王寶泉 上海市政工程設計研究總院

切割及碳纖維加固技術在沉井中的應用

王寶泉 上海市政工程設計研究總院

隨著現(xiàn)代切割技術的發(fā)展，切割鋼筋混凝土成為了現(xiàn)實。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φ 2700合流污水管，采取減小尺寸的辦法。對沉井進行切割。然后重新澆注混凝土井壁，養(yǎng)護達到設計強度后下沉。為確保新老混凝土接合處強度達到原設計要求，在接縫處粘貼新型加固材料碳纖維進行加固?，F(xiàn)沉井已經(jīng)下沉到位，監(jiān)測結果表明，該設計方案非常成功，沉井本身結構及防水都達到原設計水平。

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工井安全，根據(jù)現(xiàn)場實際情況對1＃井必須進行處理。沉井需離開污水管一定距離。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)場情況，并結合實際，提出如下兩種方案：

（1）方案一

拆除已澆搗1＃井鋼筋混凝土結構。采用先施工圍護結構再進行基坑開挖并重新施工內部結構。

為確保工程的順利進行，不影響工程總的施工進度，圍護結構采用SMW工法，工法樁直徑850mm，內插型鋼，支護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。同時對污水管的加固，結合監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行跟蹤注漿。

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

（2）方案二

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

（2）鑿除混凝土后，在轉角處應增加水平筋并利用原來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，由于沉井重心偏移，勢必發(fā)生傾斜，施工時要對沉井周圍采取加固措施，保證其穩(wěn)定安全。另對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圖二。

圖二 切割平面圖

由于沉井下沉對周圍影響較大，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。這樣就不會因為沉井下沉時土的流動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，來往車輛頻繁，采用爆破方案勢必造成一定社會影響?；谀壳扒懈罴夹g比較成熟，新老混凝土結構連接技術以及加固技術的進步，經(jīng)綜合比較后，最后采取第二種方案。

4、監(jiān)測結果及經(jīng)驗總結

該沉井目前已經(jīng)按以上第二種方按切割完成，并已經(jīng)下沉到設計標高。

從最終監(jiān)測結果看切割后后澆沉井下沉到位后對合流污水管影響最大值為-6.2毫米，對超長工井最大影響值為-5.0毫米。均在保護安全范圍內。可見采取方案二是非常成功的。本工程難點在于：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)定問題，需加臨時支撐。2）如此高的混凝土沉井新老混凝土澆搗問題，澆注不好結構后期堵漏問題將非常嚴重。事實證明施工時通過調整施工工藝，以上問題是可以解決的。3）沉井下沉受力情況復雜，我們采用新型材料碳纖維加固，對結構強度及防水均增加了一定安全儲備。

綜上所述，在理論計算基礎上，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)做法無法解決的問題。本工程的成功實施對切割及加固技術在地下工程中的應用具有較大的借鑒意義。

[1]葛春輝.鋼筋混凝土沉井結構設計施工手冊.2004,10

[2]劉建航.基坑工程手冊

[3]徐維強.碳纖維復合材料的應用[J].碳纖維復合材料.1996,(3)

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.016