大型矩形沉井施工技术

杜雯雯，吴含，龚晋德，王玉

中建新疆建工集团第五建筑工程有限公司华东分公司，浙江 杭州 310000

[摘要]城市建成区的施工与大开挖相比，沉井应用较为广泛，以瑶海区南淝河初期雨水截留调蓄工程为例，通过高压旋喷桩进行土体加固，实现淤泥质地质条件下的沉井运用，总结其相关成套经验。

[关键字]沉井；高压旋喷桩；下沉；

引言

随着城市建成区规模的扩大，雨水处理能力略显不足，因此，加大雨水构筑物的建设迫在眉睫，城市建成区不具备采用大开挖的条件，因此沉井工程的应用频率大幅上升。本文以瑶海区南淝河初期雨水截留调蓄工程为例，通过沉井下沉过程中穿越淤泥质土层，采用高压旋喷桩进行土体加固，拓宽沉井下沉施工条件的工程实例，阐述工程施工流程。

1、高压旋喷桩加固

根据地质勘探报告的分析，本工程的有关地质条件对沉井工程将产生不利的影响。主要因素有：沉井的沉入深度需穿过淤泥质粉质粘土层体。该层土体为流塑状态粘性土，湿，流塑状态，高压缩性，承载强度低，物理力学性质很差，因此刃脚地基需要采取土体加固措施，以保证沉井的稳定和控制沉降量。

该土层位于拟建场地北侧地下土层为粉质黏土与淤泥质粉质黏土交界处，依据地质勘察报告淤泥质粉质黏土厚度为3到5米，故采用高压旋喷桩对沉井刃脚下土体进行加固，以保证沉井下沉的稳定和沉降量的控制。

为确保混凝土沉井在沉井过程中穿越淤泥质土层时均匀下沉，并不发生倾斜，刃脚踏面宽度为400mm，在沉井北侧刃脚范围内采用高压旋喷φ600@600深10米进行加固，采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量25%,水泥浆液的水灰比0.8。高压旋喷桩28d无侧限抗压强度标准值不应小于0.8MPa。本工程拟采用双重管旋喷法，工艺流程为施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩。

喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，喷射时，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度≤0.2m/min，旋转速度10～20r/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度 。

2、下沉前护坡

沉井制作前，应该按照设计要求将场地标高降至起沉设计标高，按照设计要求进行放坡处理，坡面应按设计要求井下喷锚支护。

（1）边坡喷锚支护概况

坡面采用内挂φ6.5@200×200钢筋网并喷射C20混凝土厚80mm进行护面，设长度1000mm插筋。

喷锚结构立面大样如图。

图5.2.6-1 喷锚结构立面大样

（2）面层材料概况

1）喷射混凝土采用42.5R普通硅酸盐水泥，根据施工时天气情况考虑是否加入适量的速凝剂。喷射混凝土水泥与砂石的重量比宜取1:4～1:4.5，砂率宜取45%～55%，水灰比宜取0.4～0.45，石子用粒径5～10mm的碎石。

2）混凝土强度等级为C20，3天不低于10MPa。

3）干净的中粗砂，含泥量应小于3%，干净的砾石或碎石，粒径不大于20mm。

（3）喷锚支护施工工艺流程

土方开挖及修理边坡→喷射第一层混凝土→插筋→铺设钢筋网→设置坡面的排水系统→喷射第二层混凝土。

3、沉井下沉

根据本工程的特点与设计要求，施工采用对沉井分四节制作（第四节5m）、四次下沉的方法。

沉井分节制作与下沉的要求是：第一段刃脚向上5.65米，第二段为4.4米，第三段为4.4米，第四段为5.0米，沉井下沉完毕后第三节沉井顶刚好完全下沉到起沉面，因本泵房同时作为进水管的接收井，在底板浇筑完成后，需待进水管顶进泵房并施工完成后才可施工顶板。沉井下沉过程中挖土采用人工及长臂挖掘机相结合的方式进行挖土下沉。

根据本工程的特点与施工方法，沉井主要工序的工艺流程安排见下图所示：

本工程模板安装采用脚手架搭设，每次搭设脚手架底座用10厚钢板设置。在第一节浇筑前，安装好第一节的模板及脚手架（5.65m），安装完毕后进行第一节浇筑，达到设计要求及规范要求时，拆除模板及脚手架，待第一节沉下后，进行第二节的模板安装及第二次脚手架搭设（5.65m+4.4m=10.05m），安装完毕后进行第二节浇筑，达到设计要求及规范要求时，拆除模板及脚手架，待第二节沉下后，进行第三节的模板安装及第三次脚手架搭设（5.65m+4.4 m+4.4m=14.45m），安装完毕后进行第三节浇筑，达到设计要求及规范要求时，拆除模板及脚手架，待第三节沉下后，进行第四节的模板安装及第四次脚手架搭设（5.65m+4.4m+4.4m+5m=19.45m），安装完毕后进行第四节浇筑，达到设计要求及规范要求时，拆除模板及脚手架，第四节沉井下沉到设计标高。

由于随着沉井施工高度提高，每浇筑一节后，又要重新搭设脚手架，从经济效益及施工进度等方面考虑，沉井外部采用双排落地式脚手架，内部采用满堂式脚手架施工，立杆的纵距为1.2米，立杆的横距为1.2米，立杆的步距为1.8米，沉井内脚手架搭设为高度7.2米；内外架距离壁板长度为0.35米；大横杆在下，搭在大横杆上的小横杆根数为2；采用的钢管类型为φ48×3.6钢管；横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为0.8；一次加工成型。考虑到脚手架的安全稳定性，在井内设置横向水平杆支撑。

4. 结语

1. 沉井下沉穿越淤泥土质，通过采用高压旋喷桩的土体加固方式，可保证沉井施工的正常下沉。

2. 沉井施工过程中分节下沉，待上节沉井达到设计要求及规范要求后，进行下节沉井施工。

3. 通过经济及施工便捷性考虑分析，通过井内满堂式脚手架及外部双排落地时脚手架相结合方式进行施工。

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