【摘要】本文結(jié)合獵德三期污水處理系統(tǒng)廠外管網(wǎng)車陂涌區(qū)域土建工程的工作井施工,對頂管工作井的逆作法與沉井法施工的適用地質(zhì)條件,以及兩種方法在施工中的有關(guān)注意方面進行探討,以進一步分析這兩種施工方法的區(qū)別,為頂管工作井施工方法的選取提供參考指導。
引言
頂管工作井逆作法施工是指進行地下結(jié)構(gòu)施工時,對基坑不架設(shè)臨時支撐,而是利用結(jié)構(gòu)本身來作為擋土墻,同時作為支撐,采取從上而下依次開挖和構(gòu)筑結(jié)構(gòu)體的施工方法,顯然逆作法的施工順序與順作法施工順序是相反。而沉井法又稱沉箱鑿井法(shaftsinkingbycaissonmethod),這種施工是在不穩(wěn)定含水地層掘進豎井時,于設(shè)計的井筒位置上預先制作一段井筒,井筒下端有刃腳,借井筒自重或略施外力使井筒下沉,將井筒內(nèi)的巖石挖掘出的施工方法,采取挖掘與下沉交相進行施工方式,直到井筒穿過不穩(wěn)定地層。
1逆作法與沉井法適用條件
頂管工作井逆作法以及沉井法的施工特點來看,頂管工作井逆作法是一種比較成熟的施工方法,由于其施工順序從上到下,因此該施工方法尤其適用于地下管線較為復雜,無法進行大開挖沉井施工的地段。而與逆作法相比,沉井法施工需要占用較大的施工場地,因此尤其不適用于場地受限制的工程中,否則將影響周圍交通。同時從沉井法的施工特點來看,沉井施工時對沉井的位置標高控制要求等相當嚴格,尤其是在在淤泥質(zhì)土中很容易使沉井井身傾斜而不易糾正,不是沉不到位就是超沉。而且沉井較容易對周圍土體產(chǎn)生擾動,在整個下沉過程中,最大影響范圍約是沉井深度的1~3倍,因此對于工作井周圍構(gòu)筑物離沉井邊距離小于該擾動范圍時就不易選用沉井法。
綜上所述,總結(jié)了頂管工作井逆作法以及沉井法的適用條件如下,可供施工時選取采用。
1.1對于地下管線較為復雜的,而且無法進行大開挖沉井施工的地段宜采用頂管工作井逆作法;
1.2對于場地不受限制的工程且地質(zhì)條件較好的工程,可考慮采用沉井法;
1.3對于存在工程地質(zhì)條件較差而且存在較多淤泥的不宜采用沉井法。
2工程概況
本工程項目為廣東珠江三角洲環(huán)境項目(I期)獵德三期污水處理系統(tǒng)廠外管網(wǎng)車陂涌區(qū)域土建工程的合同項目。本工程的施工均用到逆作法以及沉井法。通過結(jié)合場地工程地質(zhì)和交通環(huán)境條件,在道路及周圍有建筑物、構(gòu)筑物、管線復雜的地方采用了逆作法,在施工面允許及地質(zhì)條件較好的地段則采用了沉井法施工。下面將結(jié)合工作井施工情況,對工作井采用逆作法以及沉井法施工時的有關(guān)注意問題作進一步的闡述與分析。
3頂管工作井逆作法施工
對于頂管工作井逆作法施工,由于其施工順序是從上到下,因此其方法與沉井法的相比,尤其注意井護壁的開挖,筆者總結(jié)了該施工的重點注意事項如下:
3.1井護壁第一節(jié)挖深約1.0m,則安裝井壁鋼模板,澆筑井壁混凝土、井口圈梁混凝土;完成第一節(jié)后,從第二段開始,拱墻土方應分段逐層開挖,拱墻水平方向分為4段施工,垂直方向每段長度不大于1米循環(huán)。即挖好每一節(jié)土后接著澆筑下一節(jié)混凝土井壁;一般土層中每節(jié)高度為1000mm,在不利地質(zhì)區(qū)段每節(jié)高度不宜大于500mm,下挖速度應視井壁的安全情況而定;施工時應先開挖拱墻位置土方。待拱墻完成閉合后且混凝土強度達80%以上強度后才能大面積開挖拱墻后土方,施工期間應注意施工安全,應在36小時內(nèi)將拱圈閉合。
3.2為保證井的垂直度每澆筑三節(jié)的井壁校核井中心位置及垂直度一次,拱軸線沿曲率半徑方向誤差不超過±40mm,不平整度不大于50mm。
