沉井逆作法施工技术

第４０卷第３１期　２　０　１　４年１　１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．３１　Ｎｏｖ．２０１４　・１ｌ５・　・施工技术・　文章编号：１００９－６８２５（２０１４）３　ｌ一０ｌ１５—０２　沉井逆作法施工技术　王爱莲　（太原市市政工程总公司，山西太原０３０００２）　摘要：以太原市集中供热联网工程东中环主干线北沙河处的热力小室为例，根据实际情况，对不同施工方案的优缺点进行了分　析，经比选，采用井室逆作工艺进行施工，并着重论述了沉井逆作法的施工技术要点，为今后同类工程施工提供了参考依据。　关键词：沉井逆作法，基坑，施工技术　中图分类号：ＴＵ７４５　文献标识码：Ａ　１　概述　随着城市的不断发展，一些旧城市地下管线越来越陈旧，很　根据现场情况，２号小室挖深１１．２３９　ｍ。且小室北侧为迎春　街挡墙，现状挡墙与北沙河抢险路面高差为２．７６　ｍ，迎春街现状　施工中应加强对挡墙的沉降观测，且小室北侧侧墙　多管线已不能满足城市使用要求，而一些现代构（建）筑物日益不　车流量较大，现场无放坡场地。为防止小室基坑开挖对迎春　断耸立，使在城市道路中施工各地下管线增加了难度，特别是近　紧靠迎春街挡墙，年来，太原市处于集中供热大改造期，在一些旧居民区内和现有　街路面及挡墙的影响，因过迎春街已经进行顶管施工，在顶管末　端（迎春街南边坡）进行恢复混凝土砌块加固。　方案一：大开挖施工。基坑开挖前对迎春街道路进行加固，　道路旁施工供热管线小室受到了限制，特别是供热小室，采取基　坑大开挖方式，会引起周边构（建）筑下沉，存在质量安全隐患，沉　井逆作法适合此环境的施工。　支护采用钢板桩支护，为防止钢板桩打拔对迎春街路面及挡墙造　成影响，小室北侧的钢板桩打入后不再拔出。因开挖深度较深，　第一层开挖２　ｍ后再插入１２　ｍ钢板桩，内设有横撑和三角支撑，　挖掘机分层开挖，现状情况只有小室西侧为施工场地，当挖掘机　２工程实例　２．１　工程概况　太原市集中供热联网工程东中环主干线（北中环街至五龙口　无工作平台时，可在小室西侧设坡道，或者采用长臂挖掘机，土方　街）２号小室，桩号ＢＧ０＋０４２．８４４，２号小室北侧墙紧靠迎春街挡　随挖随弃，运距暂以７　ｋｍ计，小室周围严禁堆放土方。　墙，挡墙顶高程为８４３．５９４，小室顶设计高程８４３．２１，北沙河抢险　优点：施工方法简单，易于操作，成本低。缺点：挖土方量大，　路路面高程８４０．８３４，小室南侧为北沙河。小室东侧有现状电力　钢板桩打拔对周围土体扰动大，安全系数低。　排管，西侧无建（构）筑物。１号小室位于北沙河南岸树林内，１号　小室北侧紧贴北沙河片石挡墙，南侧有小区房屋及围墙。　方案二：逆作法沉井施工。　沉井分阶段制作、施工，由上至下施工，即先施工上层钢筋混　凝土和冠梁，挖下层沉井土方，下层沉井钢筋绑扎，下层沉井模板，　塑性区判据及其应用［Ｊ］．防灾减灾工程学报，２００３，２３（３）：　２．２施工方案设计　参考文献：　［１］ＺＩＥＮＫＩＥＷＩＣＳ　Ｏ　Ｃ，ＨＵＭＰＨＥＳＯＮ　Ｃ，ＬＥＷＩＳ　Ｒ　Ｗ．Ａｓｓｏｅｉａｔ一　ｃｈａｎｉｃｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，１９７５，２５（４）：６７１－６８９．　１－８．　中的若干问题讨论［Ｊ］．岩土力学，２０１０，３１（７）：２２８３－２２８８．　ｅｄ　ａｎｄ　ｎｏｎ．ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｖｉｓｃｏ—ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ　ｉｎ　ｓｏｉｌ　ｍｅ．　［６］　万少石，年廷凯，蒋景彩，等．边坡稳定强度折减有限元分析　［２］　Ｂｉｓｈｏｐ　Ａ　Ｗ．Ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｌｉｐ　ｃｉｒｃｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　［７］　宋二祥．土工结构安全系数的有限元计算［Ｊ］．岩土工程学　ｏｆ　ｓｌｏｐｅｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０００（３）：１９－５５．　报，１９９７，１９（２）：１．７．　［３］　费　康，张建伟．ＡＢＡＱＵＳ在岩土工程中的应用［Ｍ］．北京：　［８］　李春忠，陈国兴，樊有维．基于ＡＢＡＱＵＳ的强度折减有限元　中国水利水电出版社，２０１０．　法边坡稳定分析［Ｊ］．防灾减灾工程学报，２００６，２６（２）：２０７－　［４］　张鲁豫，郑颖人，赵尚毅，等．有限元强度折减系数法计算土　２１２．　坡稳定安全系数的精度研究［Ｊ］．水利学报，２００３（１）：２１－２７．　［９］　周容方，雷学文，孟庆山，等．基于ＡＢＡＱＵＳ的土质边坡渐进　［５］　栾茂田，武亚军，年廷凯．强度折减有限元法中边坡失稳的　性破坏数值模拟［Ｊ］．土工基础，２０１２，２６（４）：５６３９．　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ＷＵ　Ｓｉ．