沉井在翻車機(jī)工程中的與應(yīng)用

沉井施工在翻車機(jī)工程中的應(yīng)用與研究摘要根據(jù)沉井下沉受受力計(jì)算介紹紹沉井施工技技術(shù)針對(duì)沉井在下沉沉過(guò)程中研究究沉井施工對(duì)對(duì)周邊環(huán)境的的影響根據(jù)沉井在下沉沉過(guò)程中的監(jiān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)研究究沉井穿越不不同土層的下下沉規(guī)律關(guān)鍵詞沉井施工技術(shù)監(jiān)監(jiān)測(cè)環(huán)境影響響下沉規(guī)律概述沉井是修筑深基基礎(chǔ)和地下構(gòu)構(gòu)筑物的一種種施工工藝。施施工時(shí)先在地地面或基坑內(nèi)內(nèi)制作開(kāi)口的的鋼筋混凝土土井身，待其其達(dá)到規(guī)定強(qiáng)強(qiáng)度后，在井井身內(nèi)部分層層挖土運(yùn)出，隨隨著挖土和土土面的降低，沉沉井井身借其其自重或在其其他措施協(xié)助助下克服與土土壁間的摩阻阻力和刃腳反反力，不斷下下沉，直至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高就位位，然后進(jìn)行行封底。沉井施工工藝的的優(yōu)點(diǎn)是：可可在場(chǎng)地狹窄窄情況下施工工較深（可達(dá)達(dá)50余米）的地地下工程；可可在地質(zhì)、水水文條件復(fù)雜雜地區(qū)施工；；施工不需復(fù)復(fù)雜的機(jī)具設(shè)設(shè)備；與大開(kāi)開(kāi)挖相比，可可減少挖、運(yùn)運(yùn)和回填的土土方量。缺點(diǎn)點(diǎn)是:對(duì)周邊環(huán)境境產(chǎn)生一定影影響，如臨近近建(構(gòu))筑物的開(kāi)裂裂、傾斜、道道路下沉、開(kāi)開(kāi)裂。一、根據(jù)沉井下下沉受力計(jì)算算介紹沉井施施工技術(shù)1、工程概況本工程為3600m2燒結(jié)機(jī)配套套項(xiàng)目粗破料料場(chǎng)擴(kuò)建原料料系統(tǒng)工程，其其中翻車機(jī)室室作為主廠房房緊鄰粗破上上山線鐵路，池池壁南側(cè)與鐵鐵路相距4.2m,北側(cè)與鐵路路相距3.2m。采用沉井井施工工藝，沉沉井軸線尺寸寸為30m×115m，沉井深度度為-21.22m。從2008年3月9日到2008年3月28日、從2008年5月11日到2008年6月21日分兩次下下沉，共計(jì)60天。沉井總總重量6225tt,下沉總深度13.5mm,無(wú)論從重量量還是下沉深深度均在礦山山建筑史上前前所未有。2、水文地質(zhì)情情況、氣候條條件翻車機(jī)室地面高高程94.66m，沉井底部部高程為744.1m,土層自上而而下分別為雜雜填土①、碎石填土②、粉質(zhì)粘土土③、細(xì)砂④、粉質(zhì)粘土土⑤、粉質(zhì)粘土⑥、碎石⑦。場(chǎng)地地下下水主要為貯貯存于填土層層①的上層滯水水和貯存于粉粉質(zhì)粘土③、細(xì)砂④、粉質(zhì)粘土⑤的空隙承壓壓水。承壓水水的水位為87.76～82.266。河北省遷安安市氣候?yàn)闇貛Ъ撅L(fēng)氣候，四季氣氣溫變化較大大，年平均降雨雨量為683.55mm，降雨雨多集中在77～9月間。3

、沉井施工工方案沉井根根據(jù)設(shè)計(jì)井壁壁形式，采取取分2次制作、2次下沉，施施工順序?yàn)椋海和诨印獫沧㈨艍|層第第一節(jié)沉井制作——拆除模板、挖挖土下沉——第二節(jié)沉井制作——拆除模板、挖挖土下沉至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高———沉井封底、澆澆筑鋼筋砼底底板。4

