【摘要】隨著城市建設(shè)的發(fā)展以及工程施工技術(shù)水平的提高,沉井與沉箱施工已廣泛應(yīng)用于工業(yè)建筑的深坑,尤其是在公路橋基中應(yīng)用越來越廣泛,文章以沉箱技術(shù)在堤防施工中注意要點(diǎn)和沉井構(gòu)造以研究要點(diǎn),并對對混凝土沉井在深基坑圍護(hù)設(shè)計和沉箱技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了設(shè)計計算。
沉井是修建深基礎(chǔ)和地下構(gòu)筑物的主要施工方法之一。是在地面上或地坑中,先制作鋼筋混凝土井身,達(dá)到一定強(qiáng)度后,在井筒內(nèi)分層挖土,隨著井內(nèi)土面逐漸降低,使筒身借自重克服其土壁之間的摩擦阻力,不斷下沉就位的一種地下構(gòu)筑物或地下工程施工工藝沉箱則是基坑維護(hù)結(jié)構(gòu),屬臨時性施工。它一旦基礎(chǔ)施工完畢,他就失去了功能。無論沉井還是沉箱施工技術(shù)都對工程的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響,一旦失敗,不僅會影響工程期限,更會給國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財產(chǎn)帶來巨大損失。
1沉井簡介
沉井是修建深基礎(chǔ)和地下構(gòu)筑物的主要施工方法之一。它是在地面上或地坑中,先制作鋼筋混凝土井身,達(dá)到一定強(qiáng)度后,在井筒內(nèi)分層挖土,隨著井內(nèi)土面逐漸降低,使筒身借自重克服其土壁之間的摩擦阻力,不斷下沉就位的一種地下構(gòu)筑物或地下工程施工工藝。沉井的類型按橫截面形狀分類為圓形沉井、矩形沉井,如果按按豎向剖面形分類,可以分為柱形沉井和階梯型沉井。柱形沉井井壁截面形狀,上、下井壁厚度是相同的。適合于建筑物中建造深度不大的沉井。而階梯型沉井作用在沉井側(cè)壁上的土壓力和水壓力隨沉井深度增加而加大,階梯形沉井井壁平面尺寸隨深度呈臺階形加大,做成變截面。沉井一般由井壁(側(cè)壁)、刃腳、凹槽、底梁等組成。井壁要求沉井井壁不僅要有足夠的強(qiáng)度承受施工荷載,而且還要有一定的重量,以便滿足沉井下沉的要求。刃腳,井壁最下端一般都做成刀刃狀的“刃腳”,其主要功用是減少下沉阻力??紤]在沉井施工中便于挖土和抽除刃腳下的墊木。沉井重、土軟時,踏面要寬些。相反,沉井輕,又要穿過硬土層時,踏面要窄些。底梁在比較大型的沉井中,如果由于使用要求不能設(shè)置隔墻,可在沉井底部增設(shè)底梁,以便于構(gòu)成框架,增加沉井在施工下沉階段和使用階段的整體剛度。
2沉井施工技術(shù)要點(diǎn)
沉井的施工程序包括平整場地、開挖基坑、沉井制作、沉井下沉、沉井封底、封頂?shù)戎饕┕すば?。本主要介紹平整場地和沉井下沉這兩個環(huán)節(jié)。
2.1平整場地。要先將場地平整夯實(shí),以免在灌筑沉井過程中和拆除支墊時,發(fā)生不均勻沉陷。若場地土質(zhì)松軟,應(yīng)加鋪一層厚砂層,必要時,應(yīng)挖去原有松軟土層,然后鋪以砂層。沉井可在基坑中灌筑,但要做好排降水工作。平整范圍要大于沉井外側(cè)面1~3m,場地整平后進(jìn)行放線定位,定位要準(zhǔn)確,并經(jīng)驗(yàn)收合格后才能正式施工。在沉井制作期間,由于沉井可能出現(xiàn)不同程度的沉降,為安全起見,內(nèi)、外腳手架與井壁應(yīng)脫離,距離約30cm
2.2沉井下沉
沉井下沉常用兩種方法,一是排水開挖下沉,是指在穩(wěn)定的土層中,滲水量不大時,可采用排水開挖下沉。排水開挖下沉常用人工或風(fēng)動工具、或在井內(nèi)用小型反鏟挖土機(jī),在地面用抓斗挖土機(jī)分層開挖。開挖必須對稱、均勻進(jìn)行,使沉井均勻下沉。二是不排水開挖下沉基本要求是,井內(nèi)挖土深度,一般根據(jù)土質(zhì)而定,最深不應(yīng)低于刃腳2m。若土質(zhì)特別松軟時,不應(yīng)直接在刃腳下除土。盡量加大刃腳對土的壓力,通過粉砂、細(xì)砂等松軟地層時,不宜以降低井內(nèi)水位而減少浮力的辦法,促使沉井下沉,應(yīng)保持井內(nèi)水位高出井外1—2m,以防流砂涌向井內(nèi),引起沉井歪斜,并增加吸泥工作量。在沉井人土較深,井壁側(cè)面阻力較大,應(yīng)根據(jù)具體情況,采取有效的下沉方法。具體來講當(dāng)沉井混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求,進(jìn)行拆除承墊木工作,抽除刃腳下的墊木應(yīng)分區(qū)、分組、依次、對稱、同步進(jìn)行。下沉前先鑿除刃腳素砼墊層和磚胎模,墊層拆除先內(nèi)后外對稱進(jìn)行,并用吊車抓斗將井內(nèi)碎清理干凈。在沉井四周井壁上畫出測量標(biāo)尺寸、設(shè)立水平指示尺。利用吊車吊住抓斗挖掘井底中央部分的土,使沉井形成鍋底。在粘質(zhì)土或緊密土中,刃腳下的土不易向中央塌落,則配以射水管松土,或者利用水工在水下用高壓水槍和鐵鏟將土挖松,用砂、卵石或礫石將空隙填實(shí),同時在刃腳內(nèi)側(cè)填筑成小土堤,并分層夯實(shí),用空氣吸泥機(jī)吸泥并抽出,通過沉砂池沉淀過濾排入下水道。在下沉過程測量人員用水準(zhǔn)儀保持觀察,隨時指導(dǎo)沉井下沉,及時糾偏,保證均勻下沉。
