流砂层中骑马井竹笼法施工-任务书

论文导读：
摘要：本文介绍了流砂层中骑马井的竹笼法施工原理和方法，并做了简要的分析。
关键词：流砂 竹笼法 骑马井
近年来城市污水管道施工中常采用顶管或拖拉管的施工方法，这两种施工方法一次性管线施工长度较长，通常在180M左右，在如此长的线路上，都要施工中间检查井，用于检修和清理，有的也用于连接支管，也称“骑马井”，顾名思义，该井是先骑在管道上，井作好后再在管道上开孔，其施工过程形如骑马，俗称骑马井。通常顶管及拖拉管的深度较深，因此骑马井的开挖深度通常在3.5M以上，有的达到7M以上，对于南京市许多地方的土质而言，骑马井的施工犹如人工挖孔桩，由上而下人工开挖边砖砌护壁，井的直径通常随污水管直径，但最小应大于900MM，以便于人工上下。但当井底直径大于3M时，这种人工挖孔砖砌护壁的方法则受到一定限制。因为在高度不是很大的情况下，直径的变化不能太快，否则会引起塌孔，造成安全事故。
但是对于有流砂的土层而言，这种施工的难度还是比较大的。南京地区这种土质的地方还很多，如浦口地区临长江边的区域，下关和鼓楼的部分临江地区。由于这些地区土质属长江冲击形成漫滩地貌，除去表层杂填土和表层土，便是这长期地质年代里冲击而成的砂土层，其土壤颗粒很细，均匀，松散，无粘聚力，犹如工程上用的江砂。当地下水充满该土层时，就具备了流砂的形成条件。流砂，它兼有土的特性和水的特性，土的特性，是指流砂正常情况下你不去扰动它，流砂层上面往往有粘土杂填土层，或是基础，土层便是稳定的，且还具有一定的承载力；所谓水的特性，是指施工中一旦挖破它，则土就伴着水源源不断地流向基坑，或压力较小的地方，流量的大小取决于水的渗透压，在渗透压大的地方施工中曾见过流砂形成约60CM高的泥水夹泥柱。
流砂的流淌，对于土木工程的危害是相当大的，在施工中要么快速的施工完毕，回填放水，让流砂压力内外平衡。要么采取措施，如降水、打桩、注浆等办法，阻止流砂外流。如任其流淌，则因无法形成一个稳定的基坑使施工无法继续进行。在城市施工中，少量的流砂流淌，甚至是大量的地下水的局部流失都可使地面沉降，出现地洞，甚至建筑物开裂，极易产生质量事故和安全隐患。
对于位于流砂层顶管和拖拉管的中间检查井施工，首选方法还是采用井点降水，然后人工开挖，但这种方法的缺点一是时间较长，通常的井点降水对于水量大的一般要7天以上时间，加上安装要１０天以上；二是要占很大的面积，因井点降水对原有路面先要开挖，破除原道路面层和结构层，对道路交通会造成很大影响；三是这种方法造价比较高，一个检查井的造价占工程总造价的比重较大。四是这种方法因为大量的降水，排除了土壤中的大面积的水分，易造成路面沉降。这种方法还有个缺点就是对于较深的流砂（如地面以下8-11Ｍ）施工难度较大，难以实施。
其次采用搅拌桩止水支护，和前种方法一样，这种方法主要是是造价高，占地面积大。但是这种方法能够保持四周路面和周围建筑物结构的安全，对于顶管施工中工作井和接收井的施工，因为措施费相对于工程直接费的比例不是太高，易为工程所接受。近年来所谓“逆作法”施工顶管工作井和接收井的施工方法，即不用沉井法，用搅拌桩支护止水，然后由上而下分层浇筑工作井，这种施工方法得到了越来越多的肯定与运用，尤其是流砂现象较严重地区。但是骑马井因为其本身工程直接费很低，通常只有万元不到，如采用搅拌桩工艺，通常措施费就有7万元以上，难以被施工采纳。
这里介绍一种目前在南京地区还不常使用的施工方法，我们姑且称它为“竹笼法”。这种方法是人工打井过程中总结的一种对付流砂而有效的办法，笔者无法考证它的历史，估计在古代就已经采用，从材料使用上看，是江西、四川、湖南一带首先使用的，因为它使用了毛竹和稻草。而且古代都江堰的治水经验上也采用了类似的材料，如都江堰利用竹笼包裹石头用于挡水或护堤。从古至今，在人工挖孔桩和人工打井过程中遇到流砂层，人们首先想到的是用金属钢护筒，强行将边向下开挖，边用钢护筒下沉支护，边在护筒内侧砌砖内衬，在今年的下关区2010年雨污分流施工中，也就是拖拉管的检查井施工中，我们做过试验，发现这种方法并不成功，因为护筒无法阻止流砂的涌入，大量的流砂从护筒底部流入井内，造成护筒外部土体很大空隙，护筒本身因外面缺少土壤固定，或土壤本身不稳定，易歪斜，因其笨重，人工难以控制或纠正其位置，使得施工几乎无法进行。
