混凝土在大口井施工中的應用

王宇翔

（陜西省寶雞市地下水管理監(jiān)測中心，陜西 寶雞 721001）

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，帶動了水利工程的發(fā)展，水利工程的施工技術(shù)要求也隨之提高。混凝土是水利工程的主要施工材料，混凝土的施工質(zhì)量直接影響到整個工程的質(zhì)量。進行水利工程混凝土施工時，施工技術(shù)的選擇及控制尤為重要，同時需要注重施工質(zhì)量的評價，避免混凝土工程出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此對水利工程混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施的研究很有必要。

本文結(jié)合千陽縣大口井混凝土施工技術(shù)經(jīng)驗，從腳手架及砂墊層施工技術(shù)、模板施工技術(shù)[1]、鋼筋施工技術(shù)、沉井下沉施工技術(shù)和混凝土澆筑技術(shù)方面分析，找出工程中出現(xiàn)問題的原因，并針對問題采取相應的解決控制策略。

1 工程概況

供水改造工程位于寶雞市千陽縣草碧鎮(zhèn)上店村、磨朝村境內(nèi)，共新建大口井2眼，其中上店村4組1眼，磨朝村1組1眼；維修泵房7座；新建泵房1座；共鋪設(shè)管網(wǎng)6351 m；架設(shè)低壓輸電線路1849 m；新建蓄水池6座；新建閘閥井3座；機電設(shè)備安裝33臺套；水源保護網(wǎng)369 m。由于新建2眼大口井，混凝土施工相對復雜，施工質(zhì)量較難控制，本文主要對大口井混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施進行探討[2]。

2 大口井混凝土施工技術(shù)

千陽縣草碧鎮(zhèn)上店村、磨朝村供水改造工程均采用沉井法進行施工。

2.1 腳手架及砂墊層施工技術(shù)

采用沉井法施工時，需搭設(shè)腳手架對沉井進行制作。因工程中沉井的高度及重量都比較大，大口井所在位置地基的強度較低，必需采用墊架法進行支撐。先鋪設(shè)標準枕木作為墊木，鋪設(shè)好后再對刃腳以及井壁模板的進行支設(shè)。為了減少沉井制作過程中墊架的數(shù)量，需在地基上鋪設(shè)砂墊層，使沉井的重量通過砂墊層擴散，避免了沉井制作過程中出現(xiàn)不均勻沉降的情況。在鋪設(shè)砂墊層的過程中，由于墊層需要承載沉井的重量，所以砂墊層的承載力必須要大于沉井的自重，即R＞P，因此砂墊層厚度需要通過擴散角傳到砂墊層底部的壓力小于基底土層的承載力，刃腳下砂墊層平均壓力可以按照下式進行計算：

式中,G為沉井自重，t；F為沉井刃腳下面積，m2。

2.2 模板施工技術(shù)

模板施工對混凝土施工質(zhì)量有著非常重要的作用。沉井刃腳部位及隔墻的斜面采用的是磚胎膜，其余部位均為方木模板。模板的固定及連接會對模板的穩(wěn)定性也非常重要。本工程模板通過φ48鋼管、φ14對拉螺栓和U形卡進行連接和固定，使模板具有一定的剛度。為了保證模板在混凝土澆筑過程中不發(fā)生變形，需在拉螺栓的兩端焊接模板限位筋。拉螺栓的總長度計算公式，如式（2）所示。經(jīng)計算，本工程所需要的對拉螺栓的總長度為48 cm[3]。

式中，l為對拉螺栓總長度,cm；B為混凝土截面寬度,cm；H1為模板厚度，cm；H2為方木厚度，cm。

2.3 鋼筋施工技術(shù)

