劉永鴻 白玉貴 牛文宣
(中交四航局廣州南沙工程有限公司)
肇慶市某污水管網(wǎng)改造工程項(xiàng)目某路段采用DN3000mm 頂管施工,頂管管材采用F 型承插口III 級(jí)鋼筋混凝土管,頂管長(zhǎng)度3118m,深約4.9m~12.4m,頂管工作井為9m 直徑鋼筋混凝土現(xiàn)澆圓沉井。場(chǎng)地地層由上往下為素填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土。
沉井是一種將在地面上制作成上下敞口帶刃腳的空心井筒狀結(jié)構(gòu),通過井內(nèi)取土使之在自重作用下沉入到地下預(yù)定深度的地下構(gòu)筑物。沉井施工控制不利的危害:①下沉過程中沉井傾斜,嚴(yán)重情況下甚至?xí)p壞沉井,造成質(zhì)量事故;②下沉過程中地面沉降,嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致地面標(biāo)高迅速的下降,造成安全事故;③路面恢復(fù)交通產(chǎn)生工后沉降,嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致通車路面大面積開裂甚至下陷造成交通事故,重新修復(fù)產(chǎn)生高額費(fèi)用且施工會(huì)嚴(yán)重阻礙交通通行能力。
本項(xiàng)目高壓旋噴樁樁徑均為φ600mm,設(shè)置三種不同作用的高壓旋噴樁,①沿著沉井刃腳位置均勻設(shè)置一圈32 根高壓旋噴樁,刃腳樁的作用是沉井在淤泥質(zhì)土層中下沉?xí)r不至于下沉太快,同時(shí)沉井沉到位后刃腳樁可起到支撐沉井的效果;②在沉井外壁兩側(cè)頂管洞口方向各設(shè)置一排16 根高壓旋噴樁,封口樁在頂管進(jìn)出洞時(shí)起到止水的效果,還有一個(gè)重要作用是用于沉井下沉?xí)r起到導(dǎo)向的作用;③在止水導(dǎo)向樁外側(cè)設(shè)置兩圈182根高壓旋噴樁,護(hù)壁樁的作用是沉井下沉過程中的可有效隔離地下水,同時(shí)隔離土體變形,不會(huì)因土體掏空,對(duì)周邊建筑物等造成危害。
三種高壓旋噴樁的施工順序?yàn)椋合仁┕し饪跇?,頂管洞口區(qū)域及上下3m;再施工護(hù)壁樁,沉井頂標(biāo)高至刃腳底標(biāo)高以下2m;最后施工刃腳樁,施工范圍從刃腳底標(biāo)高以下5m。
高壓水泥漿:壓力不小于20MPa,流量Q=70~80L/min。
漿液比重:采用P·O 42.5 普通硅酸鹽水泥,水灰比1.0,水泥漿液比重1.518g/cm3,水泥用量摻量不小于30%。
提升速度:鉆桿提升速度為8~12cm/min。
旋轉(zhuǎn)速度:16~20rpm。
沉井封底混凝土采用C20,井體混凝土采用C30,抗?jié)B等級(jí)S8。需要滿足抗裂要求且滿足強(qiáng)度要求,可采用不大于0.5 的水膠比,控制300~350Kg/m3的水泥用量(含摻合料),最大氯離子含量0.15%。
內(nèi)部控制是提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī),保證財(cái)務(wù)報(bào)告的準(zhǔn)確性及對(duì)法律法規(guī)的遵守性,單位的管理層及其相關(guān)人員積極采取戰(zhàn)略,為實(shí)現(xiàn)單位目標(biāo)而提供合理保障的過程[1]。透過組織文化可以了解到組織的精神、組織的管理思想、組織的價(jià)值觀念及組織的發(fā)展戰(zhàn)略,組織文化也是所有人員所認(rèn)同和恪守的價(jià)值觀念,反映組織的文化特色。內(nèi)部控制對(duì)于組織文化具有一定的指導(dǎo)、監(jiān)督以及約束作用,內(nèi)部控制的好壞將直接決定著企業(yè)未來的發(fā)展。隨著時(shí)代的發(fā)展,內(nèi)部控制與組織文化關(guān)系的研究成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),依賴組織文化與內(nèi)部控制之間的協(xié)調(diào),二者形影不離。
