復合止水帷幕沉井施工工法

1、 復合止水帷幕沉井施工工法（編號：SZJXGF30-2008）完成單位：深圳市市政工程總公司主要完成人：高俊合、洪鼎、李春雷、鄧彬、郭偉1前言工作井及接收井是頂管施工必須的設施。工作（接收）井的施工方法通常以帶水作業(yè)沉井工法為主。但對于富水深厚砂層等特殊地質條件，帶水作業(yè)往往無法實現(xiàn)。這就要求，在沉井前，在其周邊施工止水帷幕，而一般的單一止水帷幕很難保證效果。為此，我司根據(jù)工程實踐中，開發(fā)了“復合止水帷幕沉井施工工法”。2工法特點2.0.1適用于地下水位高、土質軟弱、深厚流砂層，及有硬夾層的地質條件。2.0.2造價低。2.0.3對道路、建（構）筑物、地下管線等周邊環(huán)境影響小。3適用范圍適用于對

2、井周邊地面下沉要求嚴格的地區(qū)（如城區(qū)），且地下水位高、土質軟弱、深厚流砂層，及有硬夾層的地質條件時，頂管工作（接收）井或其他市政工程的豎井施工。4工藝原理先在待施工的井周邊施工復合止水帷幕（如攪拌樁+旋噴樁+攪拌樁），再采用施工沉井，即開挖土方、綁扎鋼筋、支模、澆筑混凝土，直至到底，再澆筑底板。5工藝流程及操作要點5.1工藝流程5.2操作要點5.2.1深層水泥攪拌樁施工1成樁工藝a）攪拌樁機：PH-5系列深層攪拌樁機及相應的輔助設備（灰漿泵、灰漿攪拌機等）。b）制備水泥漿：按設計確定的配合比拌制水泥漿，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗。c）預攪下沉：待攪拌機的冷卻水循環(huán)正常后，啟動攪拌機電機，放松起

3、重機鋼絲繩，使攪拌機沿導架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電機的電流監(jiān)測表控制，工作電流不應大于40A。攪拌機下沉時開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴邊旋轉。d）提升噴漿攪拌，攪拌機下沉到達設計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴邊旋轉,同時嚴格按照設計確定的提升速度提升攪拌機。e）重復上、下攪拌，攪拌機提升至設計加固深度的頂面標高時，集料斗中的水泥漿應正好排空,為使軟土和水泥漿攪拌均勻，再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，至設計加固深度后再將攪拌機提升出地面，攪拌過程同時噴水泥漿。f）清洗，向集料斗注入適量熱水，開啟灰漿泵、清洗全部管線中的殘存水泥漿，直到基本干凈,并將粘附在攪拌頭上的雜物清洗干

4、凈。g）移位，重復上述a）-f）步驟，再進行下一根樁的施工。2施工質量保證措施為保證施工質量，在施工中嚴格按設計要求和有關施工規(guī)范、規(guī)程進行。從原材料進場開始至攪拌樁施工結束的每一道工序都嚴把質量關。攪拌樁施工中尤其要抓好以下方面：a）施工前現(xiàn)場地面應予平整，必須清除地上地下一切障礙物。b）開機前必須調試，檢查樁機運轉和輸料管暢通情況。c）施工時，設計停漿（灰）面應高出操作面標高0.5米，在開挖時應將該施工質量較差段挖去。d）保證垂直度：設備就位后，必須平整，確保施工過程中不發(fā)生傾斜、移動。要注意保證機架和鉆桿的垂直度，其垂直度偏差不得大于1%。施工中采用吊錘觀測鉆桿的兩個方向垂直度和用平水尺

5、測量機架的調平情況，如發(fā)現(xiàn)偏差過大，及時調整；e）樁機樁位必須對中，對中偏差不得大于2厘米；樁徑偏差不得大于4%。f）水泥漿不得離析。制備好的水泥漿不得有離析現(xiàn)象，停置時間不得超過2個小時。若停置時間過長，不得使用；g）施工前確定攪拌機械的灰漿泵輸漿量、灰漿經輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間。用流量泵控制輸漿速度，使注漿泵出口壓力保持在0.4-0.6MPa，并使攪拌提升速度與輸漿速度同步進行。h）嚴格按設計確定的參數(shù)控制噴漿量和攪拌提升速度。為保證施工質量、提高工作效率和減少水泥浪費，應盡量連續(xù)工作。輸漿階段必須保證足夠的輸漿壓力，連續(xù)供漿。一旦因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應將攪拌頭下沉到停漿點0

