沉井施工方案及技术措施.pdf

科 学 论 坛 i g h r_a s( je n 。 e a n d t e c b ,n o lo cj y r ev ie w 沉井施工方案及技术措施 陈刚 ( 江苏省宝应湖农场江苏宝应2 l 1 6 2 4 ) 摘要】 沉井是一种井筒状结构物， 是依靠在井内挖士， 借助井体 自重及其它辅助措施而逐步下沉至预定设计标高， 最终形成的建筑物基础的一种深基础型式。 本文通过工程实例阐述了沉井施工中下沉的方案选择及下沉的各主要环节的技术措施。 【 关键词】 沉井下沉方案技术措施 中图分类号 ： t u 文献标识码： a 文章编号： 1 0 0 9 - 9 1 4 x ( 2 0 0 9 ) o 7 ( c ) - 0 3 2 8 - 0 2 沉井基础是上下敞口带刃脚的空心井筒状结构下沉水中到设计标高处， 以 井筒作为结构外壳而建筑成的基础。沉井是用混凝土 ( 或钢筋混凝土) 等建筑材 料制成的井筒结构物。施工时， 先就地制作第一节井筒， 然后用适当的方法在井 筒内挖土， 使沉井在自重作用下克服阻力而下沉。随着沉井的下沉， 逐步加高井 筒， 沉到设计标高后， 在其下端浇筑混凝土封底， 如沉井作为地下结构物使用 ， 则 在其上端再接筑上部结构； 如只作为建筑物基础使用的沉井， 常用素混凝土或砂 石填充井筒。沉井下沉的方法一般有静压法和振动法、 气锤法等。 1 、 工程概况及设计要求 某雨水泵站设计规模为 4台潜水混流泵， 流量为 6 m 3 s ， 负担某地区 1 3 6 k in 2 范 围内的雨水 排涝 ， 是一 项重要 的水利 工程 。沉井 8 x 1 4 5 m ， 深 1 2 o m 。 均 为钢 筋 混凝土结构。沉井壁厚为 3 0 c m 。混凝土强度等级为 c 3 0级，混凝土抗渗等级为 s 8 。沉井穿越的地质剖面为： 自然地面以下至 2 m为杂填土， 物质组成复杂， 不均 质， 强度低， 工程地质性质差， 2 5 m为新近冲淤土积层， 土体含水量大 ， 压缩性 高， 强度低； 5 8 m 为淤泥质粉质粘土， 具有一定的流变、 触变性。内含少量粉土， 稍密， 饱和； 8 9 m为粉砂 ， 中密， 饱和： 9 1 o m为粉土， 稍密 ， 饱和； 1 0 -1 5 m为粉 质粘土， 可塑； 1 5 m以下为粘土， 硬塑。 2 、 沉井下沉方案选择 沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方案， 前者适用于渗水量不大、 稳定 的粘性土或在砂砾层中渗水量虽很大， 但排水并不困难时使用 。 后者适用于严重 的流砂地层中和渗水量大的砂砾层中使用，以及地下水无法排除或大量排水会 影响附近建筑物的安全和生产的情况。 因本工程地面以下 5 9 加 为粉砂土， 易产 生严 重的流 砂 ， 故沉井下 沉应选 择不排 水 下沉 。不排水 下沉挖 土方 法 ： 采用抓 斗 及水力吸泥机在水下挖土。即用高压水泵将高压水流通过进水管分别送进沉井 内的高压水枪和水力吸泥机处， 利用高压水枪射出的高压水流冲刷土层， 使其形 成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑， 然后用水力吸泥机将泥浆吸出， 从排泥管排出 井 外弃土 处。 3 、 施工工艺漉程的确定 测量放线一土方开挖制作承岛( 砂石垫层) 一铺设刃脚承垫架一安装沉井 壁内模一安装刃脚铁件一绑扎井壁钢筋一安装井壁外模一浇捣混凝土一养护一 拆模一挖土下沉一沉降观测一水下封底混凝土 。 4 、 沉井制作 4 1 承岛制作 在地基挖至 3 5 m处， 沿井壁再往下挖 3 5 0 r n 深的沟槽， 宽度为 1 8 0 0 m m ， 在沟 槽内填粗砂垫层并按要求夯实， 以此作为承岛和起沉标高。 4 2 刃脚 制作 因沉井 自重大 ， 结构复杂， 刃脚部分的钢筋密集， 因此将沉井的刃脚部分作 为施工的第一节制作， 刃脚的支高采用垫架法， 垫架间距 0 6 m ， 沿井壁四周均匀 对称地布置， 垫架垂直于井身， 铺设垫木时用水准仪找平， 使垫木在同一水平面 上 ， 在垫木 间用砂 填平 。 4 3 模板支设的技术措施 井壁模板采用木定型模板组装而成。 外模靠混凝土一面刨光， 并涂脱模剂两 度。