沉井加固处理施工方案

〔一〕北锚沉井底板砼施工情况及岩蕊取样情况
（1）沉井底板砼施工情况
　　北锚沉井长69.2米，宽51.2米，制作高度58米，沉井下沉58米，沉井下部8米是钢壳砼。沉井井壁厚2米，井内有南、北轴向各5道1米厚的隔墙，把沉井分为36个井格。隔墙底标高比刃脚底标高高2米，沉井中间的十字封底分区隔墙的底标高比刃脚底标高高0.5米，把沉井封底分为面积均等的四大区域，每个区有九个井格，每个区水下封底面积为879m2。
　　一桥四方通过对设计方案，施工方案和施工实施的共同研究，共同努力下，沉井于97年5月22日，顺利完成了沉井制作58米，下沉58米有施工任务。沉井终沉标高－55.6004米，比设计标高超沉了不到1毫米，最大高差4.7cm，中心位移7.8cm，最大转角5’32”,达到了非常优秀的标准。
　　根据施工进度的要求，经过一桥四方的多次讨论，讨论结果，为使沉井在清基过程中不发生较大的沉降，对四大区格采取逐区清基，逐区封底的方案。6月4日～6月6日进行第一次（即东北区）水下砼封底，沉井经过自沉及第一区的清基，沉降了38毫米，6月4日测得刃脚平均标高为－55.638米。
　　6月10日～6月12日进行第二次（西北区）水下封底，第二区清基使沉井沉降了10毫米，6月10日测得刃脚平均标高为－55.648米。
　　6月17日～6月19日进行第三次（西南区）水下封底，第四区清基使沉井沉降了8毫米，6月17日测得刃脚平均标高为55.656米。
　　6月23日～6月25日进行第四次（东南区）水下封底，清基工作使沉井沉降4毫米，6月23日测得刃脚平均标高为－55.660米。至目前为止，97年7月27日8时测得沉井刃脚标高－55.661米，沉井处于稳定状态。
　　四次水下封底砼共计约二万伍仟立方米。
　　6月27日～6月29日对C1、C20浇注20号水下填充砼约5800方，7月3日～7月5日对C16、C17浇注20号水下填充砼约5800方，并于6月25日根据设计处通知，对相邻的C18、C19井格先填15米黄砂，以减少填充砼浇注过程中对隔墙的侧压力。
　　由于对这一个世界第一大沉井的经验不足，在顺利通过下沉关后，虽在一桥四方的共同努力下，多次开会讨论研究，在北锚沉井的最后一关，即水下封底施工中，部分井格的封底砼质量出了问题。下面汇报岩蕊取样情况。
（2）岩蕊取样情况分析
　　为了摸清封底砼的质量情况，由大桥指挥部委托江苏省地质勘测院和中核芜湖基础公司，对36格井格逐格钻孔取蕊。
〔二〕加固处理方案的初步考虑
　　经过一桥四方多次开会研究，加固处理方案采取双保险的办法，对已浇注的胶结不好的砼采用灌浆的办法加固，并且还在已浇砼面上加盖一定厚度的砼。
（1）灌浆方案
1.施工方法
（a）灌浆孔布置
　　每个井格均按梅花形布置，灌浆孔孔距为1.5米，每孔的灌浆处理深度参改该网格取芯钻孔资料。分二序施工，第一序为1、3、5、7、9＃……，第二序为2、4、6、8＃……。
（b）底板上部为砼或浮浆层，中间为砂、石夹层，底部为砼底板的灌浆施工方法。
　　钻机在平台上作业，用F108或F127钻头开孔，清水钻孔，钻0.5m以后，下入F89或108套管，用速凝水泥浆将孔壁与套管间的缝隙密封。由于浮浆层有一定厚度，水泥含量较大，强度虽小可视不透水层，可用作灌浆的压重顶板，然后再用F73或F89钻头钻至处理深度，被处理底板的下部需留0.5m以上的厚度，以防跑浆。每个孔做为一个段次进行灌浆、灌前，先做压水试验，根据单位吸水量W值判断被处理段孔隙大小情况，然后配制相应浆液。采用500＃水泥制浆。浆液按水灰比1.5：1；1：1和0.8：1三个配比，按0.1、0.3、0.5MPa三级压力，以先稀后稠原则进行灌注。每次制浆200～300升，依吃浆情况随时调整。灌浆量小于0.4L/min时，继续灌90min即可结束。
（c）底板上部为砂石，中间为砂石夹层的灌浆施工方法。