我们寻到的这种“竹笼法”，它的基本原理是考虑到流沙的兼有土和水两种特性，对于土的特性，采用支撑将其固定，维持其形状，对于水的特性，采用疏导的办法让其流淌。这样就避免了其它目前所有施工方法中比较单一的要么强行堵水，如搅拌桩、钢护筒、井点降水、管井降水施工方案，要么完全大开挖让其流淌两种方法的弊端。这种工艺采用的材料就是竹片和稻草，把毛竹劈成约5CM宽的竹片，遇到流砂层时，用长竹片（一般5-6M）一圈一圈紧挨着向下转圈，边开挖就边转圈，利用毛竹的弹性挡住土体，因为散的竹片稳定性差，不能形成整体共同受力，所以插上竖向竹片筋，如编竹笼一般，形成一个有一定抵抗力的竖向竹笼。竖向竹片筋一般较短，1M左右长，它是用小铁锹随着转圈增加慢慢的砸下去的，长了就砸不动了，也不便于井下施工。竹片由于其有天然弹性，将土壤绷紧挤住，维持土壤不动，水则是不阻挡让其自由流淌，流到井内用小水泵边淌边抽，在这过程中，土壤往往伴着水形成流砂向井内流淌，这正是我们施工中最需要解决的。这时，稻草就发挥了作用，它在编竹笼过程中，如果见到有渗水出水点，就用稻草做成草束塞在出水点，这样水可以向外渗淌，而土则被稻草束过滤，留在原地。如竹笼四周有较多处出水，则在竹笼缝隙中撒上或编上或塞上稻草，尤其在有出水点的地方。这样边开挖，边用竹笼固定支撑，能够保持土体的稳定，使得打井或开挖顺利进行。当完成一定量时，即用砖砌护壁，这样挖砌交替，井就形成了。
“竹笼法”区别于其他方法的很大特点，就是不用阻水也不用降水，能够基本上维持原地下水的水压力，有利于用较小的代价保持水土平衡，不对路面和附近建筑物产生影响，不使得路面产生裂缝。它不论文导读：工工艺，它从理论上引导我们治理流砂还有一条轻巧的路，它材料不贵，造价不高，都是天然生长的植物利用。它的把流砂中水和土分开考虑处理，这种思路，独辟蹊径，值得我们总结和记取。它花了很小代价，维持流砂中摘自：毕业论文免费下载www.7ctime.com原有的水土平衡，动作很小，效果明显，很能体现现今顺其自然，保护自然施工理念。这种
像井点降水方法，将土壤中水分收集干净，这样，水是抽走了，但它带走了少量泥砂，更重要的是它破坏了土壤原有的平衡，使得原有土中因缺水而收缩，进而造成路面裂缝或建筑物开裂。而且“竹笼法”开挖的面积很小，水分也是自然流淌，时间很短，土体中水分流失量小，且能够很快恢复土中水压力，保持水土平衡。
这种施工方法有个缺点，就是开挖的面积不能太大，一般以直径1-2M为宜，因为受到竹片弹力的影响，井直径太大则竹片的崩力就体现不出来，竹片不能发挥弹力，流砂土就可能因阻挡不住而滑移，就不能保持土体稳定，而竹片的长度通常为6M左右，至少也要让竹片转一圈以上，从工艺上要求直径不能大。也就是说对于大基坑开挖不适用，特别适用于打井和人工挖孔桩。这种施工还有一个条件，就是流砂的水压力不能太大，具体说流沙中的出水点不能太多，用稻草能够塞得住，挡得住。如果开挖后到处都在淌水，漏水，四面楚歌，并且水流很大，水头很高，则这种方法也难以奏效。
以上介绍了流砂现象不甚严重条件下人工挖孔桩或骑马井的一种施工工艺，它从理论上引导我们治理流砂还有一条轻巧的路，它材料不贵，造价不高，都是天然生长的植物利用。它的把流砂中水和土分开考虑处理，这种思路，独辟蹊径，值得我们总结和记取。它花了很小代价，维持流砂中摘自：毕业论文免费下载www.7ctime.com
原有的水土平衡，动作很小，效果明显，很能体现现今顺其自然，保护自然施工理念。这种施工方法，在下关的雨污分流骑马井施工以及在浦口团结路顶管施工中，都取得了成功。
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