复杂环境下沉井下沉方法浅析

1 / 9 复杂环境下沉井下沉方法浅析 复杂环境下沉井下沉方法浅析 摘要：根据是否进行降水控制，沉井下沉方法常采用：排水下沉法，不排水下沉法，或者根据地质情况，两者兼顾。要合理选择下沉方法，必须考虑围护结构布置，了解工程地质及水文地质、气象条件等资料，充分分析围护结构两侧水土压力差，采取下沉减阻、防突沉、超沉、等措施。 沉井广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础；水泵房、地下油库、水池竖井等构造物。在市政工程中，凡用地与环境条件受到限制或埋深较大的地下构筑物，往往采用沉井施工。尽管地基加固技术的广 泛应用，在紧靠复杂周边环境及复杂地质条件下，为确保沉井施工质量及周边环境的安全，合理选择沉井下沉方法，至关重要。 根据是否进行降水控制，沉井下沉常采用方法：排水下沉法，不排水下沉法，或者根据地质情况，两者兼顾。 沉井结构及围护 矩形沉井平面内净尺寸为 18m，井壁厚 800井井壁总高度为，刃脚底面标高为 -，顶板面标高为，底板面标高为 -，底板厚 650板埋深 (刃脚处埋深 )。在泵房沉井标高及标高处分别设有、厚的现浇钢筋砼的平台。 沉井外侧采用 700 水泥土搅 拌桩作为隔水帷幕，隔2 / 9 水帷幕平面内净尺寸为，桩长 17m，其中西侧水泥土搅拌桩内插 300 11 18护桩靠沉井一侧距沉井外壁距离。 工程地质及水文地质 地基土自上而下为第 1 层填土、第 1 层褐黄色粉质粘土、第 3灰黄色粘质粉土、第 3灰色砂质粉土、第层灰色淤泥质粉质粘土、第层灰色淤泥质粘土、第 1 层灰色粘土、第层暗绿色粉质粘土、第层草黄色砂质粉土。 场地地下水属潜水类型，水位主要受大气降水及地表水影响，设计时按常年地下水位计算。地下水对混 凝土无腐蚀性。 周边环境 雨水泵站沉井东侧为祁连山路，靠沉井有 1200 上水管，南侧为虬江河道，西侧有小区 4 层楼房，距沉井边 10米左右，北侧为广德苑停车场。 根据设计要求及实际情况，沉井采用三次浇筑，一次下沉，机械挖土，人工辅助清理，井内明沟排水下沉，沉井壁外侧做触变泥浆助沉，主要靠沉井自重下沉。下沉过程严格测量并及时纠偏，同时控制下沉速度，防止突沉、超沉，确保沉井下沉质量。下沉到距设计标高 20右时，停止挖土，加强观察，待沉井靠自重下沉稳定在规范允许偏差的3 / 9 标高范围之内，及 时干封底。沉井下沉施工过程，周边环境由第三方进行监测，监测数据每天早、晚两次报施工方、监理方分析。 沉井于 08 年 11 月开始下沉，下沉缓慢，至 09 年 1月 5 日，共下沉米，周围土体有部分沉降，约 20 30屋累计沉降约 3 4沉井围墙累计下沉 6 8 为加快下沉速度， 1 月 6日起改为水力切削空气吸泥，下沉速度明显加快，当天下沉 100井周围土体一次发生沉降 40响范围约 米，沉井东西两侧围墙产生裂缝约，西侧小区房屋一次沉降 1 ，累计沉降 4 5屋下方有 300*300长度 24米钢筋砼方桩，下沉对房屋影响较小。 周围土体产生较大沉降后，立即停止施工，井内及时补水。次日地面略有少量沉降，随后稳定。沉井已下沉米，进入砂质粉土层，剩余米。 主要原因：沉井外侧围护桩距沉井壁，沉井下沉过程的土体已松动，围护桩两侧的水土产生压力差，在侧压力的作用下，搅拌桩桩体变形过大产生裂缝或断裂，围护桩外侧土体发生流失，周边施工路面、围墙以及房屋侧土体发生沉降。 围护桩原因：搅拌桩施工的垂直度、搭接控制、水灰比、水泥掺入量、喷浆量等偏差也可能导致渗漏，加剧水土流失 或桩体围护开裂。 4 / 9 下沉原因：随着沉井下沉，周边土体变形产生的侧压力随沉井下沉深度而增大，当采用水力切削空气吸泥时，沉井下沉速度过快，沉井外壁与围护之间的原状土体性状改变加快，搅拌桩变形开裂速度加快。 天气状况：当天晚上雨量较大，部分地表水渗入，沉井壁外侧的土体流失量增大，围护桩体两侧水土压力差加大，搅拌桩开裂，部分土体渗入沉井内，周围产生较大沉降。 