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[海南七星彩交流论坛内参]行业技术专题之三十:严冬沉井施工技术的探讨
文/技术中心 王建 摘自《海口七星彩论坛|海南七星彩论坛_爱彩网》2013年第4期  
2013/7/2 9:42:31 浏览次数:1935

一、工程概况

太原市城南污水处理厂,是山西省最大的污水处理工程,属于太原市重点工程。该污水厂占地230余亩,总建筑面积6万㎡,日处理能力20万吨,满足80万人的污水排放要求。该项目为EPC项目,包括23个单体工程,项目概算3.8亿元,砼用量8m3,钢筋需要量8千吨,主要管线达30公里,工期要求15个月,建筑安装投资2.53亿元。建成后将达到一级排放标准,为太原市环保达标控制性工程。

粗格栅及进水泵房位于太原市城南污水处理厂东北角,主体工程为沉井结构。平面尺寸为25.8m×15.0m,高度为17.2m(含刃脚)。沉井共分四节,第一节高3.3米,第二节高5.4米,第三节高4.2米,第四节高4.3米,井壁厚4001100mm,底板厚度500mm,刃脚高度2.2m。结构混凝土强度为C30,抗渗标号S6,抗冻标号F150,垫层为C20混凝土。上部结构为C30混凝土。

根据勘察报告,场地所属地貌单元为汾河东岸级阶地,建筑场地类别为类,属中等液化场地。勘察深度范围内场地地基土自上而下可分为10层,分别为耕土、黄土状土、粉质粘土、粉土、粉粘土,其中457层为中度液化。地下水水位为770.00m

二、施工顺序安排

降水、挖基坑——铺设砂垫层,安装垫架——制作第一、二、三节沉井、隔墙——拆除垫架、模板、挖土下沉到设计深度——沉井封底、浇筑钢筋砼底板——制作第四节沉井及内部结构——闭水试验

 

三、施工方法

1、初期开挖沉井基坑

根据设计图纸中的坐标确定基坑位置,基坑开挖深度为2.8m,坑底预留2m海南七星彩交流论坛边,以满足施工人员绑扎钢筋及搭设外排架的需要。因刃脚坐在220mm厚的C20素混凝土上,所以沿井壁刃脚处开挖宽4m、深1.5m的基槽;中隔墙位置开挖宽3m、深1.5m的基槽。

沉井基坑选用日立220挖掘机,11放坡开挖。挖坑由北向南开挖,坑底预留200mm土方由人工清挖。挖出的土方全部装车外运,不可堆放在沉井基坑周围,以免发生塌方。人工清底整平后分层回填级配砂石。

沉井基坑开挖过程中,分别在沉井的西面及南面设置一条马道,马道宽3m、坡度14,方便人员上下及周转材料的倒运。基坑上口边2.0米范围内不许堆土、堆料和停放机具。

2、工程降水

基坑开挖前先打沉井外降水井,沉井内降水井基坑开挖后即可施工,降水井完成后施工素混凝土垫层。

降水过程,每个井内放置一个扬程50m的单项多级潜水泵,24小时不间断排水,并派专人进行看管。根据渗水水量定时抽水,保证沉井水位低于挖土作业面大于1.5m

3、沉井刃脚基础加固

根据前三节沉井自重的计算,沉井在下沉之前处在不稳定状态,为防止沉井在浇注过程中产生不均匀沉陷,必须对沉井重力作用面刃脚及底梁位置进行地基加固处理和加大承压面面积。即在沉井刃脚处制作厚220mm,宽1.5mC20混凝土垫层加强带。

为了扩大沉井刃脚的支撑面积,减轻对砂石垫层的压力,同时利于沉井内搭设满堂脚手架,故在沉井施工范围内满铺素混凝土垫层。

4、沉井脚手架、模板施工

1)脚手架施工

沉井脚手架外部采用双排落地式脚手架,内部为满堂脚手架。架子搭设完毕,用合格密目安全网封闭,且将安全网固定在脚手架外立杆或纵向杆内侧。粗格栅沉井脚手架搭设长度为29.2m,宽度为19.2m,高度为15m

