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现代气压沉箱施工封底技术
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内容提示：现代气压沉箱封底施工是在沉箱下沉到位以后, 对沉箱下部工作室进行自动填充的一种新型施工工艺。该工艺预先在沉箱底板(即工作室顶板)制作时即按一定间距预埋导管, 采用泵车直接向工作室内浇筑自流平混凝土, 以保证混凝土在泵车压力及自重压力下可以在一定范围内自然摊铺, 直至封底混凝土充满整个工作室空间。封底混凝土达到强度后, 再对其与底板之间的空隙处进行压混凝土水泥浆处理。
【摘 要】现代气压沉箱封底施工是在沉箱下沉到位以后, 对沉箱下部工作室进行自动填充的一种新型施工工艺。该工艺预先在沉箱底板(即工作室顶板)制作时即按一定间距预埋导管, 采用泵车直接向工作室内浇筑自流平混凝土, 以保证混凝土在泵车压力及自重压力下可以在一定范围内自然摊铺, 直至封底混凝土充满整个工作室空间。封底混凝土达到强度后, 再对其与底板之间的空隙处进行压混凝土水泥浆处理。（参考《建筑中文网》）
【关键词】 地铁隧道 风井 气压沉箱 封底技术
0 前言
随着我国城市化进程的加速, 大量的城市地下建筑物在沿海软土地区兴建, 城市地下空间的开发和利用将越来越成为城市发展的趋势; 同时高层建筑、地铁、港口、桥涵、重型地下构筑物的建设对地下建构筑物和基础埋置深度要求也越来越高, 地下空间开发利用随之也进入了向更大深度发展的态势[1-3]。
在城市中心建筑物密集区开挖建设大深度地下空间, 往往面临施工场地狭小、周围重要设施众多的情况; 同时, 地下施工在开挖时往往会引起地下水位的降低, 进而导致周围地基的沉陷, 严重时可能会引起周围地基的塌陷, 给邻近建(构)筑物和地下市政设施带来严重的影响; 另外, 市区地铁隧道、地下高速道路、共同沟以及竖井风井系统工程的施工往往受到各方面的限制。相比之下, 气压沉箱工法在许多情况下能适应上述的特殊需求, 因而在工程应用中具有不可替代的竞争力及广泛的应用前景[4]。
本文结合上海市轨道交通 7 号线 12A标段浦江南浦站～浦江耀华站区间中间风井气压沉箱工程进行了分析, 重点研究了气压沉箱施工中的封底技术措施, 以期为今后大型地下工程的设计和施工提供一定的参考。
1 新型施工封底技术特点
传统的气压沉箱封底工艺是在沉箱下沉到位后, 将填充物(混凝土、或砂土等)通过物料塔一斗斗地运输至下部工作室内, 同时工作室内采用人工在高气压下将填充物均匀摊铺到工作室内, 直至填满。该工艺由于人工在高气压下作业, 操作空间小, 施工环境十分恶劣, 施工效率极低。
气压沉箱新型封底施工工艺是在气压沉箱施工中, 当沉箱下沉到位以后, 对沉箱下部工作室进行自动填充的一种新型施工工艺。该工艺采用预先在沉箱底板(即工作室顶板)制作时即按一定间距预埋导管, 导管直径与混凝土泵车尺寸相对应。在沉箱下沉过程中, 导管上端采用闸门封堵。当沉箱下沉到位准备封底施工前, 在沉箱底板上采用长导管一段与底板预埋导管连接, 另一段与地面泵车导管连接。采用泵车直接向工作室内浇筑混凝土。封底混凝土要求采用自流平混凝土, 以保证混凝土在泵车压力及自重压力下可以在工作室内一定范围内自然摊铺。当一处浇筑完毕后, 泵车移到下一导管处继续浇筑, 直至封底混凝土充满整个工作室空间。封底混凝土达到强度后, 再对其与底板之间的空隙处进行压混凝土水泥浆处理。
2 封底施工技术要求
沉箱下沉到位后, 应进行 8 h 的连续观察, 如下沉量小于 10 mm, 即可进行封底混凝土浇筑施工。
封底前须将挖掘机等主要设备拆除后, 再进行封底施工。具体做法为: 在底板结构制作时在底板上分三排, 共布置15 个预留管, 在沉箱下沉期间预留管在底板上采用上下双道阀门临时封堵。开始封底时, 将隔舱内的压舱水抽除, 然后将泵车导管与预埋管上口相连, 打开闸门, 利用泵车压力将混凝土压入工作室内。一处浇筑完毕后, 将闸门关闭。然后将混凝土导管移至下一处进行浇筑施工。
由于封底前需拆除工作室内的设备, 封底可分两次进行:
( 1) 第一次封底仅封堵锅底部分及刃脚地面以上 1 m左右, 以方便设备拆除施工。在封底混凝土达到强度要求后,可适当降低工作室气压后, 作业人员再进入工作室内拆除设备。同时也便于作业人员将刃脚部分浮泥清洗干净, 以保证第二次浇筑封底混凝土时能与刃脚紧密结合。
( 2) 在主要设备拆除后, 进行第二次封底混凝土的浇筑。在封底混凝土达到强度前, 工作室内应维持足够的气压。在封底结束后, 通过底板处预埋注浆管压注水泥浆进行空隙填充。
施工中应利用多辆泵车连续浇筑, 并保证混凝土浇筑的连续性。为保证混凝土能够充满整个工作室, 必须保证混凝土有较大的流动性, 因此混凝土的坍落度不宜小于 20 cm。浇筑顺序为: 从刃脚处向中间对称顺序浇筑。在混凝土浇筑前刃脚处的土应尽量掏除干净。向室内浇筑混凝土时, 由于工作室内气体空间逐渐缩小, 可将底板上设平衡阀适当放气, 以维持工作室内气压的稳定。
在封底后进行底板预留孔的封堵。
3 封底施工实施步骤
具体施工封底施工步骤如图 1。
4 结语
该工艺避免了人工在高气压下进行封底作业时工作环境恶劣、施工效率底等缺点。可实现沉箱工作室内无人化作业, 改善了工作环境, 提高了工作效率。同时采取自流平混凝土浇筑, 后压浆填充等手段, 可确保沉箱封底质量。
[1] 刘建航, 侯学渊. 基坑工程手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,1997.
[2] 徐安军, 王建华, 丁勇春. 上海地铁明珠线二期西藏南路站基坑施工技术[J]. 岩土工程学报, 2006, 28(1): 399- 403.
[3] 李耀良, 王建华, 丁勇春. 上海地铁明珠线二期西藏南路站地下连续墙施工技术[J]. 岩土工程学报,2006,28(1): 1664- 1672.
[4] 邹大庆. 沉箱工法[J]. 佳木斯大学学报(自然科学版), 2003, 21(2):201- 203.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200809/8888.htm
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