超深旋流沉淀池外筒壁施工技术

1、工程概况：

涉县天铁1750热轧板卷工程的旋流沉淀池为地下钢筋混凝土构筑物。本旋流池主要由内、外筒，顶层平台，泵站平台，吸水槽及池内铁皮沟组成。外筒外径28.5m，外筒内径26m，壁厚为1.25m，筒深34.5m。地质情况：±0~-14m为粉质粘土，-14m以下位粉质粘土和钙质胶结层相间的土层，厚度不等，局部存在较大的孤石。粉质粘土的极限摩阻力为7t/㎡。施工范围内未见有地下水存在。

2、施工方案的优化

2、1施工方案的选择

有三个方案可供选择：沉井施工方法，地下连续墙施工方法和逆作法施工方法。沉井施工方法，由于地质不均匀，可能造成下沉过程中筒壁周围的摩擦力不均匀，易造成外筒壁倾斜，钙质胶结层强度很高且粉质粘土摩阻力很高，该结构为超深结构可能造成下沉困难，有风险未采纳。地下连续墙方案存在成槽困难的风险未采纳。最后决定采用逆作法施工方案。

2、2方案的优化

1）方案的确定过程

最初确定从自然地面（-1.5m 左右）开始做起，为保证挖土的准确性，在地面上施工一圈150mm厚的混凝土带。为保证混凝土钢筋保护层厚度，挖土直径以外筒外径加大100mm 为准。由于-14m以上全部为粉质粘土，雨水或是上层浇筑混凝土泌水将会严重降低粘土的极限摩阻力，影响施工安全，后和设计院协商在筒壁增加12颗支撑桩和第一段筒壁外的环梁相连，来保证施工过程中的安全。

2）方案的优化

a、每段施工的高度的确定

最初和设计院确定的每段施工高度为2m，由于现场的土质较好，允许垂直开挖的高度可以增加，这样可以提高工程的施工速度，最后根据实际开挖的情况确定每段施工高度增加到4m。

b、施工方案的改进

在挖完第一段的土方后，情况发生了变化，主轧线的box基础图纸到位了，由于旋流沉淀池主轧线的box基础仅1.5m左右，如果按原方案施工，势必要影响主轧线基础的施工。根据情况我们对原施工方案作了如下变更：a）、主轧线基础底标高-10m，将逆作的第一段的顶标高下降，降至-10m，将-10m以上的土方全部挖出并通过轧线基础挖土的坡道将土方运走。-10m以下的部分采用逆作以上部分采用正作。b)筒壁外的环梁支撑桩也降到-10m。第一段逆作到-13m，为泵站平台的顶面。经过这样改进既不影响驻轧线基础施工又加快了沉井的施工进度。

3、主要施工方法

3.1土方工程

该工程土方工程量较大，总量约2万m3，且全为超深开挖，挖土所占的工期较长，每段的土方量约600 m3。采用一台1 m3的挖土机，用一台50吨和一台30吨吊车配相应的吊斗吊土。为保证钙质胶结层部分开挖顺利，为旋流井内的挖土机配备了液压镐头，遇到坚硬的钙质钙质胶结层或较大的孤石时，可先用液压镐松动破碎后再开挖。

这次土方施工我们做了一个创造性的改进，每次挖土在靠近外筒部分挖成一个环形的沟，中间形成一个圆台的形状，这样模板支撑部分可以直接以中间的土圆台为依托，大大减少了模板支撑的工作量加快了施工进度。见附图。

3.2钢筋工程

钢筋工程主要有两方面：竖向钢筋的连接及如何控制钢筋的几何尺寸和钢筋的保护层。每段竖向钢筋的预留搭接头，采用先超挖一定深度，然后待钢筋绑扎完后，将预留的接头范围内用砂回填平整压实后再支模板。

a、 竖向钢筋为φ25mm的二级钢筋，竖向钢筋连接全部采用电渣压力焊，由于竖向钢

筋待结构完成后受力为压力，经和设计院协商采用单面搭接焊，这样可以减小超挖的深度和回填砂的量，加快了施工进度。

b、钢筋的几何尺寸保证

每次先在竖筋的底部先固定一圈环筋并垂测好环筋的位置，竖筋以环筋为依托进行焊接绑扎。这种方法较好的控制了钢筋绑扎的几何尺寸和钢筋的保护层。

3.3模板工程

逆做部分全部采用定形大钢模板，正做部分采用胶合板和木方支模。大模板采用3.6m高2.3m宽。每段的支模高度为4m，在钢模上部用多层板支500mm 高300mm宽的环形加牛腿作为混凝土浇筑口。牛腿面高出施工缝150mm左右，以保证接缝的浇筑质量。为保证外筒的防水效果，本工程采用的是在施工缝处钉膨胀橡胶止水条。为保证混泥土接缝处的浇筑质量 ，每次钢筋绑扎完后回填砂时，回填成内高外低的形状，即外筒内部比外筒外部高150mm左右。见附图。

钢模的拆除和安装采用一台D60的塔吊配合，每次混凝土浇筑完后挖土前，大钢模不拆，只拆支撑部分。大钢模采取临时吊挂措施。待下部钢筋绑扎并检查完后，拆模支模同时进行。这种方法既保证了混凝土养护质量又加快了施工速度。（如拆钢模须将钢模吊到旋流井外部再挖土，安装时再从外部吊下来，工期长且不利于混凝土养护。）

3.4混凝土工程

混凝土浇筑采用混凝土泵车浇筑。由于下落高度较高4M,且又不能采用串筒浇筑。为保证混凝土的浇筑质量采取了如下措施：第一次浇筑先浇筑部分砂浆，待浇筑到500mm左右，再逐步移动泵管，环形分层浇筑。浇筑第一层要特别注意，要保证混凝土落下的位置始终有前面浇筑的混凝土流过来。要特别注意底部和顶部接缝处的混凝土振捣质量。

4、结语

1）该方案适用于土质坚硬，无地下水的超深构筑物工程。

2）逆作法土方挖土采用沟式开挖可以加快施工速度，节约人工及成本。特别适用于大型构筑物施工。

3）相同地质条件下的大型旋流池施工，逆作法比沉井施工法成功率高、风险小。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。