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1、人工沉井法施工技术初探（姬文红） 沉井法施工是较古老的施工方法,但由于这类方法工艺简单,造价较低,目前仍在许多工程中被采用。尤其是场地狭小,机械作业有困难时经常采用。笔者结合在沉井施工中遇到的问题进行探讨。1背景资料
某学校雨洪利用工程中设计1座辐射井,以充分利用浅层地下水,降低地下水位(学校宿舍楼设置有地下室,大部分时间受水浸泡,无法使用),实现天然降水的有效利用。
1.1设计资料
(1)辐射井直径2600mm,井壁厚200mm,井深15m。
(2)井身为预制混凝土管,每节1m长,最底节带底。接缝
2、处水泥砂浆抹带。
(3)土层构成自上而卞依次为：杂填土厚2.3m、砂质粉土2m、细砂2.2m、黏质粉土1.8m、粉质黏土3.7m、砂质粉土2.1m,以下为细砂。
1.2施工过程
开工前与各方协商,辐射井采用预制管厂的定型产品,直径2600mm、井壁厚245mm、每节3.13m长,井管下沉采用人工挖土沉井方式完成。于2003年7月4日正式开始施工。首先利用挖掘机在辐射井位置开挖2.5m深基坑,吊放混凝土管。吊放第2根管之前管西侧比东侧高1.7cm,第2根管就位后,管子突沉49cm,造成东西高差扩大到8.5c
3、m。决定下沉慢的一侧加快挖土速度,次日高差扩大到9.1cm,第3日高差扩大到14cm。调整挖土方法,在下沉快的一侧设置垫木,并且在此段缩小挖土范围,不把管底的土都挖除,下沉慢的一侧扩大挖土范围,扩挖至管外,然后用挖掘机加压促沉,设法让管底移位。结果在一边刃脚下有土时,不能下沉。两边刃脚下的土都掏空后加压下沉了12cm,但是高差扩大到14.8cm。第4日高差扩大到15.9cm,将两管联成一整体,然后在管底东侧用方木支垫,在西侧掏土悬空,上方用挖掘机对管西壁加压,多次努力后,纠偏效果仍然不明显。下沉基本停止。第5日对
4、管西侧进行开挖,将管西侧土方开挖后在西侧管壁上加压,沉管重新扶正。扶正后沉管继续下沉,沉管顶面到达地面以下1.3m时不再下沉。吊第3根管时,由于管底已掏空,第3节管就位后突沉55cm,造成新的偏差。第3节管顶面下沉到与地面平时,南北偏差10cm,又将管南侧开挖到地面以下6m,将管扶正。第4节管的下沉比较困难,在余0.5m时管底开始出现涌土现象,涌土从0.1m逐渐上升到1.0m。第4节管顶面下沉到与地面平时,为了加快第4节管下沉,将第5节管压上(17t),并且用挖掘机助沉。最终第4节管顶面沉到地面以下1m时,因为管
5、外周围坍塌严重,施工影响范围扩大,造成附近学生宿舍楼散水出现裂缝,停止下沉。井筒内补水,浇筑水下混凝土封底。钻孔灌浆加固地基。
1.3出现的问题
(1)施工时下沉困难。
(2)沉管下沉时易发生倾斜。
(3)在11.5m处提前出现粉细砂,流沙涌入井内。沉管下沉速度缓慢,但管外周围坍塌施工影响范围扩大,造成附近学生宿舍楼散水出现裂缝。
2采取的应对措施
(1)压重。先后采用0.8m3和1.5m3挖掘机利用抓斗配合压重促使沉井下沉。挖掘机的自重分别为20t、30t。能够作用于管顶的压力分别为11t、17t。
6、 (2)多种纠偏措施。①先在下沉慢的一侧加快挖土速度,效果不好。②改进开挖技术,在下沉多的一侧多挖土,在下沉少的一侧压配重,并用钢丝绳从横向给沉井一个水平拉力,以纠正沉井倾斜。③局部压重;下沉慢的一侧局部开挖后,再加压。
(3)井底隆起(流沙影响)停止施工,井中回灌水,平衡水压。
(4)混凝土封底,计划中的干封底不能实现,改用浇注水下混凝土封底,底板也从0.3m加厚到0.5m。
(5)灌浆,防止因地面沉降进一步发展而影响附近建筑物的安全。从2003年8月16日-2003年8月28日进行地基的注浆加固。
7、钻孔深度12m,孔距1.5m。采用P.O32.5水泥浆液,浆液配比设计为1:0.5-1:1。采用预埋花管2次注浆方法。先期为渗透注浆,浆液配比1:0.5,注浆压力为0-0.3MPa。后期为高压注浆,浆液配比1:1,注浆压力控制在2.1MPa范围内。由于砂质粉土和粉砂土层已被破坏,注浆量可能不均匀,按充盈系数大于1的标准控制注浆结束不易掌握,按每个钻孔的注浆量不超过5t、地表冒浆或注浆压力超过2.0MPa为注浆结束标志。布置钻孔90个,进尺1117m。注浆量46.8t水泥。
(6)沉降观测。对于施工区附近的宿舍
8、楼和图书馆楼进行沉降观测,以监测工程施工对这栋楼房造成的变形影响。经过30d的观测,变形点累计沉降分别为1.9mm、2.8mm、0.8mm。从观测成果看此期间建筑物无明显变化。
3原因分析
首先对沉管下沉比较困难做一简单分析,然后对于井底涌土做探讨。
3.1沉管力计算
采用的是预制管分节下沉,下沉力计算采用分节计算,因为第1节管基本是开挖下管,不做下沉验算。计算参
