沉井排水下沉施工方法

1、中國新技術(shù)新產(chǎn)品2009NO .21and Products工程技術(shù)沉井排水下沉施工方法周曉陵（南京市公路建設(shè)處，江蘇南京210008）摘要：本文對沉井排水下沉施工方法作了重點介紹，結(jié)合工程實例進(jìn)行淺析，供從事沉井設(shè)計和施工技術(shù)人員參考，期望對此沉井排水下沉施工方法淺析能對以后沉井的施工建設(shè)提供有益的參考。關(guān)鍵詞：沉井；排水下沉；施工方法；淺析1工程概況及地質(zhì)條件1.1工程概況XX 大橋北錨碇為重力式錨碇, 基礎(chǔ)采用沉井結(jié)構(gòu)形式。沉井平面分20個井孔, 頂面高程+4.3m，基底標(biāo)高-48.5m ，置于密實卵礫石層。沉井順橋向69.0m ，橫橋向58.0m ，豎向分十一節(jié)，除第一節(jié)為鋼殼混凝土沉

2、井外，其余十節(jié)均為鋼筋混凝土沉井。設(shè)計豎向高度第二十節(jié)沉井高劃分為：第一節(jié)沉井高6m ，均為5m ，第十一節(jié)1.8m 。1.2地質(zhì)條件根據(jù)XX 大橋南、北錨碇抽水試驗報告中的試驗結(jié)論，北錨處含水層發(fā)育，巖性主要細(xì)砂和圓礫，厚度大，分布均勻；地下為粉砂、水為潛水微承壓水，試驗期間靜止水位標(biāo)高為2.17m 2.19m 。義和價值。3沉井及沉井排水下沉施工方法簡介沉井是修筑地下工程和深基礎(chǔ)的一種構(gòu)筑物，在地面上用鋼筋混凝土制成井筒形狀作為基坑坑壁的支撐，在井壁的保護(hù)下，用機械和人工在井內(nèi)挖土，使其在自重作用下克服與土壁之間的摩阻力，不斷下沉而就位的一種地下構(gòu)筑物。沉井結(jié)構(gòu)和沉井施工的特點是：結(jié)構(gòu)截面

3、尺寸和剛度大，承載力高，抗?jié)B、耐久性好，內(nèi)部空間可利用，可用于大深度（可達(dá)50m ）地下工程的施工；施工不需復(fù)雜的機具設(shè)備；可用于各種復(fù)雜地形、地質(zhì)和場地狹窄條件下的施工，對鄰近建筑物有一定影響；當(dāng)沉井尺寸較大，在制作和下沉?xí)r能機械化施工；比運、回填土方量，提大開挖施工大大減少挖、高施工速度，降低施北錨碇地層特征一覽表工費用。沉井下沉主要通過從井孔除土，清除刃腳上正面阻力及沉井內(nèi)壁阻力，依排靠沉井自重下沉。水下沉施工方法：在沉井四周設(shè)置降水井，通過抽水降低沉井下沉區(qū)域的地下水位，消除或減少沉井下沉過程中所受浮力，起助沉作用。4與不排水下沉施工方法的適用比較排水下沉施工方法適用于穩(wěn)定土層且滲水量

4、小的情2本文研究內(nèi)容排水不產(chǎn)況（即沉井底滲水量每平米<1m3/h，2.1沉井下沉施工方法研究現(xiàn)狀生流砂）。勞動條件好，挖土準(zhǔn)確，容易控制和公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范對沉井下沉施糾偏，沉至設(shè)計標(biāo)高后能直接檢查基底，可進(jìn)工方法描述：“沉井不排水進(jìn)行挖基，是沉井行干封底?！耙弧毕鲁恋幕痉椒?，故條文推薦首先采用。不排水下沉施工方法適用于沉井內(nèi)有大般不應(yīng)采取抽水除土下沉方案”。量涌水或大量翻砂，土質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不能排2.2XX 大橋北錨碇沉井施工特點及難水或排水效率低的情況。點：5排水下沉施工方法在XX 大橋北錨碇本沉井基礎(chǔ)的平面尺寸為國內(nèi)陸地沉井沉井施工中的運用之最，下沉規(guī)模居世界前列；沉井處地質(zhì)以