沉井内外模板均采取竖 向分节制作， 每节高 1 1 5 2 1 o m ， 模板循环倒置使 用。先支井体内模， 一次支到比施工缝略高 l o o m m ， 竖缝处用 9 0 ra m x9 o m 方木支 撑在内部脚手架或竖井架上。外模分两次支设， 内外模均支到施工缝略高 l o o m m 处，竖缝用木方及 1 4 ra m拉紧螺栓紧固，间距 5 0 0 ra m ，在螺栓中间设 l o o m m x l o o m m x 3 l iiill 钢板止水片 1 道， 止水片与螺栓接触的 1 圈满焊。 4 4 混凝土浇注技术措施 ( 1 ) 将沉井分成若干段对称均匀分层浇注， 每层厚 3 0 0 ra m ， 均衡下料， 以免造 成地 基不 均匀 下沉 ， 使 沉井 倾斜 ； ( 2 ) 混 凝土 应振 捣密 实 ， 在每 段 交接处 ， 振捣 范 围应延伸至另段 5 0 0 ra m处： ( 3 ) 每节混凝土应一次连续浇注完成， 第一节混凝土 强度 达到 7 0 始可 浇注第 二节 ； 5 、 沉井下沉 5 i 做好下沉前的各项准备工作： 在混凝土达到设计强度的7 0 方可拆模， 拆除模板时， 应对混凝土表面进行外观检查， 下沉前， 须将井筒内的满堂架全部 拆除 。 5 2沉井下沉： 各项准备工作就绪， 待混凝土强度达到 1 0 0 后方能开始挖 逐步点击 n e x t即可完成安装 。在安装过程 中需要注 意的是以下两点： 第 一 ，安装程序会执行 s y g a t e的诊断程序 ， 测试系统配置 ： 包括系统设置 、 网 卡 、 t c p i p协议和设置 三个项 目，如果这三项 中的任何一项 无法通过测 试 ， 安装程序现一个信息框 ， 描述可 能存在 的问题 ， 并提出解决方案 。 第 二， 安装程序还会 提示选择 s e r v e r m o d e( 服务器模式 ) 安装或 c 1 i e n t m o d e ( 客 户机模式) 安装， 可根据 自己的需要选择安装 。 安装客户端程序的 目的在于 实现一些特殊 的功能 ， 比如检查 i n t e r n e t的连接状态 、 自动 拨号上 网或挂 机等 。安装完成后 ， s y g a t e安装程序会提示重启计算机 ， 重启后 s y g a t e 将 自动运行。 ( 3 ) 设置 i n t e r n e t i s p连接和本地网络连接 ： 这两 个选 项都可 以选择 “自动检测” ， 如果不 能 自动检测， 可以进行“ 手工选择 ” ， 例如 在本地 网络连 接选项 中输入 1 p地址 1 9 2 1 6 8 0 2 ， 这样 ， s y g a t e在服务器上的设置就完 成 了。 ( 4 ) 设置客户机 ： 只要在客户机 中指定 l p ， i p地址应该是和 服务器 i p 地址在 同一网段中， 子网掩码和服务器的子网掩码 的相 同。需要注意的是， 客户机必须设置网关， 且这个 网关地址必须与服务器 的 i p地址相同。 按照上述步骤完成 设置 ， 当服务器启动 i n t e r n e t链接后， 局域网中所 有计算机都可 以上网了。 4 两种共享 i n t e r n e t 连接技术方案的比较 本文第二和第三小节分别具体阐述了实现共享 i n t e r n e t连接 的 “ 软 件共享上 网” 和“ 硬件共 享上 网” 两种技术方案， 这两种技术方案各有特点， 下面 就简要分析一下这两种技术方案 的优缺点。 3 2 8 l 科技博览 1 硬件共享上网技术方案 ： 采用操作系统 自带的功能属性， 不需要安 装任何额外的软件 ， 兼容性好 ， 运行稳定： 缺点是： i p地址必须限定在同一 网段范围， 导致主机数量有一定的限制 ， 局域 网规模较小 ： 而且没有使用缓 存技术， 当多台主机同时连接 i n t e r n e t时， 速度 会明显降低 ， 共享 i n t e r n e t的速度性 能较差 。 2 软件共享上 网技术方 案： 需要安装至少一种 专用软 件来实现该技 术， 设置过程较为繁琐 ， 兼容性相 对较差， 运行稳定性较硬件 方式低 ； 优 点 是 ： 使用方便 灵活， 功能强大， 可 以进 行 d i c p 、 s m t p 、 p o p 3等很 多协议或 功能 的设置 ， 也在服 务器上 可以监控各个客户机上访 问的内容， 并且可 以 手动设置缓存， 大大提高客户机共享 i n t e r n e t连接的速度 。 