程金霞 李繼超 高福利

（中國(guó)核工業(yè)華興建設(shè)有限公司）

1 工程概況

某道路建設(shè)項(xiàng)目，毗鄰港口，屬長(zhǎng)江漫灘地貌單元，淺部分布厚層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，具有高含水量、高孔隙比、高壓縮性、變形大、承載力低等特點(diǎn)，易沉降和不均勻沉降，為典型的軟土地區(qū)。本工程污水管道（DN800）采用沉井和頂管施工，工作井和接收井均為圓形，外徑分別為8m和6m，沉井高度為7.25～8.58m不等，墻厚600mm。

本工程隨著項(xiàng)目的推進(jìn)分別遇到了沉井封底時(shí)井內(nèi)無(wú)水以及井內(nèi)涌現(xiàn)大量水的情況，分別采用了兩種封底施工技術(shù)：一種是干封底，即把井內(nèi)水排干或者井內(nèi)本身沒(méi)有水直接澆筑混凝土進(jìn)行封底的方法；另一種是水下封底，即在井內(nèi)有水且不排水的情況下進(jìn)行水下混凝土封底的方法。

2 封底施工技術(shù)適應(yīng)性選擇

根據(jù)沉井底部滲水量和土體穩(wěn)定性的不同，選擇不同的封底施工技術(shù)。干封底施工重點(diǎn)在于沉井內(nèi)可排水性、沉井周邊可降水性；而當(dāng)降水和排水的困難變大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致工程造價(jià)的增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響工期，則應(yīng)當(dāng)選擇水下混凝土封底施工，具體選擇如表1。

表1 封底施工技術(shù)選擇

3 封底條件

沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后觀察其穩(wěn)定性，每小時(shí)觀察自沉量，經(jīng)觀測(cè)在8h內(nèi)累計(jì)下沉量不大于10mm，或沉降率在允許范圍內(nèi)且沉井下沉已經(jīng)穩(wěn)定時(shí)，即可進(jìn)行沉井封底。

4 沉井干封底施工

4.1 排水后干封底施工

首先采用3～4臺(tái)水泵快速將井底水抽干，井底鋪設(shè)一層40cm碎石墊層并夯實(shí)，提高井底土層的承載力。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)遵循“由外向內(nèi)，從四周向中間”的原則，達(dá)到抑制泥沙上涌，使水流動(dòng)方向由四周流到中間，使浮式泥漿泵處于持續(xù)排水的狀態(tài)。沉井底邊碎石盡量鋪設(shè)到刃腳底部，可增加井壁與井底土的摩擦力，避免其繼續(xù)下沉。

在井底中間設(shè)置一個(gè)集水坑（如圖1），使地下水在集水坑中匯聚，設(shè)置一臺(tái)抽水泵抽水。當(dāng)水泵在集水坑中抽水時(shí)，混凝土泵車應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)等候，由于基底涌水量小，涌水速度緩慢，待抽干集水坑中水時(shí)，取出水泵并在集水坑中鋪設(shè)30cm中粗砂，再鋪設(shè)碎石墊層至井底粗平，然后及時(shí)澆筑封底混凝土。

面積不大于100m2的沉井應(yīng)一次連續(xù)澆筑，且澆筑時(shí)應(yīng)按照先低處后高處，先周圍后中部為原則，每層澆筑厚度控制在30cm左右，并采用振動(dòng)器振搗密實(shí)，使混凝土保持大致相同的標(biāo)高。澆筑混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高后需在封底混凝土頂面預(yù)留插筋，插筋采用φ16預(yù)留插筋，間距1500mm，梅花形布置，以保證封底混凝土與底板的一體性。

4.2 無(wú)水干封底施工

由于現(xiàn)場(chǎng)部分沉井施工井底未出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，井底直接取土清理后，使井底形成鍋底坑，坑底中心高程應(yīng)低于刃腳底部30～40cm，隨后直接進(jìn)行混凝土封底即可，再按照工藝流程進(jìn)行底板施工，灑水養(yǎng)護(hù)。

圖1 井底布置圖

5 沉井水下封底施工

5.1 水下封底混凝土厚度確定

根據(jù)《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》要求，水下封底混凝土厚度由混凝土板中心承受的最大彎矩值、混凝土板半徑、混凝土強(qiáng)度三個(gè)方面來(lái)確定。計(jì)算公式如下：

式中：

h——封底混凝土厚度；

K——安全系數(shù)，按抗拉強(qiáng)度計(jì)算的抗壓、受彎構(gòu)件為2.65；

M——板的最大彎矩（N·m）（Mmax=0.198pr2，p=48-24h）；

b——板寬，一般取1m；

fct——混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；

D——考慮水下混凝土可能與井底泥土摻混的增加厚度，一般取300～500mm；

本工程經(jīng)計(jì)算h=0.956m，取值1m。

5.2 水下封底前準(zhǔn)備

封底前，應(yīng)清理井底浮泥，并用30cm左右的塊石墊平超挖部分。

澆筑混凝土導(dǎo)管內(nèi)徑宜為200～350mm，上部設(shè)置1m3漏斗，漏斗底部管口設(shè)置塞管，用來(lái)分隔漏斗跟導(dǎo)管，導(dǎo)管使用前對(duì)管壁、焊縫接頭處進(jìn)行密封性試驗(yàn)和檢查。

