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文檔簡介

巖土工程施工技術王麗琴主講西安理工大學第一節(jié)沉井法施工第二節(jié)沉管隧道施工技術第七章沉井與沉管法施工第一節(jié)沉井法施工一.沉井類型與構造沉井:無蓋無底筒狀構筑物,磚砌、鋼結構、鋼混凝土。先挖基坑,在墊層上制作沉井筒,在井筒保護下挖土,隨著土體挖深,沉井在自重作用下逐漸下沉,直至設計標高,再澆注底板、內部結構和頂蓋。從沉井制作,到沉井下沉,最后完成地下結構的工藝過程稱為沉井法施工。(1)埋深大;(2)整體性好;(3)承載力高;(4)對鄰近建筑物影響??;(5)充分利用地下空間等特點;(6)施工時具有擋水或擋土等作用;但施工工期較長,沉井下沉遇障或遇流砂等都會給施工帶來困難。

沉井的特點上部荷載較大,表層地基承載力不足,而在一定深度下有較好的持力層,且與其他基礎方案相比較為經濟合理;在山區(qū)河流中,雖土質較好,但沖刷大,或河中有較大卵石不便樁基礎施工;巖層表面較平坦且覆蓋層薄,但河水較深,采用擴大基坑施工圍堰有困難。沉井最適合在不太透水的土層中下沉,這樣易于控制沉井下沉方向,避免傾斜。一般下列情況可考慮采用沉井基礎:沉井可用于深基礎的施工,如墩臺、重型廠房和各種構筑物的基礎,井孔內可用混凝土或砂礫填實以增加壓重。沉井可作為盾構法隧道施工和頂管法施工的工作井和接收井、通風井和排水泵房井等,也可作為市政工程的排水泵房、自來水廠的取水口等。大型沉井可用于地下空間開發(fā)利用,如地下工廠、車間、地下車庫、地下娛樂場所等;大型浮運沉井可用來建造海上石油開采平臺。①混凝土沉井②鋼筋混凝士沉井③鋼殼沉井(1)按建筑材科分類≮3m沉井的分類單孔圓圓沉井井、單單孔方方形沉沉井、、多孔孔方形形沉井井、多孔橢橢圓形形沉井井、多多排多多孔沉沉井。。(2)按平平面形形狀和和內部部構件件的布布置分分類圓形沉沉井圓形有有良好好受力力性能能,故故通常常都采采用單孔圓圓形沉沉井,直徑徑最大大可達達80m。矩形沉沉井矩形沉沉井只有平平面尺尺寸較較小時時才做做成單單孔的的。當當邊長長大于于20m時,應應增加加底框架架、頂框架架或采用用內隔墻墻分成多多孔沉沉井,,以加加強沉沉井結結構的的剛度度。圓端形形沉井井單排孔孔沉井井邊長大大于20m的單孔孔沉井井整體體剛度度不足足,必必要時時可在在中間間加內隔墻墻框架,,形成成單排孔孔沉井井。多排多孔沉沉井在沉井內設設置幾道縱橫交叉的的內隔墻,使沉井成成為剛度較較好的空間間結構,每每個井孔內內可設置底底梁。該類沉井挖挖土和下沉沉工作可以以較均衡地進行行,有利于均勻下沉,適于平面面尺寸大而而重量大地地下建筑物物。將沉井在工工廠內做好好,在水中浮運到施工現場場,沉放在地基上浮運沉井沉井基本構造造:刃腳、井壁、隔墻、取土孔、底框架、頂板、底板組成。沉井的構造井壁作用:施工中用作圍圍堰,承受土土、水壓力下沉時作為重重量(靠自重克服井井壁與土之間間的摩阻力)施工完畢后,,作為基礎或或基礎的一部部分承擔荷載載厚度:0.80~1.5m且≥0.4m砼:≥C15刃腳作用:下沉時切土砼:≥C20刃腳是受力最集中的部分分,刃腳底部為踏踏面,通常寬寬度10-20cm;刃腳內側為為一傾面,通通常傾角為45°左右。