6、.5米以下，待恢復供漿后再噴漿攪拌；如停工40分鐘以上，必須立即進行全面清洗，防止水泥在設備和管道中結塊，影響施工；i）嚴格控制攪拌時的下沉和提升速度，以保證加固范圍內每一深度得以充分攪拌；確保樁身強度和均勻性：j）深層攪拌施工中采用少量多次噴漿的方法，保證四次攪拌，攪拌過程中均噴水泥漿；k）施工中，如因地下障礙物等原因使鉆桿無法鉆進時，應及時通知監(jiān)理、設計人員，以便及時采取補樁措施，以保證施工質量；l）嚴格按照設計的水灰比配制漿液，配制好的漿液必須過濾；m）水灰比控制：根據(jù)水泥用量計算每槽用水量，在儲水罐上做好標志，在施工中嚴格做好計量工作。n）制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)，拌制漿液的

7、罐數(shù)固化劑和外加劑的用量以及泵送漿液時間等應有專人記錄。o）施工記錄必須詳盡完善：施工記錄必須有專人負責，深度記錄誤差不得大于10cm，時間記錄誤差不得大于10秒鐘。施工中發(fā)生的問題和處理情況，均須如實記錄，以便匯總分析；p）施工中應經常檢查施工用電及機械情況，發(fā)現(xiàn)問題及時修理。5.2.2高壓旋噴樁根據(jù)工程地質資料，如有回填建筑垃圾及塊石的地層，采用施工單排三重管高壓旋噴樁作為止水帷幕較合理。施工中為了保證成樁質量及滿足止水效果，采取跳樁施工。施工參數(shù)如下：成樁直徑三800mm,鉆孔深度超過結構物底標高并進入黏土不透水層，要求水壓三25Mpa、氣壓三0.6Mpa、漿壓三0.5Mpa；成樁搭接2

8、20cm。1旋噴樁施工基本原理三重管高壓旋噴樁成樁的基本原理是：使用輸送水氣漿三種介質的三重注漿管在以高壓泵等高壓產生裝置，以大于25兆帕的高壓水噴射流對樁孔周圍土體進行切割，并以環(huán)繞0.6MPa左右的圓筒狀氣流共同噴射沖切土體，使土體形成較大的空隙，然后以0.55Mpa左右的水泥漿液進行填充。噴嘴做擺動旋轉的提升運動，最后便在土中凝固形成與設計相符合的固結體。2三重管旋噴樁施工順序如下：孔位放點f地質鉆機就位鉆孔f鉆至設計深度f臺車移位至成孔位置f放入三管至設計深度同時送水、氣、漿f旋噴提升或擺噴提升f成樁、移機拔管f回灌漿f下一孔操作1）鉆機就位：將鉆機移至設計的孔位上，使其鉆桿軸線垂直對

9、準鉆孔中心位置。2）鉆孔：利用XY1型地質鉆機以泥漿循環(huán)護壁鉆進，孔徑130mm?？孜黄畈淮笥?cm,對實際孔深、孔位和每個鉆孔內的地下障礙物如與工程地質報告不符等情況均應詳細記錄。3）成孔后、移開鉆機，臺車就位，將三重管插入鉆孔至設計深度，在插入噴管前先檢查高壓水與空氣噴射情況以及各部位密封是否可靠，然后插入孔內，如因塌孔可清水下管。4）制漿旋噴成樁：a、插入三重管的同時在漿池內制漿，漿液為425號普通硅酸鹽水泥，水灰比按1：1并摻入12%的水玻璃同水泥一起攪拌成漿。b、試噴射，下三管前，先做高壓水射水試驗，等水壓力符合要求即可進行下一道工序施工。c、旋噴過程中，冒漿量應小于25%。d、若

10、冒漿量過大，可采取加快提升速度及減少送漿量解決。e、相鄰兩樁施工時間間隔不小于48小時，間距不小于2米，因此本工程采用跳孔施工，即三序孔施工。5.2.3沉井施工1基坑開挖經監(jiān)理工程師認可的基坑開挖邊線確定后，即可進行挖土工序的施工。挖土采用1米3的單斗挖掘機，并與人工配合操作。基坑底面的浮泥應清除干凈并保持平整和干燥，在底部四周設置排水溝與集水井相通，集水井內匯集的雨水及地下水及時用水泵抽除，防止積水而影響刃腳墊層的施工2刃腳墊層施工。刃腳墊層采用砂墊層和混凝土墊層共同受力。砂墊層厚度H可采用如下計算公式計算：N/B+y砂HWo根據(jù)計算結果，無論是工作井還是接收井，砂墊層厚度H均為30（厘米）

