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沉井
浙江高弘建设有限公司 沉井、顶管施工专项方案 工程概况 : 设计泵站位于铁路框架桥杭州方向西北角 ,内设泵房、附属用房、环网站等, 泵站设计最大流量为 1200 立方 /小时,进口管采用φ 600 钢筋混凝土管,管内底 标高为 -4.61 米;出水管采用φ500 钢筋混凝土管, 采用顶进施工, 管顶覆土厚度 不小于 70cm。泵井为圆形钢筋混凝土沉井,直径 6 米,壁厚 60cm,泵井深度 11.3 米,工作井直径为 7 米,壁厚 50cm,工作井深度 8.9 米,采用沉井法施工。 一、沉井施工准备 (一)平整场地、测量放样 基坑开挖前先平整场地, 随后根据设计井位坐标将井位放出, 并做好井位控 制点并予以保护,同时根据施工需要,设水准控制点,并加以保护。施工中所设 的坐标控制点、高程控制桩需经业主及监理复核无误后方可进行下道施工。 (二)沉井基坑开挖及垫层制作 1.沉井基坑开挖 沉井的
沉井教材
1 第 9章 沉 井 工 程 9.1 概 述 9.1.1 沉井的基本概念 沉井基础是一种历史悠久的基础 型式之一,适用于地基浅层较差而深部较好的 地层,既可以用作陆地基础,也可用作较深的水中基础。所谓沉井基础,就是用 一个事先筑好的以后能充当桥梁墩台或 结构物基础的井筒状结构物,一边井内 挖土,一边靠它的自重克服井壁摩阻力后不断下沉到设计标高, 经过混凝土封底 并填塞井孔,浇筑沉井顶盖,沉井基础便告完 成。然后即可在其上修建墩身, 沉井基础的施工步骤如图 9-1 所示。 ( 1)沉井底节在人工筑岛上灌筑; (2)沉井开始下沉及接高; (3)沉井已下沉至设计标高;( 4)进行封底及墩身等工作。 图 9-1 沉井基础施工步骤图 沉井是桥梁工程中较常采用的一种基础型式。 南京长江大桥正桥 1号墩基础就是 钢筋混凝土沉井基础。 它是从长江北岸算起的第一个桥墩。 那里水很浅, 但地质 钻探结
按井内淹水与否分为不淹水沉井和淹水沉井两种。淹水沉井又分壁后泥浆淹水沉井和壁后施放压气淹水沉井。按井壁下沉动力可分为自重沉井和加载沉井。后者又分为震动沉井和压水沉井。
不淹水沉井 在沉井内排水,工人在井底工作面掘进。除井壁在地面浇筑、随掘进随下沉外,其他工序和普通凿井法相同。由于排水造成井内外压力不平衡,下沉深度受到限制,本法不宜在涌水大、流砂层厚的表土层采用。
特点是:井内淹水,保持井内外压力平衡,可防止涌砂冒泥;壁后灌注减阻介质;掘进与排渣均在水下完成;一般采用水枪或钻机破土、压气排液器排渣。该法工艺较简单,需用设备少,机械化程度高,工人不下井,作业条件好,成本较低,除砾卵石层外,一般均可采用。但由于量测和纠偏技术尚未完全解决,沉井下沉速度和偏斜程度较难掌握,往往影响工期。
壁后泥浆淹水沉井 在整个施工过程中保持井筒内淹水水位高于地下水位 1~2m。在沉井壁后环形空间灌注触变泥浆,它是以膨润土为主要原料,加水和化学处理剂(碱、羧甲基纤维素)混合搅拌而成的一种液态减阻材料,其特性是静止时为不易流动的凝胶状态,搅动时变成易于流动的溶胶状态。通过埋设在井壁内的管路,将触变泥浆灌注在沉井壁后的环形空间内,把井壁和地层隔开,借助泥浆柱压力,维护土层稳定,防止塌陷并可在沉井下沉时减少沉井外壁的摩擦阻力。用触变泥浆减阻,经济效益较好;但在恢复井壁与土层的固着力和保证泥浆护壁的可靠性方面,还有待研究改进。
壁后压气淹水沉井 在沉井外壁上,按压缩空气可能克服的作用面积,预留气龛,在气龛底部设喷气小孔与井壁内的压气管路相连,构成施放压气的通道。沉井需下沉时,按施工的要求压力依次打开管路阀门,压气由喷气孔喷出,沿井壁外围扩散上升,形成一个空气帷幕,减少周边的摩擦阻力,促使井筒下沉(见图)。该法可控制施放压气的时间,有利于控制井筒偏斜。日本用本法施工,最深沉井达200.3m,偏斜仅为0.1%。 沉井法
在预制的薄壁长段井筒上部装有井帽,在其上安置震动机,带动井筒震动,加大井筒的下沉力,并促使井壁四周土壤液化,减少沉井周边的摩擦阻力,加快下沉速度。本法由建桥工程使用的震动管柱法移植而来,自1958年起,在中国淮北矿区用该法相继建成了十多个井筒,优点是机械化程度高,成井速度快,成本低。由于震动机的加载有一定限度,在遇到砾卵石层时,井壁容易断裂,且地面及井筒周围受震动影响,适用条件受到限制。 压水沉井 加载沉井的另一种形式,在沉井刃脚上增设伞形钢结构底罩,把井筒和刃脚隔开,伞上灌水,增加荷载。伞下作为破土排渣的空间,破土使用五组装在刃脚四周斜面处和伞顶部的固定水枪,泥渣水自伞顶中心的排渣管排出。本法在中国开滦建井工程处首次试用,下沉深度达30.1m。
分排水和不排水下沉两种,在软弱土层中须采用不排水下沉,以防涌砂和外周边土坍陷,造成沉井倾斜及位移,必要时采取井内水位略高于井外水位的施工方法。出土机械可使用抓土斗、空气吸泥机、水力吸泥机等。近代各国发展用锚桩及千斤顶将沉井压下的方法。此外,还有用大直径钻机在井底钻挖的方法,如日本在圆形沉井内采用臂式旋转钻机,在硬粘土层内开挖,直径可达11米,由沉井外的电视机反映操作情况及下沉速度。
沉井到达设计标高后,一般用水下混凝土封底。井孔是否填充,应根据受力或稳定要求决定,可填砂石或混凝土,但在低于冻结线0.25米以上的部分,应用混凝土或圬工填实。沉井基础的最后一道工序是灌筑顶盖。
分排水和不排水下沉两种,在软弱土层中须采用不排水下沉,以防涌砂和外周边土坍陷,造成沉井倾斜及位移,必要时采取井内水位略高于井外水位的施工方法。出土机械可使用抓土斗、空气吸泥机、水力吸泥机等。近代各国发展用锚桩及千斤顶将沉井压下的方法。此外,还有用大直径钻机在井底钻挖的方法,如日本在圆形沉井内采用臂式旋转钻机,在硬粘土层内开挖,直径可达11米,由沉井外的电视机反映操作情况及下沉速度。
沉井到达设计标高后,一般用水下混凝土封底。井孔是否填充,应根据受力或稳定要求决定,可填砂石或混凝土,但在低于冻结线0.25米以上的部分,应用混凝土或圬工填实。沉井基础的最后一道工序是灌筑顶盖。