3沉箱簡介
沉箱作為基坑維護(hù)結(jié)構(gòu),屬臨時性設(shè)施,一旦基礎(chǔ)施工完畢,它就失去了功用;但是,如果維護(hù)失敗則后果不堪設(shè)想,不僅會延誤工期造成經(jīng)濟(jì)損失,甚至危及人身安全,所以沉箱的設(shè)計、旅工就顯得尤為重要。沉箱結(jié)構(gòu)本身的重量不宜太輕,若重量太輕不利于下沉;如果沉箱結(jié)構(gòu)高度太高,則射流水槍的長度、膠管長度也相應(yīng)增加且操作不便。挖基面的高程與沉箱結(jié)構(gòu)頂部高程有密切的關(guān)系,而挖基面高程又受到地下水埋深,沉箱制作受到水位,挖基面地基所能承受的壓力等因素的制約。沉箱下沉主要是利用射流水槍的高壓水流,軟化或破壞原始地基來完成的。沉箱剛開始用人工挖出混凝土箱隔內(nèi)的土方,建筑物靠本身自重下沉。
4沉箱施工技術(shù)要點(diǎn)
為避免沉箱在運(yùn)輸過程中損壞,在場地允許的情況下,在現(xiàn)場進(jìn)行沉箱制作、施工。施工過程中各工序先后順序?yàn)椋簣龅仄秸?rarr;扎筋→支模→澆筑混凝土→拆模→養(yǎng)護(hù)→除土下沉→箱內(nèi)填料→箱蓋澆筑混凝土。場地平整,將回淤的基槽重新填平,場地平整后用蛙式打夯機(jī)夯實(shí),以防止由于地基不均勻下沉引起箱體裂縫,然后人工鋪筑10cm礫石墊層,石徑不大于2cm;扎筋沉箱不進(jìn)行二期混凝土澆筑,箱壁隔墻鋼筋同時現(xiàn)場綁扎,配筋相同,均為中12@20,內(nèi)外兩層鋼筋網(wǎng)片之間加設(shè)鋼筋;支模內(nèi)模、外模均采用酚醛板(1.2m×2.4m),板間拼縫于倉內(nèi)粘貼塑料膠條,板間對接面粘貼柔性泡沫止水膠條并壓緊,以防止混凝土振搗時漏漿;澆筑混凝土由于受場地限制,所以使用商品混凝土。混凝土由攪拌車水平運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場,泵車送混凝土入倉,插入式振搗器垂直振搗,每個沉箱施工過程中一次連續(xù)完成澆筑,不產(chǎn)生施工縫,但每個沉箱須按兩個井筒同時對稱均勻地分層澆灌,以免造成地基不均勻下沉引起箱體傾斜;拆?;炷吝_(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75%以后拆除摸板,注意要在拆除鐵管圍令、對拉螺栓及連接件后,由上而下水平拆除酚醛板;養(yǎng)護(hù),混凝土采用自然養(yǎng)護(hù),拆模后灑水并覆蓋麻袋片的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時間14天;除土下沉,沉箱澆注好后開始下沉,為保證沉箱均勻下沉以免拉裂墻壁,取土?xí)r人員沿箱四周均布。挖處的土及時裝人吊斗吊出,堆放在距槽7M以外的地方,箱下沉采取一次下沉到位,簡化了施工程序,縮短了作業(yè)時間;箱內(nèi)填料,箱下沉到設(shè)計高程8h以后復(fù)測沉箱位置,沒有變化,立即按設(shè)計要求在箱內(nèi)填充粗砂礫石,填料時一定要均勻,控制每個沉箱的兩個井筒內(nèi)填料高差在20cm內(nèi),否則有可能導(dǎo)致沉箱移位;要求每個沉箱填料一次填滿;箱蓋澆筑混凝土澆筑混凝土前用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)箱內(nèi)填充的粗砂、礫石,然后綁扎鋼筋,完成后支模板,并用預(yù)制水泥砂漿塊控制保護(hù)層,模板為定型鋼模,平板振搗器振搗混凝土,待混凝土初凝后,人工對箱蓋混凝土拉毛,以便于與上部漿砌石良好結(jié)合,混凝土養(yǎng)護(hù)時間為14d以灑水并覆蓋麻袋片的方法養(yǎng)護(hù)。
5結(jié)語
沉井沉箱技術(shù)在施工中有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),占地面積小,挖土量小,對鄰近建筑的影響比較小,操作簡便,只要按著技術(shù)要求規(guī)范,嚴(yán)格施工,就能保證建筑工程的質(zhì)量。
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