內隔墻1井壁2頂蓋和封底3隔墻4刃腳5凹槽6射水管7井孔圖0.5m作用:加強沉井剛度度分隔井孔,控控制沉降及糾糾傾內隔墻的間間距一般不不大于5~6m,厚度一般般為0.5~1.0m一般要求隔隔墻底高出出刃腳底面面0.5~1.0m封底及頂蓋蓋封底厚由計計算確定,,頂面突出出刃腳根部部不小于0.5m,并達凹槽槽上端,砼砼強度一般般地基C20,巖石地基基C15。頂蓋厚一般般1.5~2.0m,井孔充填填砼時砼應應≥C10。沉井頂部部澆注鋼筋筋砼頂蓋,,承托上部部結構。作用:使封底混凝凝土底板嵌嵌入井壁,,增強井壁壁與底板的的聯(lián)結強度度的作用制做要求::凹槽深0.15——0.25m,高1.0m左右,距刃刃角1.5m以上。凹槽在松軟地層層中下沉的的沉井,底梁及其框框架的設置還有有防止沉井井“突沉”的功能,,并便于糾糾扁,分格分塊封封底。在大型沉井井中為了增增加沉井下下沉過程中中的整體剛度,可在沉井井底部增設設底梁,并與井壁壁一起構成成底框架,以增加沉沉井施工下下沉階段和和使用階段段的整體剛剛度。有的沉井高高度較大,,常在井壁壁不同高度度設置若干干道橫梁、大梁,組成水平框架,以減少井井壁的跨度度,使整個個沉井結構構布置合理理、經濟。??v橫底梁不宜過多,以免增加加結構造價價,施工費費時,增大大土層阻力力,影響下下沉。底梁和框架架二.沉井施工工工藝砂墊層承墊木第二節(jié)沉井井底節(jié)沉井煤渣片石素混凝土鋼筋混凝土土1.整平場地土質較硬::清除雜物物在整平場地地上鋪不小小于0.5m的砂墊層土質較軟::夯實或換土土夯實沉井施工打樁、開挖挖、搭臺、、鋪砂墊層層砼墊層刃腳踏面處對稱鋪鋪設墊木放置刃腳角角鋼支模綁扎鋼筋,澆注注第一節(jié)沉沉井砼沉井施工2.制造第一節(jié)節(jié)沉井鋪承墊木刃腳斜面鋼鋼筋待砼強度達到70%,拆模。達到設計強強度后,抽抽墊木。分區(qū)、依次次、對稱、、同步(1)順序:先內墻,后后短邊,最最后長邊。。(2)撤完一根根墊木后后,應立立即回填砂土土搗實抽墊木注意沉井施工工3.拆模及抽抽墊4.挖土下沉沉排水下沉沉:不排水下下沉:土層性質質穩(wěn)定,,不會產產生流砂砂時人工或機機械開挖挖(高壓水槍槍沖土為為泥)抓土斗或或水力吸泥泥機水下下出土井內水位高于于井外水水位1~2m吸泥機吸吸出井外外井內除土土:中部均勻、對對稱刃腳分層取土土棄土盡量量遠離沉沉井,防防止偏壓壓,造成成沉井偏偏斜沉井施工工沉井挖土土下沉大型沉井井下沉施施工中沉井不排排水挖土土下沉沉井鉆吸吸法挖土土下沉中心島式式下沉適用于面面積較大大的圓形形沉井,,需用兩兩臺設備備對稱均衡衡挖土。先沿井壁壁內側挖挖槽,槽槽內充滿滿泥漿,,沉井在在槽內下下沉,而而中心部部位的土土體暫不不挖除-形成“中心島”;當沉井到到設計標標高后,,將槽內內的泥漿漿置換固化化,再在井井底部位位壓密注注漿封閉閉,最后后挖除““中心島島”部分分的土體體。5.接高井筒筒第一節(jié)沉沉井頂面面下沉至至距地面面還剩1~2m時,應停停止挖土土下沉,,然后立立模澆注注,接長長井壁及及內隔墻墻,再接接現沉沉井施工工6.筑井頂圍圍堰(沉井頂頂面低于于地面或或水面))7.地基檢驗驗和處理理檢驗地地基土土質情情況,,場地地是否否平整整,對對地基基進行行必要要的處處理,,保證證井底底地基基盡量量平整整,浮浮土及及軟土土清除除干凈凈,使使封底底砼、、沉井井及地地基緊緊密連連接。。8.