　　应分两段进行灌浆处理。将套管下入上部0.5m处水泥浆密封后，钻至2m深，对表层2m段砂、石层进行固结灌浆。灌浆压力一般为0.1～0.3MPa，根据跑浆情况灵活控制，灌入0.8：1或0.6：1的浓浆，浆液中掺入2－15％的水玻璃，以加速凝固。水玻璃含量由小到大，灵活掌握。采用停停灌灌的方法进行灌浆。当表层浆液初凝后，继续钻孔至8m处，按方法（一）进行下部6m的灌浆施工。此时，可将板下地基土视为隔板，由于上部压力很大，下部跑浆的可能性很小。
（d）底板上部为砂、石夹层、下部为砼。
　　可按方法（二）首先对上部2m厚的砂、石进行固结灌浆。初凝后，钻至处理深度，将下部砼作为隔板，按方法（一）进行灌浆处理。选择A1、A4、C7、作为试验灌浆孔。
2.灌浆设备
　　计划用10～12套设备进行施工，每套设备主要包括：
　　（1）、150型或300型钻机 1台
　　（2）、立式搅拌机 1台
　　（3）、灌浆泵 1台
　　（4）、42或50钻杆 65m
　　（5）、89或108套管 60m
　　（6）、73、89、108、127岩芯管及钻头若干。
　　（7）、拔管机 1台
　　（8）、其它：电焊机 1～2台
　　（9）、每套设备用电量为50千瓦。
3.人员配备
　　项目经理1人，技术负责1人，每套设备工人10人，后勤人员3人，共计125人。计划昼夜全天施工，以尽快处理完毕。
4.工期
　　每套设备每天完成2－3孔灌浆，灌浆12个井格左右，估计工期30天。
5.质量检查
　　在灌浆区域内取芯做抗压强度试验，灌浆后强度达到C10～C25。
6.文明施工
　　施工前应编制施工组织设计，由项目负责人向施工人员进行技术交底。施工中应服从监理和甲方人员的安排，尊重他们的意见。文明施工，保证施工质量。
（2）覆盖层砼施工方案
1.清基
　　复层砼浇注前，根据潜水员水下探摸情况，用空气吸泥机，压力为25～26Kg/cm2水枪冲吸淤泥，尽量吸得彻底。
2.井内水位控制
　　为确保复层砼在静止水位条件下施工，根据近期测得沉井南外侧二个深井管内水位资料，井内水位宜控制在±0.00左右。初步考虑在0.50标高。实施时，根据管井内水位及长江潮汛确定，并由若干天的井内静水位观察。
3.施工方法
　　复层砼施工时采用每格布置二根砼导管，集中使用砼供用量和砼输送能力，分批准备逐格浇注。加工二个2.5×2.5×2.5m的大集料斗，要求放料灵活，放料门要专题设计、加工。每格井格布置二根Φ250导管。每个集料斗由2~3台泵车送料。二根砼导管同时开管，同时灌注。使每个井格的复层砼浇注时间缩短，这样砼的流动性较好，砼送料的初凝时间也可以减小。对水下砼的质量大小大有益处。具体方法如下。
a、导管
　　复层砼浇注前，全部使用δ＝6mmΦ250罗丝口的钢导管。漏斗下口带有相应罗丝口与导管罗丝口连接成一个整体，吊环设在漏上，漏斗由上海运来，容量约1m3左右，配专用拆管“卡座”。拆导管在平台上面进行。导管要进行5kg/cm压水试验，宜借用二航的塔吊，20米左右整体吊装，确保导管不漏水。球塞采用球胆。开管时，导管底离基底25～30cm。
b、平台和砼输送
　　平台设置在门吊竖杆（F406d＝10）上，标高＋0.50，用24号槽钢组成，砼输送管路在＋1.50米左右的排架上布置。，这样布置平台，其目的是使水下砼能在静水条件下灌注。根据沉井南侧二个深井降水管（64米深，插入第二层承压水层）水位测量记录，7月5日水位标高是－0.5米左右，7月27日已涨到＋0.50米。沉井南北二大区的渗水情况7月28日开始观察，所以平台搭设标高的确定，应根据覆层砼浇注时的长江潮位而定。复层砼的浇注按“分批准备，逐格浇注”的原则，每批若干井格，应把平台、排架都搭设好，砼输送管都布置好，待水位稳定后由远及近逐格浇注。一批浇注完毕后，在静水条件下，使砼养护至一定强度，再抽水至－2.8米标高（隔墙顶标高为－2.6米）进行第二批准备工作。
c、砼级配
　　砼选用25号（同封底砼设计标号一样）。到现场的坍落度18~22cm，初凝时间8－10小时。
4.劳动力组织
　　复层砼施工，由基础公司自有职工操作。每根导管每班安排4名起重工，4名普工，4～6名喂料工，1名起重指挥，1名测量工，1名技术员。总体劳动组织根据作业班次，另行上报。
5.其他
　　有关砼厚度，结构处理等问题，方案讨论后，根据设计、监理协商和批文执行。
