大型沉井不排水下沉施工技术

大型沉井不排水下沉施工技术 (总第101期) 2006年第5期 福建建筑 FuiianArchitecture&Construction lf?101 ,v05?2006 大型沉井不排水下沉施工技术 林炜 (福建二建建设集团公司) 摘要:沉井法施工在市政工程中应用广泛,而不排水吸砂沉井是指下沉过程中,井 内外均不降水,水中挖土带水下沉,在水下封 底的一种施工工艺.本文结合福州东南水厂进水泵房的工程实例,介绍不排水吸砂 下沉工艺. 关键词:沉井基础不排水沉井水下混凝土 中图分类号:TU753.61文献 标识 采样口标识规范化 下载危险废物标识 下载医疗器械外包装标识图下载科目一标识图大全免费下载产品包装标识下载 码:A文章编号:1004—6135(2006)05-0133-03 TheTechniqueofSunkWellwithoutBailinginLarge—.scaleConstruction LINWei FujianNo.2ConstructionGroupCompany Abstract:Sunkwellmethodinconstructionisawidelyusedmethodinmunicipalengineering. Sunkwellwithoutbailingreferstoacon— structiontechniqueofsettlementofearthexcavationinthewaterandsealingofthetremie,whi leduringthisprocess,thereisnoprecipitati— oninandoutofthewel1.Thispaperwillintroducethetechniqueusedinthesettlementofsunkw ellwithoutbailing,usingtheexampleof pumpcompartmentofFuzhouSoutheasternWaterTreatmentPlant. Keywords:sunkwellfoundation,sunkwellwithoutbailing,underwaterconcrete l沉井施工法应用广泛,常用于取水构筑物,排水泵站,大 型集水井,盾构和顶管工作井等工程.而不排水下沉施工是 指下沉过程中,井内外均不降水,水中挖土带水下沉,在水下 封底的一种施工技术. 2工程概述 福州东南水厂进水泵房是大型取水构筑物,位于闽江北 岸江滨大道北侧,与世贸外滩花园毗邻.工程含钢筋砼沉井 基础和上部泵房.沉井基础总深16.9m,刃脚底标高一 7.9m,底板面标高一4.9m,顶板标高9.Om.井体平面形状为 矩形八孔,尺寸20.5×15.4m,壁厚下节1m,上节0.8m.沉 井总砼量1600m,沉井总重量约3000T. 本工程场地地表以下20m范围内土层分布:人工填砂层 厚度7—9m,粉质粘土层厚度0.5—0.8m,中细砂层堆积层厚 度12—19m.由于场地位于闽江岸边,地下水丰富,地层透水 性好,渗透系数k=55.87m/d,直径160mm单井涌水量Q= 1064.16m/d.地下水位埋深3.6—4.0m. 根据设计意图和场地地质状况,沉井下沉过程中将遇到 砂层强大的摩擦阻力作用,层致下沉困难和降水困难,必须使 用不排水下沉施工工艺,而沉井不排水下沉施工的我省尚属 首例.因此,本工程施工工艺具有新,特,难的特点.(如图 1,2所示) 3主要施工技术 沉井施工主要施工技术包含沉井井壁预制,沉井下沉,沉 井助沉及纠偏,沉井水下封底等若干个技术难点,以下结合工 程实例予以 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 . 图1沉井结构示意图 图2进水泵房工艺示意图 (总第101期)2006年第5期林炜?大型沉井不排水下沉施工技术?134? 3.1沉井井壁预制 3.1.1沉井计算 为使沉井下沉较为顺利,首先应结合外形,重量,下沉深 度,当地水文地质条件等进行计算. (1).