水下澆筑混凝土強(qiáng)度為C30，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為P8，澆筑前應(yīng)做好坍落度試驗(yàn)，控制坍落度在18～22cm之間。若坍落度太小，進(jìn)入水下不易流動(dòng)，容易造成導(dǎo)管阻塞；坍落度太大，混凝土容易離析，水泥和砂石容易分離。

5.3 水下封底施工

沿底板面均勻布置3處混凝土導(dǎo)管灌注點(diǎn)，以保證澆筑厚度的均勻。

先用塞管將漏斗管口堵住，待混凝土灌滿漏斗時(shí)，快速將塞管用汽車吊拔出，由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土與水的接觸面積小，同時(shí)混凝土的比重比水大，拔掉塞管時(shí)混凝土就會(huì)把導(dǎo)管內(nèi)的水排出，成功流入井底，如圖2。

澆筑時(shí)，應(yīng)保證漏斗內(nèi)始終有混凝土，同時(shí)水下導(dǎo)管口應(yīng)保持埋入混凝土中200mm，不得中途停頓。在澆筑過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)對(duì)水下混凝土的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，并準(zhǔn)備多個(gè)塔尺多點(diǎn)測(cè)量，當(dāng)標(biāo)高相差較大時(shí)，應(yīng)緩慢移動(dòng)導(dǎo)管，將過(guò)低處補(bǔ)平，導(dǎo)管移動(dòng)時(shí)，應(yīng)使用汽車吊緩慢水平移動(dòng)導(dǎo)管，不得上下移動(dòng)，防止導(dǎo)管中進(jìn)水，破壞混凝土的和易性，影響封底混凝土的質(zhì)量。隨著測(cè)量的混凝土頂面標(biāo)高提升，逐漸提升導(dǎo)管，并保持水下導(dǎo)管口埋入混凝土中200mm。因井底多點(diǎn)測(cè)量標(biāo)高，為保證封底混凝土質(zhì)量，封底混凝土面的最終灌注高度，應(yīng)比設(shè)計(jì)值高出不小于150mm。灌注結(jié)束后，派潛水員在封底混凝土頂面預(yù)留插筋，插筋采用φ16預(yù)留插筋，間距1500mm，梅花形布置，以保證封底混凝土與底板的一體性。

澆筑完成后，將混凝土試塊放入水中，用同條件養(yǎng)護(hù)的試塊來(lái)確定水下混凝土的強(qiáng)度。當(dāng)封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值，且沉井能滿足抗浮要求后進(jìn)行井內(nèi)抽水，檢查混凝土封底情況，將表面質(zhì)量差、較為松軟薄弱的混凝土鑿除。

圖2 導(dǎo)管布置圖

6 封底質(zhì)量管控

6.1 沉井干封底施工應(yīng)符合下列規(guī)定

（1）沉井基底土面應(yīng)全部挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，待其下沉穩(wěn)定后再將井內(nèi)積水排干；

（2）清除浮土雜物，底板與井壁連接部位應(yīng)鑿毛、清洗干凈或涂刷混凝土界面處理劑，及時(shí)澆筑防水混凝土封底；

（3）在軟土中封底時(shí)，宜分格逐段對(duì)稱進(jìn)行；

（4）封底混凝土施工過(guò)程中，應(yīng)從底板上的集水井中不間斷地抽水；

（5）封底混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可停止抽水；

（6）集水井的封堵應(yīng)采用微膨脹混凝土填充搗實(shí)，并用法蘭、焊接鋼板等方法封平。

6.2 沉井水下混凝土封底施工應(yīng)符合下列規(guī)定

（1）應(yīng)將井底浮泥清理干凈，并鋪碎石墊層找平；

（2）底板與井壁連接部位應(yīng)沖刷干凈；

（3）封底宜采用水下不分散混凝土，其坍落度宜為180～220mm；

（4）封底混凝土應(yīng)在沉井全部底面積上連續(xù)均勻澆筑；

（5）封底混凝士達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度且沉井能滿足抗浮要求后，方可從井中抽水；

（6）井內(nèi)抽水后，應(yīng)檢查封底質(zhì)量，滲透部位應(yīng)及時(shí)予以堵漏處理。

7 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，本工程針對(duì)不同情況采取的干封底施工和水下混凝土封底都是成功的。相對(duì)于干封底施工，水下封底施工有著一定的特殊性，施工質(zhì)量較難保證。沉井封底施工技術(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，即涌水量多少和降排水難度，來(lái)選擇采用干封底還是水下封底。在沉井施工技術(shù)日益成熟的今天，掌握關(guān)鍵施工技術(shù)，加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)施工管理，不斷積累現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，才能夠保質(zhì)保量保工期的做好工程建設(shè)。