淺析沉井下沉施工技術(shù)

淺析沉井下沉施工技術(shù)

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1、淺析沉井下沉施工技術(shù)摘要:沉井下沉是沉井施工中一道非常重要的工序,在挖土下沉過程中若控制不好,就會出現(xiàn)質(zhì)量問題,所以在下沉過程中必須采取嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施,并對常遇到的問題進(jìn)行原因分析,總結(jié)出相應(yīng)的處理方法。結(jié)合沉井基礎(chǔ)施工技術(shù)原理,闡述了沉井制作以及沉井下沉的施工工藝,針對沉井下沉中井體偏斜、下沉困難以及遇到流沙時出現(xiàn)的問題;淺談了與其相對應(yīng)的解決方案,并結(jié)合泰州大橋中塔沉井基礎(chǔ)、南京長江第四大橋北錨碇、南寧永和大橋?qū)嶋H施工案例,根據(jù)其工程概況,簡要說明了施工方案,著重分析了其在下沉過程遇到的問題及采取的措施。引言:沉井由于對鄰近建筑物影

2、響較小,穩(wěn)定性好,需要的場地面積不大,所以在工業(yè)建筑以及橋梁工程中得到普遍應(yīng)用。近些年,隨著施工技術(shù)的發(fā)展,再加之其自身的諸多優(yōu)點,如:剛性大、能承受較大的豎直和水平荷載、施工技術(shù)簡便、安全可靠等等,先已被廣泛應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)中。結(jié)合實際工程的施工經(jīng)驗,我認(rèn)為,沉井挖土下沉是沉井施工中的一道非常重要的工序,也是施工中必須引起重視的一個環(huán)節(jié)。沉井施工時,是在井內(nèi)取土,依靠結(jié)構(gòu)自身重量和輔助措施下沉。沉井開始下沉?xí)r,沉井大部分在地面上,側(cè)向土體的約束作用小,易產(chǎn)生偏移和傾斜,同時也要注意均勻挖土。在下沉的后期,由于側(cè)向土體約束作用較大,摩阻力增大

3、,會出現(xiàn)下沉困難的現(xiàn)象。鑒于這些問題,必須采取必要的糾偏措施,以達(dá)到拋磚引玉之效。一、沉井的設(shè)計1.沉井的技術(shù)原理沉井基礎(chǔ)是由頂蓋、井壁、凹槽、刃腳以及封底組成的一種深基礎(chǔ),對于多孔沉井基礎(chǔ),其中還有內(nèi)隔墻(如圖1)。它是從井內(nèi)挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計標(biāo)高,然后采用混凝土封底并添塞井孔,使其成為建筑物的基礎(chǔ)。沉井基礎(chǔ)由于埋置深度可以很大,整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好,有較大的承載面積,能承受較大的垂直載荷和水平載荷;沉井既是基礎(chǔ),又是施工時的擋土和擋水的圍堰結(jié)構(gòu)物,施工工藝并不復(fù)雜。沉井施工順序包括施工前的準(zhǔn)備工作)))三通一平(

4、地基處理)、開挖基坑、沉井制作、沉井下沉、沉井封底、封頂?shù)戎饕┕すば颉?.沉井基礎(chǔ)的適合情況(1)當(dāng)基礎(chǔ)受到很大的集中作用荷載,而地基覆蓋層非常松軟,堅硬的持力層又埋得較深,不能采用淺基礎(chǔ)時。(2)采用樁基時所需的樁數(shù)很多,以致無法在合理的承臺尺寸下進(jìn)行群樁布置時。(3)建筑使用上的要求,需將基礎(chǔ)埋入地下深處,并作為地下構(gòu)筑物時。(4)在已用的淺基礎(chǔ)鄰近修建深埋的設(shè)備基礎(chǔ),以免開挖基坑影響鄰近已建的基礎(chǔ)時。3.沉井設(shè)計中的幾個問題3.1沉井下沉驗算沉井下沉?xí)r,必須克服進(jìn)壁與土之間的摩阻力和地基土對刃腳的反力。地下水位較高時還必須克服水對沉

5、井的浮力。如圖2所示,G≥1.15~1.25(2T+2R+B),B為沉井壁排出的水量,1.15~1.25為下沉系數(shù)K,一般應(yīng)不小于下沉系數(shù),否則下沉困難,需采取加載等措施。沉系數(shù)的驗算一般有兩種計算方法:一種是假定摩擦阻力,隨土深而加大,并且在5m深時達(dá)到最大值,5m以下時,保持常值。另一種是假定摩阻力隨土深而增大,在刃腳處達(dá)到最大值,3(b)所示按前時計算偏于安全。而后一種比較符合實際情況。3.2沉井的結(jié)構(gòu)設(shè)計及措施沉井的受力情況分為兩個階段,一是施工階段,另一個是使用階段。兩階段中共同受力情況是井壁外的土壓力,但兩階段土壓力不同,施工階

6、段的土壓力由施工情況確定,使用階段則原設(shè)計已考慮。由于沉井施工中,因施工方法及下沉方法不同,對各種數(shù)據(jù)會帶來較大的差異,所以精確的計算分析沒有必要,只在施工下沉遇到問題時用計算和分析作出正確的指導(dǎo)。3.3沉井的刃腳設(shè)計沉井下沉?xí)r,刃腳內(nèi)外壁及底部受到土壓,挖空時僅外壁承受土壓,這些土壓和井壁傳來的垂直荷載對刃腳產(chǎn)生彎矩。刃腳是一個空間結(jié)構(gòu),豎向是一個懸臂梁,橫向是與井壁連接的一個水平框架。在下沉過程中,刃腳受力全部由懸臂梁承擔(dān),而在水平方向只有出現(xiàn)沉偏時才會受橫向拉力,故水平方向按構(gòu)造配筋。當(dāng)刃腳處不挖土?xí)r,刃腳內(nèi)側(cè)土壓力使刃腳向外彎曲;而

7、當(dāng)刃腳處土挖空時,外部土壓力使刃腳向內(nèi)彎曲。二、沉井下沉施工技術(shù)沉井下沉以人工除土,排水下沉、干法施工為前提。沉井施工以人工除土,排水下沉、干法施工為前提,采用先在-0.5m、制作沉井刃腳,再制作井壁,待混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計要求后下沉,下沉到位后封底。其優(yōu)點是易于控制井內(nèi)除土和下沉速度。其優(yōu)點是易于控制井內(nèi)除土和下沉速度,出現(xiàn)問題便于及時糾正。(一)沉井制作1準(zhǔn)備工作首先沉井施工場地要平整,平整范圍要大于沉井外側(cè)面1m到3m,場地整平后進(jìn)行放線定位,定位要準(zhǔn)確,并經(jīng)驗收合格后才能正式施工。2鋪墊木、立底節(jié)沉井模板和綁扎鋼筋沉井通常是在原位制作,

8、可采用如下不同方法:2.2.1墊木法先在場地上鋪一層厚約0.5m的砂墊層(以方便抽取墊木)。在砂墊層上的刃腳處對稱的鋪設(shè)適當(dāng)?shù)膲|木,再在墊木之間添實砂土,然后按照設(shè)計的尺寸立模、

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