【摘要】沉井作為深基施工法就地質(zhì)條件而言,沉井適用于地基松軟的、飽水的和比較容易挖掘的土層;就建筑物性質(zhì)而言,沉井適用于平面尺寸不大而緊湊,基礎(chǔ)深度較大的地下構(gòu)筑物。本文通過卡岔河整治北蓮護(hù)岸工程實例,介紹了沉井在河道整治工程中的應(yīng)用。
1自然情況
卡岔河為拉林河的一級支流,源于老爺嶺山脈慶嶺山西麓。源頭位于舒蘭市二道鄉(xiāng)朱家小院東南溝,東經(jīng)126°58′,北緯44°12′。境內(nèi)河長65公里??ú砗恿饔蛳凳嫣m市中部丘陵地區(qū),山丘漫崗多、溝溝岔岔多,荒山禿嶺多,水土流失嚴(yán)重,是本市植被最次的地區(qū),山禿水急,降雨驟下,極易成災(zāi),平川耕地常遭水沖沙壓之患。另外河道比降大、沖刷力強(qiáng),洪、枯水位變幅較大??ú砗拥谭朗冀ㄓ?966年,堤防全長47.68公里。蓮花鄉(xiāng)北蓮護(hù)岸工程位于卡岔河右岸,此段河道蜿蜒曲折,每到汛期洪水一來,河岸崩塌,大片土地形成溝壑,并逐年向兩岸侵蝕,現(xiàn)已逼近卡岔河堤防,堤防已經(jīng)受到嚴(yán)重威脅。汛期堤腳沖刷嚴(yán)重,經(jīng)估算最大沖深4.5米。
該護(hù)岸工程設(shè)計的規(guī)格是基礎(chǔ)寬5米,地面寬3.0~4.0米,頂寬和高度1.0~2.0米,基礎(chǔ)采用漿砌石結(jié)構(gòu),其上采用干砌石護(hù)岸。在施工中為了防止彎道橫向環(huán)流淘刷,在緊靠水邊的砂卵石灘地上施工基礎(chǔ)怎么處理是個急待解決的問題。
2沉井特點及在河道工程中應(yīng)用的可行性
根據(jù)經(jīng)驗,天然地基越深時遇到地下水的可能性越大,對流入基槽的水越難對付,而且基槽壁的支撐系統(tǒng)越復(fù)雜,尤其是鄰近建筑物的地基標(biāo)高高于修建中建筑物的地基設(shè)計高程時,沉井則是適用于地下水量大的深基施工方法之一。
沉井作為深基是否可以采用,主要取決于建筑物的性質(zhì)和地質(zhì)條件。就地質(zhì)條件而言,沉井適用于地基松軟的、飽水的和比較容易挖掘的土層。就建筑物性質(zhì)而言,沉井適用于平面尺寸不大而緊湊,基礎(chǔ)深度較大的地下構(gòu)筑物等等。因此,沉井在工民建或橋墩泵站的水下部分經(jīng)常被采用。
蓮花鄉(xiāng)北蓮護(hù)岸工程的施工條件是在漿砌石墻4米外,靠近水邊,或在淺水中的砂卵石層上進(jìn)行,基礎(chǔ)砌筑深度要求達(dá)到5.0米,雖然平面尺寸大又不緊湊,但若采用其他措施只有大開挖,由于施工排水無法解決,所以采用沉井施工法是適宜的。
3沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工
3.1沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)設(shè)計要求,進(jìn)行了沉井高度、結(jié)構(gòu)尺寸、下沉深度、下沉計算和強(qiáng)度計算。
沉井高度,根據(jù)沖刷深度分別采用4米和5米兩種,單個沉井長10米,底寬分別為2.7米和3.0米,壁厚0.3米,為了增強(qiáng)沉井剛度,減少井壁受彎曲時的凈跨距,并使挖土和沉放均勻,每個沉井均采用單排三孔型式。
下沉深度,根據(jù)地形條件,設(shè)計時按井頂與地面相平和低于地面1米兩種形式考慮。
下沉計算,經(jīng)計算自重和兩側(cè)楔形土體重,大于總摩阻力可以下沉。
強(qiáng)度計算,按結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了內(nèi)力和配筋計算。
另外,還做了當(dāng)河道達(dá)到設(shè)計沖刷深度后的深井抗傾、抗滑計算。
關(guān)于沉井刃腳設(shè)計,通常用鐵件保護(hù)刃腳底部,在設(shè)計時考慮砂卵石地基沒有其他障礙物,所以也沒有埋設(shè)鐵件。由于刃腳高只有0.15米,所以不進(jìn)行刃腳撓度的內(nèi)力計算,只增加了加強(qiáng)筋。
3.2施工
護(hù)岸工程施工時先進(jìn)行沉井工程,施工時首先在距離堤腳5米處平行堤防軸線先澆筑一、三、五……節(jié),而后澆筑二、四、六……節(jié)沉井,井際間距0.3米,待拆模后每節(jié)沉井內(nèi)下去3個人,用鍬鎬和撬棍開挖,上面由人力拉吊籃運(yùn)土。井中遇水后用水泵排水,由于設(shè)計時對沉井的澆筑要求、沉放辦法、井際間土料如何取出以及沉井在未達(dá)設(shè)計深度遇到較大孤石如何處理等問題有所考慮,并在施工中又都有所準(zhǔn)備和采取了相應(yīng)的措施,所以全部沉井澆筑下沉基本比較順利。
4結(jié)語
在我省的水利工程中,采用沉井施工法比較少見,卡岔河蓮花鄉(xiāng)北蓮護(hù)岸工程采用此法作為基礎(chǔ)工程是在特定條件下而采用的。沉井施工法雖然造價較高,但是在特定條件下的水利水電工程中也是有應(yīng)用前景的,而且總的基礎(chǔ)造價不一定比其他方法高。
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