ｘｉｏｎｇ’ＳＵＮ　Ｔａｏ。　（１．Ｆｕｉｆａｎ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆｕｚｈｏｕ　３５００２５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｈｉｎａ　Ｐｅｏｐｌｅ’５　Ｌｉｂｅｒａｔｉｏｎ　Ａｒｍｙ　９２３０４，Ｓａｎｙａ　５７２０１１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｌａｒｇｅ．ｓｃａｌｅ　ｆｉｎｉｔｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＡＢＡＱＵＳ　ｗｉｔｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｆｉｎｉｔｅ－ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｔａｋｅｓ　ｄｉｓｐｌａｃｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ　ｉｎｃｒｅａｓ—　ｉｎｇ　ａｍｏｕｎｔ　ａｎｄ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｒｅｇｉｏｎ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ａｓ　ｓｌｏｐｅ　ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｄａｍａｇｅ　ｒｕｌｅｓ，ｃａｒｒｉｅｓ　ｏｕｔ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅ　ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｃｏｍｐａｒｅｓ　ｉｔｓ　ｓａｆｅｔｙ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｉｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈａｔ　ｏｆ　Ｓｌｏｐｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ　ｆｉｎａｌｌｙ　ｐｒｏｖｅｓ　ｉｔｓ　ｒａｔｉｏｎａｌｉ—　ｔｙ　ａｎｄ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｌｏｐｅ　ｓｔｂｉａｌｉｔｙ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ＡＢＡＱＵＳ，ｓｆａｅｔｙ　ｃｏｅｉｃｉｆｅｎｔ，ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　收稿日期：２０１４・０８—２６　作者简介：王爱莲（１９７０．），女，高级工程师　・１１６・　第４０卷第３１期　２　０　１　４年１　１月　山　西　建　筑　６）混凝土浇筑。混凝土为商品混凝土，混凝土专用运输车运　下层沉井混凝土，养护达到设计要求后，再开挖下一层沉井土方，　下一层沉井钢筋、模板、混凝土，直至达设计要求深度封底。如果　输，混凝土泵送车泵送混凝土。　按照逆作法，受现场条件制约，冠梁制作只能设置在沉井东、西侧，　人工在井下挖土，存在安全隐患。　优点：对周边构（建）筑物影响较小，土方量小。　本工程逆作法施工，沉井井体分节制作，分节浇筑，上下节施　混凝土的初凝时间，同一井段的混凝土连续浇筑，并在底层混凝　土初凝之前浇筑完上一层混凝土。下节井体混凝土浇筑前，将已　且冠梁需要承受很大重力，两侧冠梁能否承受小室全部重量，考虑　工缝处理尤为重要。施工缝为斜接缝，混凝土浇筑时间不得超过　缺点：分节井体间施工缝如处理不好，井体整体渗水性能不好。　浇混凝土表面凿毛、冲洗干净、保持湿润，浇筑下节井体混凝土　通过以上比选，为确保现有建筑物安全，采用井室逆作工艺施工。　时，在施工缝处先铺一层厚度为１５　ｍｍ一３０　ｍｍ的与混凝土同强　２．３逆作沉井施工方法　１）施工顺序。沉井分阶段制作、施工，由上至下施工，即先施　度的水泥砂浆，使新旧混凝土紧密结合。　７）封底。当施工至最后一节井体时，先施工井室底板，再施　　工上层钢筋混凝土和冠梁，挖下层沉井土方，下层沉井钢筋绑扎，　工最后一节井体。浇筑完底板混凝土后，最后一节井体钢筋要与上节井体预留　下层沉井模板，下层沉井混凝土，养护达到设计要求后，再开挖下　　层沉井土方，下一层沉井钢筋、模板、混凝土，直至达设计要求　钢筋及底板上翻钢筋进行焊接。８）工程实例图见图１。　深度封底。　一为保证周边土体安全，井体高度应根据土质情况确定，本工　程为湿陷性黄土，地下水位高，土体本身自立性较好，冠梁计戈０为　２　ｍ，其他每节井井体为１．０　ｍ。　２）土方开挖。开挖前必须探明周边地下水位情况、地质情　况，本工程地下水位较高，为湿陷性黄土，可以直接开挖。　冠梁土方开挖采取挖掘机开挖，人工配合，以下井体开挖采　取在基坑内设一台小型挖掘机开挖，人工配合，出土方式采用２５　ｔ　吊车吊运土方运输至地面。