11、。砂墊層采用加水分層夯實的辦法施工，夯實工具為平板式振搗器?；炷翂|層厚度可按下式計算公式計算：h=（G0/Rb）/2根據(jù)計算結果，混凝土墊層厚度h為1015厘米（工作井為15厘米，接收井為10厘米）。混凝土墊層表面應用水平儀進行校平，使之表面保持在同一水平面上。3立井筒內模和支架。由于頂管沉井高度達8米左右，因此，井身混凝土分三節(jié)澆搗，內模同樣分三節(jié)安裝。井筒模板采用組合鋼模與局部木?；ハ啻钆?，以保證內模的密封性。刃腳踏腳部分的內模采用磚砌結構，寬度與刃腳同寬。井身內模支架采用空心鋼管支撐。鋼管支架必須架設穩(wěn)固，如有必要，可采用對頂支架，增加內模的穩(wěn)定性。4鋼筋綁扎。鋼筋綁扎完成后，應上報監(jiān)

12、理工程師進行隱蔽驗收。隱蔽驗收合格后，方可進行立外模。5立外模和支架鋼筋綁扎驗收后，應進行架立外模和支架。井壁內外模用穿心螺栓固定，穿心螺栓采用16的圓鋼，中間設置止水片，兩端設置鐵片控制井壁厚度尺寸，圓鋼兩端頭上鉸成螺紋，用定制鋼螺帽固定，拆模時拆去鋼螺帽，割去外露部分，再用同標號防水砂漿二度抹平，確保不會滲水。外模支架必須穩(wěn)、牢、強，保證在澆搗混凝土時，模板不變形，不跑模。6澆筑混凝土井身澆搗混凝土可分若干段澆搗，一次下沉。也可分段澆筑，分段下沉。先澆搗刃腳部分，再澆筑井體的二分之一部分，最后澆筑剩余部分。采用分段澆搗混凝土時，嚴格按規(guī)范要求做好施工縫。施工縫做成凸縫，并在后澆時將連接處的

13、混凝土鑿毛，并用水清洗干凈，澆搗時先用1:2的水泥砂漿座漿，然后輕倒第一層混凝土并振搗密實，以免形成蜂窩，影響沉井的質量。在混凝土澆搗過程中，還應做好混凝土的試塊工作，保證質保資料的完善。在井身較短及條件許可的情況下，也可根據(jù)情況作一次澆筑。7養(yǎng)護及拆模混凝土澆搗完成后應及時養(yǎng)護，一般采用覆蓋澆水法養(yǎng)護。在養(yǎng)護過程中，對混凝土表面需澆水濕潤，嚴禁用水泵噴射而破壞混凝土。養(yǎng)護時應確?；炷帘砻娌粫l(fā)白，至少養(yǎng)護七天以上。養(yǎng)護期內，不得在混凝土表面加壓、沖擊及污染。在拆模時，應注意時間和順序。拆模時間控制在混凝土澆搗后的12天內進行，過早或過晚的拆模對混凝土的養(yǎng)護都是不利的；拆模順序一般是先上后下

14、，小心謹慎，以免對混凝土表面造成破壞。對于分段澆搗混凝土部位，應保留最后一排模板，利于向上接模。混凝土澆搗完成后應及時養(yǎng)護，養(yǎng)護方法可采用自然養(yǎng)護和塑料膜覆8鑿除墊層、挖土下沉沉井下沉需待混凝土強度達到設計要求后，方可開始挖土下沉。下沉時，應先鑿除刃腳下的混凝土墊層及磚砌內模。挖土工具采用反斗式挖機挖土吊出井外。沉井挖土順序應中間稍低于四周，沉井內的挖土高差控制在1米以內，禁止深鍋底挖土，防止沉井突沉造成沉井傾斜的危險。另外，井壁外的灌砂必須均勻充實，使沉井下沉時四周摩阻力相近，均勻下沉。沉井下沉時，應防止傾斜，發(fā)現(xiàn)問題及時糾偏，若沉井下沉有困難時應另外想辦法，不準大量挖深，造成突沉。沉井挖土

