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沉井法施工分析論文
【摘要】：當(dāng)前我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，同時(shí)也對(duì)社會(huì)環(huán)境帶來了越來越大的壓力，環(huán)境保護(hù)的意識(shí)也逐漸增強(qiáng)，對(duì)污水的處理力度逐漸加大，污水處理廠的建設(shè)也在不斷的增加，污水處理廠廠址的設(shè)置一般情況沿江河附近。因此，進(jìn)水泵房和格柵及重要的污水管線上的井室等構(gòu)筑物常常采用沉井施工方式，考慮到沉井在污水處理方面的重要性，下面即將軟土地基的沉井的施工要點(diǎn)做一簡要介紹。
【關(guān)鍵詞】：砂墊層；澆筑；下沉系數(shù)；測(cè)控；挖土；干封底
1.測(cè)量準(zhǔn)備
1.1布設(shè)測(cè)量控制網(wǎng)
按照設(shè)計(jì)圖紙的平面位置要求設(shè)置測(cè)量控制網(wǎng)和水準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行定位放線，定出沉井中心軸線和基坑輪廓線，作為沉井制作和下沉定位的依據(jù)。
2.沉井制作
2.1首先做地基處理，用粗、中砂墊層做地基的傳力層，使沉井第一次制作時(shí)的重量通過混凝土墊層擴(kuò)散后的.荷載值小于下臥層地基土的承載力特征值。
為防止由于地基不均勻下沉引起井身開裂，對(duì)粗、中砂墊層基底夯壓密實(shí)。并在上鋪設(shè)C10砼墊層一道。
2.1.1砂墊層設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算方法如下：
a.砂墊層厚度，根據(jù)沉井重量和地基土承載力確定
G/(ι+hs)≤fa
得hs≥G/fa-ι
式中：G--沉井的單位長度重量（KN/m）
fa--地基承載力設(shè)計(jì)值（KN/m2）
hs--砂墊層的厚度（m）
ι--刃腳墊層寬度
b.砂墊層寬度：
B≥b+2ι
2.1.2砼墊層的厚度計(jì)算：
h砼=(G/R1-b)/2
h--砼墊層厚度（m）
G--沉井第一節(jié)單位長度重量（KN/m）
R1--砂墊層的承載力設(shè)計(jì)值一般�。�100KN/m2）
b--刃腳踏面寬度
2.2模板支設(shè)：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在基底混凝土墊層上放線，刃腳內(nèi)側(cè)模采用MU10磚、MU7.5水泥砂漿砌筑，內(nèi)抹1:3水泥砂漿找平壓光。井壁模板采用加工訂制木質(zhì)多層板，一次支設(shè)至比施工縫略高100mm處，為保證砼澆筑外觀效果，下一次支模板前，不允許拆前一次所支模板。待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求和施工要求后，再依次拆除。
2.3鋼筋綁扎：池壁墻體鋼筋凈距控制采用鋼筋排架，排架采用Ф14鋼筋制作，架間距1000mm設(shè)置。鋼筋交叉點(diǎn)均逐點(diǎn)綁扎，綁絲頭一律扣向里側(cè)，嚴(yán)防出現(xiàn)因保護(hù)層過薄而侵蝕鋼筋的現(xiàn)象。鋼筋連接宜采用直螺紋機(jī)械連接，用掛線法控制垂直度，用水平儀測(cè)量控制水平度，用木卡尺控制間距，用與結(jié)構(gòu)同強(qiáng)度的細(xì)石混凝土墊塊控制鋼筋保護(hù)層厚度。在施工縫位置安裝300mm寬鋼板止水帶。
2.4混凝土澆筑：沿沉井周圍搭設(shè)腳手架,周圍設(shè)布料管分布均勻下灰，每層厚500mm。注意對(duì)稱均勻，防止造成地基不均勻下沉和傾斜。振搗時(shí)，振搗棒應(yīng)插入下層混凝土50mm，保證層間結(jié)合緊密�；炷琉B(yǎng)護(hù)采用澆水養(yǎng)護(hù)，兩側(cè)覆無紡布，養(yǎng)護(hù)14天。為防止出現(xiàn)冷縫，應(yīng)具備足夠的混凝土熟料供應(yīng)能力。
3.沉井下沉
3.1準(zhǔn)備與驗(yàn)算：檢查混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)，刃腳、筒壁、底梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100％后方可進(jìn)行第一次下沉。其余各節(jié)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可下沉,根據(jù)勘測(cè)報(bào)告驗(yàn)算下沉系數(shù)，當(dāng)下沉系數(shù)較小時(shí)，應(yīng)采取增加配重，或注入觸變泥漿，減小下沉摩阻力等措施；當(dāng)下沉系數(shù)較大時(shí)，可沿井壁外圍回填土方，增大總摩擦力。采取不排水下沉?xí)r還需克服水的浮力。因此，為使沉井能夠順利下沉，應(yīng)進(jìn)行分階段下沉系數(shù)的計(jì)算，作為確定下沉施工方法和采取技術(shù)措施的依據(jù)。
下沉系數(shù)按下式計(jì)算：
K0=（G-B）/Tf
式中G-井體自重；
