天津流塑狀膠泥中重型泵房沉井施工法

天津流塑狀膠泥中重型泵房沉井施工法

天津經(jīng)濟(jì)技能開(kāi)發(fā)區(qū)污水解決廠是為改善注資條件而構(gòu)建的環(huán)保根底設(shè)施工事，其污水泵房建在原為被稱做鹽汪子的淡水積淀池上，地表下2m左右為墊填素土，再下均為積年沉積的流塑狀膠泥。泵房的天上泵池埋深13m，呈凸字型，因?yàn)樽蠼才庞凶冸娬竞兔撍畽C(jī)房、泥餅堆放庫(kù)，不行能采納明挖基坑或深基保護(hù)構(gòu)造，設(shè)計(jì)為一多角形沉井構(gòu)造。在流塑狀膠泥中做沉井下沉，極易產(chǎn)生突沉、偏沉滑移，井內(nèi)涌水、涌泥和超沉不僅，沉井下沉的進(jìn)度和位置極難掌握，這是迄今尚未很好克服的施工難點(diǎn)。承印該項(xiàng)工事的中鐵十八局三處，依據(jù)設(shè)計(jì)用意，采納在沉井刃腳下預(yù)打粉噴樁，構(gòu)成聯(lián)排樁式的天上陸續(xù)墻，關(guān)于沉井井壁構(gòu)成存在定然強(qiáng)度的承拖和支持墻體，將沉井在膠泥中下沉的內(nèi)中變成一個(gè)可控的工藝，順利地克服了這一施工難點(diǎn)。
1施工預(yù)備
1.1開(kāi)挖填土，升高初沉標(biāo)高
依據(jù)沉井部位的地質(zhì)情況，為保障沉井初沉階段的平衡下沉，將人工填土層挖除，把沉井預(yù)制及初沉標(biāo)高設(shè)為0.48m，那樣可創(chuàng)舉兩個(gè)無(wú)利條件：其一因?yàn)槌醭恋貙訛槟z泥，其含水量及承載力勻稱，便于初沉顛簸；其二，沉井總下沉量升高2.5m，上部其三節(jié)0.5m厚沉井可不作為沉井施工，而在沉井扉頁(yè)后澆筑，那樣既加重了沉井自重(仍能滿足下沉分量務(wù)求)，又縮短了下沉深淺，一箭雙雕。
1.2粉噴樁施工
打粉噴樁，加固沉井刃腳下軟土，使沉井在連打粉噴樁構(gòu)成的石灰陸續(xù)墻的承托下下沉。粉噴樁施工應(yīng)留神以次多少點(diǎn)：
①地位要正確，樁外沿與井壁外邊線相切，不得外露，免得沉井下沉?xí)r石灰土擠至井壁以外，失掉支持作用。
②樁底應(yīng)深刻沉井刃腳設(shè)計(jì)標(biāo)高以次16m。
③外圈樁底刃腳下以及樁頂1.0m規(guī)模噴石灰量10%(按樁體分量計(jì))，其余樁身7%。
④內(nèi)圈樁噴石灰量均為10%。
⑤里外兩排樁間距10cm，以保障開(kāi)挖內(nèi)側(cè)樁體時(shí)不傷及外側(cè)樁。
2沉井預(yù)制
2.1預(yù)制場(chǎng)地立體安排
因?yàn)槌辆诩礊楹辖ū梅勘贸爻乇冢蚨∩岜贸氐匚粸槌辆A(yù)制地位。為便于施工，并思忖沉井支持墻混凝土澆注的須要，場(chǎng)地軟土表層用15cm、8%灰土壓實(shí)，支持墻底另做10灰土平臺(tái)。
2.2預(yù)制形式
原設(shè)計(jì)沉井為三節(jié)，表層填土挖除后，天空標(biāo)高正好為第二節(jié)沉井頂面標(biāo)高，因而其三節(jié)沉井不復(fù)視作沉井構(gòu)造，而待兩節(jié)沉井下沉到位扉頁(yè)后再接打。為縮小次澆注混凝土的分量，防止下沉過(guò)大及不勻稱沉降造成混凝土開(kāi)裂，將節(jié)混凝土澆注分兩次實(shí)現(xiàn)，先澆注刃腳(高1.0m)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)成設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%之上時(shí)再澆注殘余全體，并順次施工第二節(jié)。兩節(jié)沉井混凝土全副實(shí)現(xiàn)后，一次下沉就位。
2.3刃腳底模及支持墻底模
