工業(yè)沉井法的作用

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1.工程地質(zhì)條件

根據(jù)本工程地質(zhì)勘察報(bào)告，沉井涉及的土層自上而下為大致分布如下：①1填土，層厚2.0m；②粉質(zhì)粘土，層厚1.5m；③粉質(zhì)粘土厚2.0m；④粉土，層厚2m⑤粉質(zhì)粘土，層厚1.5m；⑥粉土，厚度4.6m⑦粉質(zhì)粘土，厚度1.4m⑧份土，厚度4.7m；⑨粉質(zhì)粘土.厚度2.3m；⑩粉質(zhì)粘土，厚度6m。

2.水文及現(xiàn)場(chǎng)條件

水文條件：擬建場(chǎng)地地下初見(jiàn)水位13m。旋流沉淀池結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，深度較深，工程量較大，地下水高出水池底5～6米，地下水量大，采用邊排水邊沉井施工，井內(nèi)挖土量大（約7200m3），工期短，施工難度大。

3.施工方案設(shè)計(jì)

平整場(chǎng)地→測(cè)量放線(xiàn)→挖基坑———鋪設(shè)砂墊層，或砌刃腳磚座———制作底節(jié)、第二節(jié)沉井、隔墻———拆除墊架、模板、挖土下沉到設(shè)計(jì)深度———沉井封底、澆筑鋼筋砼底板———制作第三節(jié)沉井。

4.沉井施工過(guò)程

4.1土方開(kāi)挖

根據(jù)地質(zhì)條件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)論證擬借鑒沉井施工原理，采取經(jīng)濟(jì)合理的基坑開(kāi)挖方案，先用PC200挖掘機(jī)沿沉井外圍邊線(xiàn)開(kāi)挖一個(gè)基坑以達(dá)到保證工程安全加快施工進(jìn)度降低工程成本的目的。施工方案設(shè)計(jì)如下：先開(kāi)挖旋流井土方至-6.4米，基坑比沉井直徑寬2米，沉井內(nèi)土方運(yùn)出采用的方法是：在沉井邊設(shè)置60型塔式起重機(jī)將土裝入斗容量0.9m3的吊斗內(nèi)（濕土的密度按最大20KN∕m計(jì)算，每斗最重1.6T，本工程挖土?xí)r的最大使用幅度為35m，35m的起重量為1.9T，滿(mǎn)足使用要求），用起重機(jī)吊出井外卸入自卸汽車(chē)運(yùn)至棄土處。沉井內(nèi)土方吊運(yùn)出井時(shí)，對(duì)于井下操作工人必須有安全措施，防止吊斗及土石落下傷人。

4.2刃腳制作

在基坑中沿沉井邊線(xiàn)挖槽，槽底寬0.6米，槽深0.40米，槽底和槽側(cè)壁均鋪設(shè)15CM厚C15混凝土墊層，作為刃腳地胎膜，刃腳與地胎膜接觸面鋪設(shè)油毛氈作為隔離層。本工程的刃腳支設(shè)形式采用磚砌墊座。采用磚胎膜制作刃腳時(shí)，先在刃腳處鋪設(shè)砂墊層，胎膜應(yīng)沿刃腳圓弧對(duì)準(zhǔn)圓心鋪設(shè)。

4.3鋼筋綁扎及模板支設(shè)

鋼筋按照設(shè)計(jì)及規(guī)范施工，注意均勻?qū)ΨQ(chēng)施工，以防止不均勻沉降。

4.4混凝土澆筑

混凝土澆筑采用商品混凝土，汽車(chē)泵直接布料入模的方法。每節(jié)沉井澆砼必須連續(xù)進(jìn)行，不得留置施工縫。每節(jié)沉井周圈之間加設(shè)3mm厚止水鋼板，止水鋼板寬度為30cm，共設(shè)置3道。沉井砼分三節(jié)澆搗，第一節(jié)分為兩次澆筑，第一次澆筑刃腳，第二次澆筑2.6m。第二節(jié)共6m，分為兩次澆筑，每次澆筑3m。第三節(jié)分別澆筑2.5m與2.6m高，底板砼最后澆筑兩次砼混凝土沿井壁周?chē)鶆驅(qū)ΨQ(chēng)分層澆注，在第二次澆搗時(shí)必須采取充分措施，仔細(xì)振搗，保證新老砼的良好結(jié)合，以防施工縫滲水影響質(zhì)量。井壁澆筑采用分層平鋪法，每層厚30cm，每段應(yīng)一次澆筑完成，上下段間水平逢處設(shè)置100mm*100mm企口施工縫。將沉井沿周長(zhǎng)分成若干段同時(shí)澆筑，保持對(duì)稱(chēng)均勻下料，以避免一側(cè)澆筑，使沉井傾斜，每層混凝土量為23立方米，要求2h內(nèi)澆筑一層。

