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蘇州頂管施工中的泥漿處理技術
2017-12-15 16:54:27 作者:兄弟眾邦頂管施工公司 來源:www.bdknqf.live

一、 工程概況

  蘇州頂管施工工程共有頂管工作井和接收井各一座,均位于蘇州工業園區內,采用沉井施工,工作井尺寸為9*9米,壁厚750mm,接收井尺寸為9*5米,壁厚600mm。混凝土強度等級為C30,抗滲強度0.6Mpa。頂管工作井為單向頂進,沉井允許最大頂力為6000KN。

  以下為工作井沉井的主要施工方法。

二、 地質情況

  根據該地區的《地質勘察報告》顯示頂管主要位處于灰色粘質粉土層。該土層含云母碎片,夾粉質粘土及薄層粉砂。該土層特點:

  1、 含水率高;2、重度高;3、孔隙比高;4、滲透系數高

三、 工程特點

  在做沉井是時,需注意周圍的官銜和建筑物,在沉井時需注意時刻進行觀察,以確保施工安全和施工順利進行。

四、 沉井施工工藝

  井位測量定位 基坑開挖 分節高度的確定 刃腳支墊 刃腳模板支設 刃腳鋼筋的綁扎 刃腳混凝土澆筑及養護井壁模板支設井壁鋼筋綁扎 井壁砼澆筑及養護 刃腳墊架拆除 挖土下沉 土方吊運 測量控制與觀測 封底

五、主要施工方法

  1、井位測量定位

  根據圖紙要求,定出井位中心點,放出基坑開挖范圍,并在四周放出攀線樁。

  2、基坑開挖

  根據沉井中心坐標及水準點進行測量放樣。基坑開挖深度為原地面下1.5m。考慮到拆除墊層、支模、腳手架操作的需要,基坑四周寬比沉井寬1m,四周挖排水溝、集水井。挖土用1臺1m3履帶式反鏟挖土機挖土,配合人工修破和平整場地,挖出的土方用汽車駁運至棄土場地,基坑按1:1放坡。

  3、分節高度的確定

  根據設計要求,沉井分二節制作、一次下沉。一次制作總高度一般不超過短邊。依次高度若過大,施工比較困難,下沉時易引起傾斜,本工程沉井尺寸為9*9m,故采取分節澆注,一次下沉。分節高度應保證其穩定性,并使沉井能在自重狀態下順利下沉,其下沉系數K不小于1.15。可按下式計算:

  K=(Q*B/(L(H-2.5)F+H))>1.15(當H>5m時)

  式中 Q—沉井輜重及附加荷載(t)

  B—被井壁排除的水重(t)當采取排水下沉B=0

  H--沉井下沉深度(m)

  L—沉井外部周長(m)

  2.5—按摩擦力在深5m時達到最大值,5m以下保持常值

  F—單位面積摩擦力的平均值

  R—刃腳反力,當挖空時R=0.6

  下沉中如遇下沉困難,在井壁與土層2cm—3cm間隙間進行灌水,保證下沉順利進行。

  施工順序是:第一節沉井混凝土澆好后 ,強度達到75% 澆筑第二節混凝土,強度達到100% 沉井下沉到設計標高處。

  4、刃腳支墊

  (1)刃腳支設模板,有墊架法,半墊架法和無墊架法,本沉井高度比較高、重量重、忍腳踏面面積較小、地基強度較低,根據以往施工經驗若采用枕木,枕木不易躊躇,施工時不理想,本沉井電曾采用黃砂基層上加砼墊層澆筑法,墊層只做刃腳及底部隔梁,砼墊層上刷隔離劑,然后在其上支設刃腳及井壁模板,澆筑混凝土。