本項(xiàng)目沉井穿過的土層主要為素填土和粉質(zhì)粘土較穩(wěn)定且滲水量不大,采用旱地挖土下沉法。
下沉施工須沉井井壁混凝土達(dá)100%強(qiáng)度。沉井下沉前,沉井圓周4 等分處用油漆做好標(biāo)記,用于沉井下沉?xí)r進(jìn)行測(cè)量觀測(cè)。先拆除刃腳磚胎模和墊層混凝土,拆除時(shí)要四周對(duì)稱進(jìn)行,防止沉井因各個(gè)方向基礎(chǔ)承載力不同而產(chǎn)生偏斜。
圖1 工作沉井平面布置圖
圖2 工作沉井剖面圖
沉井下沉,通過液壓長(zhǎng)臂反鏟挖掘機(jī)在井筒四周行走挖土,清除刃腳上正面支撐力及沉井內(nèi)壁摩擦力、依靠沉井的自重緩慢下沉,配以射水管沖土的方式。分層開挖,層厚控制在20cm 左右。采用連續(xù)施工的方式,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)每節(jié)沉井下沉控制在4~6 小時(shí)。最后一節(jié)沉井下沉?xí)r下沉速度按前面每節(jié)的0.75 倍速度控制,當(dāng)沉井距離設(shè)計(jì)標(biāo)高20cm 時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制高差和下沉速度。
沉井下沉過程中測(cè)量非常關(guān)鍵,刃腳標(biāo)高的測(cè)量前幾節(jié)按2 小時(shí)1 次控制,最后一節(jié)沉井刃腳標(biāo)高測(cè)量按1 小時(shí)1 次控制,軸線位移每天都要測(cè)量不少于1 次,當(dāng)沉井每次下沉穩(wěn)定后進(jìn)行高差和中心位移測(cè)量。
沉井開始在素填土、粉質(zhì)粘土層中時(shí)下沉系數(shù)較小,在淤泥質(zhì)土中終沉?xí)r下沉系數(shù)逐漸增大,初沉相對(duì)較好控制,前面幾節(jié)做好糾偏,符合要求后才繼續(xù)下沉,可方便終沉階段的控制。下沉終結(jié)階段沉井不易發(fā)生偏差,同時(shí)偏差也很難糾正,只有偏差在容許范圍內(nèi)才能繼續(xù)下沉,這時(shí)應(yīng)以多微調(diào)為主,測(cè)量次數(shù)可增多,以使沉井下沉到位后標(biāo)高和偏位不超規(guī)范容許。
沉井下沉?xí)r可采用偏除土、壓重的糾偏措施應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的傾斜偏轉(zhuǎn)情況,確保沉井下沉偏差在容許范圍。偏除土即在下沉較慢的一側(cè)刃腳淘土,壓重即在下沉較慢的一側(cè)用挖掘機(jī)施加壓力。
及時(shí)回填沉井周邊沉陷坑:在沉井下沉?xí)r地表沉降由近及遠(yuǎn),由深漸淺,護(hù)壁樁有效阻止了地表下沉引發(fā)的水平位移,同時(shí)可將沉降附近的沉陷區(qū)及時(shí)填土,阻擋外圍區(qū)域向沉井方向的位移,進(jìn)而減小水平位移的不利影響。
沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高,經(jīng)三天下沉穩(wěn)定后,八小時(shí)累計(jì)沉降量小于10mm 時(shí),可進(jìn)行封底。
封底混凝土與井壁結(jié)合處應(yīng)清理干凈并鑿毛;基底為軟土層時(shí)應(yīng)挖除,可換填碎石墊層;沉井封底應(yīng)一次連續(xù)澆筑。
沉井在淤泥質(zhì)土層中時(shí),自重最大且下沉系數(shù)最大,按下式計(jì)算下沉穩(wěn)定性:
A1——隔墻底梁總支撐面積;
fa——地基土承載力。
通過旱地挖土下沉法施工,并對(duì)Y7、Y12、Y17、Y23、Y25、Y30、Y36、Y42、Y46、Y52、Y58、Y65、Y69 等13 個(gè)工作井進(jìn)行計(jì)算,下沉穩(wěn)定性控制在0.826~0.851 之間。
沉井下沉對(duì)周邊環(huán)境的影響,可通過事先在地表設(shè)置變形監(jiān)測(cè)點(diǎn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)、分析影響范圍、趨勢(shì)及影響程度,為指導(dǎo)下沉施工和控制施工影響發(fā)揮重要作用。
