文档介绍：软土地质沉井施工工法
前言
沉井施工法是修筑地下工程和深埋基础工程所采用的重要施工方法之一。由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软粘土为主组成的软土在我国南方有广泛分布,这些土都具有天然含水量高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点。因此,在软土地质上修建沉井的工法施工势在必行。我们公司根据多年沉井施工的经验,在2006年编制了软土地质沉井施工工法,并在所应用的工程中获得了较好的经济效益和社会效益。
软土地质沉井施工工法2006—2007年分别应用于绍兴市萧甬线上K40+800 2—12m立交桥排水泵站工程、绍兴县城镇供水工程、诸暨珠宝城提升泵房工程等多项工程。
2 工法特点
本工法针对软土强度低的性能,在施工前对沉井下沉的整体稳定进行验算。通过验算,在不能满足整体稳定要求时提前采取适当的加固措施,避免在施工过程中出现整体失稳而造成安全事故和经济损失。
在施工工艺上采用了在沉井井筒制作前开挖基坑,在基坑中制作沉井。这样既减小了开挖下沉的深度,又增加了沉井及周边土体的整体稳定。
把传统的方木铺垫改为现浇混凝土垫,即不用进行抽垫,又保证了沉井施工放线的准确性;
采用了排水开挖和排水封底的施工方法,加快了施工进度,保证了封底混凝土的质量。
3 适用范围
本工法适用于软土地质上沉井的施工。
4 工艺原理
在沉井施工前对沉井下沉整体稳定进行验算,避免失稳的发生。由于软土抗剪强度底,在沉井开挖较深时沉井周围某点的剪应力数值达到一定量时,在剪切面两侧的土体将产生相对位移,随着下沉深度的增加外荷载的增大,土体中达到强度破坏的点越来越多,最后形成一个连续的滑动面,这时周围土体就会失去整体稳定而发生土体滑动破坏。滑动的土体涌入沉井内,周围土体的下沉带动沉井一起下沉。
采用瑞典条分法可计算出沉井在开挖过程中可能失稳的最大深度,如沉井的实际开挖深度大于可能失稳的最大深度,较小时采用增加基坑深度来减少荷载以满足需要;较大时采用对基底进行加固的措施,如搅拌桩、白灰桩等来处理。
在基坑中制作沉井是基于软土透水性差、强度低的特点。强度低,需要在施工的过程中尽量减少基底以上的荷载,避免整体失稳;透水性差,基坑开挖后在基坑内不会有大量的渗水,施工排水比较容易。由于基坑的开挖使沉井的下沉高度减少,这不仅能加快施工的进度而且可降低施工的危险程度。
采用混凝土垫是基于:在沉井浇筑前可根据荷载计算出在软土地基上需要的受力宽度,这一受力宽度可通过混凝土垫及其下铺筑的砂垫层来满足要求,使沉井的自重及施工荷载通过混凝土垫和砂垫层传给软土地基,保证软土地基的受力不超过其承载能力。为减少受力宽度,第一节沉井的高度可适当减小,但要保证在挖除垫层时能抵抗纵向破裂的要求。
淤泥质粘土类软土的渗透系数为10-6—10-7(cm/s)左右,渗水量较少,因此可采用排水开挖和排水封底的施工工艺。采用人工配合机械进行排水开挖不仅可加快施工的进度,而切便于施工过程的质量控制;排水封底,浇筑混凝土时处于无水状态,有利于保证混凝土的质量。
5 施工工艺流程及操作要点
施工工艺流程
施工准备(整体稳定验算)
铺砂垫层、浇混凝土垫
装钢刃脚
支立井孔模板
支排架及底模板
基坑开挖
立外模
浇筑底节混凝土、养生
拆模板、破垫层
排水挖土下沉
接高再下沉
绑扎钢筋
封底
清理基底
操作要点
施工准备(整体稳定验算)
除做好人、机、料、法、环等方面的准备外,在施工前应对沉井下沉各工况的整体稳定进行验算。验算采用瑞典条分法进行,—1;
计算公式采用:
Ks=
R∑Wisinαi
R∑(cli+Wiconαitanφ)
I=1
n
n
I=1
—1
式中 Ks——稳定安全系数;
R——圆弧的半径,(m);
L——弧长,(m);
W——滑动土块的重量,(KN);
C——粘聚力,Kpa;
φ——土的内摩擦角,度;
αi——第i土条底面中点的法线与竖直线的夹角,度;
如验算不能满足要求,应采用搅拌桩或白灰桩对基底进行加固处理,处理后方可进行基坑的开挖
。
基坑开挖
1 测量放线:采用水准仪、经纬仪根据图纸和地面导线控制点进行实地放线,并做好控制桩;
2 基坑底面的尺寸应比刃脚外壁大2—3m;应根据土质及施工需要确定基坑边坡;
3 基坑底部四周应挖设断面不小于30cm×30cm的排水沟,并接入基坑内的排水井中,集水井应比排水沟深50cm,用排水泵将水排到远离基坑的地方。
4 基坑开挖的深度,应根据