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1、范泽雄(广东省陆丰市建筑设计室)摘要:根据多年以来的工程设计实践经验,本文介绍了沉井的设计和下沉的施工技术,并提出相应的几点体会。关键词:沉井基础设计施工技术措施中图分类号:TU1文献标识码:A文章编号:1673-0534(2007)09(a)-0030-02沉井基础是由顶盖、井壁、凹槽、刃脚以及封底组成的一种深基础,对于多孔沉井基础,其中还有内隔墙(如图1)。它具有承载力高,稳定性好,占地面积小,挖土量少,施工方便,对邻近建筑物影响较小等优点,并且沉井内部空间可得到充分利用。3(a)所示。另一种是假定摩阻
2、力随土深而增大,在刃脚处达到最大值,3(b)所示按前时计算偏于安全。而后一种比较符合实际情况。2.2沉井的结构设计及措施沉井的受力情况分为两个阶段,一是施工阶段,另一个是使用阶段。两阶段中共同受力情况是井壁外的土压力,但两阶段土压力不同,施工阶段的土压力由施工情况确定,使用阶段则原设计已考虑。由于沉井施工中,因施工方法及下沉方法不同,对各种数据会带来较大的差异,所以精确的计算分析没有必要,只在施工下沉遇到问题时用计算和分析作出正确的指导。2.3沉井的刃脚设计沉井下沉时,刃脚内外壁及底部受到土压,挖空时仅外壁
3、承受土压,这些土压和井壁传来的垂直荷载对刃脚产生弯矩。刃脚是一个空间结构,竖向是一个悬臂梁,横向是与井壁连接的一个水平框架。在下沉过程中,刃脚受力全部由悬臂梁承担,而在水平方向只有出现沉偏时才会受横向拉力,故水平方向按构造配筋。当刃脚处不挖土时,刃脚内侧土压力使刃脚向外弯曲;而当刃脚处土挖空时,外部土压力使刃脚向内弯曲。许承载力和沉井制作单位长度重量而定。沉井制作分三段:刃脚、井壁、顶板。沉井制作工艺流程,见图4。3.2沉井的下沉施工下沉施工时每道工序都要统一指挥,做到施工同步、对称、均匀。(1)沉井下沉前
4、的准备工作①测量控制与纠偏措施沉井标高控制可由竖井顶面设置纵横十字中心线传递高程直接控制;沉井垂直度是在井筒按4或8等分标出垂直轴线并悬吊垂线来控制。当沉井四面标高不一致或垂直度超过允许值时应进行纠偏。沉井下沉过程中要加强施工监测和观测,一旦出现问题应认真查找原因,对症下药,及时处理:a.当沉井倾斜超限时,在刃脚高的一侧加强开挖,低的一侧不挖或少挖;或在刃脚高的一侧加大压力,低的一侧少加或不加压力。待正位后再均匀开挖。b.当沉井偏移轴线时,下沉过程中有意使沉井向偏位的相反方向倾斜,反复几次倾斜纠正后即可恢复
5、到正确位置。②拆除砖垫拆除砖垫时先宽度方向与长度方向,先中间后两端,从中到端同步进行,保证四个边和角同时落地。每拆完一个边,刃脚内侧即时填砂捣实。砖垫拆除后,在自重作用下沉井刃脚平稳地刺入砂势层,受砂垫层极限承载力的限制,沉井处于静止状态,随后即可除土下沉。(2)沉井下沉施工方法①开挖下沉前,在井中用φ32穿孔小导管顶入沉井底部形成集水坑,沉井下沉后继续顶入地下,并设潜水泵将水抽到地面上的排水沟。②挖土采用人工挖土,滑车吊土、翻斗图1沉井基础构造1-顶盖;2-井壁;3-凹槽;4-刃脚;5-封底;6-内隔墙;
6、7-钢筋混凝土底板。(a)单孔;(b)双孔。1沉井基础的适合情况(1)当基础受到很大的集中作用荷载,而地基覆盖层非常松软,坚硬的持力层又埋得较深,不能采用浅基础时。(2)采用桩基时所需的桩数很多,以致无法在合理的承台尺寸下进行群桩布置时。(3)建筑使用上的要求,需将基础埋入地下深处,并作为地下构筑物时。(4)在已用的浅基础邻近修建深埋的设备基础,以免开挖基坑影响邻近已建的基础时。3沉井的施工沉井施工以人工除土,排水下沉、干法施工为前提,采用先在-0.5m、制作沉井刃脚,再制作井壁,待混凝土强度达设计要求后下
7、沉,下沉到位后封底。其优点是易于控制井内除土和下沉速度,出现问题便于即时纠正。3.1沉井制作沉井制作的基础方式可采用砖砌底模的无垫木方案。砖砌底模的尺寸根据砂垫层允2沉井设计中的几个问题2.1沉井下沉验算沉井下沉时,必须克服进壁与土之间的摩阻力和地基土对刃脚的反力。地下水位较高时还必须克服水对沉井的浮力。如图2所示,G≥1.15～1.25(2T+2R+B),B为沉井壁排出的水量,1.15～1.25为下沉系数K,一般应不小于下沉系数,否则下沉困难,需采取加载等措施。图3下沉系数的验算图2沉井下沉示意图下沉系数
8、的验算一般有两种计算方法:一种是假定摩擦阻力,随土深而加大,并且在5m深时达到最大值,5m以下时,保持常值,如图图4沉井制作工艺流程(下转32页)科技咨询导报ScienceandTechnologyConsultingHerald302007NO.25科技咨询导报ScienceandTechnologyConsultingHerald工程技术纵轴线方向为收分变截面体,为适应收分,柱体内、外模均设收分模板条,每浇筑
