沉井排水下沉施工方法

1、中國(guó)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(duì)沉井排水下沉施工方法作了重點(diǎn)介紹，結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行淺析，供從事沉井設(shè)計(jì)和施工技術(shù)人員參考，期望對(duì)此沉井排水下沉施工方法淺析能對(duì)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(gè)井孔, 頂面高程+4.3m，基底標(biāo)高-48.5m ，置于密實(shí)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(jì)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(yàn)報(bào)告中的試驗(yàn)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(yàn)期間靜止水位標(biāo)高為2.17m 2.19m 。義和價(jià)值。3沉井及沉井排水下沉施工方法簡(jiǎn)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(jī)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(diǎn)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(jī)具設(shè)備；可用于各種復(fù)雜地形、地質(zhì)和場(chǎng)地狹窄條件下的施工，對(duì)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(jī)械化施工；比運(yùn)、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(fèi)用。沉井下沉主要通過(guò)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(guò)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(guò)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?jī)?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(dòng)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(duì)沉井下沉施糾偏，沉至設(shè)計(jì)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。“一”下沉的基本方法，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(diǎn)及難水或排水效率低的情況。點(diǎn)：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(guó)內(nèi)陸地沉井沉井施工中的運(yùn)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(jì)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(jì)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(jì)算公式如下：困難；沉井下沉施工過(guò)程不可見，下沉過(guò)程中K=(G+G-F/(R1+R2，式中：降排水對(duì)長(zhǎng)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(jì)算手段。F 水的浮力由于公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范對(duì)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(diǎn)及難點(diǎn)

6、，本文研究地基的極限承載力。方向?yàn)槌辆潘鲁潦┕し椒ň哂兄卮蟮囊釸 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(dòng)下沉系數(shù)K 1.051.25。計(jì)算中按沉井下沉到位時(shí)在全截面支承時(shí)下沉系數(shù)K 1在半刃腳支承時(shí)下沉系數(shù)K>起動(dòng)下沉系數(shù)進(jìn)行控制計(jì)算。通過(guò)對(duì)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(duì)長(zhǎng)江大堤的影響及沉井下沉計(jì)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(duì)標(biāo)高-15.0m 以上范圍內(nèi)地基進(jìn)行加固。為防止接高時(shí)出現(xiàn)突沉和下沉?xí)r不均勻沉降，經(jīng)計(jì)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(duì)均勻。同時(shí)應(yīng)注意不對(duì)地基加固過(guò)強(qiáng)，以免下沉初期對(duì)沉井隔墻底部土體過(guò)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(guò)平板載荷試驗(yàn)確定。根據(jù)設(shè)計(jì)要求：地基加固后用級(jí)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(shí)間較長(zhǎng)可能對(duì)深井造成損壞，降水井深度35m ?？紤]下沉過(guò)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(dòng)水位控制器。5.4場(chǎng)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(yùn)。場(chǎng)地布置主要包含泥漿池、沉淀池、蓄水池、棄土運(yùn)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(gè)吸泥施工井孔內(nèi)布置2支高壓水槍和一臺(tái)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(tái)高壓水泵，其中20臺(tái)供10井孔吸泥機(jī)工作時(shí)高壓水槍工作

9、，其余4臺(tái)作為備用下沉設(shè)備。5.6人工開挖及抽墊-90-中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品工程技術(shù)2009NO .21China New 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品水利工程師在設(shè)計(jì)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(jì)中相對(duì)一般建筑工程來(lái)說(shuō)，局限性較大。水利工程師如何在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)目的的基礎(chǔ)上，位水利工程師的美好追求。然而事實(shí)往往并非如此，水利工程師在實(shí)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(jì)由于工程背景和所處環(huán)境不同，工程項(xiàng)