以沉井為中心,縱橫十字方向均設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),每側(cè)布置不少于5 個(gè)點(diǎn),相鄰點(diǎn)之間間距以50cm~100cm 為宜。
監(jiān)測(cè)任務(wù)開展的根本原則能系統(tǒng)反映監(jiān)測(cè)對(duì)象所測(cè)項(xiàng)目的重要變化過程,按經(jīng)濟(jì)合理可靠的準(zhǔn)則安排監(jiān)測(cè)過程,盡可能建立起一個(gè)完整的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
在監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置之后精確測(cè)定變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)、水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)初始值。在沉井下沉施工過程中,對(duì)土體產(chǎn)生擠壓、剪切等一系列作用,對(duì)周邊建(構(gòu))筑物、地下管線、路面等的影響較大,因此相應(yīng)地應(yīng)加強(qiáng)過程監(jiān)控。特殊狀況如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有異?;蛲蛔兓蛴鎏卮蠼涤?,應(yīng)當(dāng)加密監(jiān)測(cè)頻率,甚至跟蹤監(jiān)測(cè)。施工期間觀測(cè)頻率表如表1 所示。
表1 監(jiān)測(cè)頻率及預(yù)警值
監(jiān)測(cè)后應(yīng)及時(shí)收集整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和規(guī)范容許判斷其穩(wěn)定性和安全性,用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。
對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析評(píng)價(jià)主要包括下列方面:
對(duì)地下管線的水平位移(含位移速率和累積位移量)進(jìn)行定量分析,繪制位移時(shí)間曲線圖,調(diào)查位移速率增大的原因進(jìn)行仔細(xì)分析并詳細(xì)記錄。沉降、沉降速率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。各項(xiàng)監(jiān)測(cè)結(jié)果之間的相關(guān)影響關(guān)系要綜合分析并相互驗(yàn)證。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,全面分析沉井施工和頂進(jìn)施工對(duì)周邊建(構(gòu))筑物、地下管線、路面的影響。監(jiān)測(cè)資料要形成周報(bào)提交,不同工況下的施工時(shí)間及相應(yīng)施工參數(shù)要詳實(shí)。這樣形成的監(jiān)測(cè)報(bào)表才更具實(shí)用性和可靠性。每一施工階段結(jié)束后3 天內(nèi)提交階段小結(jié),要有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、有專業(yè)分析依據(jù)、有變化曲線相結(jié)合的結(jié)論。
本文針對(duì)肇慶市某污水管網(wǎng)改造工程項(xiàng)目某路段沉井施工,在淤泥質(zhì)土層作為持力層的情況,通過設(shè)置三種不同作用的高壓旋噴樁,達(dá)成旱地挖土下沉的沉井下沉工藝,針對(duì)沉井下沉后工后沉降的持續(xù)觀測(cè),實(shí)踐證明,沉井施工過程中偏斜率小于0.1%,沉井工后沉降控制在2mm 以內(nèi),成功解決了沉井施工過程中偏斜過大和工后沉降大的問題,提高了沉井施工的施工質(zhì)量。