沉井在翻車機工程中的與應用

沉井施工在翻車機工程中的應用與研究摘要根據(jù)沉井下沉受受力計算介紹紹沉井施工技技術針對沉井在下沉沉過程中研究究沉井施工對對周邊環(huán)境的的影響根據(jù)沉井在下沉沉過程中的監(jiān)監(jiān)測數(shù)據(jù)研究究沉井穿越不不同土層的下下沉規(guī)律關鍵詞沉井施工技術監(jiān)監(jiān)測環(huán)境影響響下沉規(guī)律概述沉井是修筑深基基礎和地下構構筑物的一種種施工工藝。施施工時先在地地面或基坑內(nèi)內(nèi)制作開口的的鋼筋混凝土土井身，待其其達到規(guī)定強強度后，在井井身內(nèi)部分層層挖土運出，隨隨著挖土和土土面的降低，沉沉井井身借其其自重或在其其他措施協(xié)助助下克服與土土壁間的摩阻阻力和刃腳反反力，不斷下下沉，直至設設計標高就位位，然后進行行封底。沉井施工工藝的的優(yōu)點是：可可在場地狹窄窄情況下施工工較深（可達達50余米）的地地下工程；可可在地質(zhì)、水水文條件復雜雜地區(qū)施工；；施工不需復復雜的機具設設備；與大開開挖相比，可可減少挖、運運和回填的土土方量。缺點點是:對周邊環(huán)境境產(chǎn)生一定影影響，如臨近近建(構)筑物的開裂裂、傾斜、道道路下沉、開開裂。一、根據(jù)沉井下下沉受力計算算介紹沉井施施工技術1、工程概況本工程為3600m2燒結機配套套項目粗破料料場擴建原料料系統(tǒng)工程，其其中翻車機室室作為主廠房房緊鄰粗破上上山線鐵路，池池壁南側與鐵鐵路相距4.2m,北側與鐵路路相距3.2m。采用沉井井施工工藝，沉沉井軸線尺寸寸為30m×115m，沉井深度度為-21.22m。從2008年3月9日到2008年3月28日、從2008年5月11日到2008年6月21日分兩次下下沉，共計60天。沉井總總重量6225tt,下沉總深度13.5mm,無論從重量量還是下沉深深度均在礦山山建筑史上前前所未有。2、水文地質(zhì)情情況、氣候條條件翻車機室地面高高程94.66m，沉井底部部高程為744.1m,土層自上而而下分別為雜雜填土①、碎石填土②、粉質(zhì)粘土土③、細砂④、粉質(zhì)粘土土⑤、粉質(zhì)粘土⑥、碎石⑦。場地地下下水主要為貯貯存于填土層層①的上層滯水水和貯存于粉粉質(zhì)粘土③、細砂④、粉質(zhì)粘土⑤的空隙承壓壓水。承壓水水的水位為87.76～82.266。河北省遷安安市氣候為溫帶季風氣候，四季氣氣溫變化較大大，年平均降雨雨量為683.55mm，降雨雨多集中在77～9月間。3

、沉井施工工方案沉井根根據(jù)設計井壁壁形式，采取取分2次制作、2次下沉，施施工順序為：：挖基坑——澆注砼墊層第第一節(jié)沉井制作——拆除模板、挖挖土下沉——第二節(jié)沉井制作——拆除模板、挖挖土下沉至設設計標高———沉井封底、澆澆筑鋼筋砼底底板。4

、沉井結構本沉井井高達17.5m，采取分節(jié)節(jié)制作，分節(jié)節(jié)高度應保證證其穩(wěn)定性，使使沉井能在自自重下順利下下沉，沉井下下沉系數(shù)計算算如下：K=Q/H××L×ｆ其中：K—沉井下沉系系數(shù)Q—井壁自重H—井壁高度L—井壁外周長f—土壤的摩擦擦系數(shù)5

、沉井施工工過程5.1

施工坑開挖挖沉井采取在在基坑中制作作，以減少下下沉深度，降降低施工作業(yè)業(yè)面。開挖深深度為7米，考慮到到支模操作的的需要，基坑坑比沉井寬南南、北、西22米，挖土采用用2臺0.3m3反鏟挖掘機機進行。配合合人工修坡和和平整坑底，挖挖出的土方用用自卸車運至至棄土場堆放放。5.2

沉井制作混凝土土澆筑混凝土土采用商品砼砼，并用砼輸輸送泵，送至至沉井澆筑部部位，沿井壁壁均勻?qū)ΨQ澆澆筑。澆筑采采用分層平鋪鋪法，每層厚厚

50cm

，將沉井沿沿周長分成若若干段同時澆澆筑，保持對對稱均勻下料料，以避免一一側澆筑，使使沉井傾斜。兩節(jié)混混凝土的接縫縫處設鋼板止止水帶，接縫縫處經(jīng)鑿毛及及沖洗處理，并并澆5cm