、沉井結(jié)構(gòu)本沉井井高達(dá)17.5m，采取分節(jié)節(jié)制作，分節(jié)節(jié)高度應(yīng)保證證其穩(wěn)定性，使使沉井能在自自重下順利下下沉，沉井下下沉系數(shù)計(jì)算算如下：K=Q/H××L×ｆ其中：K—沉井下沉系系數(shù)Q—井壁自重H—井壁高度L—井壁外周長(zhǎng)f—土壤的摩擦擦系數(shù)5

、沉井施工工過(guò)程5.1

施工坑開(kāi)挖挖沉井采取在在基坑中制作作，以減少下下沉深度，降降低施工作業(yè)業(yè)面。開(kāi)挖深深度為7米，考慮到到支模操作的的需要，基坑坑比沉井寬南南、北、西22米，挖土采用用2臺(tái)0.3m3反鏟挖掘機(jī)機(jī)進(jìn)行。配合合人工修坡和和平整坑底，挖挖出的土方用用自卸車運(yùn)至至棄土場(chǎng)堆放放。5.2

沉井制作混凝土土澆筑混凝土土采用商品砼砼，并用砼輸輸送泵，送至至沉井澆筑部部位，沿井壁壁均勻?qū)ΨQ澆澆筑。澆筑采采用分層平鋪鋪法，每層厚厚

50cm

，將沉井沿沿周長(zhǎng)分成若若干段同時(shí)澆澆筑，保持對(duì)對(duì)稱均勻下料料，以避免一一側(cè)澆筑，使使沉井傾斜。兩節(jié)混混凝土的接縫縫處設(shè)鋼板止止水帶，接縫縫處經(jīng)鑿毛及及沖洗處理，并并澆5cm

厚減石子混混凝土。5.3

沉井下沉控控制

下沉速度的的控制根據(jù)土土質(zhì)情況，采采用臺(tái)階形挖挖土自重破土土方式。采用用從中間開(kāi)始始向四周逐漸漸開(kāi)挖，并始始終均衡對(duì)稱稱地進(jìn)行，每每層挖土厚度度為

0.4～0.6m.刃腳處留1.2～1.5m寬土垅，逐逐層全面、對(duì)對(duì)稱、均勻地地削薄土層，方方法是順序分分層逐漸往刃刃腳方向削薄薄土層，每次次削50cm，當(dāng)土垅擋擋不住刃腳的的擠壓而破裂裂時(shí)，沉井便便在自重作用用下破土下沉沉，削土?xí)r應(yīng)應(yīng)沿刃腳方向向全面、均勻勻、對(duì)稱地進(jìn)進(jìn)行，使均勻勻平衡下沉。沉井挖挖土下沉采用用兩臺(tái)挖掘機(jī)機(jī)挖土，兩臺(tái)塔吊吊運(yùn)運(yùn)出土，由于于吊土施工困難難，綜合考慮慮挖土、吊運(yùn)運(yùn)的施工能力力，研究沉井井下沉的安全全控制。沉井井從2008年3月9日到2008年3月28日、從2008年5月11日到2008年6月21日分兩次下下沉，共計(jì)60天。在沉井開(kāi)始下沉沉?xí)r，周邊開(kāi)開(kāi)挖深度小于于10cm，避免發(fā)生生傾斜，尤其其在開(kāi)始下沉沉

5m以內(nèi)時(shí)，其其平面位置與與垂直度要特特別注意保持持正確，否則則繼續(xù)下沉不不易調(diào)整，在在離設(shè)計(jì)深度度20cm

左右停止取取土，依靠自自重下沉至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高。下沉觀測(cè)沉沉井位置的控控制是在井外外地面設(shè)置縱縱橫十字控制制樁、水準(zhǔn)基基點(diǎn)。下沉?xí)r時(shí)，在井壁上上設(shè)十字控制制線，并在四四側(cè)設(shè)水平點(diǎn)點(diǎn)。于壁外側(cè)側(cè)用紅鉛油畫(huà)畫(huà)出標(biāo)尺，以以測(cè)沉降，井井內(nèi)中心線與與垂直度的觀觀測(cè)系在井內(nèi)內(nèi)壁四邊標(biāo)出出垂直軸線，各各吊垂球一個(gè)個(gè)，對(duì)準(zhǔn)下部部標(biāo)志板來(lái)控控制，并定時(shí)時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯緯儀進(jìn)行垂直直偏差觀測(cè)。挖挖土?xí)r隨時(shí)觀觀測(cè)垂直度，當(dāng)當(dāng)垂球離墨線線邊達(dá)50mm