  (2)砼墊層

  根據刃腳、井壁厚度、砼墊層寬度定為1.5米,經計算砼墊層標號選用C20;墊層厚度為20cm。

  (3)砂墊層

  砂墊層厚度根據沉井重量和墊層底部地基上的承載力計算。經計算采用0.3m厚砂墊層,寬度為1.8m,選用中砂,用平板振動器分層振搗(層厚小于30cm)并灑水,控制干容重>1.6KN,地基應清理整平后鋪設砂墊層,使頂面保持在同一水平面上,用水準儀控制其標高在10mm偏差以內,并在其空隙中墊砂夯實。 5、模板支設   沉井井壁采用定型模板組裝,不規則的地方,以及井壁穿對穿螺栓處,軍采用非標準木模板。刃腳墊架上模板應分段安裝,以便墊架拆除,刃腳上部井壁模板采用鋼模板進行循環周轉。考慮澆筑速度快,由于是泵送商品砼對模板產生很大的側壓力,用2[8槽鋼,以φ16mm對拉螺栓固定,穿螺栓部位用100*100*55mm木模(等以后模板拆除后,用與砼成分相同的水泥砂漿替換),螺栓縱橫向間距均為0.75*0.6m,中部設止水片,與螺栓接觸的一圈滿焊。槽鋼用適當支撐頂在外腳手架上保持模板穩定,并利用上一節沉井模板固定下一節沉井模板。

  外壁支模和混凝土澆筑,在井架外搭設雙排鋼管腳手架。內壁模板支設,采取在上節沉井預埋鐵件的辦法焊懸腳手架,隨著沉井下沉,而不影響井內挖土,吊運土等作業。對于井壁上預留管道孔,在制作時可保留外層鋼筋及澆筑外層砼,內側用磚臨時封堵,待下沉就位后制作接頭或頂管頂進時,再鑿去,以利下沉時保證沉井的強度。

  6、鋼筋的制作安裝

  鋼筋在加工場機械成型,用雙輪水平運輸,用5T履帶吊車進行垂直吊裝就位人工綁扎。

  每節井壁豎筋分段綁扎,與上節井壁連接處,伸出插筋,接頭錯開1/4,并采用焊接連接方法,焊接長度為10cm雙面焊。為保證鋼筋位置正確,垂直鋼筋間距采用開槽口的木卡尺控制,水平筋間距選用一批豎筋按間距焊上短鋼筋頭控制。

  7、混凝土澆筑

  混凝土采用商品砼,澆筑采用泵車輸送澆筑,澆筑采用分層平鋪法,每層厚度控制在30cm-50cm均勻澆灌,一次連續澆灌完,灌注混凝土時應沿著井壁四周對稱進行,避免混凝土面高低相差懸殊,壓力不均而產生基底不均勻沉陷,每層混凝土要求在2小時內振搗完畢。

  兩節混凝土的接縫處設凹型水平縫,接縫處應經鑿毛及沖洗處理,先鋪上與砼內砂漿成分相同的砂漿一層后再澆新砼。混凝土采用自然養護。

  8、刃腳墊層拆除

  沉井井壁模板在混凝土強度達到75%即可拆除,刃腳墊架在混凝土達到100%強度始可拆除破土下沉。在破碎砼墊層之前,應對封底及底板接縫部位混凝土進行處理。破碎砼墊層應在專人指揮下分區、依次、對稱、同步地進行。拆除方法是先將砼墊層底部的砂挖去,使墊層沉,利用空壓泵汽錘或人工重鎊榔頭破碎,刃腳下隨即用砂或砂礫回填夯實,在刃腳內外側應夯實筑成小土堤,以承擔部分井筒重量,接著破碎另一段,如此逐點進行,破除墊層時要加強觀測,注意下沉是否均勻,如發現傾斜,應及時處理。

  9、挖土下沉

  該沉井采用派水下沉,因此,在沉井下沉時,采用吊機挖土,根據土質情況,采用鍋底形挖土自重破土方式。抓斗在井內抓土時,從中間向四周抓土,均衡對稱地進行,使其能均勻豎直下沉。每層挖土厚度為0.5m左右,在抓斗施工不到的地方,用人工進行挖掘,按順序分層逐漸往刃腳方向削薄土層,每次削5—15cm,當土垅擋不住刃腳方向全面、均勻、對稱地進行,使均勻平穩下沉。

  如碰到砂礫石或硬土層,當土垅削至刃腳,沉井仍不下沉或下沉不平穩,則需考慮在井壁上加壓鐵,以增加沉井的重量,使沉井能夠順利下沉。

  在沉井開始下沉和將沉至設計標高時,周邊開挖深度應小于30cm,避免發生傾斜。尤其在開始下沉5m以內時,其平面位置與垂直度要特別注意保持正確,否則繼續下沉不易調整。在離設計深度20cm左右應停止取土,依自重下沉至設計標高。