基坑开挖严格分层进行，均匀对称开　图１工程实例图　挖，严禁超挖，周边１　ｍ～３　ｍ内严禁堆载任何杂物。下节井体开　挖必须待上节井体混凝土强度达到设计强度的７０％以上，方可　进行。　２．４质量控制要点　１）沉井逆作法比较适用于基坑坑边紧邻构（建）筑物，沉井分　节制作分节开挖，对土体的扰动小，构（建）筑物沉降量小，有利于　保护周边构（建）筑物。　２）在施工过程中应随时进行沉降观测，若下节沉井开挖过程　中出现塌方、上节沉井突然下沉等突发情况时，应立即停止施工，坑　３）冠梁施工。冠梁为沉井逆作施工的首道工序，冠梁需承受　整个小室全部重量，必须严格按设计规范施工。　基坑开挖至冠梁设计高程后，本工程因小室南北向无施工场　地，故在小室东西两侧多挖２．５　ｍ，将２．５　ｍ宽度的土方平整并夯　实，在其上浇筑４０　ｃｍ厚Ｃ３０商品混凝土。底模直接利用已经浇　内人员撤离施工现场，待采取措施满足安全要求时方可继续施工。　３）分节沉井施工缝的处理至关重要，施工过程中应严格按规　筑好的Ｃ３０混凝土平台上，在冠梁井内与第一井段接缝处沿围护　内周开挖一条深８０　ａｍ、宽为８０　ａｍ的沟槽，在该沟槽中回填细　砂，并振实，上铺枕木支垫底模。为保证下部混凝土密实度不因　范及设计要求进行施工，保证井体的渗水性能。　４）施工前应认真调查周边地质情况和地下水情况，如遇有地　下水，必须采取有效的人工降水措施，保证地下水位位于坑底高　程以下５０　ｃｍ方可开挖。　底模向下预留钢筋可能存在缝隙而受影响，底模向下移１０　ｃｍ，拆　除模板后再将该部分混凝土凿除；侧模采用木模。　４）钢筋工程。钢筋按设计图纸下料加工，钢筋安装时应预留　５）井体混凝土必须保证连续浇筑，施工现场必须准备一台柴　油发电机，以供突发停电时临时供电使用。　６）沉井逆作法最后一节井体的施工为先施工底板再施工最　后一节井体，施工时应注意施工顺序。　下节段井体钢筋，上下节井体钢筋主筋为焊接，为保证同一断面　焊接接缝数量不大于５０％，采取间隔焊接，上节井体钢筋预留钢　筋为一长一短，以利于间隔焊接，保证接缝数量。　３结语　本文所述工程实例小室采取沉井逆作法施工，解决了迎春街　良好，可适用于基坑边有现状构（建）筑物的施工。　５）模板。模板采用定型钢模板，为保证钢筋的保护层，用与　＋１４钢筋支撑，间距１．５　ｍ。　混凝土同标号的水泥砂浆垫块控制保护层，内外钢筋之间加设　挡墙下沉问题，增加了基坑开挖的安全系数，现已施工完工，效果　为保证下节井体浇筑混凝土，在与上段混凝土井体连接位　参考文献：　置，模板外侧模上口设一杯形投料口，高出上下段接缝３０　ａｍ，宽　［１］　刘国彬，王卫东．基坑工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出　出井内壁２５　ｃｍ，混凝土浇筑从投料口人料。　版社．２００９．　Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｏｐｅｎ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｉｎｖｅｒｓｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ＷＡＮＧ　Ａｉ－ｌｉａｎ　（Ｔａｉｙｕａｎ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｎｏｒｔｈ　ＳｈＯｅ　ｈｅａｔ　ｃｈａｍｂｅｒ　ｏｆ　Ｅａｓｔ　Ｃｅｎｔｒａｌ　ｍａｉｎ　ｌｉｎｅ　ｏｆ　Ｔａｉｙｕａｎ　ｃｅｎｔｒｌａｉｚｅｄ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｓ　ａｌｌ　ｅｘａｍｐｌｅ，ａｃｃｏｒｄ－　ｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ａｎｄ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，　ｕｓｉｎｇ　ｗｅｌｌ　ｃｈａｍｂｅｒ　ｉｎｖｅｒｓｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔＯ　ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ，ａｎｄ　ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｍａｉｎ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｏｐｅｎ　ｃａｉｓ—　ｓｏｎ　ｉｎｖｅｒｓｅ　ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｆｕｔｕｒｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｐｅｎ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｉｎｖｅｒｓｅ　ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