工程案例
業務范圍
沉井加固處理施工方案
發布時間：2014-08-05
〔一〕北錨沉井底板砼施工情況及巖蕊取樣情況 （1）沉井底板砼施工情況
北錨沉井長69.2米，寬51.2米，制作高度58米，沉井下沉58米，沉井下部8米是鋼殼砼。沉井井壁厚2米，井內有南、北軸向各5道1米厚的隔墻，把沉井分為36個井格。隔墻底標高比刃腳底標高高2米，沉井中間的十字封底分區隔墻的底標高比刃腳底標高高0.5米，把沉井封底分為面積均等的四大區域，每個區有九個井格，每個區水下封底面積為879m2。
一橋四方通過對設計方案，施工方案和施工實施的共同研究，共同努力下，沉井于97年5月22日，順利完成了沉井制作58米，下沉58米有施工任務。沉井終沉標高－55.6004米，比設計標高超沉了不到1毫米，最大高差4.7cm，中心位移7.8cm，最大轉角5’32”,達到了非常優秀的標準。
根據施工進度的要求，經過一橋四方的多次討論，討論結果，為使沉井在清基過程中不發生較大的沉降，對四大區格采取逐區清基，逐區封底的方案。6月4日～6月6日進行第一次（即東北區）水下砼封底，沉井經過自沉及第一區的清基，沉降了38毫米，6月4日測得刃腳平均標高為－55.638米。
6月10日～6月12日進行第二次（西北區）水下封底，第二區清基使沉井沉降了10毫米，6月10日測得刃腳平均標高為－55.648米。
6月17日～6月19日進行第三次（西南區）水下封底，第四區清基使沉井沉降了8毫米，6月17日測得刃腳平均標高為55.656米。
6月23日～6月25日進行第四次（東南區）水下封底，清基工作使沉井沉降4毫米，6月23日測得刃腳平均標高為－55.660米。至目前為止，97年7月27日8時測得沉井刃腳標高－55.661米，沉井處于穩定狀態。
四次水下封底砼共計約二萬伍仟立方米。
6月27日～6月29日對C1、C20澆注20號水下填充砼約5800方，7月3日～7月5日對C16、C17澆注20號水下填充砼約5800方，并于6月25日根據設計處通知，對相鄰的C18、C19井格先填15米黃砂，以減少填充砼澆注過程中對隔墻的側壓力。
由于對這一個世界第一大沉井的經驗不足，在順利通過下沉關后，雖在一橋四方的共同努力下，多次開會討論研究，在北錨沉井的最后一關，即水下封底施工中，部分井格的封底砼質量出了問題。下面匯報巖蕊取樣情況。
（2）巖蕊取樣情況分析
為了摸清封底砼的質量情況，由大橋指揮部委托江蘇省地質勘測院和中核蕪湖基礎公司，對36格井格逐格鉆孔取蕊。
〔二〕加固處理方案的初步考慮
經過一橋四方多次開會研究，加固處理方案采取雙保險的辦法，對已澆注的膠結不好的砼采用灌漿的辦法加固，并且還在已澆砼面上加蓋一定厚度的砼。
（1）灌漿方案
1.施工方法
（a）灌漿孔布置
每個井格均按梅花形布置，灌漿孔孔距為1.5米，每孔的灌漿處理深度參改該網格取芯鉆孔資料。分二序施工，第一序為1、3、5、7、9＃……，第二序為2、4、6、8＃……。
（b）底板上部為砼或浮漿層，中間為砂、石夾層，底部為砼底板的灌漿施工方法。
鉆機在平臺上作業，用F108或F127鉆頭開孔，清水鉆孔，鉆0.5m以后，下入F89或108套管，用速凝水泥漿將孔壁與套管間的縫隙密封。由于浮漿層有一定厚度，水泥含量較大，強度雖小可視不透水層，可用作灌漿的壓重頂板，然后再用F73或F89鉆頭鉆至處理深度，被處理底板的下部需留0.5m以上的厚度，以防跑漿。每個孔做為一個段次進行灌漿、灌前，先做壓水試驗，根據單位吸水量W值判斷被處理段孔隙大小情況，然后配制相應漿液。采用500＃水泥制漿。漿液按水灰比1.5：1；1：1和0.8：1三個配比，按0.1、0.3、0.5MPa三級壓力，以先稀后稠原則進行灌注。每次制漿200～300升，依吃漿情況隨時調整。灌漿量小于0.4L/min時，繼續灌90min即可結束。
