水力冲吸泥排土沉井施工工法.doc

水力冲吸泥排土沉井施工工法 福建省第一建筑工程公司吴建雄林玉标周继忠庄金平 1 前言 沉井施工法是修筑地下工程和深埋基础工程所采用的重要施工方法之一。由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软粘土为主组成的软土在我国南方沿海地区有广泛分布，这些土都具有天然含水量高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点。因此，在软土地质条件下修建地下钢筋混凝土泵房采用沉井的工法施工势在必行。但在施工中也容易出现下沉过缓、停滞不沉、下沉过速、突沉、超沉等现象。为确保地下钢筋混凝土泵房沉井施工质量与安全，本公司研究了在软土地质条件下的地下钢筋混凝土泵房施工工艺，经工程实践总结本工法。 2 特点 2.0.1 在软土地层中的排水下沉井施工中水力排土是既可靠又高效的出土方式，适用于任何平面尺寸的大中小型沉井工程。 2.0.2 水力机械破土排泥的主要设施为水枪和水力吸泥机（也可用泥浆泵）。施工设备构造简单，不易损坏，容易修复。 2.0.3 水力破土可适用于不同土层条件（粘性或砂性的软、硬土层），并可有效控制破土程序和位置，能使沉井干稳下沉，便于控制沉井终沉标高。 2.0.4 水力破土可避免挖深锅底，减少沉井突沉现象，易于保证沉井施工质量。 2.0.5 水力排土沉井可省去大型挖土和起吊设施，节省设备使用费，降低工程成本。 3 适用范围 本工艺广泛适用于有合适的水、电源和设置泥浆沉淀池条件的各类软土地层（淤泥、淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、粘质粉土、砂质粉土、粉砂、细砂等）中排水下沉的地下泵房、水池、油库、竖井等各类沉井工程。在地下水位较高的砂性土层中需配合井内外人工降水设施以防止流砂现象。在埋深大（17m左右以上）的粘性土层中，有时需配合井内外下部土层地基加固措施以防止大量涌土。 4 工艺原理 水力冲吸泥排土沉井下沉工艺使用高压水（水泵出口压力宜大于1.2MPa）通过水枪将土体破碎并与水枪的出水混和成泥浆，然后由水力吸泥机或泥浆泵吸排出沉井并经由输泥管路送至泥浆沉淀池沉淀，沉淀后的水再作为水力冲吸泥排土沉井施工的水源。随着井筒内土面逐渐降低，沉井筒身借其自重，克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉而就位的一种深基或地下工程施工工艺。 图4 水力冲吸泥排土沉井下沉工艺的循环过程示意图 5 施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程水力冲吸泥排土沉井施工工艺流程见图5.1。 图5.1水力冲吸泥排土沉井施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 施工准备 1 编制水力冲吸泥排土沉井施工专项方案；编制材料机具的进场计划。 2 5.2.2 基坑开挖 1 测量放线：采用水准仪、经纬仪根据图纸和地面导线控制点进行实地放线，并做好控制桩； 2 基坑底面的尺寸应比刃脚外壁大2～3m；应根据土质及施工需要确定基坑边坡； 3 基坑底部四周应挖设断面不小于30cm×30cm的排水沟，并接入基坑内的排水井中，集水井应比排水沟深50cm，用排水泵将水排到远离基坑的地方。 4 基坑开挖的深度，应根据土质、现场条件而定，一般在2.0m左右。 5 用1台挖土机挖土，人工配合修坡和平整场地，挖出的土方除部分堆放在周围修筑0.3m高、0.8m宽的护道挡地面雨水，多余土方运至指定场地。 基坑示意图见图5.2.21 5.2.3 混凝土垫、砂垫层 1 分节高度的确定：为减少荷载的数量，第一节沉井的高度可适当减少，但要保证在挖除垫层时能抵抗纵向破裂的要求。一般不应小于3.5m； 2 混凝土标号、厚度、宽度的选择：根据刃脚、井壁厚度，再加上以往施工经验，混凝土垫标号选用C20，混凝土垫厚度15cm，宽度要满足支模的需要； 3 砂垫层厚度的确定：厚度按下式计算确定： 5.2.3-1） 式中 h砂垫层的厚度（m）；G——沿沉井第一节圆周单位长度上的重量（KN/m）；R——砂垫层下土层的承载力（KN/m2）；L——混凝土垫宽度（m）；φ——砂垫层扩散角。 5.2.4 支排架及底模板 1 混凝土垫层上涂刷隔离剂或油毡铺设一道，按设计尺寸放线后在其上支设刃脚及井壁模板； 2 支撑排架在施工前应进行设计和计算，施工时应按设计的要求进行施工，确保支架的稳定和强度； 3 模板支设： 1）模板设计： 沉井模板的质量，直接影响沉井混凝土的质量水平。沉井模板设计，应根据模板的支搭高度与浇筑方式，对模板的强度、刚度、稳定性进行计算。做到构造合理、结构稳定、易于装拆、操作方便。模板采用木胶合板；根据经验支撑系统横挡采用60×80的方木，间距25cm；立挡采用φ48×3.5钢管，间距60cm；用穿墙对拉螺栓拉结，间距60cm；具体见图5.2.41。 2）施工脚手架：为保证模板的稳定，根据实际情况可在井壁外用φ48×3.5钢管搭设双排钢管