5 小结 本文就 目前 企事业单位局域 网中多 台计算机共享 i n t e r n e t 连接的 问 题 ， 阐述 了“ 软件共享上 网” 和“ 硬件共享上 网” 两种技 术方案， 给 出了实现 这两种技术方案 的具体过程， 并且分析 了这两种 技术方案的优缺点 ， 为小 型局域网共享 i n t e r n e t连接提供了有效的借鉴方案 。 参考文献 1 梅娅 共享上网检测技术原理分析 现代计算机 j 2 0 0 8( 4 ) 2 张亚辉 浅谈 a d s l技术实现共享上网 电脑知识与技术 j 2 0 0 8 ( 3 2 ) 3 罗宾 w i n d o w s v i s t a系统家庭共享 上网攻 略计算机 与网络 【 j 2 0 0 7 ( 1 9 ) 4 蒙磊， 王晓波 高校网络机房共享上 网的实现原理及方式 科技信息 j 2 0 0 8 ( 3 4 ) ch i n a s c j o n c o a n d te c h n olo gy re v i e w 试论 p l c机械手系统的设计与研究 科 学 论 坛 - l 侯永胜 ( 平煤集团劳动服 务公司河南平顶 山4 6 7 0 0 0 ) 【 摘要 本文设计的机械手系统的各个动作和状态都 由p l c 控制， 不仅能满足机械手的手动、 半 自动、 自动等操作方式所需的大量按扭、 开关、 位置检测点的 要求， 更可通过接口元器件与计算机组成 p l c 工业局域网， 实现网络通信与网络控制。 【 关键词】 p l c 机械手系统机械设计 中图分类号： t h 1 3 8 文献标识码： b 文章编号： 1 0 0 9 9 1 4 x ( 2 0 0 9 ) 0 7 ( c ) 一 0 3 2 9 0 2 1 引言 随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断 提出新要求。由于微电子技术和计算软、 硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的 不断完善， 使机械手技术快速发展， 其中气动机械手系统 由于其介质来源简便以 及不污染环境、 组件价格低廉、 维修方便和系统安全可靠等特点， 已渗透到工业 领域的各个部门， 在工业发展中占有重要地位。 2 机械手 p l c控制的设计 考虑到机械手的通用性， 同时使用点位控制， 因此我们采用可编程序控制器 ( p l c ) 对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时， 只需改变 p l c 程序即可 实现， 非常方便快捷。 最为主要的原因在于对于液压驱动的机械手考虑到液压系 统本 身包括 液压站 ， 都是 随车运 动的 。如果采 用 传统 的继 电器 逻 辑线路 控制 ， 不 但结构复杂， 控制柜体积亦大； 而且各个继 电器均在运动中动作， 易受震动干扰， 可靠性差。为此， 我采用 ( p l c ) 对机械手进行控制 。 2 1 可编程序控制器的使用步骤 在可编程序控制器与被控对象( 机器 、 设备或生产过程) 构成一个 自动控制 系统时， 通常以七个步骤进行： l 、 系统设计； 2 、 i o 分配： 3 、 画梯形图； 4 、 助记符机 器程序 ； 5 、 编制 程序 ； 6 、 调试 程序 ； 7 、 保存 程序等 。 2 2 本次涉及的机械手的工作原理 上料过程： 循环开始时， 两机械手处于初始状态。 按下 x t 1 手爪夹紧按钮， 使 手指夹紧； 同时经过短时间延时， 启动泵站 电机。按下 s b 1 上料开始按钮， 手臂开 始正转， 在锥齿轮传动机构作用下诱起手腕的回转运动： 在手臂回转 9 0度的时 候压到行程开关 s q 2 ， 使其停止运动。由于大小锥齿轮的齿数比为 2 ： 1 ， 故而此时 手腕回转 i 8 0 度。同时行程开关发信号使车体开始前进， 当行进至行程开关 s q 3 时， 通知活项尖夹紧棒料， 并且延时 1 o秒( 该时间可调) ； 而后 ， 报警 5 秒( 该时 间可调) ， 按下 x t 2 手指松开按钮使手指松开。