或四面標(biāo)高高不一致時(shí)，立立即糾正，沉沉井下沉過(guò)程程中，每班至至少觀測(cè)兩次次，并在每次次下沉后進(jìn)行行檢查，做好好記錄，當(dāng)發(fā)發(fā)現(xiàn)傾斜、位位移、扭轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，及時(shí)通知知值班隊(duì)長(zhǎng)，指指揮操作工人人糾正，使允允許偏差范圍圍控制在允許許范圍以內(nèi)。沉沉井在下沉過(guò)過(guò)程中，最大大沉降差均控控制在250mm以內(nèi)。當(dāng)沉沉至離設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高2m時(shí)，對(duì)下沉沉與挖土情況況應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)測(cè)，以防超沉沉。施工技術(shù)人員在在觀測(cè)沉井下下沉過(guò)程中,標(biāo)高、垂直直度、位移是是必須觀測(cè)的的基本數(shù)據(jù)。標(biāo)標(biāo)高、垂直度度通過(guò)水準(zhǔn)及及線墜可以直直接得出數(shù)據(jù)據(jù)，如何發(fā)現(xiàn)現(xiàn)刃腳偏差很很多資料都沒(méi)沒(méi)有涉及到,下面我介紹紹一種通過(guò)觀觀測(cè)垂直度數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)確定刃刃腳偏差的方方法:通過(guò)在地面建立立控制軸線網(wǎng)網(wǎng)可以在沉井井池壁上得到到上圖所示的的經(jīng)緯垂直線線，通過(guò)讀取取在-2m墨線、-6m墨線處懸掛掛的標(biāo)尺讀取取偏差數(shù)據(jù)如如上圖分別為為290、241，刃腳標(biāo)高高為-21.22m,根據(jù)三角形形得出沉井東東偏55.有興趣的讀讀者可以自己己動(dòng)手算一算算.下沉糾偏沉沉井下沉過(guò)程程中，有時(shí)會(huì)會(huì)出現(xiàn)傾斜、位位移及扭轉(zhuǎn)等等情況，應(yīng)加加強(qiáng)觀測(cè)，及及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采采取措施糾正正。產(chǎn)生傾傾斜的可能原原因有：⑴

刃腳下土質(zhì)質(zhì)軟硬不均；；⑵挖土不均，使使井內(nèi)土面高高低懸殊；⑶⑶刃腳下掏空空過(guò)多，使沉沉井不均勻突突然下沉；⑷⑷排水下沉，井井內(nèi)一側(cè)出現(xiàn)現(xiàn)流砂現(xiàn)象；；⑸刃腳局部被被大石塊或埋埋設(shè)物擱住。操作中中可針對(duì)原因因予以預(yù)防，如如沉井已經(jīng)傾傾斜，可采取取在刃腳較高高一側(cè)加強(qiáng)挖挖土，都可使使偏斜得到糾糾正。待其正正位后，再均均勻分層取土土下沉。位移產(chǎn)產(chǎn)生的原因多多由于傾斜導(dǎo)導(dǎo)致，如沉井井在傾斜情況況下下沉，則則沉井向傾斜斜相反方向位位移，或在傾傾斜糾正時(shí)，如如傾斜一側(cè)土土質(zhì)較松軟時(shí)時(shí)，由于重力力作用，有時(shí)時(shí)也沿傾斜方方向產(chǎn)生一定定位移，因此此預(yù)防位移應(yīng)應(yīng)避免在傾斜斜情況下下沉沉，加強(qiáng)觀測(cè)測(cè)，及時(shí)糾正正傾斜。位移移糾正措施一一般是有意使使沉井向位移移相反方向傾傾斜，再沿傾傾斜方向下沉沉，至刃腳中中心與設(shè)計(jì)中中心位置吻合合時(shí)，

再糾正傾斜斜，因糾正傾傾斜重力作用用產(chǎn)生的位移移，可有意向向位移的一方方傾斜后，使使其向位移相相反方向產(chǎn)生生位移糾正。沉井下下沉產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的原因是多多次不同方向向傾斜和位移移的復(fù)合作用用引起的，可可按上述糾正正位移、傾斜斜方法糾正位位移，然后糾糾正傾斜，使使偏差在允許許范圍以內(nèi)。5.4

下沉到位、封封底技術(shù)當(dāng)沉沉井沉到設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)2～3天

