大桥钢筋混凝土薄壁沉井施工过程操作要点

  1、引言

  钢筋混凝土薄壁沉井广泛运用跨河道及滩地的桥梁基础施工,及含水量大的软弱深基坑承台施工中,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。因其适用范围广,施工形式多样化,施工成本低,施工进度快,施工安全性高等优点。

  2、工程概况

  广蒲河大桥为跨广蒲河及河边道路而设。广蒲河沿线路方向河堤宽度为72m、河面宽度为35m、常年水位深度1.8m。本桥2#墩设置予河中间,基础施工采用填土围堰结合土袋围堰进行防护。承台高度2.0m埋设予河底基床0.3m,承台底位于河道水面4.0m以下。河底基层为4m淤泥层。无法直接大开挖。根据现场情况及对比方案项目部采用钢筋混凝土薄壁沉井进行基坑开挖。

  3、施工注备

  3.1人员准备

  根据沉井施工的技术要求严、施工要求速度快等特点,在人员安排上利用现场管理人员的班底,安排1名经验丰富的技术主管管理现场,负责技术指导和质量管理。安排1名专职安全员负责现场安全施工,同时项目部其他部门人员协同管理。

  因沉井进度要求,项目部成立4个专业施工班组保障工期、安全质量,分别为:模板施工班组、钢筋施工班组、混凝土施工班组、沉井下沉施工班组。

  3.2机械准备

  项目部根据工期安排和施工现场实际施工情况,采用机械配置:长臂挖机1台、东风自卸车2台、污水泵2台、50KW发电机1台。

  4、施工工艺流程

  钢筋混凝土薄壁沉井井壁顶至刃脚底高为3.0m,井壁厚25cm,故井壁浇筑为刃脚底部至设计高程,沉井采用一次下沉。现成施工流程为:

  测量防线→垫层→钢板刃脚→沉井井筒的制作→养护→拆模→施工准备→凿除垫层→挖土下沉→下沉到位→水下混凝土封底

  5、施工方案及操作要点

  钢筋混凝土薄壁沉井组成包括刃脚、井筒、封底混凝土层,其平面形状多样圆形、矩形、椭圆形、菱形或其他不规则形状。现就黄大铁路广蒲河大桥水中墩承台施工中的矩形沉井来做施工技术分析介绍。

  5.1施工放样

  在设计的承台位置外对沉井进行施工放样,沉井内边线在承台基础上外扩80cm作为沉井内边线。根据沉井厚度放出外边线。放样结束后要注意对放样桩的保护,采用水泥砂浆对放样桩进行稳固,施工过程中任何机械施工或人员不得对放样桩有任何的破坏或移动。

  5.2沉井的制作

  5.2.1沉井基础

  根据沉井位置的地基承载力确定垫层厚度。在沉井边线两侧各扩20cm做10cm厚C15混凝土垫层。

  5.2.2刃脚的制作

  刃脚是沉井基础的关键部位。施工时沉井利用钢刃脚插入土层,工作面不断破土排渣,依靠井壁自重不断下沉,刃脚要有足够的强度及平整顺直。现场采用5mm厚钢板焊成45度刃脚,刃脚高度50cm。

  5.2.3沉井井筒的制作

  1)模板

  沉井制作采用钢模板,拼缝处均嵌海绵条以防漏浆,先立内模,待钢筋绑扎后再立外模。模板支立加固搭设钢管架进行,该钢管架同时作为模板支撑。

  竖向每隔1m在井壁内外设一道钢管箍,用撑轨撑牢;在内外模之间设Φ12拉杆,拉杆水平间距为0.5m、纵向间距1.0m,拉杆不设置套管。

  2)钢筋制作、绑扎

  钢筋在现场加工成型,钢筋绑扎要牢固、稳定,绑扎时要严格控制钢筋间距、钢筋搭接长度等;钢筋长度不够时,应采用焊接,钢筋接头位置设置予拐角处。

  3)混凝土浇筑

  沉井井壁一次浇筑,浇筑时要分层对称进行,每层厚度在30cm左右。控制混凝土入模速度,尽量减慢浇筑速度。混凝土振捣采用插入式振捣器,振捣由专人负责,要避免漏振。

  4)拆模

  混凝土达到强度后进行拆模。

  5)注意事项:

  ①模板安装铅垂与地面,且刃脚外侧竖直钢板与模板紧贴。

  ②刃脚内钢筋要与刃脚钢板焊接牢固。

  ③沉井井壁的铅垂度,避免向外侧倾斜。

  5.3沉井下沉

  5.3.1下沉前施工准备

  在下沉前,先在内外井壁上各对称弹出4条铅垂线,并在沉井内壁沿4条垂线悬挂垂球,以便观察沉井的偏斜量及时纠偏。

  在四角测量井筒的顶标高并计算下沉量及沉降到位标高。下沉量要将封底混凝土厚度计算在内,封底混凝土面与刃脚上边线齐平。并在沉井四角标识标高观测位置,以便随时测定沉井的下沉量。

  在沉井井壁外侧2m处冲入井点降水水管,冲入深度4.5m,开启井点降水设备。

  5.3.2垫层凿除

  凿除垫应分区、对称、依次地进行。混凝土垫层清除后,开始沉井的下沉。

  5.3.2挖土下沉

  1)在刚开始下沉时,采用长臂挖机挖土人工配合的方式。挖出弃土直接由自卸车运出施工范围堆放。长臂挖机挖除刃脚外30-50cm的土,靠近刃脚部分由人工挖除。沉井内土质不承重时工人作业要铺木板。并在沉井内设汇水点,使用污水泵抽排渗水,工作休息时间派专人看守。

  2)下沉过程中挖机挖除沉井外侧土以减少沉井外侧摩擦力。

  3)沉井应均匀下沉,刃脚处土要对称挖除每层不超过10cm。在下沉过程中,应掌握土层情况,做好下沉记录,随时分析判断土层摩擦力与沉井重力关系,选择最有利的下沉方法。

  4)每次下沉均要观察四壁垂球与垂线的偏差。在下沉过程中沉井有位移或偏斜时,应先摸清情况,分析原因,并采取相应措施。纠正倾斜时,可采取一侧偏除土、一侧偏重压、刃脚下支垫等方法。

  5.3.2下沉到位

  当接近设计量20cm时,只进行进行刃脚部位的取土,取土时一边观测,一边缓慢下沉。在达到沉降量时停止刃脚取土,平整沉井内土层。在沉井井壁做汇水沟,使用污水泵抽排。

  静置沉井使沉井达到稳定平衡。在沉井静置期时间内进行钻孔桩桩头破除工作,破桩头完成后进行沉井封底。

  5.3.2沉井封底

  整平沉井底部,预留汇水坑。封底混凝土使用C20混凝土,塌落度180-220mm。浇筑过程先中间呈扇形像四周辐射,浇筑过程不使用振捣棒振捣,使用铁锹配合整平,浇筑厚度20cm。浇筑面中间高四周底并在一角设置汇水坑。

  浇筑完成后停止在沉井内抽水,沉井外井点降水不停。待有一定强度后绑扎承台钢筋安装模板。

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