研究復雜條件下沉井施工工藝

廖乃軍

福建一建集團有限公司（365000）

0 前言

當前的污水管道建設中，一般使用沉井頂管施工工藝。沉井頂管施工工藝具有施工簡單、占地面積小、安全性高的特點而被廣泛采用。但是在操作中，十分容易受到周圍高大建筑物和復雜地質的影響，為施工帶來較大的安全隱患。為了解決復雜地質帶來的影響，采用高壓旋噴樁使沉井周圍形成封閉結構，將沉井的施工范圍與周圍土質隔絕開來，減少對施工的干擾，能夠有效改善沉井施工對周圍地面帶來的沉降問題。

1 適用范圍

沉井頂管施工工藝的適用范圍較為廣泛，主要適用于周圍有高大建筑物，建筑物較為密集、地質復雜、土壤密度低、直立性差、地下水水位較高、地下有障礙物、施工難度較大的區域[1]。

2 施工的要點

2.1 樁位準備

先對施工地點的地理環境、 土質條件進行探測，然后平整施工范圍內的地面，清除樁位地上、地下所有的障礙物。為下一步設置旋噴樁作好準備，對于地質土壤較差的地區需要用黏性較好的土壤填充。

2.2 測量定位

測定出旋噴樁的中心位置，做好標記，經復測確認無誤后，對樁位進行保護，防止發生偏移。將樁機放置在合適的位置，盡量減小偏差，將偏差值控制在50 mm 之內。

2.3 安置鉆機

在置頂施工點，準備好旋噴樁機，保證轉盤對準作業地點孔位標記，調整鉆機整體位置，讓導向架盡量垂直于地面，最大誤差不可超過1.5%。必須使用定位卡等工具進行校正，以確保樁機對準作業孔位，最大允許誤差是50 mm。經計算和檢測，在具體操作完成后應嚴格檢測樁機的各項指標，包括檢查管線狀況、密封系統、管路是否暢通等[2]。

2.4 鉆機工作

首先，在設備正式工作前進行檢測和試運轉，如鉆機需要在地面進行試噴，在保證沒有問題后才可以正式施工。其次，在鉆孔的過程中要實時監控各項數據，包括鉆孔的深度、方向等，與設計參數進行比較，保證鉆機在設計的要求內進行工作。最后，由于地質復雜，土壤的堅硬程度不同，會使鉆頭受力不均，導致鉆孔出現傾斜，偏離設計好的路徑。為了避免這一現象的出現，需要在鉆機的工作過程中檢查鉆桿的垂直度，將偏離度控制在允許的范圍內。

2.5 注漿噴射

在鉆孔符合要求后，將鉆桿換為噴射注漿管，并深入到預設的深度。在將注漿管深入鉆孔的過程中，為了能避免因水壓過高出現邊射水邊深入的現象，一般在到達預定深度之前應將水壓控制在10 MPa 以下。在到達預設深度以后，連接水泥漿泵，然后以旋噴的方式從下向上噴射，并且先將噴射壓力和噴漿速度提到預設大小后再緩緩地提升噴射管。為了避免管道內含有水的影響，導致初期噴射水，底部泥漿少而影響質量，噴射管需要在底部旋轉噴射10 s，確認噴出泥漿后再提升高度。同時，在旋噴提升的過程中，要定時記錄噴射泥漿的數量、旋轉速度、提升的快慢、噴漿的壓力、進漿和回漿的比重等[3]。

2.6 復灌泥漿

高壓泥漿噴射完成，待自然干燥凝結后，泥漿孔內水分蒸發，并且部分泥漿向孔壁縫隙滲透，使得泥漿體積回縮，漿面下降。為了保持孔內的泥漿，應該不間斷的向孔內復注泥漿，直至漿面不再下降。

2.7 鉆機移位

在旋噴結束以后，將鉆頭提出鉆孔，立即進行清洗，然后移動位置，將鉆機放置在下一個樁位，重復上述步驟，對下一根樁進行施工。

3 沉井施工步驟

3.1 挖掘基坑

將地面挖出大小為寬5 m 長、8 m 的坑，深度挖到地面下1 m，一定要將基坑范圍內的障礙物和表層土清除干凈，才能將制作出的工作井在使用時可以正常均勻下沉，先將工作井井區范圍的障礙物與表層土挖出。在基坑建設完成后，要用粗砂分批次填滿基坑，使用夯實工具夯實，確保基坑地面的承重能力。

3.2 墊層建造

墊層建造過程中，一定要因地適宜，依據不同的施工條件選擇不同的建造方式。在施工過程中，采用的是墊架法。因為要將重量均勻地分部在基建上，只能通過使用墊架的方式。這樣的方式不但不會導致不均勻下沉，還可以防止破裂。

3.3 工作井建造沉井模板

側壁整體采用鋼材建模，不符合鋼材建模的部分使用木材建模。雙面螺母螺絲的固定作用極強，可在建模過程中加以使用。

3.4 鋼筋的使用和固定

在腳架建設完成后，鋼筋通過平折斜角的方式固定，然后進行模板的加固。

3.5 混凝土澆筑

現場配比拌和混凝土進行澆筑，混凝土的坍塌程度要控制在9 cm 之內，整個澆筑過程的每一環都要嚴格控制。首先，由汽車吊將腳手架吊入澆筑作業的基坑，由人工建模。人工建模的細節處理決定整體模型的質量，所以在建模過程中，要注意對稱布局下料。人工建模要使用插入式振搗棒，在使用振搗棒振搗過程中，為了保證質量及均勻程度，要在模板側面開孔用于插入振搗棒。在澆筑過程完成后，要立即將側面的孔洞封死。

3.6 下沉沉井

沉井的下沉是其他后續工作的重要基礎，因此一定要保證下沉的順利進行。沉井在下沉之前需要保證下沉系數和穩定性系數正常，在對斜面底模和混凝土墊層進行鑿除的時候，要保證鑿除同步均勻推進，因此一般采用風鎬進行對稱鑿除，先鑿除斜面底模，再鑿除混凝土墊層。

3.7 沉井封底

在沉井下沉到設計的標高后，并且在8 h 后下沉不超過10 mm，即可確定沉井穩定，進行混凝土封底。控制基底層盡量平整，清除浮泥，防止在基底層和封底混凝土之間混入其他雜質，影響后續的堅固程度。

3.8 澆筑底板混凝土

在完成封底混凝土的澆筑后，等待封底混凝土達到強度要求，然后抽干沉井內的水，防止積水對封底混凝土帶來較大的壓力。在沉井內沒有積水后就可以進行底板混凝土的澆筑，依照設計圖紙進行鋼筋綁扎，在澆筑混凝土完成后，先用機械進行振搗錘實，最后通過人工找平[4]。

4 工程案例

在武漢中央商務區排水出口項目的建設過程中，就采用了該工藝。2014年11 月該工程正式開工，沉井的建設數目就高達39 個。可是在實地勘測過程中發現，機場河箱涵的位置和預計位置產生了較大偏差。如果繼續按照原計劃執行，會對箱涵及周邊無樁的老式房屋造成重大影響，存在較大安全隱患。面對這種情況，該項目使用旋噴樁支護的方式，取得較好的效果。

5 結語

隨著建筑施工工藝的不斷發展和進步，沉井施工工藝越來越完善。在復雜地質條件下進行沉井的施工工藝已經能夠在保證周邊建筑物安全的基礎上，提高施工效率，還能夠保證施工質量。這項技術全面推廣開來，可以建造出更多質量有保障的市政構筑物設施。