6.质量保证措施
　　为了保证封底砼质量，使砼导管在下料后能形成可靠的均衡的砼堆，随导管内不断下料，砼在无水的导管内注入砼堆内，并使砼堆不断的扩散和升高。在隔水的条件下浇筑砼。
本工程在施工中必须做到：
　　（1）锅底基本平整，或型成比较规则的锅底，导管从低洼处开始浇筑水下砼。
　　（2）在每根导管开浇时，都必须备有足够的初灌量砼，本工程初灌量初定为36方。有三台泵车供料，六台搅拌车备料，开盘后根据前几根导管的实践后可作调正。前几根导管的初灌量要保守一些。
　　（3）起重设备提升导管，应有提升5米以上的能力，上部的导管要配有短管便于拆除。初灌时导管下离底面为25cm左右，测量要准确，不能大于40cm，以便形成砼堆，导管埋入砼的深度不得小于1米。
　　（4）每根导管内浇筑砼的间歇时间在15分钟左右，沉井比较深，导管体积达2.0m3，所以每次灌入导管的砼宜6m3，不宜太少，以免堵管。
　　（5）砼初凝时间宜为8－10小时，坍落度为20－22cm。初灌时坍落度为16cm，以便于形成砼堆。
　　（6）对于怀疑可能漏水的导管，不能盲目浇注砼，应用电筒吊下去检查后作相应的处理。
　　（7）封底前，应对全体施工人员进行认真的技术质量交底，明确操作要求和岗位责任。
7.安全保证措施：
　　1、施工前做好安全交底。
　　2、起重设备要进行试吊。
　　3、沉井周围回填土要划分施工道路和一般道路并用标志划出施工道路，施工道路要进行加固。
　　4、井上平台要有栏杆，“老虎口”要设安全措施。
　　5、井上平台要放置救生圈等设备。
　　5、电线、电箱要高出井内水位一定的距离，不能受潮和淹水。
北锚沉井水下封底修补方案
　　在业主、监理、总包、设计等各方的大力支持帮助下，北锚沉井水下封底于97年6月4日开始至97年6月25日封底结束。由于施工、管理等各方面原因，一些井格的水下砼质量不理想，经本项目部和上级技术部门研究商量，决定对质量有问题的井格再浇注4～5米厚的水下砼进行修补，方案如下。
一、清基
　　复层砼浇注前，根据潜水员水下探摸情况，用空气吸泥机配6Kg/cm2水枪冲吸淤泥，尽量吸得彻底。必要时由潜水员下水配合。为保护复层砼底部质量，基底应基本平整，如有深坑，用碎石铺平。为避免初灌时，砼冲击基底的砂、碎石等物，开灌前宜先在基底的导管位置处预放直径1米左右的砼或钢板。
二、井内水位控制
　　为确保复层砼在静止水位条件下施工，根据近期测得沉井南外侧二个深井管内水位资料，井内水位宜控制在±0.00左右。施工平台标高在±0.00以上。初步考虑在0.50标高。实施时，根据管井内水位及长江潮汛确定，并由若干天的井内静水位观察。
三、施工方法
　　复层砼施工时采用每格布置二根砼导管，集中使用砼供用量和砼输送能力，分批准备逐格浇注。加工二个2.5×2.5×2.5m的大集料斗，要求放料灵活，放料门要专题设计、加工。每格井格布置二根Φ250导管。每个集料斗由三台泵车送料。二根砼导管同时开管，同时灌注。使每个井格的复层砼浇注时间缩短，这样砼的流动性较好，砼送料的初凝时间也可以减小。对水下砼的质量大小大有益处。具体方法如下。
1、导管
　　复层砼浇注前，全部使用δ＝6mmΦ250罗丝口的钢导管。漏斗下口带有和导管相应罗丝口与导管罗丝口连接成一个整体，吊环设在漏斗上，漏斗由上海运来，容量约1m3左右，配专用拆管“卡座”。拆导管在平台上面进行。导管要进行4kg/cm压水试验，宜借用二航的塔吊，20米左右整体吊装，保证导管不漏水。球塞采用球胆。开管时，导管底离基底25～30cm。
2、平台和砼输送
　　平台设置在门吊竖杆（F406d＝10）上，标高＋0.50用24号槽钢组成，砼输送管路在＋1.50左右的排架上布置。复层砼的浇注按“分批准备，逐格浇注”的原则，每批若干井格，应把平台、排架都搭设好，砼输送管都布置好，待水位稳定后由远及近逐格浇注。一批浇注完毕后，在静水条件下，使砼养护至一定强度，再抽水进行第二批准备工作。选用的砼输泵要适合用5－40mm的石子。
3、砼级配
　　砼选用25号（同封底砼设计标号一样）。到现场的坍落度