3.3上道拱墻合攏且混凝土強度達到設(shè)計強度的90%以上后,才可進行下道拱墻的施工;下道拱圈應采用分段跳挖施工,防止開挖下道拱圈時,使上道拱圈失去支撐而導致破壞。上下兩道拱墻豎向施工縫應錯開,錯開距離不宜少于2m。拱墻施工應連續(xù)作業(yè),每道拱墻施工時間不超過36小時,折模時間要須混凝土滲速凝劑的效果和氣溫而定,一般需24h以上方可拆除模板。
3.4施工期間應密切留意天氣預報,如果報告有臺風暴雨應暫停施工。如施工期間遇一般小雨,已開挖的拱墻位置應用編織布遮蓋,并開泵抽水,避免雨水長時間浸泡溝槽。若發(fā)現(xiàn)變形較大應用碎石回填拱腳已開挖部分。
3.5逆作法要重視井的監(jiān)測工作,為此應設(shè)置好的監(jiān)測點,作好井的水平位移監(jiān)測、鄰近建筑物構(gòu)筑物的變形監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、土體豎向變形監(jiān)測等。
3.6如果施工時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與勘察資料相差較大,應立即會同業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計等單位工同協(xié)商解決。
4工作井沉井法施工
4.1沉井下沉注意事項
與逆作法相比,沉井主要是通過下沉井筒,因此沉井的下沉是沉井法施工的關(guān)鍵技術(shù)要點,總結(jié)其注意事項主要有:
4.1.1沉井的下沉隨沉井入土深度、地質(zhì)情況、沉井大小、形狀、施工機具設(shè)備能力及施工方法等情況各異。根據(jù)本項工程的具體情況,若采用沉井法施工則擬定的平均綜合下沉進度為0.9m/d。
4.1.2下沉時,取土對稱進行,而且必須先清理隔墻下的磚模以及墊層,之后均勻?qū)ΨQ地逐步向刃腳分層進行,除為糾正沉井偏斜外,不采取偏除土偏壓重,以免沉井發(fā)生偏斜。
4.1.3為防止下沉時產(chǎn)生較大的偏斜,根據(jù)土質(zhì)情況、沉井大小、入土深度等,控制井內(nèi)除土深度及井孔間底面高差。
4.1.4下沉中隨時掌握土層變化情況,分析和檢驗土壤阻力與沉井重量關(guān)系,調(diào)整除土下沉方法、控制其除土部位及除土量,使沉井均勻平穩(wěn)地下沉。
4.1.5在下沉過程中,經(jīng)常作好底面標高、下沉量、傾斜和位移的測量工作。隨時注意糾正沉井的偏斜,并觀測沉井周圍地面塌陷和開裂情況,以便采取相應措施。
4.1.6沉井下沉到設(shè)計標高以上1m左右時,控制井內(nèi)除土量,注意調(diào)平沉井,避免沉井發(fā)生突然大量下沉或大的偏斜,造成難以按標準下沉至設(shè)計標高。
4.2對于沉井突沉、不沉或超沉的處理
沉井要按正常速度下沉,不要過快也不過慢,要防止由于挖土過快或地質(zhì)驟變,或下雨井內(nèi)積水過多等使下沉失控,產(chǎn)生突然過大的下沉,發(fā)生突沉不僅井壁受力不均容易開裂破壞,還可能會造成安全事故。預防措施是:首先了解土層情況做到心中有數(shù),其次控制挖土速度,再有準備好備用水泵,及時排除井內(nèi)積水。一旦發(fā)生突沉??闪⒓丛谌心_斜面回填土。
當沉井不沉時要及時了解地質(zhì)情況,如地質(zhì)無異常情況可考慮在沉井上壓載,也可在沉井外用水沖刷,減少井壁摩擦阻力。
當沉井下沉有超過設(shè)計標高的趨勢時,為防止超沉,除需在刃腳下墊塊石和刃腳斜面下回填砂礫等措施以控制下沉外,在沉井制作之前,還可預先在底板下注入水泥漿,其厚度為3m左右,頂部標高在刃腳踏面標高以上50cm,既起到防止超沉作用,又起到隔水封底作用。
為了有效保證沉井下沉質(zhì)量,可以在沉井外壁兩側(cè)用白鉛油畫出標尺,用水平尺或水準儀來觀測沉降。沉井下沉中應加強位置、垂直度和標高(沉降值)的觀測,并做好記錄,使偏差控制在允許范圍以內(nèi)。
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