沉井下沉系数计算如下: K=Q—P/L(H一2.5)f 其中:K一沉井下沉系数 Q一井壁自重 P一沉井承受的水浮力 H一井壁高度 L一井壁外周长 f_土壤的摩擦系数,对不同类别土层按加权平均 值 (2).施工中抗浮稳定验算: K=Q+o.5F/P F一沉井外壁的总摩擦力 K一抗浮安全系数,一般取大等于1.1 (3).按下式计算枕木用量: n:G/A【P】 n一每米内垫木根数(根); G一第一节沉井的单位长度的重力(kN/m); A一每根垫木与地基(或砂垫层)的接触面积(m); 【P】一砂垫层(或地基土)的承载力设计值(kN/m) 3.1.2沉井预制 沉井一般有一次制作一次下沉,或多次制作,制作下沉交 替进行等方案.通过计算,本工程采用分节预制成型,一次下 沉的施工方案.即第一节刃脚,第二,第三节和底梁,隔墙分 次浇筑制作成型,待达到设计强度后,一次下沉到位,然后水 下封底,满足抗浮条件后,浇筑沉井底板,顶板.原因一,沉井 体型大,总高度高,应分节预制.原因二,沉井摩阻力,浮力 大,下沉系数偏小,宜加大总重,采用一次下沉.原因三,沉井 内涌水量大,地下水位高,拟采用不排水下沉,不排水下沉过 程中若再加节制作,不可预见因素多,施工难度大. 施工中首先将沉井制作场地平整,或开挖基坑(基坑深 度高于地下水位0.5米以上)以减少下沉深度.沉井自重较 大时,刃脚下应铺设垫木,垫木应平面上对称布置,并应使其 顶面保持在同一水平面上,用水准仪找平,水平误差应小于 10mm,垫木下铺砂垫层,垫架内外均应布设排水沟.井壁模 板可采用组合式定型钢模板或钢木组合模板,但均应保证朝 混凝土面光滑平整. 3.2沉井下沉 3.2.1沉井预沉 当沉井的混凝土强度应达到设计值的100%时,才能拆 除垫架.拆除垫架的顺序:对圆形沉井应先抽掉一般承垫架, 后拆除定位垫架;对矩形沉井应先抽掉内隔墙下的垫架,第二 步分组对称地抽除外墙两短边下的垫架,第三步对称抽除长 边下的垫架,最后同时抽除定位垫架.采用人工或机械在沉 井内挖土,形成锅底形状,预沉至水位以下,以便安装设备,开 始不排水法下沉. 3.2.2不排水下沉 (1)首先安装吸砂系统吸砂系统主要包括吸砂机组,补水 系统,供电系统,砂水排放管路,砂浆沉淀池,助沉设施等,参 见图1.做好吸砂系统的设备检查,验收,测试工作,井做好 该系统的操作规程的技术交底工作,根据工艺要求搭配好各 工种操作人员,做到分工明确,各司其职,严格遵守操作规程. 准备潜水员班组进行潜水作业.吸砂泵的电机与水面要保持 一 定的距离,防止水流进入电机,引起短路;同时要保证叶轮 在工作时始终在水面以下,避免空抽. (2)由潜水员在水中控制吸砂头,保证设备按指定位置进 行吸砂作业. f3)吸砂中应用有效的水下测量工具(如水下测绳,潜水 深度计,水准仪,经纬仪等) 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 水位标高,"锅底"标高和下 沉深度,利用所得的量测数据指导下沉工作. (4)在吸砂下沉过程中必须执行"定位正确,先中后边,对 称吸砂,深度适当"的原则,分层,均匀,对称地进行. (5)在吸砂过程中,应不断往井筒内灌水,保持井筒内水位 高于地下水位,水位差不小于0.5米,以避免在吸砂过程中引 起流砂现象. (6)"锅底"深度由土质,沉井平面确定,当沉井有多个分 格时,在吸砂过程中,一定要对称均匀地进行抽吸,相邻仓的 "锅底"高差应控制在2m以内,防止沉井发生倾斜下沉. 4助沉及纠正 4.1沉井助沉措施:用泥浆泵在沉井壁外侧注入触变泥浆, 减小井壁与土体之间的摩擦阻力.本工程采用膨润土制作自 凝触变泥浆,但在泥浆中掺入固化剂和缓凝剂,沉井下沉达到 设计高程后,使泥浆在一段时间后自行凝固,保持沉井的稳 定,减少沉井附近地面沉降.也可利用振动机作用在井壁上, 振动促使沉井下沉.本工程尝试采用适当减小井内外水压差 的方法助沉,取得实效. 4.2纠正倾斜措施:当沉井发生倾斜时,可以用砂石袋对下 沉较慢的一侧加荷,或在吸砂时在该侧多抽吸,使其摩擦力减 小,以加快该侧的下沉速度,直到纠正倾斜;当沉井位置发生 偏移时,应有意使其向相反方向倾斜,然后纠正倾斜,如此反 复操作数次,直至倾斜一侧井体的位置得到有效的纠正. 