  10、土方吊運

  沉井內挖出的土方,由人工鏟入1m3左右的特制鐵桶,用吊車垂直運輸吊出井外,置于邊緣用翻斗汽車運到棄土場堆放。

  11、測量控制與觀測

  沉井位置的控制,在井外地面設置縱橫十字控制樁,水準基點。下沉時,在井壁上設十字控制線,并在四側設水平點,于壁外側用紅鉛油畫出標尺,以測沉降。井內中心線與垂直度的觀測系在井筒內壁縱橫四或八等份標出垂直軸線,各吊垂球一個,對準下部標板來控制。挖土時觀測垂直度,當垂球離墨線邊達50mm,即應糾正。沉井下沉過程,每班至少觀測兩次,并應在每次下沉后進行檢查,做好記錄。當發現傾斜、位移、扭轉時,應及時通知值班隊長,指揮操作工人糾正,使在允許偏差范圍以內。當沉至離設計標高2m時,對下沉與挖土情況應加強觀測。

  下沉傾斜、位移、扭轉的預防及糾正

  沉井下沉過程中,有時會出現傾斜、位移、扭轉等情況,應加強觀測,及時發現并采取措施糾正。對傾斜產生的可能原因有:

  ⑴刃腳下土質軟硬不均;

  ⑵拆刃腳墊架,不對稱進行,或未及時回填;

  ⑶挖土不均,使井內土面高低懸殊;

  ⑷刃腳下掏空許多,使沉井不均勻突然下沉;

  ⑸排水下沉,井內一側出現流砂現象;

  ⑹刃腳局部被大石塊或埋設擱住;

  ⑺井外棄土或施工荷載對沉井一側產生偏壓。

  操作中可針對原因予以預防。如沉井已經傾斜,可采取在刃腳較高一側加強挖土,并可在較低的一側適當回填砂石,必要時配以井外射水,或局部偏心壓載,都可使片寫得到糾正。待其正位后,再均勻分層取土下沉,如傾斜是由于被大石塊或破損污物擱住,可用風鎬破碎成小塊取出。

  位移產生的原因多由于傾斜導致的,如沉井在傾斜情況下下沉,則沉井向傾斜相反方向位移,或在傾斜糾正時,如傾斜一側土質較松軟時,由于重力作用,有時也沿傾斜方向伴隨產生一定位移。因此預防唯一應避免在傾斜情況下下沉,加強觀測,及時糾正傾斜。位移糾正措施一般是有意使沉井向相反方向傾斜,再沿傾斜方向下沉,至刃腳中心與設計中心位置吻合時,再糾正傾斜,因糾正傾斜重力作用產生的位移,可有意向位移的一方傾斜,糾正傾斜后,使其向位移相反方向產生位移糾正。

  沉井下沉產生扭轉的原因是多次不同方向傾斜和位移的復合作用引起的,可按上述糾正位移,傾斜方法先糾正位移,容納后糾正傾斜,使偏差在允許范圍以內。

  12、封底

  當沉井沉到設計標高經2-3d下沉已穩定,或經觀測,在8h內累計下沉量不大于10mm時,即可進行沉井封底。本沉井采取排水封底方法,分兩步進行:第一步進行土形整理,使之成鍋底形,自刃腳向中心挖放射形排水溝,填以石子作為濾水暗溝,在中部設2個積水井,景深深1—2m,插入直徑φ300砼管一節作濾井,四周填以卵石,使井底的水都匯集到積水井中,用水泵排出。使地下水位保持低于井底面30-50cm。刃腳混凝土鑿毛處應洗刷干凈。然后,在井底對稱均勻澆一層混凝土墊層,強度達到30%后,綁鋼筋,澆注上層防水混凝土底板。澆筑應在整個沉井面積上分層由四周向中央進行,每層厚30cm,并搗固密實。混凝土養護14d期間,在封底的積水井中應不間斷的抽水,待底板混凝土達到70%強度后,進行第二步,對積水井逐個停止抽水,逐個進行封堵。方法是在抽出井筒水后,立即向濾水井管中灌入早強混凝土,再在上面澆筑一層混凝土,使之與底板相平。
 

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