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浅析沉井施工工艺
在深基础工程施工中,为了削减放坡大开挖的大量土方量,并保证陡坡开挖边坡的稳定性,人们制造了沉井基础。这是一种竖向的筒形结构物,通常用砖、素混凝土或钢筋混凝土材料制成。沉井施工时先在地面制作一个井筒形结构;然后从井筒内挖土,使井筒失去支承靠自重作用而下沉,沉至设计高程为止;最终封底,沉井的井筒,在施工期间作为支撑四周土体的护壁,竣工后即为永久性的深基础。
沉井基础主要适用于
1、上部荷载较大,而表层地基土的容许承载力不足,扩大基础开挖工作量大,以及支撑困难,但在确定深度下有好的持力层,接受沉井基础与其它深基础相比较,经济上较为合理时;
2、在山区河流中,土质虽好,但冲刷大或河中有较大卵石不便桩基础施工时;
3、岩层表面较平坦且掩盖层薄,但河水较深;接受扩大基础施工围堰制作有困难时。
主题词:沉井分类施工方法留意事项
一、沉井基础的分类
1、按沉井形状分
(1)按平面形状分
①圆形沉井:形状对称、挖土简洁,下沉不宜倾斜,但与墩、台截面形状适应性差
②矩形沉井:与墩、台截面形状适应性好,模板制作简洁,但边角土不易挖除,下沉易产生倾斜
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③圆端形沉井:适用于圆端形的墩身,立模不便,但把握下沉与受力状态较矩形好
(2)按立面形状分
①柱形:构造简洁,挖土较均匀,井壁接长较简洁,模板可重复使用
②阶梯形:除底节外,其他各节井壁与土的摩擦力较小,但施工较简洁,消耗模板多
2、按沉井的建筑材料分:
(1)混凝土沉井:下沉时易开裂
(2)钢筋混凝土沉井:常用
(3)钢沉井:多用于水中施工
二、沉井的用途
沉井在工程中应用较广泛,主要用做以下几种结构物。
1、重型结构物基础:沉井常用于平面尺寸紧凑的重型结构物,如烟囱、重型设备的基础,作为承重的深基础。
2、江河上的结构物:沉井的井筒不仅可以挡土,也可挡水,因此也适用于江河上的结构物。
3、取水结构物:当地面下不深处有含水的卵石层,常用沉井作为取水的水泵站。有时沉井装好抽水滤管井封底后,利用井简内的空间,作为水泵房。
4、地下工程:地下工程包括地下厂房、地下仓库、地下油库、地下车道和车站以及矿用竖井、地下水池等。
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5、邻近建筑物的深基础:在原有建筑物四周,进行深基坑开挖时,将危及原有建筑物浅基础的稳定性,接受沉井,则可防原有浅基础地滑动。
三、沉井的结构
沉井的结构,包括:沉井是由刃脚、井筒、内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状结构。刃脚、井筒、内隔墙、底梁、封底与顶盖等部分。
1、刃脚与踏面:刃脚位于沉井的最下端,形如刀刃,在沉井下沉过程中起切土下沉的作用。刃脚并非真正的尖刃,其最底部为一水平面,称为踏面,踏面的宽度通常不小于150mm,当土质坚硬时,刃脚踏面用钢板或角钢加以爱惜。刃脚内侧的倾斜面的水平倾角通常为40o~60o。
2、井筒:沉井的井筒为沉井的主体。在沉井下沉过程中,井筒是挡土的护壁,应有足够的强度,承受四周的土压力和水压力。同时井筒又需要有足够的自重,以克服井筒外壁与土的摩擦阻力和刃脚踏面底部土的阻力,使沉井能在自重作用下缓缓下沉。另一方面,井筒内部的空间,要容纳挖土工人或挖土机械在井内工作,以及潜水员排解障碍的需要,因此,。
3、内隔墙和底梁:大型沉井为了增加其整体刚度,在沉井内部设置内隔墙,可减小受弯时的净跨度,以增加沉井的刚度。同时,内隔墙把整个沉井分成若干井孔,各井孔分别挖土,便于把握沉降和纠倾处理。有时在内隔墙下部设底梁,或单独做底梁。内隔墙与底梁的底面高程,~,以免阻碍沉井刃脚切土下沉。
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4、封底与沉井底板:当沉井下沉至设计标高后,需用混凝土封底,以阻挡地下水和地基土进入井筒。为使封底的现浇混凝土底板与井筒联结结实,在刃脚上方井筒的内壁预先设置一圈凹槽。
5、顶盖:当沉井作为水泵站等地下结构的空心沉井时,在沉井顶部需做钢筋混凝土顶盖。必要时,在水泵站等空心沉井顶面建筑一间房屋为工作室。
四、以钢筋混凝土沉井为例阐述沉井的施工
1、预备工作
(1)平整场地:沉井施工场地要仔细平整,平整范围要大于沉井外侧1~3m;
(2)放线定位:沉井的平面位置应仔细测量,把沉井的中轴线和外围轮廓线放好,定位要精确,并阅历收合,格才能正式施工。
2、沉井制作
通常沉井在原位制作,可接受三种不同的方法。
(1)承垫木方法:承垫木方法为传统方法。在经过平整、放线定位的场地上铺一层砂垫层,。在砂垫层上,于沉井刃脚部位,对称,成对地安置适当的承垫木。再在各垫木之间填实砂土,然后依据设计的尺寸立模板、扎钢筋、浇筑第一节沉井。
(2)无垫木方法:在均匀土层上,可接受无垫木方法。浇筑一层与沉井井壁等厚的混凝土,代替承垫木和砂垫层。浇筑的混凝土为圆环状,位于沉井刃脚的下方。其目的在于保证沉井制作过程与沉井下沉开头时,处于竖直方向。如图(b)所示。
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