4.5沉井下沉控制

下沉速度的控制根據(jù)土質(zhì)情況，采用臺(tái)階形挖土自重破土方式。采用從中間開(kāi)始向四周逐漸開(kāi)挖，并始終均衡對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行，每層挖土厚度為0.4～1.5m.刃腳處留1.2～1.5m寬土垅，用人工逐層全面、對(duì)稱(chēng)、均勻地削薄土層，每人負(fù)責(zé)2～3m一段，削土?xí)r應(yīng)沿刃腳方向全面、均勻、對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行，使均勻平衡下沉，沉井挖土下沉采用人工挖土，一臺(tái)塔吊吊運(yùn)出土，由于挖土施工困難，綜合考慮挖土、吊運(yùn)的施工能力，研究沉井下沉的安全控制，沉井下沉速度控制為30cm/天。在沉井開(kāi)始下沉和將沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，周邊開(kāi)挖深度小于10cm，避免發(fā)生傾斜，尤其在開(kāi)始下沉5m以?xún)?nèi)時(shí)，其平面位置與垂直度要特別注意保持正確，否則繼續(xù)下沉不易調(diào)整，在離設(shè)計(jì)深度20cm左右停止取土，依靠自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

4.6測(cè)量控制

下沉觀(guān)測(cè)沉井位置的控制是在井外地面設(shè)置縱橫十字控制樁、水準(zhǔn)基點(diǎn)。下沉?xí)r，在井壁上設(shè)十字控制線(xiàn)，并在四側(cè)設(shè)水平點(diǎn)。于壁外側(cè)用紅鉛油畫(huà)出標(biāo)尺，以測(cè)沉降，井內(nèi)中心線(xiàn)與垂直度的觀(guān)測(cè)系在井內(nèi)壁四邊標(biāo)出垂直軸線(xiàn)，各吊垂球一個(gè)，對(duì)準(zhǔn)下部標(biāo)志板來(lái)控制，并定時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直偏差觀(guān)測(cè)。挖土?xí)r隨時(shí)觀(guān)測(cè)垂直度，當(dāng)垂球離墨線(xiàn)邊達(dá)50mm或四面標(biāo)高不一致時(shí)，立即糾正，沉井下沉過(guò)程中，每班至少觀(guān)測(cè)兩次，并在每次下沉后進(jìn)行檢查，做好記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)傾斜、位移、扭轉(zhuǎn)時(shí)，及時(shí)通知值班隊(duì)長(zhǎng)，指揮操作工人糾正，使允許偏差范圍控制在允許范圍以?xún)?nèi)。沉井在下沉過(guò)程中，最大沉降差均控制在250mm以?xún)?nèi)。當(dāng)沉至離設(shè)計(jì)標(biāo)高2m時(shí)，對(duì)下沉與挖土情況應(yīng)加強(qiáng)觀(guān)測(cè)，以防超沉。

5.沉井封底

當(dāng)沉井下沉到距設(shè)計(jì)標(biāo)高0.1m時(shí)，應(yīng)停止井內(nèi)挖土和抽水，使其靠自重下沉至設(shè)計(jì)或接近設(shè)計(jì)標(biāo)高，再經(jīng)2~3d下沉穩(wěn)定，或經(jīng)觀(guān)測(cè)在8h內(nèi)累計(jì)下沉量不大于10mm時(shí)，即可進(jìn)行沉井封底。本工程封底方法采用排水封底。首先將新老混凝土接觸面沖刷干凈或打毛，對(duì)井底進(jìn)行修整使之成鍋底形，由刃腳向中心挖放射形排水溝，填以卵石作成濾水暗溝，在中部設(shè)2~3個(gè)集水井，深1~2m，井間用盲溝相互連通，插入φ600~800mm四周帶孔眼的鋼管或混凝土管，外包二層尼龍窗紗，四周填以卵石，使井底的水流匯集在井中，用潛水泵排出（圖6-214）,保持地下水位低于基底面0.5m以下。封底一般鋪一層150~500mm厚碎石或卵石層，再在其上澆一層厚約0.5~1.5m的混凝土墊層，達(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在墊層上綁鋼筋，兩端伸入凹槽內(nèi)，澆筑上層底板混凝土。澆筑應(yīng)在整個(gè)沉井面積上分層、不間斷地進(jìn)行，由四周向中央推進(jìn)，每層厚30~50cm，并用振搗器搗實(shí)；待底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%并經(jīng)抗浮驗(yàn)算后，對(duì)集水井逐個(gè)停止抽水，逐個(gè)封堵。封堵方法是將濾水井中水抽干，在套管內(nèi)迅速用干硬性的高強(qiáng)度混凝土進(jìn)行堵塞并搗實(shí)，然后上法蘭盤(pán)用螺栓擰緊或四周焊接封閉，上部用混凝土墊實(shí)搗平。

6.結(jié)論

在此鋼鐵有限公司高線(xiàn)旋流井中實(shí)施沉井，由于當(dāng)?shù)氐貙映休d能力差、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄等特點(diǎn)，本次沉井的設(shè)計(jì)和施工，充分利用了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及地質(zhì)土的特性，在地質(zhì)、水文條件復(fù)雜的情況下程工的進(jìn)行了施工。