（c）底板上部為砂石，中間為砂石夾層的灌漿施工方法。
應分兩段進行灌漿處理。將套管下入上部0.5m處水泥漿密封后，鉆至2m深，對表層2m段砂、石層進行固結灌漿。灌漿壓力一般為0.1～0.3MPa，根據跑漿情況靈活控制，灌入0.8：1或0.6：1的濃漿，漿液中摻入2－15％的水玻璃，以加速凝固。水玻璃含量由小到大，靈活掌握。采用停停灌灌的方法進行灌漿。當表層漿液初凝后，繼續鉆孔至8m處，按方法（一）進行下部6m的灌漿施工。此時，可將板下地基土視為隔板，由于上部壓力很大，下部跑漿的可能性很小。
（d）底板上部為砂、石夾層、下部為砼。
可按方法（二）首先對上部2m厚的砂、石進行固結灌漿。初凝后，鉆至處理深度，將下部砼作為隔板，按方法（一）進行灌漿處理。選擇A1、A4、C7、作為試驗灌漿孔。
2.灌漿設備
計劃用10～12套設備進行施工，每套設備主要包括：
（1）、150型或300型鉆機 1臺
（2）、立式攪拌機 1臺
（3）、灌漿泵 1臺
（4）、42或50鉆桿 65m
（5）、89或108套管 60m
（6）、73、89、108、127巖芯管及鉆頭若干。
（7）、拔管機 1臺
（8）、其它：電焊機 1～2臺
（9）、每套設備用電量為50千瓦。
3.人員配備
項目經理1人，技術負責1人，每套設備工人10人，后勤人員3人，共計125人。計劃晝夜全天施工，以盡快處理完畢。
4.工期
每套設備每天完成2－3孔灌漿，灌漿12個井格左右，估計工期30天。
5.質量檢查
在灌漿區域內取芯做抗壓強度試驗，灌漿后強度達到C10～C25。
6.文明施工
施工前應編制施工組織設計，由項目負責人向施工人員進行技術交底。施工中應服從監理和甲方人員的安排，尊重他們的意見。文明施工，保證施工質量。
（2）覆蓋層砼施工方案
1.清基
復層砼澆注前，根據潛水員水下探摸情況，用空氣吸泥機，壓力為25～26Kg/cm2水槍沖吸淤泥，盡量吸得徹底。
2.井內水位控制
為確保復層砼在靜止水位條件下施工，根據近期測得沉井南外側二個深井管內水位資料，井內水位宜控制在±0.00左右。初步考慮在0.50標高。實施時，根據管井內水位及長江潮汛確定，并由若干天的井內靜水位觀察。
3.施工方法
復層砼施工時采用每格布置二根砼導管，集中使用砼供用量和砼輸送能力，分批準備逐格澆注。加工二個2.5×2.5×2.5m的大集料斗，要求放料靈活，放料門要專題設計、加工。每格井格布置二根Φ250導管。每個集料斗由2~3臺泵車送料。二根砼導管同時開管，同時灌注。使每個井格的復層砼澆注時間縮短，這樣砼的流動性較好，砼送料的初凝時間也可以減小。對水下砼的質量大小大有益處。具體方法如下。
a、導管
復層砼澆注前，全部使用δ＝6mmΦ250羅絲口的鋼導管。漏斗下口帶有相應羅絲口與導管羅絲口連接成一個整體，吊環設在漏上，漏斗由上海運來，容量約1m3左右，配專用拆管“卡座”。拆導管在平臺上面進行。導管要進行5kg/cm壓水試驗，宜借用二航的塔吊，20米左右整體吊裝，確保導管不漏水。球塞采用球膽。開管時，導管底離基底25～30cm。
b、平臺和砼輸送