按初步設(shè)計(jì)，刃腳下打兩排粉噴樁加固軟土層。原天空為膠泥質(zhì)亞粘土，答應(yīng)承載力80kPa，粉噴樁樁頂石灰量10%，石灰土7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)600kPa，28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)800～1000kPa。沉井混凝土總量為444m3，按定量2.5t/m3計(jì)，總重為3610t。沉井刃腳底面積為44.88m2。因此，單以刃腳底面作支持面時(shí)，接受荷載為804kPa。
按之上劃算，并思忖粉噴樁施工的誤差，則沉井刃腳置于粉噴樁頂，承載力尚使不得*滿足
務(wù)求，而在沉井的預(yù)制內(nèi)中中，刃腳側(cè)面尚未承載，因而在支持墻底增多支持底模，以分擔(dān)全體沉井的分量。
3沉井下沉
3.1預(yù)備作業(yè)
沉井務(wù)必在混凝土強(qiáng)度達(dá)成設(shè)計(jì)強(qiáng)度后能力結(jié)束下沉，下沉前作好以次預(yù)備作業(yè)：
①井壁外畫(huà)觀測(cè)標(biāo)記，在沉井四角設(shè)水準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)下沉量及失調(diào)狀況；在中軸線處設(shè)垂曲線，觀測(cè)沉井位移及失調(diào)。
②拆除模塊。
③挖除表層灰土
支持墻底模拆除后，沉井稍有下沉，但刃腳側(cè)面即將承力，沉井止沉。
3.2下沉系數(shù)劃算
下沉系數(shù)公式：
K＝Q/(f?h?L)＞1(1)
式中?Q?――沉井自重重力
f?――附著系數(shù)，軟土取9.8～11.76kN/m2
h?――下沉深淺
L?――沉井外壁礁長(zhǎng)
附著系數(shù)取軟土的值，正常構(gòu)造沉井自重力下沉系數(shù)尚可達(dá)成3.0，何況膠泥之中，*滯沉問(wèn)題。存在的問(wèn)題是下沉深淺達(dá)成務(wù)求時(shí)仍會(huì)下沉不僅，故務(wù)必采取掌握措施。
3.3粉噴樁陸續(xù)墻掌握下沉的機(jī)理
①導(dǎo)向和預(yù)防突沉、涌土
依據(jù)初步設(shè)計(jì)構(gòu)想，在井壁密度規(guī)模內(nèi)、刃腳之下，預(yù)打兩排粉噴樁加固地層是預(yù)防沉井突沉、沉降進(jìn)度過(guò)快和涌土的綜合性措施，其作用原理如次：其一，粉噴樁構(gòu)成了石灰土地爺?shù)年懤m(xù)墻，關(guān)于沉井來(lái)說(shuō)是一個(gè)開(kāi)啟夾在膠泥之中的承載墻體，整個(gè)沉井的下沉內(nèi)中也就是這一承載墻的挖除內(nèi)中，那樣沉井的下沉進(jìn)度戰(zhàn)爭(zhēng)穩(wěn)水平*能夠由人工挖除粉噴樁的步驟來(lái)掌握。其二，在膠泥質(zhì)軟土中施行沉井，在挖土下沉內(nèi)中中易產(chǎn)生涌土景象，即井壁外的流塑狀膠泥因井里外土面高差較大時(shí)失穩(wěn)而產(chǎn)生滑行，滑行弧面刃腳下擠入井內(nèi)，使井內(nèi)只出土但土體標(biāo)高不降，而井外土體標(biāo)高下沉，極易產(chǎn)生夾板氣衡的土壓力，以致沉井歪斜。刃腳下事后施打兩圈粉噴樁，構(gòu)成了1.2m厚的石灰土墻，阻止了井壁外土體構(gòu)成的滑行面向井壁內(nèi)滑行涌入。
②掌握沉井下沉的設(shè)計(jì)深淺
沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，刃腳底面之下土層仍為膠泥時(shí)，由下沉系數(shù)可知，膠泥土承載威力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，將會(huì)下沉不僅，現(xiàn)采取刃腳下預(yù)打粉噴樁天上陸續(xù)墻，可以使沉井刃腳底面下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，落在粉噴樁天上陸續(xù)墻的樁頂面上，克服了掌握沉井下沉深淺問(wèn)題。
當(dāng)須要沉井下沉?xí)r，只要鑿除樁頭，沉井可憑自重戰(zhàn)勝土體的附著力和支持力而下沉，一旦刃腳實(shí)至樁頭即可止沉。依據(jù)之上推論，在沉井行將抵達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高(以相差50～70cm為宜)時(shí)，事后在設(shè)計(jì)標(biāo)高處將粉噴樁鑿斷，即可掌握沉井正確就位、止沉。
3.4開(kāi)挖步驟
表層灰土硬殼采納人工挖土，其余膠泥采納低壓水槍沖泥，每50cm為一層，逐層沖剝上升。為預(yù)防支持墻及地梁接受彎矩及匯水抽泥的須要，將土層沖成鍋底型(旁邊低，四處高)。沉井刃腳下粉噴樁每裸露一層，先將內(nèi)圈粉噴樁沿同標(biāo)高挖斷清出，外圈粉噴樁距離挖斷，以使殘余粉噴樁被沉井壓碎，人工革除。
3.5沉井補(bǔ)偏救弊
因?yàn)榉蹏姌兜膶?dǎo)向作用，沉井正常不會(huì)有較大偏斜，為保障沉井就位誤差在標(biāo)準(zhǔn)容許規(guī)模內(nèi)，采取以次掌握措施：
a.隨沉井下沉繼續(xù)水祥和中軸線監(jiān)測(cè)，隨時(shí)調(diào)整挖降粉噴樁的部位和高低。
b.沉井下沉瀕臨到位時(shí)停留鑿樁，挖土24h，觀測(cè)沉降，若無(wú)顯然沉降，可一次沉到位，不復(fù)采取其余止沉措施；若有顯然沉降，則應(yīng)查清起因，并增多止沉措施。
c.沉井瀕臨就位時(shí)，若軸線位移或歪斜勝于容許規(guī)模，可采納單側(cè)壓實(shí)填土、單側(cè)挖土減載、配重等目的予以糾正。
4沉井扉頁(yè)
沉井下沉結(jié)束，其偏差應(yīng)相符標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程：
①軸線位移不大于井深1%；
②高程：+40mm，-60mm；
③歪斜度≯井深0.7%。
沉井就位2～3d后，刃腳已穩(wěn)固落在粉噴樁頂，即可繼續(xù)沉井扉頁(yè)。為防止天上水聚集構(gòu)成較大浮力，頂裂扉頁(yè)混凝土，可在底板上勻稱安排滲水井2～3個(gè)，井內(nèi)埋滲水管，并以滲水管為核心向四處做輻射狀碎石育溝引水，待泵池構(gòu)造全副實(shí)現(xiàn)后封堵井口。
5論斷
在流塑狀膠泥地層中施行沉井，因?yàn)榈貙映休d威力差、附著系數(shù)小等特點(diǎn)，極易在沉井下沉內(nèi)中中涌現(xiàn)突沉、涌土，沉速過(guò)快和超沉位移及歪斜過(guò)大等景象，難以掌握。此次沉井的設(shè)計(jì)和施工，充足利用了石灰土的特點(diǎn)，在沉井刃腳下事后打兩排粉噴樁，在軟土層中構(gòu)成一道強(qiáng)度合適的陸續(xù)承載籬笆體，在沉井下沉內(nèi)中中就像構(gòu)成了一道牢靠路軌。通盡量節(jié)，分部位鑿除粉噴樁樁頭來(lái)調(diào)節(jié)支持力，正確掌握沉井姿勢(shì)和下沉進(jìn)度、深淺。
經(jīng)過(guò)前述施工內(nèi)中能夠看出，在類似土層的沉井設(shè)計(jì)和施工中，能夠經(jīng)過(guò)改觀刃跗面積和粉噴樁長(zhǎng)短、直徑、強(qiáng)度(經(jīng)過(guò)調(diào)整噴粉量?jī)冬F(xiàn))等諸多目的調(diào)整承載力，步驟多樣、工藝簡(jiǎn)便、利潤(rùn)低廉，是一種順利的施工工藝。