切割及碳纖維加固技術(shù)在沉井中的應(yīng)用

王寶泉 上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院

切割及碳纖維加固技術(shù)在沉井中的應(yīng)用

王寶泉 上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院

隨著現(xiàn)代切割技術(shù)的發(fā)展，切割鋼筋混凝土成為了現(xiàn)實(shí)。本工程為鋼筋混凝土沉井，沉井為變截面矩形沉井，為了避開(kāi)φ 2700合流污水管，采取減小尺寸的辦法。對(duì)沉井進(jìn)行切割。然后重新澆注混凝土井壁，養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后下沉。為確保新老混凝土接合處強(qiáng)度達(dá)到原設(shè)計(jì)要求，在接縫處粘貼新型加固材料碳纖維進(jìn)行加固。現(xiàn)沉井已經(jīng)下沉到位，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)方案非常成功，沉井本身結(jié)構(gòu)及防水都達(dá)到原設(shè)計(jì)水平。

1、工程概況

本工程位于上海，沉井用途為頂管接收井。由于沉井制作完成后，發(fā)現(xiàn)沉井刃腳下方地面以下9m處存在φ 2700合流污水管，由于沉井下沉對(duì)周邊土體影響較大，其影響范圍約為下沉深度一倍，為確保合流污水管安全及附近某變電站超長(zhǎng)工井安全，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)1＃井必須進(jìn)行處理。沉井需離開(kāi)污水管一定距離。沉井位置平面示意圖如下：

圖一 沉井位置平面示意圖

2、處理方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，并結(jié)合實(shí)際，提出如下兩種方案：

（1）方案一

拆除已澆搗1＃井鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。采用先施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)再進(jìn)行基坑開(kāi)挖并重新施工內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

為確保工程的順利進(jìn)行，不影響工程總的施工進(jìn)度，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用SMW工法，工法樁直徑850mm，內(nèi)插型鋼，支護(hù)建議采用鋼支承加圍檁的形式，底板下5m土壤采用攪拌樁加固。同時(shí)對(duì)污水管的加固，結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行跟蹤注漿。

SMW工法外側(cè)距合流污水管至少保證1m的距離，工法與變電站內(nèi)道路的距離至少保證20cm以上。

（2）方案二

將沉井長(zhǎng)邊方向尺寸在滿足電力部門工藝要求情況下，由原來(lái)15m縮短3.2m即為11.8m，即將靠近污水管一側(cè)井壁切掉3.2m，這樣就等于沉井離開(kāi)污水管3.2m。

沉井尺寸縮小方案如下：

（1）將要縮掉的井壁部分混凝土采用切割法切除，采用小孔鉆并鑿出原來(lái)井壁水平筋。

（2）鑿除混凝土后，在轉(zhuǎn)角處應(yīng)增加水平筋并利用原來(lái)井壁水平筋作為后澆井壁水平筋，豎向鋼筋重布，立模澆注井壁。

（3）在鑿除要縮掉的井壁時(shí)，由于沉井重心偏移，勢(shì)必發(fā)生傾斜，施工時(shí)要對(duì)沉井周圍采取加固措施，保證其穩(wěn)定安全。另對(duì)于新老混凝土交界處要采取一定止水措施，確保沉井下沉后不滲水。切割及加固示意圖見(jiàn)圖二。

圖二 切割平面圖

由于沉井下沉對(duì)周圍影響較大，在沉井周圍距沉井外壁1m處打雙排三軸φ650深層攪拌樁形成一圈止水帷幕，前排部分位置插型鋼。這樣就不會(huì)因?yàn)槌辆鲁習(xí)r土的流動(dòng)而危及污水管的安全。在保證污水管安全情況下將沉井下沉到位。

3、方案比選

從沉井位置平面示意圖上我們可以看出。因該工程地處交通要道，來(lái)往車輛頻繁，采用爆破方案勢(shì)必造成一定社會(huì)影響?；谀壳扒懈罴夹g(shù)比較成熟，新老混凝土結(jié)構(gòu)連接技術(shù)以及加固技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)綜合比較后，最后采取第二種方案。

4、監(jiān)測(cè)結(jié)果及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

該沉井目前已經(jīng)按以上第二種方按切割完成，并已經(jīng)下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

從最終監(jiān)測(cè)結(jié)果看切割后后澆沉井下沉到位后對(duì)合流污水管影響最大值為-6.2毫米，對(duì)超長(zhǎng)工井最大影響值為-5.0毫米。均在保護(hù)安全范圍內(nèi)?？梢?jiàn)采取方案二是非常成功的。本工程難點(diǎn)在于：1）高度12米左右，壁厚800毫米的沉井切割施工難度大，而且還涉及切割后沉井穩(wěn)定問(wèn)題，需加臨時(shí)支撐。2）如此高的混凝土沉井新老混凝土澆搗問(wèn)題，澆注不好結(jié)構(gòu)后期堵漏問(wèn)題將非常嚴(yán)重。事實(shí)證明施工時(shí)通過(guò)調(diào)整施工工藝，以上問(wèn)題是可以解決的。3）沉井下沉受力情況復(fù)雜，我們采用新型材料碳纖維加固，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及防水均增加了一定安全儲(chǔ)備。

綜上所述，在理論計(jì)算基礎(chǔ)上，采用新型材料及新的施工工藝常常可以解決工程中遇到的常規(guī)做法無(wú)法解決的問(wèn)題。本工程的成功實(shí)施對(duì)切割及加固技術(shù)在地下工程中的應(yīng)用具有較大的借鑒意義。

[1]葛春輝.鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工手冊(cè).2004,10

[2]劉建航.基坑工程手冊(cè)

[3]徐維強(qiáng).碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用[J].碳纖維復(fù)合材料.1996,(3)

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.016