平臺設置在門吊豎桿（F406d＝10）上，標高＋0.50，用24號槽鋼組成，砼輸送管路在＋1.50米左右的排架上布置。，這樣布置平臺，其目的是使水下砼能在靜水條件下灌注。根據沉井南側二個深井降水管（64米深，插入第二層承壓水層）水位測量記錄，7月5日水位標高是－0.5米左右，7月27日已漲到＋0.50米。沉井南北二大區的滲水情況7月28日開始觀察，所以平臺搭設標高的確定，應根據覆層砼澆注時的長江潮位而定。復層砼的澆注按“分批準備，逐格澆注”的原則，每批若干井格，應把平臺、排架都搭設好，砼輸送管都布置好，待水位穩定后由遠及近逐格澆注。一批澆注完畢后，在靜水條件下，使砼養護至一定強度，再抽水至－2.8米標高（隔墻頂標高為－2.6米）進行第二批準備工作。
c、砼級配
砼選用25號（同封底砼設計標號一樣）。到現場的坍落度18~22cm，初凝時間8－10小時。
4.勞動力組織
復層砼施工，由基礎公司自有職工操作。每根導管每班安排4名起重工，4名普工，4～6名喂料工，1名起重指揮，1名測量工，1名技術員。總體勞動組織根據作業班次，另行上報。
5.其他
有關砼厚度，結構處理等問題，方案討論后，根據設計、監理協商和批文執行。
6.質量保證措施
為了保證封底砼質量，使砼導管在下料后能形成可靠的均衡的砼堆，隨導管內不斷下料，砼在無水的導管內注入砼堆內，并使砼堆不斷的擴散和升高。在隔水的條件下澆筑砼。
本工程在施工中必須做到：
（1）鍋底基本平整，或型成比較規則的鍋底，導管從低洼處開始澆筑水下砼。
（2）在每根導管開澆時，都必須備有足夠的初灌量砼，本工程初灌量初定為36方。有三臺泵車供料，六臺攪拌車備料，開盤后根據前幾根導管的實踐后可作調正。前幾根導管的初灌量要保守一些。
（3）起重設備提升導管，應有提升5米以上的能力，上部的導管要配有短管便于拆除。初灌時導管下離底面為25cm左右，測量要準確，不能大于40cm，以便形成砼堆，導管埋入砼的深度不得小于1米。
（4）每根導管內澆筑砼的間歇時間在15分鐘左右，沉井比較深，導管體積達2.0m3，所以每次灌入導管的砼宜6m3，不宜太少，以免堵管。
（5）砼初凝時間宜為8－10小時，坍落度為20－22cm。初灌時坍落度為16cm，以便于形成砼堆。
（6）對于懷疑可能漏水的導管，不能盲目澆注砼，應用電筒吊下去檢查后作相應的處理。
（7）封底前，應對全體施工人員進行認真的技術質量交底，明確操作要求和崗位責任。
7.安全保證措施：
1、施工前做好安全交底。
2、起重設備要進行試吊。
3、沉井周圍回填土要劃分施工道路和一般道路并用標志劃出施工道路，施工道路要進行加固。
4、井上平臺要有欄桿，“老虎口”要設安全措施。
5、井上平臺要放置救生圈等設備。
5、電線、電箱要高出井內水位一定的距離，不能受潮和淹水。
北錨沉井水下封底修補方案
在業主、監理、總包、設計等各方的大力支持幫助下，北錨沉井水下封底于97年6月4日開始至97年6月25日封底結束。由于施工、管理等各方面原因，一些井格的水下砼質量不理想，經本項目部和上級技術部門研究商量，決定對質量有問題的井格再澆注4～5米厚的水下砼進行修補，方案如下。
一、清基
復層砼澆注前，根據潛水員水下探摸情況，用空氣吸泥機配6Kg/cm2水槍沖吸淤泥，盡量吸得徹底。必要時由潛水員下水配合。為保護復層砼底部質量，基底應基本平整，如有深坑，用碎石鋪平。為避免初灌時，砼沖擊基底的砂、碎石等物，開灌前宜先在基底的導管位置處預放直徑1米左右的砼或鋼板。
二、井內水位控制
為確保復層砼在靜止水位條件下施工，根據近期測得沉井南外側二個深井管內水位資料，井內水位宜控制在±0.00左右。施工平臺標高在±0.00以上。初步考慮在0.50標高。實施時，根據管井內水位及長江潮汛確定，并由若干天的井內靜水位觀察。
