3、沉井下沉
3.1準(zhǔn)備工作沉井必須在混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度后才能開始下沉,下沉前作好以下準(zhǔn)備工作:
①井壁外畫觀測標(biāo)志,在沉井四角設(shè)水準(zhǔn)觀測點,觀測下沉量及平衡情況;在中軸線處設(shè)垂直線,觀測沉井位移及平衡。
②拆除模塊。
③挖除表層灰土支撐墻底模拆除后,沉井稍有下沉,但刃腳側(cè)面隨即承力,沉井止沉。
3.2下沉系數(shù)計算下沉系數(shù)公式:K=Q/(f.h.L)>1 (1)
式中Q——沉井自重重力
f——摩擦系數(shù),軟土取9.8~11.76 kN/m2
h——下沉深度
L——沉井外壁周長摩擦系數(shù)取軟土的值,一般結(jié)構(gòu)沉井自重力下沉系數(shù)尚可達(dá)到3.0,何況淤泥之中,絕無滯沉問題。存在的問題是下沉深度達(dá)到要求時仍會下沉不止,故必須采取控制措施。
3.3粉噴樁連續(xù)墻控制下沉的機理
①導(dǎo)向和防止突沉、涌土根據(jù)初步設(shè)計構(gòu)想,在井壁密度范圍內(nèi)、刃腳之下,預(yù)打兩排粉噴樁加固地層是防止沉井突沉、沉降速度過快和涌土的綜合性措施,其作用原理如下:其一,粉噴樁形成了水泥土地的連續(xù)墻,對于沉井來說是一個封閉夾在淤泥之中的承載墻體,整個沉井的下沉過程也就是這一承載墻的挖除過程,這樣沉井的下沉速度和平穩(wěn)程度完全可以由人工挖除粉噴樁的方法來控制。其二,在淤泥質(zhì)軟土中實施沉井,在挖土下沉過程中易發(fā)生涌土現(xiàn)象,即井壁外的流塑狀淤泥因井內(nèi)外土面高差較大時失穩(wěn)而產(chǎn)生滑動,滑動弧面刃腳下擠入井內(nèi),使井內(nèi)只出土但土體標(biāo)高不降,而井外土體標(biāo)高下沉,極易產(chǎn)生不均衡的土壓力,致使沉井傾斜。刃腳下預(yù)先施打兩圈粉噴樁,形成了1.2m厚的水泥土墻,阻止了井壁外土體形成的滑動面向井壁內(nèi)滑動涌入。
②控制沉井下沉的設(shè)計深度沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高,刃腳底面之下土層仍為淤泥時,由下沉系數(shù)可知,淤泥土承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,將會下沉不止,現(xiàn)采取刃腳下預(yù)打粉噴樁地下連續(xù)墻,能夠使沉井刃腳底面下沉至設(shè)計標(biāo)高時,落在粉噴樁地下連續(xù)墻的樁頂面上,解決了控制沉井下沉深度問題。當(dāng)需要沉井下沉?xí)r,只需鑿除樁頭,沉井可憑自重克服土體的摩擦力和支撐力而下沉,一旦刃腳實至樁頭即可止沉。根據(jù)以上推論,在沉井即將到達(dá)設(shè)計標(biāo)高(以相差50~70cm為宜)時,預(yù)先在設(shè)計標(biāo)高處將粉噴樁鑿斷,即可控制沉井準(zhǔn)確就位、止沉。
3.4開挖方法表層灰土硬殼采用人工挖土,其余淤泥采用高壓水槍沖泥,每50cm為一層,逐層沖剝下降為防止支撐墻及地梁承受彎矩及匯水抽泥的需要,將土層沖成鍋底型(中間低,四周高)。沉井刃腳下粉噴樁每暴露一層,先將內(nèi)圈粉噴樁沿同標(biāo)高挖斷清出,外圈粉噴樁間隔挖斷,以使剩余粉噴樁被沉井壓碎,人工清除。
3.5沉井糾偏由于粉噴樁的導(dǎo)向作用,沉井一般不會有較大偏斜,為保證沉井就位誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi) ,采取以下控制措施:
a.隨沉井下沉進(jìn)行水平和中軸線監(jiān)測,隨時調(diào)整挖降粉噴樁的部位和高度。
b.沉井下沉接近到位時停止鑿樁,挖土24觀測沉降,若無明顯沉降,可一次沉到位,不再采取其他止沉措施;若有明顯沉降,則應(yīng)查清原因,并增加止沉措施。
c.沉井接近就位時,若軸線位移或傾斜超過允許范圍,可采用單側(cè)壓實填土、單側(cè)挖土減載、配重。
4、沉井封底沉井下沉完畢,其偏差應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定
①軸線位移不大于井深1%;
②高程:+40mm,-60mm;
③傾斜度≯井深0.7%.沉井就位2~3d后,刃腳已穩(wěn)定落在粉噴樁頂,即可進(jìn)行沉井封底。為避免地下水匯 集形成宇洋熱線較大浮力,頂裂封底混凝土,可在底板上均勻布置滲水井2~3個,井內(nèi)埋滲水管,并以滲水管為中心向四周做輻射狀碎石育溝引水,待泵池結(jié)構(gòu)全部完成后封堵井口。
5、結(jié)論
在流塑狀淤泥地層中實施沉井,由于地層承載能力差、摩擦系數(shù)小等特性,極易在沉井下沉過程中出現(xiàn)突沉、涌土,沉速過快和超沉位移及傾斜過大等現(xiàn)象,難以控制。本次沉井的設(shè)計和施工,充分利用了水泥土的特性,在沉井刃腳下預(yù)先打兩排粉噴樁,在軟土層中形成一道強度適宜的連續(xù)承載墻壁體,在沉井下沉過程中就像形成了一道可靠導(dǎo)軌。通過分節(jié),分部位鑿除粉噴樁樁頭來調(diào)節(jié)支撐力,準(zhǔn)確控制沉井姿態(tài)和下沉速度、深度。
通過前述施工過程可以看出,在相似土層的沉井設(shè)計和施工中,可以通過改變?nèi)心_面積和粉噴樁長度、直徑、強度(通過調(diào)整噴粉量實現(xiàn))等諸多手段調(diào)整承載力,方法多樣、工藝簡便、成本低廉,是一種成功的施工工藝。
3.1準(zhǔn)備工作沉井必須在混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度后才能開始下沉,下沉前作好以下準(zhǔn)備工作:
①井壁外畫觀測標(biāo)志,在沉井四角設(shè)水準(zhǔn)觀測點,觀測下沉量及平衡情況;在中軸線處設(shè)垂直線,觀測沉井位移及平衡。
②拆除模塊。
③挖除表層灰土支撐墻底模拆除后,沉井稍有下沉,但刃腳側(cè)面隨即承力,沉井止沉。
3.2下沉系數(shù)計算下沉系數(shù)公式:K=Q/(f.h.L)>1 (1)
式中Q——沉井自重重力
f——摩擦系數(shù),軟土取9.8~11.76 kN/m2
h——下沉深度
L——沉井外壁周長摩擦系數(shù)取軟土的值,一般結(jié)構(gòu)沉井自重力下沉系數(shù)尚可達(dá)到3.0,何況淤泥之中,絕無滯沉問題。存在的問題是下沉深度達(dá)到要求時仍會下沉不止,故必須采取控制措施。
3.3粉噴樁連續(xù)墻控制下沉的機理
①導(dǎo)向和防止突沉、涌土根據(jù)初步設(shè)計構(gòu)想,在井壁密度范圍內(nèi)、刃腳之下,預(yù)打兩排粉噴樁加固地層是防止沉井突沉、沉降速度過快和涌土的綜合性措施,其作用原理如下:其一,粉噴樁形成了水泥土地的連續(xù)墻,對于沉井來說是一個封閉夾在淤泥之中的承載墻體,整個沉井的下沉過程也就是這一承載墻的挖除過程,這樣沉井的下沉速度和平穩(wěn)程度完全可以由人工挖除粉噴樁的方法來控制。其二,在淤泥質(zhì)軟土中實施沉井,在挖土下沉過程中易發(fā)生涌土現(xiàn)象,即井壁外的流塑狀淤泥因井內(nèi)外土面高差較大時失穩(wěn)而產(chǎn)生滑動,滑動弧面刃腳下擠入井內(nèi),使井內(nèi)只出土但土體標(biāo)高不降,而井外土體標(biāo)高下沉,極易產(chǎn)生不均衡的土壓力,致使沉井傾斜。刃腳下預(yù)先施打兩圈粉噴樁,形成了1.2m厚的水泥土墻,阻止了井壁外土體形成的滑動面向井壁內(nèi)滑動涌入。