10、目的特點(diǎn)也千差萬(wàn)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(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員面對(duì)的不是一個(gè)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(shí)設(shè)計(jì)人員還面對(duì)政府行使設(shè)計(jì)權(quán)力，代表政府行政長(zhǎng)官的意志，設(shè)計(jì)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(jì)人員無(wú)所適從，而這時(shí)誰(shuí)的意見占中心支配地位，是決定設(shè)計(jì)走向的重要依據(jù)。開始設(shè)計(jì)時(shí)，由于受職業(yè)的限制，對(duì)工程項(xiàng)目的理解不深刻，有偏差，設(shè)計(jì)要求停留在表層，設(shè)計(jì)缺乏針對(duì)性，慢慢深入下去，才知設(shè)計(jì)難度。工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要求是隨設(shè)計(jì)的進(jìn)程逐漸清晰明確，不斷完善的過(guò)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(diǎn)，使得盡快達(dá)到項(xiàng)目設(shè)計(jì)的完善統(tǒng)一。由于上述種種原因，水利工程師在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)自己的工作角色應(yīng)有一個(gè)正確的定位。水利工程建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，是水利工程師的責(zé)任。工程建設(shè)項(xiàng)目因建設(shè)時(shí)間、地點(diǎn)和環(huán)境條件的不同，受社會(huì)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(shí)一定要對(duì)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(lái)，此步驟只剩一般隔墻下的墊塊，由內(nèi)向外分節(jié)段對(duì)稱均勻進(jìn)行抽取。5.7吸泥施工沖吸泥下沉的總體順序?yàn)橄葍?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(duì)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(jì)埋深，累計(jì)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(jì)算，預(yù)計(jì)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(jì)和規(guī)范的限值（設(shè)計(jì)要求終沉驗(yàn)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(yǔ)排水下沉施工進(jìn)度大大提前，節(jié)省大量施工經(jīng)費(fèi)，勞動(dòng)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(gè)工程師的經(jīng)歷不同，文化背景不同，出發(fā)點(diǎn)不同，對(duì)工程設(shè)計(jì)的理解截然不同，任何一個(gè)工程設(shè)計(jì)都沒有絕對(duì)正確的，所處的立場(chǎng)不同，結(jié)論也不同，沒有爭(zhēng)議的設(shè)計(jì)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(jì)技能，才能提高自己的設(shè)計(jì)水平和創(chuàng)作素養(yǎng)。一個(gè)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，與設(shè)計(jì)人員的素養(yǎng)是息息相關(guān)的，一個(gè)優(yōu)秀的水利工程師除了具備堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)之外，還需具有多方面的科學(xué)素養(yǎng)和多層次的社會(huì)積累。每一個(gè)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(wèn)題的主要矛盾和矛盾的主要方面，不同的工程項(xiàng)目在不同階段，有不同的特點(diǎn)，要分清思路，循循漸進(jìn)，逐一解決設(shè)計(jì)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(hào)的濫用。工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(jì)功能、經(jīng)濟(jì)合理、造型美觀的要求。設(shè)計(jì)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(guò)程的抽水試

15、驗(yàn)結(jié)果安排相應(yīng)的抽水試驗(yàn)，會(huì)同設(shè)計(jì)方對(duì)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(yàn)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(guò)程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。沉井排水下沉中取土應(yīng)對(duì)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(guò)分取土，避免僅刃腳（井壁）支撐的工況出現(xiàn)。排水下沉過(guò)程中注意向倉(cāng)內(nèi)及時(shí)補(bǔ)水，保證倉(cāng)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(duì)沉井當(dāng)前狀態(tài)適時(shí)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(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)注意減少對(duì)員可以根據(jù)不同的時(shí)間、地點(diǎn)、條件，用不同的創(chuàng)作手法、不同的途徑達(dá)到設(shè)計(jì)目的。水利工程師的職業(yè)精神要求具備在執(zhí)業(yè)的過(guò)程中，服務(wù)大眾的同時(shí)，接受政府的監(jiān)督和領(lǐng)導(dǎo)，對(duì)于一個(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，水利工程師應(yīng)作為一項(xiàng)服務(wù)履行。這種服務(wù)分為三個(gè)階段：第一階段是項(xiàng)目設(shè)計(jì)前期，這個(gè)階段要充分做好項(xiàng)目的理解，正確把握設(shè)計(jì)意圖，要認(rèn)真第二階段是施工斟酌補(bǔ)充，完善方案的創(chuàng)作。圖設(shè)計(jì)階段，在這個(gè)階段要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家法規(guī)、

17、規(guī)范。對(duì)于一些模糊的問(wèn)題要解釋清楚，既是對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的負(fù)責(zé)，又是對(duì)自身的一種第三階段是后期服務(wù)階段，這個(gè)階段應(yīng)保護(hù)。樹立全心全意為人民服務(wù)的意識(shí)，對(duì)在向政府報(bào)審過(guò)程中遇到的問(wèn)題要做好解釋工作，施工過(guò)程中督促施工方按設(shè)計(jì)施工，要認(rèn)真對(duì)待圖紙答疑、圖紙會(huì)審、圖紙修改，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)要及時(shí)到位，既要維護(hù)社會(huì)利益，同時(shí)還要維護(hù)所在設(shè)計(jì)單位及自身的利益，建成之后要了解使用情況，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題要尋求解決的辦法，避免下次出現(xiàn)類似的問(wèn)題，水利工程師要通過(guò)其職業(yè)活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的價(jià)值。總之，作為一名水利工程師，在設(shè)計(jì)工作中，要擺正自己的位置，既堅(jiān)持原則，又靈活應(yīng)付，設(shè)計(jì)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(dòng)。在保持隔墻下踏空時(shí)，不可繼續(xù)對(duì)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(shí)施細(xì)則，并在沉井下沉過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行，以指導(dǎo)下沉作業(yè)。施工過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)監(jiān)控設(shè)備、測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)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