沉沉井基基礎處處理將超挖挖部分分用煤煤渣填填充夯夯實,,在刃刃腳四四周填填以毛毛石,,然后后用素素混凝凝土封封底。。沉井施施工9.封底、、充填填井孔孔及澆澆筑頂頂蓋封底時時:排水下下沉沉沉井,,滲水水量上上升速速度≤6mm/min,且無流流砂現現象,,采用用干封封底;;否則則須采采用導導管法法灌注注水下下混凝凝土灌注順順序::先周圍圍后中中間、、先低低后高高沉井施施工封底分分為濕封底底和干封底底兩種::濕封封底即即是水水下混混凝土土封底底,干干封底底是為為了減減少水水壓力力對封封底混混凝土土的作作用,,需建建置集集水井井排水水。(1)干封封底沉井封封底有有干封底底和濕封底底兩種::干封底底能保保證混混凝土土的準準確厚厚度及及表面面平整整,節(jié)節(jié)省材材料,,保證證質量量。設設備簡簡單,,進度度快,,省去去后續(xù)續(xù)清理理及抽抽水工工作,,所以以應優(yōu)優(yōu)先采采用。。灌注封封底混混凝土土時在在沉井井內留留一集集水井井,有有涌水水立即即抽干干,濕濕混凝凝土灌灌注應應從四四角處處開始始,逐逐漸向向中央央推移移?;炷镣僚c集集水井井口預預留鑄鑄鐵管管(抽水用用),空隙隙填C20混凝土土,待待混凝凝土底底板達達70%設計計強度度后,,封閉閉管口口。(2)濕封封底水下灌灌注混混凝土土采用用豎管灌灌注法法。水下混混凝土土封底底是利利用井井內灌水重重量克服流流砂的的涌入入,封封底混混凝土土在水水下灌灌注,,注意意封底底混凝凝土的的質量量。封底后后井內內水排排走,,澆注注鋼筋筋混凝凝土底底板。。在底底板參參與受受力之之前的的期間間,封底混混凝土土要承受受沉井井井底底地下下水的的浮力力,故故應有有足夠夠的強強度和和重量量。水下封封底后后,應應檢查查封底底混凝凝土質質量,,灌筑筑鋼筋筋混凝凝土底底板前前,應應鑿去去表層層浮漿漿。三.沉井下下沉中中的問問題處處理及及環(huán)境境保護護1.流砂處理措措施::采用井井點降降水及及不排排水除除土,,或向向井內內回灌灌水原因::土質為為粉、、細砂砂層土中動動水壓壓力的的水頭頭梯度度大于于臨界界值2.沉井下下沉困困難原因::沉井外外壁的的摩擦擦阻力力過大大刃腳下下遇障障礙物物處理理措措施施::增加加沉沉井井自自重重減小小井井壁壁摩摩阻阻力力接高高沉沉井,,增增加加自自重重頂部部壓壓重重物物降低低井井內內水水位位,,減減小小沉沉井井所所受受浮浮力力立面面設設計計成成階階梯梯形形、、臺臺階階形形井壁壁外外高高壓壓射射水水安放放炸炸藥藥,,利利用用炮炮震震使使沉沉井井下下沉沉采用用空空氣氣幕幕或或泥泥漿漿套套3.突沉沉原因因::處理理措措施施::井壁壁摩摩阻阻力力較較小?。?;當刃腳下下土被挖挖除時,,沉井支支承削弱弱;排水過多多、除土土太深、、出現塑塑流等。。增大刃腳腳踏面寬寬度增設底梁梁以提高高刃腳阻阻力在軟土地地基上進進行沉井井施工時時,控制制井內排排水、均均勻挖土土控制刃腳腳附近挖挖土深度度,刃腳腳下土不不挖除,,讓刃腳腳切土下下滑。4.沉井傾斜斜和偏移移土質松軟軟、軟硬硬不勻,,沉井下下沉不均均;挖土土不對稱稱;發(fā)生流砂砂;遇到到障礙物物;挖除的土土堆于一一側;偏偏心受壓壓及沉井井一側受受到沖刷刷較大處理措施施:高的一側側集中挖土土或高壓壓水

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