劉永鴻 白玉貴 牛文宣

（中交四航局廣州南沙工程有限公司）

0 前言

肇慶市某污水管網(wǎng)改造工程項目某路段采用DN3000mm 頂管施工，頂管管材采用F 型承插口III 級鋼筋混凝土管，頂管長度3118m，深約4.9m～12.4m，頂管工作井為9m 直徑鋼筋混凝土現(xiàn)澆圓沉井。場地地層由上往下為素填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土。

沉井是一種將在地面上制作成上下敞口帶刃腳的空心井筒狀結(jié)構(gòu)，通過井內(nèi)取土使之在自重作用下沉入到地下預(yù)定深度的地下構(gòu)筑物。沉井施工控制不利的危害：①下沉過程中沉井傾斜，嚴(yán)重情況下甚至?xí)p壞沉井，造成質(zhì)量事故；②下沉過程中地面沉降，嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致地面標(biāo)高迅速的下降，造成安全事故；③路面恢復(fù)交通產(chǎn)生工后沉降，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致通車路面大面積開裂甚至下陷造成交通事故，重新修復(fù)產(chǎn)生高額費用且施工會嚴(yán)重阻礙交通通行能力。

1 沉井施工工序

2 沉井施工控制要點

2.1 高壓旋噴樁施工控制要點

本項目高壓旋噴樁樁徑均為φ600mm，設(shè)置三種不同作用的高壓旋噴樁，①沿著沉井刃腳位置均勻設(shè)置一圈32 根高壓旋噴樁，刃腳樁的作用是沉井在淤泥質(zhì)土層中下沉?xí)r不至于下沉太快，同時沉井沉到位后刃腳樁可起到支撐沉井的效果；②在沉井外壁兩側(cè)頂管洞口方向各設(shè)置一排16 根高壓旋噴樁，封口樁在頂管進出洞時起到止水的效果，還有一個重要作用是用于沉井下沉?xí)r起到導(dǎo)向的作用；③在止水導(dǎo)向樁外側(cè)設(shè)置兩圈182根高壓旋噴樁，護壁樁的作用是沉井下沉過程中的可有效隔離地下水，同時隔離土體變形，不會因土體掏空，對周邊建筑物等造成危害。

三種高壓旋噴樁的施工順序為：先施工封口樁，頂管洞口區(qū)域及上下3m；再施工護壁樁，沉井頂標(biāo)高至刃腳底標(biāo)高以下2m；最后施工刃腳樁，施工范圍從刃腳底標(biāo)高以下5m。

高壓水泥漿：壓力不小于20MPa，流量Q=70～80L/min。

漿液比重：采用P·O 42.5 普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0，水泥漿液比重1.518g/cm3，水泥用量摻量不小于30%。

提升速度：鉆桿提升速度為8～12cm/min。

旋轉(zhuǎn)速度：16～20rpm。

2.2 沉井下沉施工控制要點

沉井封底混凝土采用C20，井體混凝土采用C30，抗?jié)B等級S8。需要滿足抗裂要求且滿足強度要求，可采用不大于0.5 的水膠比，控制300～350Kg/m3的水泥用量（含摻合料），最大氯離子含量0.15%。

內(nèi)部控制是提高企業(yè)的經(jīng)營業(yè)績，保證財務(wù)報告的準(zhǔn)確性及對法律法規(guī)的遵守性，單位的管理層及其相關(guān)人員積極采取戰(zhàn)略，為實現(xiàn)單位目標(biāo)而提供合理保障的過程[1]。透過組織文化可以了解到組織的精神、組織的管理思想、組織的價值觀念及組織的發(fā)展戰(zhàn)略，組織文化也是所有人員所認同和恪守的價值觀念，反映組織的文化特色。內(nèi)部控制對于組織文化具有一定的指導(dǎo)、監(jiān)督以及約束作用，內(nèi)部控制的好壞將直接決定著企業(yè)未來的發(fā)展。隨著時代的發(fā)展，內(nèi)部控制與組織文化關(guān)系的研究成為人們關(guān)注的焦點，依賴組織文化與內(nèi)部控制之間的協(xié)調(diào)，二者形影不離。

本項目沉井穿過的土層主要為素填土和粉質(zhì)粘土較穩(wěn)定且滲水量不大，采用旱地挖土下沉法。

下沉施工須沉井井壁混凝土達100%強度。沉井下沉前，沉井圓周4 等分處用油漆做好標(biāo)記，用于沉井下沉?xí)r進行測量觀測。先拆除刃腳磚胎模和墊層混凝土，拆除時要四周對稱進行，防止沉井因各個方向基礎(chǔ)承載力不同而產(chǎn)生偏斜。

圖1 工作沉井平面布置圖

圖2 工作沉井剖面圖

沉井下沉，通過液壓長臂反鏟挖掘機在井筒四周行走挖土，清除刃腳上正面支撐力及沉井內(nèi)壁摩擦力、依靠沉井的自重緩慢下沉，配以射水管沖土的方式。分層開挖，層厚控制在20cm 左右。采用連續(xù)施工的方式，現(xiàn)場實測每節(jié)沉井下沉控制在4～6 小時。最后一節(jié)沉井下沉?xí)r下沉速度按前面每節(jié)的0.75 倍速度控制，當(dāng)沉井距離設(shè)計標(biāo)高20cm 時，應(yīng)嚴(yán)格控制高差和下沉速度。