，下沉已穩(wěn)穩(wěn)定，在8h內(nèi)累計(jì)10mm時(shí)，即可進(jìn)進(jìn)行沉井封底底。二、沉井對(duì)對(duì)周邊環(huán)境的的影響范圍當(dāng)?shù)叵滤惠^高高時(shí)沉井采用用排水下沉,井身內(nèi)部分分層挖土運(yùn)出出，隨著挖土土和土面的降降低，沉井井井身借其自重重或在其他措措施協(xié)助下克克服與土壁間間的摩阻力和和刃腳反力，不不斷下沉?xí)r，土土的含水層被被切斷,地下水位會(huì)會(huì)不斷補(bǔ)給,為保證正常常的施工環(huán)境境,就需要將地地下水位降低低,在抽水影響響半徑范圍內(nèi)內(nèi)土體會(huì)產(chǎn)生生固結(jié),從而引起周周邊地表沉降降。同時(shí),在井內(nèi)挖土土?xí)r,井內(nèi)外會(huì)存存在一定的水水頭差,在動(dòng)水壓力力下,井內(nèi)會(huì)發(fā)生生流土、砂涌涌現(xiàn)象,導(dǎo)致井體周周圍土體松土土破壞,引起塌陷,這種塌陷范范圍與井下沉沉的深度成正正比。根根據(jù)有關(guān)資料料表明,地表沉陷范范圍內(nèi)：沉陷陷范圍的長(zhǎng)度度為沉井外邊邊的2倍，沉陷寬寬度w?。簑=h×tg((45°-￠/2)式中h—沉井的的下沉高度；；￠—土的內(nèi)摩擦擦角（最好取取三軸快剪試試驗(yàn)測(cè)定的內(nèi)內(nèi)摩擦角）。根據(jù)本工程的巖巖土勘察報(bào)告告,沉井部位的的地質(zhì)情況如如下:層為雜填土,,層厚2.5m①1層為雜填填碎石土,層厚3.8m層為粉質(zhì)粘土土,層厚1.2m,,內(nèi)摩擦角￠=4°內(nèi)聚力c=23KKPa②1層為細(xì)砂砂,層厚2.1m,,內(nèi)摩擦角￠=30°內(nèi)聚力c=0KPPa層為粉質(zhì)粘土土,層厚3.4m,,內(nèi)摩擦角￠=4.8°內(nèi)聚力c=23KKPa層為粉質(zhì)粘土土,層厚2.3m,,內(nèi)摩擦角￠=5.2°內(nèi)聚力c=26KKPa④1層為碎石,,層厚4.5m,,內(nèi)摩擦角￠=35°內(nèi)聚力c=0KPPa相關(guān)數(shù)據(jù)可以得得出結(jié)論:1、地表沉降影影響寬度:W=W1+W22+W3+W4+W5=1.11+1.2++3.1+22.1+2..3=9.88mW1=1.2mm×tg(445°-4°/2)=11.1mW2=2.1mm×tg(445°-30°/2)=11.2mW3=3.4mm×tg(445°-4.8°/2)=33.1W4=2.3mm×tg(445°-5.2°/2)=22.1mW5=4.5mm×tg(445°-35°/2)=22.3m2、地表沉降影影響長(zhǎng)度:L=2××30m=660m。沉井下沉深度與與影響環(huán)境的的深度與寬度度如下圖所示示:三、根據(jù)沉井在在下沉過(guò)程中中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)研究沉井穿穿越不同土層層的下沉規(guī)律律1、下沉阻力現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)成果果沉井下沉數(shù)據(jù)采采用在沉井井井壁上的等分分標(biāo)高線每天天于上午8時(shí)，下午18時(shí)每天兩次次觀測(cè)得到，下下沉60d,總共下沉13.5m。以時(shí)間為橫坐標(biāo)標(biāo)、下沉深度度為縱坐標(biāo)繪繪制沉井穿越越不同土層時(shí)時(shí)的速率圖:由下沉曲線可見(jiàn)見(jiàn),沉井穿越粉粉質(zhì)粘土層、細(xì)細(xì)砂層、粉質(zhì)質(zhì)粘土層上部部等，速率為為396mmm/d；沉井穿越越碎石層速率率分別為111mmm/d。2、原因分析根據(jù)沉井下沉系系數(shù)計(jì)算公式式:K=Q/H×LL×ｆ第一階段:QQ1=622250KN;;H=13..5m;L==98m;ｆｆ1=19..32K1=2.444>1.155第二