B-下沉過程中地下水的浮力；
Tf、-井壁總摩擦力；
K0-下沉系數(shù)，宜為1.05-1.25,位于淤泥質(zhì)土中的沉井取小值,位于其它土層中取大值。
當(dāng)下沉系數(shù)較大,或在軟弱土層中下沉,沉井有可能發(fā)生突沉?xí)r,除在挖土?xí)r采取措施外,宜在沉井中加設(shè)或利用已有的隔墻或橫梁等作防止突沉措施,并按下式驗(yàn)算下沉穩(wěn)定性:
K0’=(G-B)/(Tf+R)
式中R-沉井刃腳、隔墻和橫梁下地基土反力之和；
B-下沉過程中地下水的浮力；
K0’-沉井下沉過程中的下沉穩(wěn)定系數(shù)，取0.8-0.9
當(dāng)下沉系數(shù)不能滿足要求時(shí),可在基坑中停止取土,減少下沉深度;或在井壁頂部堆放鋼、鐵、砂石等材料以增加附加荷重；或在井壁與土壁間注入觸變泥漿，以減少下沉摩阻力等措施。
3.2下沉挖土：刃腳部位采用跳倉破土，使沉井均勻下稱。由沉井中間開始逐漸向四周擴(kuò)展，每層挖土厚度500mm，沿刃腳周圍保留0.5～1.5m土堤，然后沿沉井壁，每2～3m一段向刃腳方向逐層、對(duì)稱、均勻的削薄土層，每次50～100mm，當(dāng)土層受刃腳擠壓破裂后，沉井在自重作用下均勻垂直下沉，使不產(chǎn)生過大傾斜。
3.3按確保沉井穩(wěn)定的需要掌握臨界挖深。對(duì)沉井下沉過程中的基底隆起、管涌或承壓水引起的不透水層穿破，下沉前要有預(yù)計(jì)，下沉?xí)r應(yīng)嚴(yán)格掌握。
3.4按勤測(cè)勤糾偏的原則進(jìn)行沉井下沉。在終沉階段，刃腳的標(biāo)高差和平面軸線偏差，要始終控制在規(guī)范容許的范圍內(nèi)。
3.5當(dāng)沉井為多次制作多次下沉?xí)r，每次接高都須滿足沉井的穩(wěn)定要求；即傳送至刃腳下土層的荷載，應(yīng)小于該層土的極限承載力。必要時(shí)須在井周回填砂土或向井內(nèi)灌水，保持刃腳下土層的穩(wěn)定性。
4.沉井干封底
4.1封底條件：當(dāng)沉井下沉距設(shè)計(jì)標(biāo)高200mm時(shí)，停止挖土和抽水，使其靠自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，沉井達(dá)到終沉標(biāo)高后8小時(shí)的累積下沉量≤1cm時(shí)，可進(jìn)行混凝土干封底；
4.2干封底可采用分格澆筑方法，其澆筑順序和每次澆筑格數(shù)，要根據(jù)下沉終止時(shí)的刃腳高差及井格內(nèi)涌土情況而定；
4.3封底前將鍋底整平，與封底混凝土接觸的刃腳和井壁須鑿毛并洗干凈；
4.4設(shè)置集水井，其四周應(yīng)設(shè)反濾層，并與排水溝相連；
4.5集水井在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可封堵。
5.測(cè)量控制與觀測(cè)
5.1沉井平面位置、標(biāo)高的控制：在沉井外部地面及井壁頂部四面設(shè)置縱橫十字中心控制線、水準(zhǔn)基點(diǎn)，以控制其平面位置和標(biāo)高。
5.2沉井垂直度控制：在井筒內(nèi)按8等分標(biāo)出垂直軸線，各吊線錘對(duì)準(zhǔn)下面的標(biāo)板來控制，并定時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直偏差觀測(cè)。挖土?xí)r，隨時(shí)觀測(cè)垂直度，當(dāng)線錘偏離墨線50mm，或四周標(biāo)高不一致時(shí)，應(yīng)立即糾正。
5.3沉井下沉控制：在井壁周圍彈水平線用水準(zhǔn)儀來觀測(cè)沉降。
5.4觀測(cè)：沉井下沉過程中應(yīng)加強(qiáng)位置、垂直度和標(biāo)高（沉降值）的觀測(cè)，每班測(cè)量兩次（于班中和每次下沉后檢測(cè)）；接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，每２h觀測(cè)一次，嚴(yán)防超沉。由專人負(fù)責(zé)并做好記錄，發(fā)現(xiàn)傾斜、位移或扭轉(zhuǎn)，應(yīng)及時(shí)糾正。
6.注意事項(xiàng)
6.1沉井開始下沉的5m以內(nèi)，要特別注意保持平面位置和垂直度的正確，以免繼續(xù)下沉，不易調(diào)整。
6.2為減少下沉的摩阻力和以后的清淤工作，在沉井的外壁采取隨下沉隨填砂的方法，以減輕下沉難度。
6.3在沉井開始下沉和接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，周邊開挖深度應(yīng)小于300mm，避免發(fā)生傾斜。在離設(shè)計(jì)標(biāo)高200mm左右停止取土，靠其自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
沉井是修筑深基礎(chǔ)和地下構(gòu)筑物的一種施工工藝,可在場(chǎng)地狹窄的情況下施工較深的地下工程,且對(duì)周圍環(huán)境影響較小;可在地質(zhì)、水文條件復(fù)雜地區(qū)施工；施工不需復(fù)雜的機(jī)具設(shè)備；與大開挖相比，可減少開挖、運(yùn)輸和回填的土方等工程量。