[摘要]沉井施工技術(shù)在城市市政工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛,闡述沉井施工法的優(yōu)點(diǎn),對(duì)其施工工藝與要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的討論分析,最后介紹沉井施工易出現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法。
沉井施工的特點(diǎn)有作業(yè)面狹小,施工工序多,質(zhì)量控制要求高,施工過(guò)程錯(cuò)綜復(fù)雜,在修筑深基礎(chǔ)及地下構(gòu)筑物工程,當(dāng)遇到地下水位高的淤泥土層、施工場(chǎng)地狹小等條件時(shí),使用沉井施工技術(shù)能取得較好的施工效果、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。
1沉井施工的優(yōu)點(diǎn)
沉井施工法的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
1)沉井施工占地較大,開(kāi)挖的基坑則較小,土方的挖填量較小,并且能夠減少對(duì)鄰近建筑物、管線(xiàn)、路面等的不利影響。故在城市管線(xiàn)施工時(shí),常使用沉井做為泵房結(jié)構(gòu)或頂管工作坑,避免直接開(kāi)挖施工造成占地過(guò)大而影響道路交通,避免有鄰近建筑物存在而無(wú)法開(kāi)挖等問(wèn)題。但沉井較基坑大,開(kāi)挖工序復(fù)雜,施工時(shí)要特別慎重,且施工時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的對(duì)策。2)用沉井井壁作為深埋構(gòu)筑物的墻壁擋土或擋水,可以節(jié)省深基坑支護(hù)費(fèi)用。
2沉井的施工
沉井施工是個(gè)系統(tǒng)工程,對(duì)沉井施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。施工前充分掌握?qǐng)龅氐刭|(zhì)條件,包括水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件。重點(diǎn)探明沉井下沉?xí)r是否會(huì)遇到流砂、障礙物或管涌等現(xiàn)象,以便優(yōu)化施工方案,提前準(zhǔn)備應(yīng)急措施。
2.1場(chǎng)地準(zhǔn)備
沉井是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)重量大,對(duì)場(chǎng)地的要求高。澆筑沉井前,需平整場(chǎng)地。對(duì)體型大的沉井通常預(yù)先開(kāi)挖一定深度,以減少下沉工作量,降低施工作業(yè)面。基坑挖好后,根據(jù)地層情況對(duì)地基作適當(dāng)處理,通常用砂和枕木作鋪墊,砂墊層要分層夯實(shí)。有的沉井刃腳處標(biāo)高因結(jié)構(gòu)不同可能不一致,此時(shí)應(yīng)垂直井壁鋪設(shè)定位墊木,墊木頂面標(biāo)高保持一致,保證沉井位置準(zhǔn)確。
2.2澆筑沉井
當(dāng)場(chǎng)地準(zhǔn)備好后按規(guī)范和要求綁扎鋼筋、安裝模板,然后澆筑混凝土。井壁混凝土用插入式振動(dòng)器搗實(shí),澆注采用分層平鋪法,每層厚30cm,將沉井沿周長(zhǎng)分成若干段同時(shí)澆注,保持對(duì)稱(chēng)均勻澆筑,避免沉井傾斜。底板混凝土用平板振動(dòng)器振實(shí)?;炷翍?yīng)一次連續(xù)澆完,不宜留設(shè)水平施工縫。
2.3挖土下沉
沉井下沉的方法有:不排水下沉、排水下沉和先降水疏干后井內(nèi)干作業(yè)下沉。干作業(yè)下沉一般用于沉入深度不大的中小型沉井或于降低地下水的場(chǎng)地。
1)不排水下沉是在不降低或半降低井內(nèi)地下水的情況下,通過(guò)機(jī)械在井內(nèi)直接挖土或用排砂泵向外抽排泥砂使沉井下沉的方式,后者又稱(chēng)水沖下沉法。不排水下沉主要用于地層穩(wěn)定性差、地下水滲流量大、容易產(chǎn)生流沙或管涌的地層。2)排水下沉是在井內(nèi)邊排水邊挖土外排的沉入方法。主要用于地層比較穩(wěn)定、透水性較差、涌水量不大的地層。3)干作業(yè)下沉是在沉井施工前先把場(chǎng)地范圍內(nèi)的地下水實(shí)施降水疏干然后在沉井內(nèi)挖土下沉的方法。在下沉過(guò)程中保持疏干狀態(tài)。干作業(yè)下沉主要用于含水層厚度不大、地層比較復(fù)雜、地下水滲透性好、邊界補(bǔ)給能力較差的場(chǎng)地。
2.4接高沉井
體型復(fù)雜且沉入深度大的沉井應(yīng)該分成兩節(jié)以上分次接井下沉,節(jié)間搭接應(yīng)嚴(yán)格按鋼筋混凝土有關(guān)規(guī)范和規(guī)定進(jìn)行,以保證沉井的整體性。沉井接高一般在下面一節(jié)下沉到高出地面0.5-1.0m時(shí)進(jìn)行。
