將之緊扣與立桿之上?？v向水平桿用對(duì)接扣件連接，接頭應(yīng)岔開(kāi)設(shè)置不得在同一跨內(nèi)，相鄰接頭之間應(yīng)錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，錯(cuò)距應(yīng)大于500mm。如果采用旋轉(zhuǎn)扣件，則應(yīng)使用3個(gè)扣件進(jìn)行對(duì)接。

3.2 模板工程質(zhì)量控制措施

模板工程安裝工序?yàn)椋喊惭b前檢查→內(nèi)側(cè)模板吊裝就位→安裝斜撐→清理雜物→插入對(duì)拉螺栓→安裝就位外側(cè)模板→安裝斜撐→調(diào)整模板位置→緊固穿墻螺栓→斜撐固定。模板工程的質(zhì)量控制要點(diǎn)為：模板分次制作分別安裝，待混凝土分段澆筑完成后，再分段拆除模板;模板安裝按照先內(nèi)后外的順序進(jìn)行，模板安裝與鋼筋綁扎要緊密配合，如果模板安裝妨礙鋼筋綁扎，則應(yīng)待鋼筋綁扎完畢后再立模板;模板安裝完后，要檢查螺栓、扣件等是否牢固穩(wěn)定，模板縫隙及下口是否嚴(yán)密平整且不漏漿;在進(jìn)行模板質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)控制模板的尺寸、平整度、預(yù)埋件等項(xiàng)目。

3.3 沉井混凝土工程質(zhì)量控制

本工程采用C35商品混凝土?；炷翝仓淖杂筛叨葢?yīng)控制在2m以?xún)?nèi)，如果澆筑高度超過(guò)2m，應(yīng)加串筒澆筑。應(yīng)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行混凝土的澆筑，確保兩側(cè)荷載平衡，采用分層平鋪法澆筑混凝土，分層的厚度控制在50cm左右，應(yīng)先于混凝土澆筑在沉井根部澆筑30-50mm厚且與混凝土同配比水泥砂漿，砂漿鋪筑保持與混凝土澆筑同步進(jìn)行，砂漿與混凝土澆筑點(diǎn)間的距離控制為3m左右，如果在雨季施工，則需在混凝土中加入早強(qiáng)劑。沉井下沉?xí)r，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到75%以上方可進(jìn)行下沉施工?；炷翝沧⑼戤吅?，須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再拆模，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于72小時(shí)。

3.4 沉井下沉施工質(zhì)量控制

本沉井下沉施工取土采用機(jī)械為主、人工為輔的方法，下沉施工時(shí)要求混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%以上。下沉施工前先鑿除刃腳墊層，墊層鑿除按照先內(nèi)后外的順序?qū)ΨQ(chēng)施工，避免沉井傾斜，施工前為便于控制沉井的傾斜度，應(yīng)在沉井井壁上畫(huà)出測(cè)量標(biāo)尺點(diǎn)和水平指示尺。為保障沉井均勻下沉，沉井刃腳部位采用人工方式進(jìn)行取土，取土順序?yàn)閺某辆虚g開(kāi)始逐漸向四周擴(kuò)展，單層取土厚度控制在50cm左右，沉井刃腳周?chē)鷳?yīng)保留1.0m左右的土堤，然后沿沉井壁向刃腳方向?qū)ΨQ(chēng)、逐層、均勻地的削薄土層，每次控制字50mm左右，直至土層受刃腳擠壓破裂，沉井受自重作用開(kāi)始均勻垂直下沉。沉井取土應(yīng)始終保持中間稍低于四周，但高差需控制在1m之內(nèi)，嚴(yán)禁深鍋挖土，避免應(yīng)土體突沉造成沉井范圍內(nèi)地面沉陷和沉井傾斜的風(fēng)險(xiǎn)。沉井下沉?xí)r應(yīng)對(duì)沉井四周加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，一旦觀測(cè)到偏移、扭曲等問(wèn)題應(yīng)及時(shí)予以糾正。