沉井下沉前,将前三节沉井的整体脚手架拆除。

2)模板施工

沉井下部为刃脚,图纸设计为砖胎膜,沿周长分成6~8段砌筑,中间留20mm空隙。为了便于拆除砖胎膜与沉井较好的分离,砖胎膜内壁用水泥砂浆抹面。

沉井应待混凝土达到设计强度的75%始可拆除混凝土垫层及砖胎膜,拆除时应分组、依次、对称、同步地进行。

井壁模板面板采用15mm木胶合板,次楞采用40×80mm方木,主楞采用φ48.0×3.6双钢管,并采用φ14止水螺栓进行模板加固。

沉井井壁侧模在混凝土强度达到75%,刃脚垫架需待混凝土强度达100%后才可拆除。井壁侧模拆除顺序自上而下进行。拆除在专人指挥下分区、依次、对称、同步地进行。

模板拆除后按质量标准检查,做好记录。固定模板用的对拉螺栓在拆模后,将混凝土内橡胶垫取出并将以内25mm处螺栓割去 ,再用环氧砂浆封堵。

3)刃脚垫架拆除方法

刃脚模板拆除方法是分段将混凝土垫层底部的挖去(分段长度为2m),使垫层下空,辅助空压泵汽锤或人工重镑榔头破碎,刃脚下随即用砂或砂砾回填夯实,在刃脚内外侧夯筑成小土堤,以承担部分井筒重量,接着破碎另一段,如此逐点进行。

破除垫层时要加强观测,注意下沉是否均匀,如发现倾斜,应及时处理。

5、沉井混凝土施工

本工程使用泵送商品混凝土。混凝土强度等级为C30,抗渗等级S6,抗冻标号F150。沉井分四次浇注:第一至三节浇筑完成待强度达到下沉要求时开始进行沉井下沉。待下沉稳定、封底完成后,再浇筑上部第四节,浇筑高度4.3m。水平施工缝留在变截面位置以下300-900mm

1)浇筑采用分层平铺法,每层厚300-500mm,将沉井沿周长分成若干段,同时浇筑,保持对称均匀下料,以避免一侧浇筑,使沉井倾斜。泵送混凝土不允许将混凝土直接滑下或沿着斜面流向其最终浇筑部位,而应移动下料管将混凝土送至最终部位。

2)井壁浇捣时,须防止混凝土浇筑过程中的不均匀沉降。一旦发生不均匀沉降,在高的部位先振捣混凝土向最底点移动,也可利用初凝前的时间再增加高部位的砼高度,逐步制止不均匀沉降发展或纠正偏差。

3)每节混凝土必须一次连续浇筑完成。捣实混凝土是一项十分重要的海南七星彩交流论坛,浇筑时设专人负责振捣。振捣时振捣棒要快插慢拔,上下略微抽动,逐点移动,不得遗漏。混凝土振捣时振捣器应插入下层混凝土10cm左右,注意不漏振、过振,钢筋密集处加强振捣,分区分界交接处要延伸振捣1.5m左右,确保混凝土外光内实。振捣时间以混凝土表面泛浆、不显著下沉、无气泡为原则,一般为20-40s

4)沉井接高制作前须做好施工缝的处理。水平接缝处在浇捣之前必须凿毛,并将杂物清除干净。浇筑前用高压力水将施工缝冲洗干净,按图纸要求的施工缝处理,然后进行砼浇筑施工。

5)浇筑混凝土时正值严寒季节,气温最低-20,所以混凝土施工采用暖棚法进行保温、养护。

具体做法为:混凝土施工前,沉井顶部脚手架搭设完成,篷布、炭炉、块煤提前到位。沉井全部封闭后,在沉井内部进水洞洞底标高的位置布置8个炭火,炭火支撑在脚手架上。在不能使用炭火的位置安装碘钨灯,保证棚内养护温度不低于,养护时间不少于7天。由于施工气温低、昼夜温差大,对浇筑混凝土内部温升和外界气温温度梯度影响较大。为避免这一问题发生,施工人员应边浇注边进行混凝土的侧模保温,并在终凝之后的混凝土上面覆盖两至三层草袋,并随时测定混凝土内部温升和混凝土表面温度,采取有效的温控措施。

6)止水板安装于混凝土墙厚或板厚的中间位置,止水板中心线稍低于混凝土施工缝位置,这样混凝土施工缝凿毛后止水板中心线与施工缝重合。

6、沉井下沉施工

沉井下沉

1)下沉准备海南七星彩交流论坛

下沉前先进行结构外观检查。检查混凝土强度、抗渗等级,并根据勘测报告计算极限承载力,计算沉井下沉的分段摩阻力。本沉井采取一次下沉,以简化施工程序,缩短作业时间。本工程沉井下沉采用排水挖土法。

