论建筑施工中沉箱沉井技术的运用

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1、论建筑施工中沉箱沉井技术的运用【摘要】随着城市开发建设的不断深入，城市土地资源越来越稀缺，城市地下空间的开发将越来越成为未来城市发展的趋势和主流方向。沉箱沉井技术在许多情况下能适应以上发展需求，因而在建筑施工中具有广泛的应用前景。本文从沉箱沉井技术的相关概念谈起，然后分别从施工准备和施工工艺两个方面就建筑施工屮沉箱沉井技术的运用进行分析说明。【关键词】沉箱；沉井；建筑施工；运用一、沉箱沉井技术概述1、沉箱与沉井的定义沉箱基础乂称之气压沉箱基础，它是以气压沉箱来修筑结（构）筑物的一种基础形式。建造地下结（构）筑物时，在沉箱下部预先构筑底板，在沉箱下部形成一个气

2、密性高的钢筋混凝土结构工作室，向工作室内注入压力与刃口处地下水压力相等的压缩空气，使其在无水的环境下进行取土排上，箱体在本身自重以及上部荷载的作用下下沉到指定深度，然后进行封底施工。沉井是修筑地下结构和深基础的一种结构形式。是先在地表制作成一个井筒状的结构物，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重及上部荷载作用下逐渐下沉，达到设计标高后，再进行封底。2、沉箱沉井技术的特点第一、沉井与沉箱整体刚度大，抗震性好；第二、与地下施工相比更优越，地质适用范围更广；第三、沉井与沉箱结构木身兼作围护结构，且施工阶段不需要对地基作特殊处理，既安全又经济；第四、施

3、工对周围环境影响小，尤其是气压沉箱工法，更适用于对土体变形敏感的地区。二、沉箱沉井技术运用于建筑施工的施工准备（-）沉箱与沉井的结构设计1、沉井的结构设计沉井在施工过程中作为围护结构，当施工完成后，又作为上部结构的基础又作为地下建筑结构的一部分，因此既要满足上部建筑的构造要求，又要承受上部荷载，具冇临时工程和永久运行功能的统一。沉井设计内容与步骤如下：第一、沉井尺寸估算。根据使用功能要求，拟建场地的工程地质、水文地质及施工条件，布置沉井内的隔墙、撑梁、框架、孔洞等设施，确定沉井平面、剖面、井壁厚度等各构件的截面尺寸及埋置深度。第二、下沉系数计算。根据沉井下沉

4、施工的要求，进行下沉的冇关计算。第三、抗浮系数计算。为控制封底及底板的厚度，估算沉井的抗浮系数。第四、荷载计算。计算外荷载，并绘出水、土压力计算图形。第五、施工阶段强度计算（1）沉井平面框架内力计算及截面设计；（2）刃脚内力计算及截面设计；（3）井壁竖向内力计算及截面设计；（4）沉井底梁竖向挠曲和竖向框架内力计算及截面设计；（5）根据沉井施工阶段可能产生的最大浮力，计算沉井封底混凝十的厚度和钢筋混凝土底板的厚度及内力，并进行截面配筋设计。2、沉箱设计内容沉箱在施工和使用阶段与沉井一样承受两个不同的受力状态，故沉箱设计也应分这两个阶段来进行。沉箱的设计基本与沉

5、井相同，区别在于：第一、应考虑沉箱施工阶段底板已先浇筑，故在计算模型的选择时应考虑底板的作用，考虑空间效应，作整体分析。第二、下沉计算时应注意下沉阻力不仅要计算箱壁侧的摩擦阻力，还应根据加气压情况计入工作室气压的“气垫”阻力，并考虑其与水浮力的相互影响。第三、沉箱底板的计算荷载应取地基反力、水浮力及气压所产生的浮力，且不计封底混凝土的作用。（二）沉箱沉井技术运用于建筑施工的作业条件第一、施工现场有可使用的水源和电源，已设置临时设施，修建临时便道及排水沟，同时敷设输浆管、排泥管、挖好水沟，筑好围堤，搭设临时水泵房等，选定适当的弃土地段，设置沉淀池。第二、已进行

6、施工放线，在原建筑物附近下沉的沉井（箱）应在原建筑物上设置沉降观测点，定期进行沉降观测。第三、各种施工机具已运到现场并安装维修试运转正常，现场电源及供气系统应设双回路或备用设备，防止突然性停电、停气造成沉箱事故。三、沉箱沉井技术运用于建筑施工的施工工艺1、下沉工艺流程下沉准备工作f设置垂直运输机械、排水泵，挖排水沟、集水井一挖土下沉f观测f纠偏f沉至设计标高、核对标高f降水f设集水井、铀设封底垫层f底板防水f绑底板钢筋f底板浇筑混凝土f施工内隔墙、梁板、顶板、上部建筑及辅助设施f回填土。2、下沉施工大型沉井（箱）混凝土应达到设计强度100%,小型沉井达到70

7、%以上，便可拆除垫木，进行下沉施工。本文以排水下沉为例进行施工说明。（1）排水方法的选择第一、设明沟、集水并排水。在沉井（箱）内离刃脚2~3m挖一圈排水明沟，设3到4个集水井，深度比地下水位深1〜l・5m,沟和井底深度随沉井挖土而不断加深,在井内或井壁上设水泵,将地下水排出井外。为不影响井内挖土操作和避免经常搬动水泵，一般采取在井壁上预埋铁件，或设木吊架安放水泵，水泵下加草垫或橡皮垫，避免振动。水泵抽吸高度控制不人7*5mo如果井内渗水量很少，则可直接在井内设高扬程潜水电泵将地下水排出井外。本法简单易行，费用很低，适于地质条件较好时使用。第二、井点降水、井点

8、与明排水相结合的方法。在沉井外部周围设置轻型井点、喷