厚減石子混混凝土。5.3

沉井下沉控控制

下沉速度的的控制根據(jù)土土質(zhì)情況，采采用臺階形挖挖土自重破土土方式。采用用從中間開始始向四周逐漸漸開挖，并始始終均衡對稱稱地進行，每每層挖土厚度度為

0.4～0.6m.刃腳處留1.2～1.5m寬土垅，逐逐層全面、對對稱、均勻地地削薄土層，方方法是順序分分層逐漸往刃刃腳方向削薄薄土層，每次次削50cm，當土垅擋擋不住刃腳的的擠壓而破裂裂時，沉井便便在自重作用用下破土下沉沉，削土時應應沿刃腳方向向全面、均勻勻、對稱地進進行，使均勻勻平衡下沉。沉井挖挖土下沉采用用兩臺挖掘機機挖土，兩臺塔吊吊運運出土，由于于吊土施工困難難，綜合考慮慮挖土、吊運運的施工能力力，研究沉井井下沉的安全全控制。沉井井從2008年3月9日到2008年3月28日、從2008年5月11日到2008年6月21日分兩次下下沉，共計60天。在沉井開始下沉沉時，周邊開開挖深度小于于10cm，避免發(fā)生生傾斜，尤其其在開始下沉沉

5m以內(nèi)時，其其平面位置與與垂直度要特特別注意保持持正確，否則則繼續(xù)下沉不不易調(diào)整，在在離設計深度度20cm

左右停止取取土，依靠自自重下沉至設設計標高。下沉觀測沉沉井位置的控控制是在井外外地面設置縱縱橫十字控制制樁、水準基基點。下沉時時，在井壁上上設十字控制制線，并在四四側設水平點點。于壁外側側用紅鉛油畫畫出標尺，以以測沉降，井井內(nèi)中心線與與垂直度的觀觀測系在井內(nèi)內(nèi)壁四邊標出出垂直軸線，各各吊垂球一個個，對準下部部標志板來控控制，并定時時用兩臺經(jīng)緯緯儀進行垂直直偏差觀測。挖挖土時隨時觀觀測垂直度，當當垂球離墨線線邊達50mm

或四面標高高不一致時，立立即糾正，沉沉井下沉過程程中，每班至至少觀測兩次次，并在每次次下沉后進行行檢查，做好好記錄，當發(fā)發(fā)現(xiàn)傾斜、位位移、扭轉時時，及時通知知值班隊長，指指揮操作工人人糾正，使允允許偏差范圍圍控制在允許許范圍以內(nèi)。沉沉井在下沉過過程中，最大大沉降差均控控制在250mm以內(nèi)。當沉沉至離設計標標高2m時，對下沉沉與挖土情況況應加強觀測測，以防超沉沉。施工技術人員在在觀測沉井下下沉過程中,標高、垂直直度、位移是是必須觀測的的基本數(shù)據(jù)。標標高、垂直度度通過水準及及線墜可以直直接得出數(shù)據(jù)據(jù)，如何發(fā)現(xiàn)現(xiàn)刃腳偏差很很多資料都沒沒有涉及到,下面我介紹紹一種通過觀觀測垂直度數(shù)數(shù)據(jù)來確定刃刃腳偏差的方方法:通過在地面建立立控制軸線網(wǎng)網(wǎng)可以在沉井井池壁上得到到上圖所示的的經(jīng)緯垂直線線，通過讀取取在-2m墨線、-6m墨線處懸掛掛的標尺讀取取偏差數(shù)據(jù)如如上圖分別為為290、241，刃腳標高高為-21.22m,根據(jù)三角形形得出沉井東東偏55.有興趣的讀讀者可以自己己動手算一算算.下沉糾偏沉沉井下沉過程程中，有時會會出現(xiàn)傾斜、位位移及扭轉等等情況，應加加強觀測，及及時發(fā)現(xiàn)并采采取措施糾正正。產(chǎn)生傾傾斜的可能原原因有：⑴

刃腳下土質(zhì)質(zhì)軟硬不均；；⑵挖土不均，使使井內(nèi)土面高高低懸殊；⑶⑶刃腳下掏空空過多，使沉沉井不均勻突突然下沉；⑷⑷排水下沉，井井內(nèi)一側出現(xiàn)現(xiàn)流砂現(xiàn)象；；⑸刃腳局部被被大石塊或埋埋設物擱住。操作中中可針對原因因予以預防，如如沉井已經(jīng)傾傾斜，可采取取在刃腳較高高一側加強挖挖土，都可使使偏斜得到糾糾正。待其正正位后，再均均勻分層取土土下沉。位移產(chǎn)產(chǎn)生的原因多多由于傾斜導導致，如沉井井在傾斜情況況下下沉，則則沉井向傾斜斜相反方向位位移，或在傾傾斜糾正時，如如傾斜一側土土質(zhì)較松軟時時，由于重力力作用，有時時也沿傾斜方方向產(chǎn)生一定定位移，因此此預防位移應應避免在傾斜斜情況下下沉沉，加強觀測測，及時糾正正傾斜。位移移糾正措施一一般是有意使使沉井向位移移相反方向傾傾斜，再沿傾傾斜方向下沉沉，至刃腳中中心與設計中中心位置吻合合時，