15、采用三班制進行連續(xù)作業(yè)，中途不停頓，確保沉井連續(xù)、安全地下沉就位。當刃腳距離設計標高在1.5米時，沉井下沉速度應逐漸放緩，挖土高差控制在50cm內，當沉井接近標高時，應預先做好止沉措施。止沉措施可采用在刃腳四周間隔挖出設計標高的槽，填入方木，并應注意拋高系數(shù)，禁止超沉和超挖。9沉降觀察沉井在下沉過程中，必須隨時測定沉井標高，確保均勻下沉，并做好沉井下沉記錄。沉井下沉至設計標高（包括拋高）后，應先清除表面浮泥等雜物，超挖的土方必須用碎石夾砂填實，不得用土填，井內不得有積水，并確保井點的正常工作，不允許發(fā)生停泵，同時加強對水位的觀測，保證降水要求，地下水位必須距離墊層50cm以下。底板與刃腳的接觸

16、面，必須將表面混凝土全部鑿毛并露出石子，便于新老混凝土的結合。當沉井在8小時內的累計下沉量不大于10mm時，方可鋪設碎石層及澆搗C20素混凝土底板墊層在鋪筑碎石層時，應確保井底內無積水、無流砂、無翻漿等現(xiàn)象。碎石層應做到平整，無坑塘，必要時應用水平儀抄平，保證碎石層的水平。碎石層鋪筑完成后，即可在其上澆搗素混凝土墊層。在鋪筑素混凝土墊層后，應保證表面平整，無地下水上冒現(xiàn)象。10、綁扎底板鋼筋、澆搗底板混凝土在素混凝土墊層完成后，就可在其上綁扎底板鋼筋。鋼筋在綁扎時，應保證刃腳鋼筋與底板鋼筋的連接、上下兩層鋼筋的間距，并將刃腳混凝土的表面鑿毛露出石子，便于刃腳混凝土與底板混凝土的結合。底板混凝土

17、澆搗完成后應及時養(yǎng)護，確保其表面不會露白，并應防止陽光及溫差的劇烈變化，以免底板出現(xiàn)收縮裂縫，影響沉井的施工質量和使用功能。6材料及設備6.1材料6.1.1水泥、砂、石、外加劑、摻和料、鋼筋等應符合國家現(xiàn)行標準。6.1.2混凝土的塌落度、強度應符合設計和施工要求。6.2機具設備序號設備名稱設備型號單位數(shù)量用途1深層攪拌樁機PH-5單位1施工內外排攪拌樁高噴臺車SGP-3A型臺1高壓水泵SD3-3型臺12鉆機XXY-100型臺1施工旋噴樁3臥式攪拌機WJG-80型臺14注漿泵BW-150型臺15卷揚機臺1挖土6鋼筋彎曲機臺1鋼筋加工7鋼筋切割機臺1鋼筋加工8電焊機臺1鋼筋加工9混凝土攪拌機臺16

18、.3勞動力組織序號單項工程所需人數(shù)備注1攪拌樁82旋噴樁83挖土124鋼筋加工幫扎65模板支設66混凝土澆筑87質量控制7.0.1攪拌樁、旋噴樁施工質量應滿足建筑基坑支護技術規(guī)程（JGJ120）要求。0.2現(xiàn)澆混凝土，應符合混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB-50204）。8安全措施8.0.1高空作業(yè)應當滿足建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)程（JGJ80）。0.2特種作業(yè)人員應當持證上崗。8.0.3現(xiàn)場臨時用電，應符合施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范（JGJ46-2005）。9環(huán)保措施9.0.1現(xiàn)場設置泥漿池，存儲攪拌樁和旋噴樁產生的廢漿和泥漿。9.0.2避免安排在夜間進行，減少噪音擾民。10效益分析復合止水帷幕沉井解決了對井周邊地面下沉要求嚴格的地區(qū)（如城區(qū)），且地下水位高、土質軟弱、深厚流砂層條件下，普通沉井無法下沉的困難。對周邊道路等影響很小，盡管比普通的沉井工法增加了止水帷幕，但該止水帷幕不僅起到止水作用，還可起到擋土作用，可降低沉井的配筋，總體造價與普通沉井相當。但解決了普通沉井無法解決的問題，具有顯著的經濟效益和社會效益。11應用實例實例一：該工法已應用于湛江市霞山污水管網(wǎng)工程A標和B