之后， 按下 s b 4复位按钮， 使车体 后退至 s q 4 处， 再发信号使液压回转缸反转带动手臂反转； 当手臂压到行程开关 s q 1 该 过程结束 。机械 手再次 处于待 料状态 。 下料过程： 循环开始时， 两机械手处于初始状态。按下 s b 2下料开始按钮， 使 车体开始 前进 ， 当行进至 行程 开关 s q 3 时 ， 通 知活顶 尖松 开棒料 ， 并且 延时 l 0 秒 ( 该时间可调) ； 而后， 报警 5 秒 ( 该时间可调) ， 按下 x t 3 手爪夹紧按钮， 使手指 夹紧； 之后， 按下 s b 5 下料向下按钮， 使车体后退至 s q 4 处， 再发信号使液压回转 缸反转带动手臂反转： 当手臂压到行程开关 s q 1 时， 报警 5 秒 ( 该时间可调) ； 按 下x t 4手指松开按钮使手指松开。按下 s b 6下料复位按钮， 使手臂正转至原位。 该 过程结 束。 2 3 机械手可编程序控制器的设计 2 3 1 可编程 序控 制器 的硬件配 置 本次设计的硬件配置图如下图 1 所示：为了防止 2 2 0 v 交流电磁铁过载而 烧毁 p l c接 点， 配 置 了熔 断器和 缓冲 电路 。 f ! 口 口 口 5 0 一 o 0 i 亘 里! 面 竺 3 0 3 面 _ 3 05 _ 苎 30 6 ! ! 一 3 07 a 五 ! 3 09 一 3 1 0 s _ d1 1 r 9 j - 图 l p c 系统硬件配置图 目前，国际上生产可编程序控制器的厂家很多，如 日本三菱公司的f系列 p c ， 德 国西 门子公 司 的 s i m a t i c n 5系列 p c 、 日本 o m r o n ( 立石 ) 公 司的 c型、 p型 p c等 。考虑 到本机 械手 的输入 输 出点分 别为 l 2个 和 1 1个 ，理应选 择 c p m 2 a - 3 o c d r - a 但是考虑到其经济及可扩展性， 因此在本次设计中选择了o m r o n 公 司 的 c p m 2 a 一 4 0 c d r - a型 可编 程 序控制器。 料 开 始 s b l ! 序 控 制 器 的 g 器 sd1 栅墨 怒 原理的 按照上述工作原理的分析， 二 ： 可 以画出 以下 i o端子 的分配 如侍 感 器 s 。 4 图 2 所示 恃 感 器 s 0 5 3 结论 嚣 s 。 6 电器 ，特别 该系 统 中的 时间控制 j ： t4 b 4 控制 ； 而 且 ， 无论 是进行 时 间控制t i 憾b 6 手 臂1 正 转 手 臂1 反 转 车 体l 前进 车 体1 后退 顶尖 夹紧 顶尖挫 开 报 警 手臂2 正转 手臂2 反 转 车体2 前进 车体2 后退 通过设定 p l c程序来实现。可以 图 2 机械手控制 i o端子的分配 土下沉。 其中： ( 1 ) 刃脚承垫架的拆除： 当井内土方由中间向四周均匀扩挖到刃脚 附近时， 先分段对称地掏土至刃脚处， 深井在重力作用下第一次开始下沉， 第二 次再由中间向四周均匀挖至刃脚附近时， 先掏剩余部分 ( 承垫下面) 的土至刃脚 下， 抽除承垫架， 再掏其余部分的土， 沉井便开始第二次下沉。( 2 ) 每次开挖的厚 度不要过大， 开挖厚度控制在 2 0 o ri o n 左右。( 3 ) 水的来源方向， 从就近水泊上用 高压泵抽取。( 4 ) 用泥浆泵将冲下泥浆抽到水泊上， 如此反复利用。( 5 ) 沉降观测 与外观观察： 第一次下沉前， 做好对沉井的初始标高， 轴线位移等校核， 并做好记 录 ， 以此 作为对 以后各 项观测 的参照 。 6 、 沉井下沉中的纠偏措施 6 1 加强沉井 过程 观测和 资料分析 ， 发现倾斜 及时 纠正 ； 6 2 严格控制沉井制作尺寸， 使偏差在允许范围以内； 6 3 从倾斜高起 的一端， 也就是从土质硬的一端挖土， 同时向土质软的一端 递减挖土深度逐渐开挖， 使沉井两端基本保持在同一水平面上， 这样沉井就由倾 斜逐渐 摆平 。 7 、 沉井封底的技术措施 采用提升导管法， 导管可按扩散半径均匀布置在井内， 上部带有装料漏斗， 间距一般为 2 5 4 m ， 最深点应布置有导管。导管骨料多采用细砂粗细骨料之比 为 l ： 1 1 ： 1 3 5 ， 坍落为 1 8 2