3.5 沉井下沉過(guò)程中的糾偏措施

由于地層不均勻以及施工過(guò)程難以精確控制，在沉井施工過(guò)程中，難免會(huì)發(fā)生沉井偏移現(xiàn)象，因此應(yīng)及時(shí)組織糾偏施工。在沉井下沉的初始階段應(yīng)采用“多沉則少挖，少沉則多挖”的原則進(jìn)行糾偏，刃腳下挖土要避免過(guò)量掏空，杜絕通過(guò)大量挖土來(lái)糾偏，以免引發(fā)更大的偏斜。沉井施工時(shí)，應(yīng)隨時(shí)分析觀測(cè)數(shù)據(jù)，以測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)組織糾偏措施，當(dāng)沉井的偏斜量達(dá)到設(shè)計(jì)允許值的1/4時(shí)，便要組織糾偏，糾偏應(yīng)堅(jiān)持勤糾和緩糾的原則。沉井每下沉一次均需對(duì)垂直度與中心軸線(xiàn)進(jìn)行復(fù)測(cè)檢查，施工過(guò)程中應(yīng)注意排水，避免因地下水浸泡導(dǎo)致基礎(chǔ)的不均勻沉降。當(dāng)沉井下沉至接近設(shè)計(jì)標(biāo)高1m時(shí)，應(yīng)減慢下沉速率，至接近設(shè)計(jì)標(biāo)高30cm時(shí)應(yīng)停止取土開(kāi)挖，測(cè)量沉井在不取土?xí)r的下沉速度，確保沉井下沉標(biāo)高嚴(yán)格控制在范圍內(nèi)，杜絕土體超挖。

3.6 沉井封底施工質(zhì)量控制

沉井下沉達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，先清除污泥雜物，超挖部分采用碎石夾砂進(jìn)行填實(shí)，當(dāng)沉井下沉至距設(shè)計(jì)標(biāo)高10cm時(shí)，停止挖土和排水，依靠沉井自重下沉設(shè)計(jì)底標(biāo)高，再經(jīng)過(guò)2-3天達(dá)到下沉穩(wěn)定狀態(tài)，或經(jīng)觀測(cè)沉井在8天內(nèi)的累計(jì)下沉量不大于10mm時(shí)，即可進(jìn)行沉井封底施工。先將井底修整成鍋底狀，再?gòu)乃闹芟蛑行耐诔龇派錉钆潘疁希瑑?nèi)填卵石形成排水暗溝，并在中心位置設(shè)置深1.5m左右的集水井，將井底水流匯至井中，用潛水泵排出，確保井內(nèi)水位低于基底0.5m左右。封底包括三層，依次為：厚1m的毛石、厚1.2m的C15素混凝土、厚0.45m的C35P6混凝土底板，最后施做厚0.6m的C15混凝土封底層，并留設(shè)集水井，如圖2所示。

4? 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本沉井施工實(shí)例，本文介紹了沉井施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，總結(jié)該沉井施工經(jīng)驗(yàn)，得出以下結(jié)論：沉井施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵在挖土與糾偏工作，沉井的糾偏是一項(xiàng)常設(shè)工作，糾偏過(guò)程應(yīng)小心謹(jǐn)慎，并堅(jiān)持以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘志坤.深圳市政頂管工程沉井制作與下沉施工技術(shù)[J].價(jià)值工程，2019，38（35）：214-217.

[2]沈濤.臨近密集建造物超大沉井下沉施工關(guān)鍵技術(shù)[J].廣東公路交通，2019，45（05）：100-106.

[3]汪成龍.超大型沉井空氣幕施工技術(shù)研究[J].施工技術(shù)，2019，48（S1）：1239-1241.

[4]陳紫鵑.沉井施工質(zhì)量控制技術(shù)研究分析[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2018，45（01）：73-74.