三、施工方法
復層砼施工時采用每格布置二根砼導管，集中使用砼供用量和砼輸送能力，分批準備逐格澆注。加工二個2.5×2.5×2.5m的大集料斗，要求放料靈活，放料門要專題設計、加工。每格井格布置二根Φ250導管。每個集料斗由三臺泵車送料。二根砼導管同時開管，同時灌注。使每個井格的復層砼澆注時間縮短，這樣砼的流動性較好，砼送料的初凝時間也可以減小。對水下砼的質量大小大有益處。具體方法如下。
1、導管
復層砼澆注前，全部使用δ＝6mmΦ250羅絲口的鋼導管。漏斗下口帶有和導管相應羅絲口與導管羅絲口連接成一個整體，吊環設在漏斗上，漏斗由上海運來，容量約1m3左右，配專用拆管“卡座”。拆導管在平臺上面進行。導管要進行4kg/cm壓水試驗，宜借用二航的塔吊，20米左右整體吊裝，保證導管不漏水。球塞采用球膽。開管時，導管底離基底25～30cm。
2、平臺和砼輸送
平臺設置在門吊豎桿（F406d＝10）上，標高＋0.50用24號槽鋼組成，砼輸送管路在＋1.50左右的排架上布置。復層砼的澆注按“分批準備，逐格澆注”的原則，每批若干井格，應把平臺、排架都搭設好，砼輸送管都布置好，待水位穩定后由遠及近逐格澆注。一批澆注完畢后，在靜水條件下，使砼養護至一定強度，再抽水進行第二批準備工作。選用的砼輸泵要適合用5－40mm的石子。
3、砼級配
砼選用25號（同封底砼設計標號一樣）。到現場的坍落度18~22cm，初凝時間8－10小時。
四、勞動力組織
復層砼施工，由基礎公司自有職工操作。每根導管每班安排4名起重工，4名普工，6名喂料工，1名起重指揮，1名測量工，1名技術員。總體勞動組織根據作業班次，另行上報。
五、其他有關砼厚度，結構處理等問題，方案討論后，根據設計、監理協商和批文執行。
六、質量保證措施
為了保證封底砼質量，使砼導管在下料后能形成可靠的均衡的砼堆，隨導管內不斷下料，砼在無水的導管內注入砼堆內，并使砼堆不斷的擴散和升高。在隔水的條件下澆筑砼。
本工程在施工中必須做到：
（1）鍋底基本平整，或型成比較規則的鍋底，導管從低洼處開始澆筑水下砼。
（2）在每根導管開澆時，都必須備有足夠的初灌量砼，本工程初灌量初定為36方。有三臺泵車供料，六臺攪拌車備料，開盤后根據前幾根導管的實踐后可作調正。前幾根導管的初灌量要保守一些。
（3）起重設備提升導管，應有提升5米以上的能力，上部的導管要配有短管便于拆除。初灌時導管下離底面為25cm左右，測量要準確，不能大于40cm，以便形成砼堆，導管埋入砼的深度不得小于1米。
（4）每根導管內澆筑砼的間歇時間在15分鐘左右，沉井比較深，導管體積達2.0m3，所以每次灌入導管的砼宜6m3，不宜太少，以免堵管。
（5）砼初凝時間宜為8－10小時，坍落度為20－22cm。初灌時坍落度為16cm，以便于形成砼堆。
（6）對于懷疑可能漏水的導管，不能盲目澆注砼，應用電筒吊下去檢查后作相應的處理。
（7）封底前，應對全體施工人員進行認真的技術質量交底，明確操作要求和崗位責任。
七、安全保證措施：
1、施工前做好安全交底。
2、起重設備要進行試吊。
3、沉井周圍回填土要劃分施工道路和一般道路并用標志劃出施工道路，施工道路要進行加固。
4、井上平臺要有欄桿，“老虎口”要設安全措施。
5、井上平臺要放置救生圈等設備。
６、電線、電箱要高出井內水位一定的距離，不能受潮和淹水。
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