5、砂5.1下沉系數(shù)計算層為主，且粉砂和粉細(xì)砂層較厚易出現(xiàn)涌砂根據(jù)不同工況計算沉井下沉系數(shù)并確定等不利狀況；施工中沉井一旦出現(xiàn)偏斜，糾偏接高、下沉組合，計算公式如下：困難；沉井下沉施工過程不可見，下沉過程中K=(G+G-F/(R1+R2，式中：降排水對長江大堤及附近構(gòu)造物有不同程度G 已澆筑沉井的總重影響，必須采用先進(jìn)的監(jiān)控措施和施工控制G 施工荷載，按0.2t/m2進(jìn)行計算手段。F 水的浮力由于公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范對沉井下R 1刃腳及隔墻底面的正面反力，R 1=沉施工一直推薦不排水下沉方法，以及XX S ×P u ，S 為與地面接觸的沉井投影面積，P u 為大橋北錨碇沉井施工特點及難點

6、，本文研究地基的極限承載力。方向為沉井排水下沉施工方法具有重大的意R 2沉井的側(cè)壁外摩阻力，R 2=i ×A i ，i 為地基的極限摩阻力，A i 為沉井進(jìn)入土體的側(cè)壁外接觸面積。沉井下沉所需的起動下沉系數(shù)K 1.051.25。計算中按沉井下沉到位時在全截面支承時下沉系數(shù)K 1在半刃腳支承時下沉系數(shù)K>起動下沉系數(shù)進(jìn)行控制計算。通過對比，沉井分四次接高下沉的下沉系數(shù)較好。綜合考慮降排水施工能力、降排水對長江大堤的影響及沉井下沉計算分析，前4節(jié)采用整體降排水下沉施工，降排水下沉一次整體下沉前4節(jié)（19m 高），后7節(jié)分三次（+、+、+）采用不排水下沉施工。沉井接高、下沉組合表5.

7、2地基處理由于沉井規(guī)模大，淺表地基承載能力差，為確保下沉穩(wěn)定，需對標(biāo)高-15.0m 以上范圍內(nèi)地基進(jìn)行加固。為防止接高時出現(xiàn)突沉和下沉?xí)r不均勻沉降，經(jīng)計算要求加固后的地基承載力350Kpa ，且在沉井基礎(chǔ)內(nèi)加固要相對均勻。同時應(yīng)注意不對地基加固過強，以免下沉初期對沉井隔墻底部土體過分開挖，形成僅刃腳（井壁）支撐的不利工況。地基處理采用砂樁復(fù)合地基加固法，加固后的地基承載力、加固深度和影響范圍等需通過平板載荷試驗確定。根據(jù)設(shè)計要求：地基加固后用級配較好的石屑和中粗砂換填地表軟弱土層，換土厚度為3.5m 。5.3降水井布置降水井在基坑外圍布置2圈，共布置32口降水井（4口備用）?？紤]出水量較大，降

8、水時間較長可能對深井造成損壞，降水井深度35m ?？紤]下沉過程中深井降水必須保證沉井周邊地下水位低于沉井下沉開挖面12m ，降水井安裝自動水位控制器。5.4場地布置降排水下沉施工采用高壓水流沖刷井內(nèi)土體形成泥漿，再用泥漿泵抽至井外，經(jīng)泥漿沉淀池沉淀后，水流入蓄水池經(jīng)高壓水泵池、流入井內(nèi)循環(huán)利用，挖方在沉淀池沉積并棄運。場地布置主要包含泥漿池、沉淀池、蓄水池、棄土運送便道、井內(nèi)吸泥下沉設(shè)備及各種管路布置。5.5吸泥設(shè)備布置每個吸泥施工井孔內(nèi)布置2支高壓水槍和一臺泥漿泵，采用高壓水流沖刷沉井底部共土體形成泥漿，用泥漿泵將泥漿排向井外。配置24臺高壓水泵，其中20臺供10井孔吸泥機工作時高壓水槍工作

9、，其余4臺作為備用下沉設(shè)備。5.6人工開挖及抽墊-90-中國新技術(shù)新產(chǎn)品工程技術(shù)2009NO .21China New 中國新技術(shù)新產(chǎn)品水利工程師在設(shè)計中的角色定位陳思堯（貴州省遵義縣水利局，貴州遵義563100）摘要：水利工程多數(shù)是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活服務(wù)的，因此多數(shù)的水利工程都是修建在偏僻的農(nóng)村山區(qū)，并受其地理及地形條件的限制，創(chuàng)造出優(yōu)秀的建設(shè)作品，應(yīng)該是每一在設(shè)計中相對一般建筑工程來說，局限性較大。水利工程師如何在工程項目設(shè)計目的的基礎(chǔ)上，位水利工程師的美好追求。然而事實往往并非如此，水利工程師在實際創(chuàng)作中，扮演什么樣的角色，至關(guān)重要。關(guān)鍵詞：水利工程師；設(shè)計由于工程背景和所處環(huán)境不同，工程項