再糾正傾斜斜，因糾正傾傾斜重力作用用產(chǎn)生的位移移，可有意向向位移的一方方傾斜后，使使其向位移相相反方向產(chǎn)生生位移糾正。沉井下下沉產(chǎn)生扭轉轉的原因是多多次不同方向向傾斜和位移移的復合作用用引起的，可可按上述糾正正位移、傾斜斜方法糾正位位移，然后糾糾正傾斜，使使偏差在允許許范圍以內(nèi)。5.4

下沉到位、封封底技術當沉沉井沉到設計計標高，經(jīng)2～3天

，下沉已穩(wěn)穩(wěn)定，在8h內(nèi)累計10mm時，即可進進行沉井封底底。二、沉井對對周邊環(huán)境的的影響范圍當?shù)叵滤惠^高高時沉井采用用排水下沉,井身內(nèi)部分分層挖土運出出，隨著挖土土和土面的降降低，沉井井井身借其自重重或在其他措措施協(xié)助下克克服與土壁間間的摩阻力和和刃腳反力，不不斷下沉時，土土的含水層被被切斷,地下水位會會不斷補給,為保證正常常的施工環(huán)境境,就需要將地地下水位降低低,在抽水影響響半徑范圍內(nèi)內(nèi)土體會產(chǎn)生生固結,從而引起周周邊地表沉降降。同時,在井內(nèi)挖土土時,井內(nèi)外會存存在一定的水水頭差,在動水壓力力下,井內(nèi)會發(fā)生生流土、砂涌涌現(xiàn)象,導致井體周周圍土體松土土破壞,引起塌陷,這種塌陷范范圍與井下沉沉的深度成正正比。根根據(jù)有關資料料表明,地表沉陷范范圍內(nèi)：沉陷陷范圍的長度度為沉井外邊邊的2倍，沉陷寬寬度w?。簑=h×tg((45°-￠/2)式中h—沉井的的下沉高度；；￠—土的內(nèi)摩擦擦角（最好取取三軸快剪試試驗測定的內(nèi)內(nèi)摩擦角）。根據(jù)本工程的巖巖土勘察報告告,沉井部位的的地質(zhì)情況如如下:層為雜填土,,層厚2.5m①1層為雜填填碎石土,層厚3.8m層為粉質(zhì)粘土土,層厚1.2m,,內(nèi)摩擦角￠=4°內(nèi)聚力c=23KKPa②1層為細砂砂,層厚2.1m,,內(nèi)摩擦角￠=30°內(nèi)聚力c=0KPPa層為粉質(zhì)粘土土,層厚3.4m,,內(nèi)摩擦角￠=4.8°內(nèi)聚力c=23KKPa層為粉質(zhì)粘土土,層厚2.3m,,內(nèi)摩擦角￠=5.2°內(nèi)聚力c=26KKPa④1層為碎石,,層厚4.5m,,內(nèi)摩擦角￠=35°內(nèi)聚力c=0KPPa相關數(shù)據(jù)可以得得出結論:1、地表沉降影影響寬度:W=W1+W22+W3+W4+W5=1.11+1.2++3.1+22.1+2..3=9.88mW1=1.2mm×tg(445°-4°/2)=11.1mW2=2.1mm×tg(445°-30°/2)=11.2mW3=3.4mm×tg(445°-4.8°/2)=33.1W4=2.3mm×tg(445°-5.2°/2)=22.1mW5=4.5mm×tg(445°-35°/2)=22.3m2、地表沉降影影響長度:L=2××30m=660m。沉井下沉深度與與影響環(huán)境的的深度與寬度度如下圖所示示:三、根據(jù)沉井在在下沉過程中中的監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)研究沉井穿穿越不同土層層的下沉規(guī)律律1、下沉阻力現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測成果果沉井下沉數(shù)據(jù)采采用在沉井井井壁上的等分分標高線每天天于上午8時，下午18時每天兩次次觀測得到，下下沉60d,總共下沉13.5m。以時間為橫坐標標、下沉深度度為縱坐標繪繪制沉井穿越越不同土層時時的速率圖:由下沉曲線可見見,沉井穿越粉粉質(zhì)粘土層、細細砂層、粉質(zhì)質(zhì)粘土層上部部等，速率為為396mmm/d；沉井穿越越碎石層速率率分別為111mmm/d。2、原因分析根據(jù)沉井下沉系系數(shù)計算公式式:K=Q/H×LL×ｆ第一階段:QQ1=622250KN;;H=13..5m;L==98m;ｆｆ1=19..32K1=2.444>1.155第二