混凝土施工中，鋼筋施工也是一個重點。施工時，嚴格按照設(shè)計要求對于鋼筋進行綁扎。對于外壁，需要保證水平鋼筋位于垂直鋼筋的外側(cè)，而內(nèi)壁則將水平鋼筋設(shè)置在內(nèi)側(cè)。墻體鋼筋通過扎絲的方式進行綁扎，并且嚴格按照正、反“八”形交替的順序進行，避免鋼筋骨架出現(xiàn)變形的情況。鉛絲頭均向里按倒，避免其伸向混凝土保護層。鋼筋的接頭處采用焊接接頭，將接頭的位置設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力較小處，保證各個接頭之間能夠相互錯開。鋼筋保護層墊塊采用高標號的水泥砂漿進行預制，各個墊塊之間的間距不小于1.5 m，同時將內(nèi)外鋼筋綁扎牢固，避免在混凝土澆筑的過程中出現(xiàn)移位的情況。

2.4 沉井下沉控制技術(shù)

沉井法施工中，還需注意沉井下沉速度的控制。沉井的下沉速度需結(jié)合實際的土質(zhì)情況加以確定。本工程施工過程中均采用臺階形挖土自重破土的方式，開挖的順序是先中間后四周，開挖中始終保持開挖的均衡對稱。分層開挖中將每一個開挖層的厚度控制在0.4 m～1.5 m之間，并且在刃腳處留有寬度為1.2 m～1.5 m的土垅。最后再削薄土層。為保證沉井下沉施工的質(zhì)量，需對沉井下沉情況進行驗算，驗算時利用下沉系數(shù)K進行表征，K的計算公式，如式（3）所示。經(jīng)計算得本工程沉井下沉系數(shù)K＝1.31，故滿足要求。

式中，G為沉井的自重，kN；B為下水對沉井的上浮力，kN；T為井壁四周的摩擦力，kN；R為刃腳下土的正面阻力，單位：kN。

其中，沉井井壁和各種土體之間的摩阻力見表1。

表1 沉井井壁與土體之間的摩阻力

2.5 混凝土澆筑技術(shù)

水利工程混凝土澆筑時，首先要嚴格控制混凝土原材料的質(zhì)量，其次要嚴格按照澆筑工藝流程進行施工。本工程進行井壁混凝土澆筑時，通過分層澆筑的方式，使每一個澆筑層的厚度為500 mm，整個澆筑過程中沿著井壁對稱均勻地進行澆筑，每一個澆筑層的時間均控制在2 h左右，同時嚴格控制控制澆筑速度，避免各個澆筑層之間出現(xiàn)冷縫。

3 大口井混凝土施工質(zhì)量控制策略

3.1 嚴格控制封底

沉井封底對大口井混凝土施工質(zhì)量有著非常重要的作用，必須加強封底的控制。封底時需等沉井下沉至設(shè)計標高，并對沉降情況進行觀測，待其8 h內(nèi)的沉降量小于10 mm時才能夠進行沉井封底。做好沉井外降水處理，使承壓水頭能夠降低，避免井外的土或砂涌入到井中，避免在刃腳上挖土。如果在施工過程中出現(xiàn)了管涌的情況，可以通過卵石裝袋的方式進行填堵，同時還可以采用濾布覆蓋的方式阻止細砂流出[4]。

3.2 加強混凝土裂縫防治

大口井混凝土施工中，常常會因水化熱的作用使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，因此必須加強對混凝土裂縫的防治。通過敷設(shè)冷凝水管、減少水泥用量及控制施工環(huán)境溫度等方式來避免因溫度變化而產(chǎn)生的裂縫；同時避免因施工人員及施工工藝等因素造成的混凝土裂縫。

4 結(jié)語

綜上，水利工程建設(shè)必須要加強混凝土施工質(zhì)量的控制。本文研究中，首先就水利工程混凝土施工的一般特征進行了說明，然后結(jié)合千陽縣草碧鎮(zhèn)上店村、磨朝村供水改造工程中新建兩眼大口井說明沉井法施工的施工技術(shù)要點，從腳手架及砂墊層施工技術(shù)、模板施工技術(shù)、鋼筋施工技術(shù)、沉井下沉控制技術(shù)、混凝土澆筑技術(shù)等五方面說明混凝土施工技術(shù)要點，最后提出了水利工程混凝土施工質(zhì)量的控制策略，以期能夠為水利工程混凝土施工質(zhì)量的提升提供一定的參考。