10、目的特點也千差萬別，要求也不盡相同，有的注重功能，有的注重形式，有的注重經(jīng)濟(jì)等。在實際的設(shè)計過程中，設(shè)計人員面對的不是一個人而是多數(shù)或者是群眾的意見，尤其是政府工程更是如此，有時設(shè)計人員還面對政府行使設(shè)計權(quán)力，代表政府行政長官的意志，設(shè)計所謂的“標(biāo)志性”建筑等等要求，追求標(biāo)新立異，多種要求使得設(shè)計人員無所適從，而這時誰的意見占中心支配地位，是決定設(shè)計走向的重要依據(jù)。開始設(shè)計時，由于受職業(yè)的限制，對工程項目的理解不深刻，有偏差，設(shè)計要求停留在表層，設(shè)計缺乏針對性，慢慢深入下去，才知設(shè)計難度。工程項目設(shè)計的要求是隨設(shè)計的進(jìn)程逐漸清晰明確，不斷完善的過程，表現(xiàn)為由隱形到顯性，由模糊到清晰，由不合格到

11、合格的變化特點，使得盡快達(dá)到項目設(shè)計的完善統(tǒng)一。由于上述種種原因，水利工程師在項目設(shè)計時，對自己的工作角色應(yīng)有一個正確的定位。水利工程建設(shè)項目的設(shè)計，是水利工程師的責(zé)任。工程建設(shè)項目因建設(shè)時間、地點和環(huán)境條件的不同，受社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)等多層次的重因素的影響，這些影響是多因素、互相矛盾。因此疊，常常各種因素互相沖突、人工開挖及抽墊是沉井下沉工作的第一步，抽墊時一定要對稱均勻，分段進(jìn)行，使沉井不均勻下沉量達(dá)到最小，防止沉井產(chǎn)生較大的傾斜。刃腳及分區(qū)隔墻處墊塊在鋼殼拼裝完成之后抽取出來，此步驟只剩一般隔墻下的墊塊，由內(nèi)向外分節(jié)段對稱均勻進(jìn)行抽取。5.7吸泥施工沖吸泥下沉的總體順序為先內(nèi)再外。先用高

12、壓水槍沖刷沉井內(nèi)中央井格，形成大鍋底，然后擴(kuò)大對稱均勻沖吸其它四周的井格，逐步讓沉井刃腳下沉。6排水下沉施工結(jié)果沉井首次排水下沉從5月18日開始至6月2日沉降到設(shè)計埋深，累計沉降15.3m ，平均下沉速度約為0.96m/d。如果使用不排水下沉方法組織施工，按平均下沉速度0.5m/d計算，預(yù)計至少還要15天才能下沉到位。沉井首次下沉到位后，順橋向傾斜度1/325，橫橋向傾斜度1/689，沉井扭轉(zhuǎn)角34，橫橋向最大偏位沉井順橋向最大偏位60mm ，91mm ，沉井幾何姿態(tài)正常，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計和規(guī)范的限值（設(shè)計要求終沉驗收沉井傾斜度1/100，平面扭轉(zhuǎn)角度30，沉井頂板中）。心與理論中心在任意方向偏差

13、50cm結(jié)語排水下沉施工進(jìn)度大大提前，節(jié)省大量施工經(jīng)費，勞動條件好，挖土準(zhǔn)確，容易控制作為一名水利工程師要有數(shù)學(xué)家一樣的邏輯思維能力，還要具備藝術(shù)家一樣的形象思維能力。由于每個工程師的經(jīng)歷不同，文化背景不同，出發(fā)點不同，對工程設(shè)計的理解截然不同，任何一個工程設(shè)計都沒有絕對正確的，所處的立場不同，結(jié)論也不同，沒有爭議的設(shè)計常常是不成熟的或平庸的，只有在討論中，不斷改進(jìn)自己的設(shè)計技能，才能提高自己的設(shè)計水平和創(chuàng)作素養(yǎng)。一個工程項目設(shè)計的優(yōu)劣，與設(shè)計人員的素養(yǎng)是息息相關(guān)的，一個優(yōu)秀的水利工程師除了具備堅實的專業(yè)基礎(chǔ)知識之外，還需具有多方面的科學(xué)素養(yǎng)和多層次的社會積累。每一個水利工程師要培養(yǎng)自己的綜合