5水下混凝土封底施工阶段操作要点 5.1当沉井沉到设计标高,经观测8小时,其累计下沉量不 大于10mm时,即可进行水下砼沉井封底施工. (总第101期)20o6年第5期林炜?大型沉井不排水下沉施工技术?135? 5.2保持井内水位不低于井外水位.清理井底浮泥,超吸部 分先用30cm左右的块石垫平后,再按设计要求铺设砼垫层. 5.3试配水下砼时,应考虑采用具有早强,缓凝,抗渗,抗水 下分离,坍落度较大等性能的砼. 5.4灌注水下混凝土,可采用导管法或泵送法进行,但必须 保证一次连续浇筑完毕,同时注意在浇筑中应持续不断地向 管内加入混凝土,混凝土浇筑完毕后进行拔管应做到均速慢 拔. 5.5当水下封底混凝土达到设计规定强度,且沉井满足抗浮 要求时,方可从沉井内向外排水. 5.6井内的水抽出后,应检查封底混凝土是否有渗漏水处, 如有应及时修补,然后将混凝土表面的松散清除整平. 6主要施工设备 6.1吸砂机组:由一台小型的潜水钻机和一台吸砂泵组合而 成.吸砂管采用150毫米尼龙加筋软管,可以弯曲,并且应保 证在吸砂作业时不会由于大气压的作用而被压扁. 6.2供水设备:根据工程规模选用吸砂机组的数量,计算吸 砂机组的抽水速度,以确定多级水泵的设置台数. 6.3供电系统:吸砂机组功率为40,50KW/台左右,可由施 工变电所送电到沉井现场,现场配电箱应设有电压表,电流表 等仪表,可直接反映吸砂泵在水下工作时的负荷状况,以便有 效地控制吸砂机组的工作状态. 6.4提升设备:可以根据施工单位的实际情况选用必要的提 升设备,该设备的提升力必须大于吸砂机组重量的1.5,2 倍. 6.5排砂管路:应采用承压的钢管,管径宜在150,200ram 之间,用螺纹套接或法兰盘对接,尽量按最短排放线路布设管 道,保持管道呈直线或平滑曲线,以减少水压损失,造成管路 堵塞,排砂管道尚应合理设置检查排放口.(如图3所示) 1.提升设备2.钢支架3.滑轮组4.操作平台5.吸砂 主机6.叶轮7.吸砂头8.潜水员9.小船lO.吸砂 软管l1.输送管l2.供水泵13.沉砂池 图3沉井吸砂作业示意图 7施工效果 福州东南水厂进水泵房大型沉井基础采用不排水下沉施 工技术,出砂效率高,施工速度快.下沉质量好.沉井周边地 表沉降量仅7cm,节省边坡支护费用近百万元.施工过程中, 距沉井仅2m的1200给水管和距6m的原泵房均安然无事, 始终保证正常供水,取得良好社会效益.终沉各项指标均符 合规范和设计要求,该沉井工程的施工质量等级评定优良. 参考文献 (1).孙连溪主编,实用给排水工程施工手册,中国建筑工 业出版社,1998年(2o684). (2).福建省省级工法,编号RJGF(闽)—O2—20ol. (3).GB5007--2002建筑地基基础 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 . 作者简介 林炜:男,1971年出生,项目经理. 【上强弟132贝J. RcFma~=SsinO 2 S c bcos d O +=237.44kN(拉) 3)DF杆的内力极值 0,:a,/Z:一10.8..二主一. R.=曼+曼!+ =一110.23kN(压) 4)DE杆的内力极值 一 d. 03?c,?n—一34?5. R.E…: S — d -= Is — in — O一一— Shc— osO一— M — N :,l35.6.7,r(压)dKax一sin,y—dsi—n~l,-.L比 7总结 塔机附着后,塔机上部各荷载同时作用在附着框架上,其 各荷载的大小及方向均在360度回转中变化,各附着撑杆的 受力也随之变化,这种计算方法求出各撑杆内力最大值应是 最符合实际的.因此以上推导出的各计算公式,塔机安装单 位在超长附着强度验算时根据实际情况参考使用,简化计算 过程. 参考文献: [1]朱森林,塔式起重机使用技术与高空拆除方法[肘], 北京;机械工业出板社,2005 [2]国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,《塔式起重机设计规范》(GB/TI3752— 92)