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)場條件

水文條件：擬建場地地下初見水位13m。旋流沉淀池結(jié)構(gòu)較復雜，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.施工方案設計

平整場地→測量放線→挖基坑———鋪設砂墊層，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、挖土下沉到設計深度———沉井封底、澆筑鋼筋砼底板———制作第三節(jié)沉井。

4.沉井施工過程

4.1土方開挖

根據(jù)地質(zhì)條件及現(xiàn)場實際情況，經(jīng)論證擬借鑒沉井施工原理，采取經(jīng)濟合理的基坑開挖方案，先用PC200挖掘機沿沉井外圍邊線開挖一個基坑以達到保證工程安全加快施工進度降低工程成本的目的。施工方案設計如下：先開挖旋流井土方至-6.4米，基坑比沉井直徑寬2米，沉井內(nèi)土方運出采用的方法是：在沉井邊設置60型塔式起重機將土裝入斗容量0.9m3的吊斗內(nèi)（濕土的密度按最大20KN∕m計算，每斗最重1.6T，本工程挖土時的最大使用幅度為35m，35m的起重量為1.9T，滿足使用要求），用起重機吊出井外卸入自卸汽車運至棄土處。沉井內(nèi)土方吊運出井時，對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挖槽，槽底寬0.6米，槽深0.40米，槽底和槽側(cè)壁均鋪設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油毛氈作為隔離層。本工程的刃腳支設形式采用磚砌墊座。采用磚胎膜制作刃腳時，先在刃腳處鋪設砂墊層，胎膜應沿刃腳圓弧對準圓心鋪設。

4.3鋼筋綁扎及模板支設

鋼筋按照設計及規(guī)范施工，注意均勻?qū)ΨQ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，汽車泵直接布料入模的方法。每節(jié)沉井澆砼必須連續(xù)進行，不得留置施工縫。每節(jié)沉井周圈之間加設3mm厚止水鋼板，止水鋼板寬度為30cm，共設置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圍均勻?qū)ΨQ分層澆注，在第二次澆搗時必須采取充分措施，仔細振搗，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，每段應一次澆筑完成，上下段間水平逢處設置100mm*100mm企口施工縫。將沉井沿周長分成若干段同時澆筑，保持對稱均勻下料，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，采用臺階形挖土自重破土方式。采用從中間開始向四周逐漸開挖，并始終均衡對稱地進行，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、對稱、均勻地削薄土層，每人負責2～3m一段，削土時應沿刃腳方向全面、均勻、對稱地進行，使均勻平衡下沉，沉井挖土下沉采用人工挖土，一臺塔吊吊運出土，由于挖土施工困難，綜合考慮挖土、吊運的施工能力，研究沉井下沉的安全控制，沉井下沉速度控制為30cm/天。在沉井開始下沉和將沉至設計標高時，周邊開挖深度小于10cm，避免發(fā)生傾斜，尤其在開始下沉5m以內(nèi)時，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，在離設計深度20cm左右停止取土，依靠自重下沉至設計標高。

4.6測量控制

下沉觀測沉井位置的控制是在井外地面設置縱橫十字控制樁、水準基點。下沉時，在井壁上設十字控制線，并在四側(cè)設水平點。于壁外側(cè)用紅鉛油畫出標尺，以測沉降，井內(nèi)中心線與垂直度的觀測系在井內(nèi)壁四邊標出垂直軸線，各吊垂球一個，對準下部標志板來控制，并定時用兩臺經(jīng)緯儀進行垂直偏差觀測。挖土時隨時觀測垂直度，當垂球離墨線邊達50mm或四面標高不一致時，立即糾正，沉井下沉過程中，每班至少觀測兩次，并在每次下沉后進行檢查，做好記錄，當發(fā)現(xiàn)傾斜、位移、扭轉(zhuǎn)時，及時通知值班隊長，指揮操作工人糾正，使允許偏差范圍控制在允許范圍以內(nèi)。沉井在下沉過程中，最大沉降差均控制在250mm以內(nèi)。當沉至離設計標高2m時，對下沉與挖土情況應加強觀測，以防超沉。

5.沉井封底

當沉井下沉到距設計標高0.1m時，應停止井內(nèi)挖土和抽水，使其靠自重下沉至設計或接近設計標高，再經(jīng)2~3d下沉穩(wěn)定，或經(jīng)觀測在8h內(nèi)累計下沉量不大于10mm時，即可進行沉井封底。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，對井底進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2~3個集水井，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，達到50%設計強度后，在墊層上綁鋼筋，兩端伸入凹槽內(nèi)，澆筑上層底板混凝土。澆筑應在整個沉井面積上分層、不間斷地進行，由四周向中央推進，每層厚30~50cm，并用振搗器搗實；待底板混凝土強度達到70%并經(jīng)抗浮驗算后，對集水井逐個停止抽水，逐個封堵。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度混凝土進行堵塞并搗實，然后上法蘭盤用螺栓擰緊或四周焊接封閉，上部用混凝土墊實搗平。

6.結(jié)論

在此鋼鐵有限公司高線旋流井中實施沉井，由于當?shù)氐貙映休d能力差、現(xiàn)場場地狹窄等特點，本次沉井的設計和施工，充分利用了現(xiàn)場實際情況及地質(zhì)土的特性，在地質(zhì)、水文條件復雜的情況下程工的進行了施工。