②控制沉井下沉的設(shè)計深度沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高,刃腳底面之下土層仍為淤泥時,由下沉系數(shù)可知,淤泥土承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,將會下沉不止,現(xiàn)采取刃腳下預(yù)打粉噴樁地下連續(xù)墻,能夠使沉井刃腳底面下沉至設(shè)計標(biāo)高時,落在粉噴樁地下連續(xù)墻的樁頂面上,解決了控制沉井下沉深度問題。當(dāng)需要沉井下沉?xí)r,只需鑿除樁頭,沉井可憑自重克服土體的摩擦力和支撐力而下沉,一旦刃腳實至樁頭即可止沉。根據(jù)以上推論,在沉井即將到達(dá)設(shè)計標(biāo)高(以相差50~70cm為宜)時,預(yù)先在設(shè)計標(biāo)高處將粉噴樁鑿斷,即可控制沉井準(zhǔn)確就位、止沉。
3.4開挖方法表層灰土硬殼采用人工挖土,其余淤泥采用高壓水槍沖泥,每50cm為一層,逐層沖剝下降為防止支撐墻及地梁承受彎矩及匯水抽泥的需要,將土層沖成鍋底型(中間低,四周高)。沉井刃腳下粉噴樁每暴露一層,先將內(nèi)圈粉噴樁沿同標(biāo)高挖斷清出,外圈粉噴樁間隔挖斷,以使剩余粉噴樁被沉井壓碎,人工清除。
3.5沉井糾偏由于粉噴樁的導(dǎo)向作用,沉井一般不會有較大偏斜,為保證沉井就位誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi) ,采取以下控制措施:
a.隨沉井下沉進(jìn)行水平和中軸線監(jiān)測,隨時調(diào)整挖降粉噴樁的部位和高度。
b.沉井下沉接近到位時停止鑿樁,挖土24觀測沉降,若無明顯沉降,可一次沉到位,不再采取其他止沉措施;若有明顯沉降,則應(yīng)查清原因,并增加止沉措施。
c.沉井接近就位時,若軸線位移或傾斜超過允許范圍,可采用單側(cè)壓實填土、單側(cè)挖土減載、配重。
4、沉井封底沉井下沉完畢,其偏差應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定
①軸線位移不大于井深1%;
②高程:+40mm,-60mm;
③傾斜度≯井深0.7%.沉井就位2~3d后,刃腳已穩(wěn)定落在粉噴樁頂,即可進(jìn)行沉井封底。為避免地下水匯 集形成宇洋熱線較大浮力,頂裂封底混凝土,可在底板上均勻布置滲水井2~3個,井內(nèi)埋滲水管,并以滲水管為中心向四周做輻射狀碎石育溝引水,待泵池結(jié)構(gòu)全部完成后封堵井口。
5、結(jié)論
在流塑狀淤泥地層中實施沉井,由于地層承載能力差、摩擦系數(shù)小等特性,極易在沉井下沉過程中出現(xiàn)突沉、涌土,沉速過快和超沉位移及傾斜過大等現(xiàn)象,難以控制。本次沉井的設(shè)計和施工,充分利用了水泥土的特性,在沉井刃腳下預(yù)先打兩排粉噴樁,在軟土層中形成一道強度適宜的連續(xù)承載墻壁體,在沉井下沉過程中就像形成了一道可靠導(dǎo)軌。通過分節(jié),分部位鑿除粉噴樁樁頭來調(diào)節(jié)支撐力,準(zhǔn)確控制沉井姿態(tài)和下沉速度、深度。
通過前述施工過程可以看出,在相似土層的沉井設(shè)計和施工中,可以通過改變?nèi)心_面積和粉噴樁長度、直徑、強度(通過調(diào)整噴粉量實現(xiàn))等諸多手段調(diào)整承載力,方法多樣、工藝簡便、成本低廉,是一種成功的施工工藝。