14、思維能力，在復(fù)雜的因素中要善于綜合思維，抓住問題的主要矛盾和矛盾的主要方面，不同的工程項目在不同階段，有不同的特點，要分清思路，循循漸進(jìn)，逐一解決設(shè)計中遇到的各種難題。另外還要有創(chuàng)新精神和不斷否定自我的氣量，要重視原創(chuàng)性思維的培養(yǎng)，不要盲目是從，應(yīng)保持清新的頭腦，要不斷提升自己創(chuàng)新理念和思維方法，而不是單純的所謂形式和符號的濫用。工程項目設(shè)計的基本原理是相通的，不管什么理論，最終都以是否能夠達(dá)到滿足設(shè)計功能、經(jīng)濟(jì)合理、造型美觀的要求。設(shè)計人和糾偏，但需密切注意控制地下水位，防止大量涌水或大量翻砂。沉井施工前，應(yīng)當(dāng)結(jié)合地質(zhì)詳勘資料布置必要的地質(zhì)鉆孔，詳細(xì)掌握沉井區(qū)域地質(zhì)情況，結(jié)合初勘過程的抽水試

15、驗結(jié)果安排相應(yīng)的抽水試驗，會同設(shè)計方對結(jié)構(gòu)構(gòu)造細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)所掌握的沉井區(qū)域地質(zhì)和地層降水情況，結(jié)合自身施工設(shè)備及施工經(jīng)驗預(yù)設(shè)合適的助沉措施。沉井下沉前應(yīng)沿井壁四周貼井壁堆放中粗砂，下沉過程中應(yīng)及時補充。沉井排水下沉中取土應(yīng)對稱均勻進(jìn)行，下沉初期（下沉深度<15m）應(yīng)保持沉井底部良好的支撐，不可過分取土，避免僅刃腳（井壁）支撐的工況出現(xiàn)。排水下沉過程中注意向倉內(nèi)及時補水，保證倉內(nèi)水位始終高于地下水位12m ，防止翻砂。應(yīng)遵循" 下沉即糾偏，糾偏即下沉" 的理念和原則，提前做好應(yīng)急預(yù)案，施工應(yīng)針對沉井當(dāng)前狀態(tài)適時調(diào)整，做到穩(wěn)定下沉，和緩糾偏。沉井下沉就位前應(yīng)嚴(yán)格控制

16、下沉速度，嚴(yán)禁沉井底部大面積塌空。吸出泥砂不可排放或堆積于沉井周邊，以免產(chǎn)生偏載影響沉井下沉。下沉緩慢或停止下沉?xí)r，應(yīng)采用適當(dāng)助沉措施下沉，不可完全掏空刃腳踏面下土體。沉井下沉至接近設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)注意減少對員可以根據(jù)不同的時間、地點、條件，用不同的創(chuàng)作手法、不同的途徑達(dá)到設(shè)計目的。水利工程師的職業(yè)精神要求具備在執(zhí)業(yè)的過程中，服務(wù)大眾的同時，接受政府的監(jiān)督和領(lǐng)導(dǎo)，對于一個工程項目的設(shè)計，水利工程師應(yīng)作為一項服務(wù)履行。這種服務(wù)分為三個階段：第一階段是項目設(shè)計前期，這個階段要充分做好項目的理解，正確把握設(shè)計意圖，要認(rèn)真第二階段是施工斟酌補充，完善方案的創(chuàng)作。圖設(shè)計階段，在這個階段要嚴(yán)格執(zhí)行國家法規(guī)、

17、規(guī)范。對于一些模糊的問題要解釋清楚，既是對設(shè)計任務(wù)的負(fù)責(zé)，又是對自身的一種第三階段是后期服務(wù)階段，這個階段應(yīng)保護(hù)。樹立全心全意為人民服務(wù)的意識，對在向政府報審過程中遇到的問題要做好解釋工作，施工過程中督促施工方按設(shè)計施工，要認(rèn)真對待圖紙答疑、圖紙會審、圖紙修改，現(xiàn)場服務(wù)要及時到位，既要維護(hù)社會利益，同時還要維護(hù)所在設(shè)計單位及自身的利益，建成之后要了解使用情況，對出現(xiàn)的問題要尋求解決的辦法，避免下次出現(xiàn)類似的問題，水利工程師要通過其職業(yè)活動來實現(xiàn)自身的價值?？傊鳛橐幻こ處?，在設(shè)計工作中，要擺正自己的位置，既堅持原則，又靈活應(yīng)付，設(shè)計出具有生命力的優(yōu)秀建設(shè)作品。沉井基礎(chǔ)承載地層的擾動。在保持隔墻下踏空時，不可繼續(xù)對隔墻范圍內(nèi)土體進(jìn)行吸泥下沉作業(yè)。制定詳細(xì)的施工監(jiān)控實施細(xì)則，并在沉井下沉過程中嚴(yán)格執(zhí)行，以指導(dǎo)下沉作業(yè)。施工過程中應(yīng)注意對監(jiān)控設(shè)備、測點和基準(zhǔn)點的保護(hù)，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。參考文獻(xiàn)1公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)M（JTJ00197）北京，人民交通出版社，19982公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范M（JTJ0412000）。北京，人民交通出版社，20033公路