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大坑口污水泵站沉井施工技术


  沉井下沉中,如遇到砂砾石或硬土层,当土垅削至刃脚,沉井仍不下沉或下沉不平稳,则按平面布置分段的次序,逐段对称地将刃脚下掏空,并挖出刃脚外壁10cm ,每段挖完后用小卵石填满夯实,待全部掏空回填后,再分层刷掉回填的小卵石,可使沉井因均匀地减少承压面而平衡下沉。
  在沉井开始下沉和将沉至设计标高时,周边开挖深度小于10cm,避免发生倾斜,尤其在开始下沉 5m以内时,其平面位置与垂直度要特别注意保持正确,否则继续下沉不易调整,在离设计深度20cm 左右停止取土,依靠自重下沉至设计标高。
  5.3.2下沉观测沉井位置的控制是在井外地面设置纵横十字控制桩、水准基点。下沉时,在井壁上设十字控制线,并在四侧设水平点。于壁外侧用红铅油画出标尺,以测沉降,井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线,各吊垂球一个,对准下部标志板来控制,并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时随时观测垂直度,当垂球离墨线边达50mm 或四面标高不一致时,立即纠正,沉井下沉过程中,每班至少观测两次,并在每次下沉后进行检查,做好记录,当发现倾斜、位移、扭转时,及时通知值班队长,指挥操作工人纠正,使允许偏差范围控制在允许范围以内。沉井在下沉过程中,最大沉降差均控制在250mm以内。当沉至离设计标高2m时,对下沉与挖土情况应加强观测,以防超沉。
  5.3.3下沉纠偏沉井下沉过程中,有时会出现倾斜、位移及扭转等情况,应加强观测,及时发现并采取措施纠正。
  产生倾斜的可能原因有:⑴ 刃脚下土质软硬不均;⑵ 拆刃脚垫架时,抽出承垫木未对称同步进行,或未及时回填;⑶ 挖土不均,使井内土面高低悬殊;⑷ 刃脚下掏空过多,使沉井不均匀突然下沉;⑸ 排水下沉,井内一侧出现流砂现象;⑹ 刃脚局部被大石块或埋设物搁住;⑺ 井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。
  操作中可针对原因予以预防,如沉井已经倾斜,可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石,必要时配以井外射水,或局部偏心压载,都可使偏斜得到纠正。待其正位后,再均匀分层取土下沉。
  位移产生的原因多由于倾斜导致,如沉井在倾斜情况下下沉,则沉井向倾斜相反方向位移,或在倾斜纠正时,如倾斜一侧土质较松软时,由于重力作用,有时也沿倾斜方向产生一定位移,因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉,加强观测,及时纠正倾斜。位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜,再沿倾斜方向下沉,至刃脚中心与设计中心位置吻合时, 再纠正倾斜,因纠正倾斜重力作用产生的位移,可有意向位移的一方倾斜后,使其向位移相反方向产生位移纠正。
  沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的,可按上述纠正位移、倾斜方法纠正位移,然后纠正倾斜,使偏差在允许范围以内。
  5.4 下沉到位、封底技术当沉井沉到设计标高,经2~3天 ,下沉已稳定,在8h内累计10mm时,即可进行沉井封底。沉井封底有排水封底和不排水封底两种方案,本沉井对封底质量要求严格,不允许出现渗漏,再者涌水量不大,井底土质较密实,因此确定采取排水封底方案,分两步进行。第一步进行土形整理,使之呈锅底形,自刃脚向中心挖放射形排水沟,填以石子做成滤水暗沟,在中部设2~4 个集水井, 井深1~2m ,插入直径 0.6~0.8m,周围有孔的混凝土或钢套管,四周填以卵石,使井中的水都汇集到集水井中,用潜水泵排出,使地下水位保持低于井底面30~50cm.刃脚混凝土凿毛处洗刷干净,然后,在井底对称均匀浇一层0.7~0.9m厚的混凝土垫层,强度达到 30% 后,绑钢筋,浇筑上层550mm厚的防水混凝土底板。浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中央进行,每层厚 30~40cm  ,并捣固密实。混凝土养护14d 期间,在封底的集水井中应不间断地抽水,待底板混凝土达到70%设计强度后,进行第二步,对集水井逐个停止抽水,逐个进行封堵。方法是在抽除井筒水后,立即向滤水井管中灌入C30早强干硬性混凝土捣实,装上法兰,再在上面浇筑一层混凝土,使之与底板平。封底时因上部结构尚未施工,设备管道未安装,应验算沉井的抗浮稳定性。
  5.5沉井抗浮计算若地下水对沉井的浮力大于井壁及封底砼重量与井壁与土的摩擦力之和,可以采取在井壁上加载的方法抗浮,但根据地勘资料中对地下水的描述,稳定水位为55~56m,而沉井底高为58m,地下水对沉井的浮力很小。考虑洪水期施工的影响,取土层滞水的稳定水位67m为水面标高,则地下水对沉井的浮力为F=ρghs1其中ρ-水的密度,取103 Kg/立方米。 h-水面至井底高度67m-58m=9 m s1-井底面积,23.626.6=627.76平方米 F-水对沉井的浮力F=5649.8 t井壁与土层的摩擦力 f=s2μs2-井壁表面积  (23.6+26.6)×12×2=1204.8平方米μ—单位摩擦力,取最小值20 Kpa f=2409.6 t井壁及封底砼自重:p=ρv=1900×2.4=4563 t F=5649.8因此,沉井在地下水浮力的作用下,是能够保持稳定的。
  6 、沉井施工中管涌处理及经验体会
  6.1管涌及处理因沉井近靠朝阳溪,沉井在下沉至距离基底2米时,开始出现管涌现象,共有6处,且涌水量大小不一,涌水的同时带出大量的细砂,影响了沉井开挖、下沉,处理措施主要是采用卵石装袋,进行填堵,并用滤布覆盖,阻止细砂流出。过滤的水集中至集水坑进行抽排。
  6.2经验与体会
  6.2.1管涌的危害用于沉井开挖吊运土方的塔吊距离沉井15米,由于管涌出现,大量排水,造成塔吊倾斜,无法使用,在最后几天,沉井出土采用汽车吊,增加了很大的额外的费用。
  6.2.2沉井过程对周边道路、建筑物的影响管涌的出现对周边环境影响很大,距离沉井10米的硬化小路下沉近1米,附近20米内,地面均有不同程度的下沉。但施工场地附近没有建筑物,未造成更大的影响。

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