薄壁混凝土沉井围堰施工技术

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1、薄壁混凝土沉井围堰的施工技术王秀红1摘要：本文介绍了薄壁混凝土沉井围堰的施工方法，结合实践分析解决了一些新问题及难点，引进了水下灌注桩的工艺用于水下沉井围堰封底。关键词：薄壁混凝土沉井围堰，施工1工程概况捞刀河大桥位于长沙市二环线捞刀河上，为一座45m+3*70m+45m五跨变截面预应力连续梁公路桥。设计最高水位37.68m，常水位27.04m，最低水位23.72m，设计通航水位32m。主桥有0#~5#共6个墩，其中0#墩、1#墩地面标高位于常水位之上，2#、3#地面标高位于最低水位之下，4#墩地面标高位于最低水位与常水位之间，因此结合地质情况拟在0#台、1#墩采用挖孔灌注桩基础，在2#~

2、5#墩采用钻孔灌注桩，并且2#~4#墩设沉井围堰钻孔平台。2沉井围堰方案的分析与选择本工程沉井围堰为搭建临时施工钻孔平台并用作钻孔泥浆池之用，在满足施工要求的情况下应尽量经济、方便。2.1薄壁混凝土围堰与钢围堰技术经济比较（1）薄壁混凝土围堰比钢围堰自重大，下沉容易，一般不需要振动锤等大型设备；（2）薄壁混凝土围堰比钢围堰造价低；（3）薄壁混凝土围堰比钢围堰对地质要求低，可在土质较硬甚至岩土地质中采用；（4）钢围堰比薄壁混凝土围堰施工进度快，部分围堰可回收利用；（5）钢围堰可先在场外制作好，运输方便。根据经济和技术分析，为了增加工作面，加快捞刀河大桥的施工进度，节约建设投资，决定3#墩采用

3、钢围堰，2#、4#墩采用薄壁混凝土沉井围堰施工，薄壁混凝土沉井围堰内径为9.7m，壁厚0.5m。2.2沉井下沉安全系数计算下沉安全系数k=（G-B）/（T+R），一般应大于1.15～1.25。G指沉井自重及附加荷重，B指浮力，R指刃脚反力，如果刃脚底面与斜面的土方挖空，则R=0，T指沉井与土壁的摩阻力，T的计算模型见图1。5模型一模型二图1沉井下沉安全系数计算模型模型一：摩阻力随土深而加大，并且在5米深时达最大值，5米以下保持常值。T=πD（H-2.5）f，D指沉井外径，f指摩阻系数。该种方法较常使用，结果偏安全。模型二：T=πD[h+(H-h)/2]f，D指沉井外径，f指摩阻系数。该种方

4、法较接近实际情况。薄壁混凝土沉井围堰内径为9.7M，壁厚0.5m，混凝土方量为146.62M3，钢刃脚重30KN。计：D=10.7M，H=6M，f查得为25KN/M2，混凝土密度为24KN/M3。采用偏安全方法计算：K=（146.62*24+30）/[10.7*π（6-2.5）*25]=1.21﹥1.15，沉井下沉安全系数满足要求。3薄壁混凝土沉井围堰的制作沉井围堰位于浅水或可能被水淹没的岸滩上，采用筑岛制作沉井，并选择在枯水季节进行，具体作法如下（见图2）：（1）先用反铲平整场地，在平整的场地上筑岛。筑岛顶标高为29.5m，比常水位高出2.5m左右，采用双层编织袋装土护坡，坡度为1：2，

5、筑岛采用砂船直接卸砂于双层编织袋之间。（2）钢刃脚拼装焊接，拼装过程要以设计中点为准反复测量半径，宜偏大。焊接时不得留有大量焊苞，钢刃脚下口应为整体，焊接良好，利于下沉，减少各种额外的摩擦力剪力等的影响。（3）在拼好后的钢刃脚中空部分浇筑混凝土，埋入预埋钢筋。（4）在刃脚上再浇筑混凝土圈，高度为1m，各节段浇筑时，模板不得支承在地面上，应在上一节顶部预埋支承构件，防止沉井接高下沉的影响，各节段接触面要凿毛，各节沉井中轴线应相重合，并注意混凝土的养护工作。（5）混凝土达到一定强度后，开始下沉，在下沉一定高度且水平后，再浇筑下一节段钢筋混凝土沉井1m，为防止沉井在接高时突然下沉或倾斜，必要时在

6、刃脚下回填土等，接高浇筑过程中应均匀浇筑，使下一节受力平均。依次类推，浇筑下一节，共浇完10m高的薄壁混凝土沉井围堰。5图2筑岛与沉井围堰图3沉井围堰下沉4薄壁混凝土沉井围堰下沉前的准备（1）沉井外壁要求平整，凸出的各种预埋件要求切除，以减少外井壁与土的摩擦力，沉井内壁要消除人工或机械取土、吸泥的障碍，堵塞各种漏洞。（2）在沉井四周用红油漆划上尺寸刻度，以刃脚底部开始直到沉井顶部，并在旁边钉上标桩，以便于下沉时随时观察情况之用。（3）在沉井的东南西北四个方向各设置一块带垂球的木板以便随时观察沉井倾斜之用。（4）准备好下沉所需要的各种机械，如：抓泥机、吸泥机等。组织动员各种人员，并进行安全质

7、量教育。5沉井围堰下沉5.1下沉方法（1）挖除沉井内土，沉井内土质为素填、亚粘土及砂卵石土。不得挖除沉井外围填土。本工程采用不排水除土，边吸水边补充水见图3。（2）沉井内除土应先从中间开始均匀，对称地逐步向刃脚外分层取土，以期沉井均匀下沉，防止倾斜。特别是下沉初期，沉井入土较浅，容易发生倾斜，施工尤应注意，不得偏取土和偏压重。（3）为防止沉井下沉时产生较大倾斜，应根据土质情况，沉井大小，已入土深度等控制除土深度，在一般情