沉井下沉過程中測量非常關(guān)鍵，刃腳標(biāo)高的測量前幾節(jié)按2 小時1 次控制，最后一節(jié)沉井刃腳標(biāo)高測量按1 小時1 次控制，軸線位移每天都要測量不少于1 次，當(dāng)沉井每次下沉穩(wěn)定后進行高差和中心位移測量。

沉井開始在素填土、粉質(zhì)粘土層中時下沉系數(shù)較小，在淤泥質(zhì)土中終沉?xí)r下沉系數(shù)逐漸增大，初沉相對較好控制，前面幾節(jié)做好糾偏，符合要求后才繼續(xù)下沉，可方便終沉階段的控制。下沉終結(jié)階段沉井不易發(fā)生偏差，同時偏差也很難糾正，只有偏差在容許范圍內(nèi)才能繼續(xù)下沉，這時應(yīng)以多微調(diào)為主，測量次數(shù)可增多，以使沉井下沉到位后標(biāo)高和偏位不超規(guī)范容許。

沉井下沉?xí)r可采用偏除土、壓重的糾偏措施應(yīng)對可能出現(xiàn)的傾斜偏轉(zhuǎn)情況，確保沉井下沉偏差在容許范圍。偏除土即在下沉較慢的一側(cè)刃腳淘土，壓重即在下沉較慢的一側(cè)用挖掘機施加壓力。

及時回填沉井周邊沉陷坑：在沉井下沉?xí)r地表沉降由近及遠，由深漸淺，護壁樁有效阻止了地表下沉引發(fā)的水平位移，同時可將沉降附近的沉陷區(qū)及時填土，阻擋外圍區(qū)域向沉井方向的位移，進而減小水平位移的不利影響。

2.3 沉井封底施工控制要點

沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高，經(jīng)三天下沉穩(wěn)定后，八小時累計沉降量小于10mm 時，可進行封底。

封底混凝土與井壁結(jié)合處應(yīng)清理干凈并鑿毛；基底為軟土層時應(yīng)挖除，可換填碎石墊層；沉井封底應(yīng)一次連續(xù)澆筑。

2.4 沉井下沉穩(wěn)定驗算

沉井在淤泥質(zhì)土層中時，自重最大且下沉系數(shù)最大，按下式計算下沉穩(wěn)定性：

A1——隔墻底梁總支撐面積；

fa——地基土承載力。

通過旱地挖土下沉法施工，并對Y7、Y12、Y17、Y23、Y25、Y30、Y36、Y42、Y46、Y52、Y58、Y65、Y69 等13 個工作井進行計算，下沉穩(wěn)定性控制在0.826～0.851 之間。

2.5 沉井施工監(jiān)測控制要點

沉井下沉對周邊環(huán)境的影響，可通過事先在地表設(shè)置變形監(jiān)測點，及時發(fā)現(xiàn)、分析影響范圍、趨勢及影響程度，為指導(dǎo)下沉施工和控制施工影響發(fā)揮重要作用。

以沉井為中心，縱橫十字方向均設(shè)置監(jiān)測點，每側(cè)布置不少于5 個點，相鄰點之間間距以50cm～100cm 為宜。

監(jiān)測任務(wù)開展的根本原則能系統(tǒng)反映監(jiān)測對象所測項目的重要變化過程，按經(jīng)濟合理可靠的準(zhǔn)則安排監(jiān)測過程，盡可能建立起一個完整的監(jiān)測系統(tǒng)。

在監(jiān)測點布置之后精確測定變形監(jiān)測點、水位監(jiān)測點初始值。在沉井下沉施工過程中，對土體產(chǎn)生擠壓、剪切等一系列作用，對周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線、路面等的影響較大，因此相應(yīng)地應(yīng)加強過程監(jiān)控。特殊狀況如監(jiān)測數(shù)據(jù)有異?；蛲蛔兓蛴鎏卮蠼涤辏瑧?yīng)當(dāng)加密監(jiān)測頻率，甚至跟蹤監(jiān)測。施工期間觀測頻率表如表1 所示。

表1 監(jiān)測頻率及預(yù)警值

監(jiān)測后應(yīng)及時收集整理監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場實際和規(guī)范容許判斷其穩(wěn)定性和安全性，用于指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

對監(jiān)測結(jié)果的分析評價主要包括下列方面：

對地下管線的水平位移（含位移速率和累積位移量）進行定量分析，繪制位移時間曲線圖，調(diào)查位移速率增大的原因進行仔細分析并詳細記錄。沉降、沉降速率進行統(tǒng)計分析。各項監(jiān)測結(jié)果之間的相關(guān)影響關(guān)系要綜合分析并相互驗證。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，全面分析沉井施工和頂進施工對周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線、路面的影響。監(jiān)測資料要形成周報提交，不同工況下的施工時間及相應(yīng)施工參數(shù)要詳實。這樣形成的監(jiān)測報表才更具實用性和可靠性。每一施工階段結(jié)束后3 天內(nèi)提交階段小結(jié)，要有現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)、有專業(yè)分析依據(jù)、有變化曲線相結(jié)合的結(jié)論。

3 結(jié)語

本文針對肇慶市某污水管網(wǎng)改造工程項目某路段沉井施工，在淤泥質(zhì)土層作為持力層的情況，通過設(shè)置三種不同作用的高壓旋噴樁，達成旱地挖土下沉的沉井下沉工藝，針對沉井下沉后工后沉降的持續(xù)觀測，實踐證明，沉井施工過程中偏斜率小于0.1%，沉井工后沉降控制在2mm 以內(nèi)，成功解決了沉井施工過程中偏斜過大和工后沉降大的問題，提高了沉井施工的施工質(zhì)量。