清除沉井结构上的杂物,对井壁上的预留孔采用砌砖封堵以平衡重力,砖墙厚500mm

测量控制

沉井位置标高的控制,是在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准基点,以控制位置和标高。沉井垂直度的控制,是在井筒内按4等分标出垂直轴线,各吊线坠一个对准下部标板来控制,并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时,随时观测垂直度,当线坠离墨线达50mm,或四面标高不一致时,即应纠正。沉井下沉的控制,系在井筒壁周围弹水平线,或在井外壁上两侧用黑油画出标尺,用水平尺或水准仪来观测沉降。沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高(沉降值)的观测,每班至少测量两次(班中及每次下沉后检查一次),接近设计标高时应加强观测,每2h一次,预防超沉。由专人负责并做好记录,如有倾斜、位移和扭转,应及时通知值班队长,指挥操作人员纠正,使偏差控制在允许范围以内。

 

沉井下沉测量控制方法

1-沉井;2-中心线控制点;3-沉井中心线;4-钢标板;5-铁件;

6-线坠;7-下沉控制点;8-沉降观测点;9-壁外下沉标尺

 

2)下沉量观察及要求

沉井外模板拆除后,进行刃脚高程测量和沉井中心线测量,在墙壁四角位置标记刻度,每个刻度间距100mm。沉井刃脚斜面下的支撑拆除前后,对刃脚四周四点高程应各观测一次。混凝土垫层凿除时,对沉井四周高程变化进行观测,如发现沉井向一侧倾斜过大时,立即报告并分析倾斜原因,提出纠偏措施,采用压重及局部挖土的方式进行纠偏。

当素混凝土垫层敲拆后,沉井重心偏高,沉井井壁的四周无摩擦力,沉井的下沉系数较大,掏挖刃脚下的土若不均匀,将会造成沉井很大的倾斜。所以在沉井挖土前,沉井的刃脚先采用人工全面同时分层掏挖,挖除的土方先集中在仓底中央,让沉井逐渐下沉部分,使沉井刃脚埋在土层中,降低沉井重心。

(3)挖土

沉井采用机械降水,人工挖土、25t吊车取土的下沉方式。沉井锅底应均匀出土,沉井挖土顺序应由中间仓位开始,向四边仓位推进。井内挖土应根据沉井中心划分海南七星彩交流论坛面,挖土应分层、均匀、对称地进行。挖土要点是:先从沉井中间开始逐渐挖向四周,每层挖土厚度为0.40.5m,沿刃脚周围保留11.5m的土堤,然后以每23m为一段沿沉井井壁向刃脚方向逐层、全面、对称、均匀地削薄土层,每次削10cm。当土层经不住刃脚的挤压而破裂时,沉井便在自重的作用下挤土下沉,不会产生较大的倾斜。各井格内挖土高差不得大于1米。沉井挖土需三班制连续作业,中途不应有停顿,确保连续安全下沉。沉井内预埋爬梯,设置专人指挥挖土。

沉井封底

沉井下沉到位后进行8小时连续观测,如下沉量小于10mm,可进行封底。沉井下沉至设计标高止沉后,应先清除浮泥等杂物,超挖的土方必须用碎石夹砂填实,不得用土填,井内不得有积水。必须确保井点的正常海南七星彩交流论坛,不允许有停泵发生,同时加强对水位观察井的观察,必须保证中底干燥且无渗涌水现象。封底采用干封底,封底时井底设置集水井,用水泵将井底板以下水排出井外,铺碎石用为倒滤层,然后浇素混凝土层。

四、施工效果

通过上述的方法施工,25.8m×15.0m,高17.2m的方形混凝土沉井一次下沉13m,没有发生混凝土开裂,混凝土强度和观感都达到设计和使用要求,混凝土外观没有出现施工缝渗漏;混凝土表面未有蜂窝、麻面、孔洞、接槎不密实情况;未出现水平、细微的裂缝;混凝土池壁在水中冻融作用下,未出现剥落和剥蚀等质量通病情况。

到目前刃脚平均标高偏差为30mm,刃脚中心线位移最大偏差为50mm,四角中任何两角高差最大为50mm,远远小于预期目标。

施工过程安全无事故,混凝土质量达到设计和使用标准。减少了模架系统的多次安拆,缩短了工期,减少了人力,大大降低了安全隐患。

该工程按甲方要求顺利完成,受到甲方及省重点工程主管部门的一致好评。


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