2.5沉井封底
當(dāng)沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止挖土,對(duì)沉井進(jìn)行封底。采用不排水下沉和干作業(yè)下沉的沉井應(yīng)采用干封底。不排水下沉的沉井在拋砂石料使之形成反濾層,再迅速抽干井內(nèi)水快速封底。
施工工序?yàn)樵诔辆林猎O(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止挖土,向井內(nèi)均勻拋填約0.5m厚的中細(xì)砂,再拋填0.3m厚級(jí)配,2-4cm的碎石,最后拋填厚度0.5-0.8m的塊石,可以使井底形成一個(gè)防止大量涌水涌砂的反濾層。封底準(zhǔn)備工作完成后,迅速抽干井內(nèi)水進(jìn)行封底,封底混凝土應(yīng)添加適量的添加劑。對(duì)涌水量較大的地層可在反濾層內(nèi)設(shè)置排水管向外抽水,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再封堵排水管。
2.6沉井下沉的觀(guān)測(cè)
在沉井下沉過(guò)程中要經(jīng)常觀(guān)測(cè)沉井的傾斜度和刃腳踏面的高程。在刃腳的入土深度未及沉井高度的1/3時(shí),應(yīng)重點(diǎn)對(duì)沉井井筒的傾斜度進(jìn)行觀(guān)測(cè);當(dāng)沉井刃腳踏面的高程下沉到距設(shè)計(jì)高程約2m時(shí),應(yīng)重點(diǎn)觀(guān)測(cè)對(duì)踏面高程及下沉量。
2.7沉井的糾偏
沉井施工過(guò)程中要加強(qiáng)控制,確保沉井準(zhǔn)確下沉到位,并要制定盡詳細(xì)的處理措施,為施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題做好準(zhǔn)備工作。
1)水平位移處理:糾正位移時(shí)先有意偏除土使沉井向偏位的方向傾斜,再沿傾斜的方向下沉,直至沉井底面中心與設(shè)計(jì)中心位置相合或接近時(shí),再將傾斜糾正或糾至相反方向傾斜一些,最后調(diào)整至使傾斜和位移都在容許偏差范圍內(nèi)為止。2)傾斜處理:沉井下沉過(guò)程中傾斜率要控制在1/150-1/200,超過(guò)1/200時(shí)就要進(jìn)行糾偏,糾偏方法是在傾斜的相反一側(cè)刃腳偏除土,并在壁外側(cè)射水沖刷,井頂施加水平力予以糾偏。3)沉井位置扭轉(zhuǎn)的糾正:沉井位置扭轉(zhuǎn)的糾正的方法為在兩對(duì)角偏除土,在另兩對(duì)角偏填土,借助于刃腳下不相等的土壓形成的扭矩使沉井在下沉過(guò)程中逐漸糾正其位置。
3沉井施工易出現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法
3.1流砂和管涌
流砂和管涌常在采用排水下沉施工中穿越粉、細(xì)砂層時(shí)發(fā)生。這樣會(huì)增加施工難度。大量外排涌出的泥砂會(huì)使沉井底部和周邊的地層局部被掏空,使沉井產(chǎn)生偏斜,甚至使井體遭到破壞,鄰近建筑物下沉、開(kāi)裂等。若流砂層較薄采取快速穿過(guò)的辦法;當(dāng)流砂層比較厚,無(wú)法快速穿過(guò),應(yīng)停止向外排水排土,改用不排水下沉。如果還解決不了,可采取井外降水疏干、施工防滲帷幕墻等方法止水。
3.2突然下沉
突然下沉一般是不均勻下沉,通常是向一側(cè)或一角傾斜,突然下沉的主要原因是外側(cè)壁摩擦力突然減少或井內(nèi)挖土不均。這時(shí)應(yīng)采取在不沉的一側(cè)抓緊挖土,糾正偏斜,糾正后要保持均勻挖土下沉。若在同一高度上兩面土層軟硬不同,要先挖硬土后挖軟土。
當(dāng)遇均勻突然下沉?xí)r,若地基土過(guò)軟,井體下沉不止,應(yīng)停止向外排水,改用不排水挖土下沉,以增大沉井的浮力,使其放慢下沉速度直至穩(wěn)定為止。
3.3不沉或慢沉
不沉或慢沉主要由側(cè)摩阻力大于沉井的自重或刃腳踏面過(guò)大、有障礙物等引起,應(yīng)充分挖除刃腳下的土,有障礙物的應(yīng)先清除障礙物。但仍無(wú)法解決時(shí),可在井壁外側(cè)用高壓水射刷,同時(shí)堆重物強(qiáng)迫下沉。
4結(jié)束語(yǔ)
沉井施工法是修筑深基礎(chǔ)和地下構(gòu)筑物工程采用的重要工法,當(dāng)遇到施工場(chǎng)地狹小及地下水位較高、涌水量較大或有地下承壓水、流砂、軟土等地質(zhì)條件時(shí),沉井施工是較為理想的選擇。但是在實(shí)際施工時(shí),必須嚴(yán)格按操作規(guī)程辦事,精細(xì)施工,嚴(yán)把工程質(zhì)量關(guān)。
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