【摘 要】當(dāng)沉井通過(guò)沖吸法、吸泥法下沉無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)位置時(shí)，采用空氣幕減小沉井外壁摩擦阻力來(lái)達(dá)到沉井下沉的目的

【關(guān)鍵詞】空氣幕；摩擦阻力；沉井下沉

一、工程簡(jiǎn)介

武漢鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋北錨基礎(chǔ)采用直徑66m總高43m的圓形沉井，井壁厚度為12.3m，井壁上有16個(gè)直徑8.7m圓孔，中間設(shè)厚度1.4m十字隔墻。

沉井分三次下沉，第一次采用沖吸法下沉計(jì)10.925m，第二次采用吸泥法下沉計(jì)12.751m，第三次采用吸泥法下沉計(jì)21.329m，總下沉高度為45.005m。下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，其沉井頂面標(biāo)高為+19.000，低于地面(+23.000)4米。沉井外側(cè)面積8911.32m2。

二、地質(zhì)情況

錨碇處覆蓋層厚77.8～81.8m，表部為堆填土，厚度5～8m，堆土中存在巨塊石，直徑3～4m。第四系覆蓋層上部為②1層軟塑狀粉質(zhì)黏土(厚度3.6～4.4m)；中部為②4層中密狀細(xì)砂(厚度20.7～22.0m)、②5層密實(shí)狀中砂(厚度11.0～12.1m)；下部為③1層密實(shí)狀礫砂(厚度7.6～11.2m)、③2層圓礫土(厚度15.0～16.0m)及③3層可塑狀黏土(厚度7.5～10.7m)。礫砂及圓礫土中含少量卵石，粒徑以2～5cm為主，最大粒徑10cm左右，卵石成份主要為石英巖、石英砂巖。

采用雙橋靜力觸探4個(gè)孔位，受靜力觸探設(shè)備最大觸探深度的限制，每個(gè)勘探孔深35m。雙橋觸探取得實(shí)際數(shù)據(jù)參見(jiàn)“ 各深度的極限承載力、側(cè)壁摩阻力曲線圖”。

將氣龕分布在沉井外壁，分批用管道接致沉井頂部，當(dāng)沉井在下沉中受阻時(shí)，將高壓氣體通入沉井頂部的管口，氣體通過(guò)噴氣孔射出，將沉井壁與周圍土體形成空氣帶，極大的減少了沉井與周圍土體的摩擦阻力，達(dá)到下沉的目的。

本工程處的地質(zhì)以砂土為主，含部分粘土覆蓋層，適合采用空氣幕進(jìn)行助沉。在沉井下沉過(guò)程中，采用空氣幕助沉可降低沉井外壁的摩阻力，當(dāng)沉井下放到預(yù)定位置后，空氣幕停止，沉井外側(cè)的摩阻力會(huì)基本恢復(fù)。這就使得在沉井接高階段的下沉量明顯減小，有利于沉井的穩(wěn)定性。同時(shí)，將空氣幕結(jié)構(gòu)分區(qū)布置，能隨時(shí)對(duì)各個(gè)分區(qū)進(jìn)行控制，還有利于沉井糾偏糾扭施工。

四、空氣幕的施工工藝

1.空氣幕的制作

用木材加工氣龕，在沉井外壁模板上放樣，用木膠將氣龕固定在模板側(cè)面設(shè)計(jì)位置，同時(shí)將氣龕與主體鋼筋固定連接，預(yù)防氣龕在澆注混凝土過(guò)程中偏斜跑位，水平氣管安裝在氣龕內(nèi)側(cè)的凹槽中，混凝土澆注、養(yǎng)護(hù)完成拆模后，將氣龕鑿出，露出φ25mm水平氣管，用鉆孔機(jī)鉆5個(gè)φ1mm的噴氣孔，水平氣管上氣孔位置以稍微上偏，成15o和45o角，氣孔鉆成后及時(shí)打磨掉毛刺等。

2、空氣幕施工

施工程中，用木膠將氣龕木塊粘接在側(cè)模上，同時(shí)用鋼筋與沉井鋼筋連接輔助定位。為防止通氣管道脫落，采取在氣龕木塊上釘鐵釘+鐵絲綁扎固定氣管，使氣管限位在氣龕凹槽內(nèi)。

氣龕的排列：空氣幕上部2個(gè)區(qū)按2.25m2/個(gè)，以1.5m 為標(biāo)準(zhǔn)間距梅花形交錯(cuò)布置，下部4個(gè)區(qū)按1.44m2/個(gè)，以1.2m 為標(biāo)準(zhǔn)間距交錯(cuò)布置?；炷翝仓瓿珊?，鑿出氣龕，露出預(yù)埋的氣管，用鉆孔機(jī)鉆2個(gè)φ1mm的噴氣孔，氣管上氣孔位置以上偏45°，鉆孔后及時(shí)打磨掉毛刺等。

沉井空氣幕在水平面上均勻分16個(gè)區(qū)布置，每個(gè)區(qū)在豎直方向上分6個(gè)小區(qū)，共96個(gè)分區(qū)，即在沉井第二節(jié)至第七節(jié)外側(cè)壁布置，每個(gè)分區(qū)成一個(gè)獨(dú)立的供氣系統(tǒng)，沉井頂部和底部6.5m高范圍不布置空氣幕。空氣幕氣管按水平管布置，4根水平管用一根豎管連接供氣，水平管采用φ25的PP-R管，豎管采用φ32的PP-R管。預(yù)埋風(fēng)管的之間用熱熔連接，并且在接頭處用膠孔布裹

壁土壤液化，容易堵塞噴氣孔。

六、結(jié)論

第一次和第二下沉很順利，在第三次下沉距離設(shè)計(jì)標(biāo)高還有5.467m時(shí)，通過(guò)降水位減少浮力、吸泥等措施都不能達(dá)到下沉目的。經(jīng)研究決定開(kāi)啟空氣幕，空氣幕一共開(kāi)啟5次，每次持續(xù)時(shí)間為30分鐘左右，氣壓維持在0.62~0.71MPa之間，每次在開(kāi)啟空氣幕10分鐘左右，沉井內(nèi)外側(cè)開(kāi)始冒氣泡，由于本沉井10米外設(shè)置了地下連續(xù)墻，大量氣泡沿著地下連續(xù)墻冒出，極大的降低了空氣幕的功效，若沉井外側(cè)為均勻土體，其效果將會(huì)提高很多。

空氣幕分布過(guò)密，導(dǎo)致單個(gè)空氣幕在工作時(shí)氣體流量達(dá)不到要求，可適當(dāng)減少空氣幕的數(shù)量，同事增加每個(gè)空氣幕上的噴氣孔數(shù)量，將會(huì)提高沉井下沉功效。

參考文獻(xiàn)

[1]《沉井沉箱設(shè)計(jì)、施工及實(shí)例》 張鳳祥編著 北京 中國(guó)建筑工業(yè)出版社2010年5月 第一版

[2]《基坑工程手冊(cè)》 劉國(guó)彬 王衛(wèi)東主編 北京 中國(guó)建筑工業(yè)出版社2009 年11 月第一版