继续下沉情况分析：沉井已进入大部分砂质粉土层，当穿过该土质后，进入淤泥质粘土层，流砂会减少，围护外侧的水土流失会减少。在采取一定的 隔水措施后，小区建筑有 24深度远低于沉井刃脚底标高，沉井继续下沉对房屋及上水管道的影响不大。经过分析决定，在采取不排水下沉施工中，通过不断加大沉井内外水位差，严密观察周边土体变化情况，穿过流砂层 3，由不排水下沉逐步转变为排水下沉，沉井实施干封底。反之，则一直采用不排水下沉，沉井采用水下封底。 修复围护结构 修复东西两侧损坏的围护结构，保证下沉时上水管道和房屋的安全。拟在东西两侧搅拌桩外侧用 喷桩补强堵漏，旋喷桩施工重点：旋喷桩主要位于砂质粉土层，在第一 次喷浆过程中，水泥浆压力在左右，并添加 2%水玻璃，提升速度取 /量大于 30L/喷桩第二次施工中5 / 9 水泥浆液流压力取 1量大于 25L/流压力取，添加 3%水玻璃，提升速度取 /至浆液冒出为止。旋喷桩深度 17 米，搭接 25泥掺量 20%，旋喷桩水泥采用级新鲜普通硅酸盐水泥，水灰比为。旋喷桩施工方法 减阻 在井壁四周注入润滑浆，减少周边阻力，使下沉时刅脚能切入土中减少水土流入井内。从已下沉情况分析，沉井切入土体的面积为时，按刅脚踏面有 1/2 面积挖空才 能下沉计算，则周边阻力系数为： f=(30500=/ 沉井自重， Q=30500面承载面积按 300*200=6000浆后周边阻力系数可降低到 510KN/ 10KN/刃脚可切入土中约 3040公分。 泥浆采用机械拌制，通过搅拌筒内叶片旋转，将膨润土、水和纯碱拌制成泥浆。泥浆拌制均匀，材料计量准确，拌好的泥浆放置 10膨润土、水和纯碱等材料充分混合 ，起到置换作用，形成具有良好稳定性和适宜粘度的优质泥浆。 用泥浆泵，将拌制好的触变泥浆用 50的管道压注到离沉井刃脚 2m 处，泥浆的输送压力一般为；灌浆口的水平间距为。在沉井下沉时，还要经常从地面上沿井外壁向井壁与土的空隙中补充触变泥浆。 6 / 9 当沉井下沉到规范允许偏差的设计标高后，为使沉井稳定，应将泥浆套中的触变泥浆置换排出。用水泥、粉煤灰、土、砂和水拌和而成的混合砂浆置换。混合砂浆的配比应根据需要设计，并经试拌调整后使用。混合砂浆的配合为：水泥：粉煤灰：土砂：水 =1： 1： 5： 5： 7，该配合 比配制的混合砂浆的比重约为。 下沉 先用不排水下沉，严格控制沉井周围地面沉降。 目前已下沉米，总高度米，还需下沉米。尚要穿越米的砂质粉土层。为保证沉井西侧小区房屋安全，对井内进行灌水。灌水至 +米标高。不排水下沉的下沉系数计算： K=(2)= A. 下沉时随时观测沉井的倾斜度、下沉深度、速度和沉井中的水位，根据情况及时调整挖土速度和挖土方位，并向井内补水。 B. 沉井井内部分采用长臂挖土机取土，刃脚周边部分，由潜水员水下操作，高 压水枪切割土体。 C. 当刃脚部分进入淤泥质粘土层后，将井内水逐步抽出，并且跟踪监测沉井下沉深度、倾斜度，沉井外侧房屋、管线等沉降情况，沉井横梁底部需有土体支撑。如一切正常，就可从不排水下沉逐步转入排水下沉。 终沉措施 7 / 9 在井内水抽完以后，沉井无突沉现象，开始对刃脚底部按照设计图纸进行压密注浆，注浆深度 3米，宽度 3米。 当沉井沉到离设计标高还有 50公分时，要停止挖土，观察不挖土后继续下沉的数量，以控制最终挖土深度。终沉标高要比设计标高高 10为防止超沉的余量。如到达 预定标高后沉井仍有继续下沉的趋势时立即向井内灌水。在沉井接近设计标高时，在井壁四周触变泥浆采用水泥浆置换，浆液内添加 3%水玻璃，使周边阻力吨 /每平方米，此时的周边总阻为 1500 吨左右。在刅脚和地梁斜面处填块石或黄砂，扩大地基承载面积，总地基承载力可达 2000 吨左右，总阻力为 3500吨左右，大于自重 3050吨，沉井可以穏定。 沉井封底施工 (1)、素砼 沉井到位穏定后，在井内用砾石砂或黄砂填至素砼底层标高并振实。然后进行底板素砼封底，封底前必须在每一格沉井底板上设置泄水孔，四周 填以卵石，使井底的水都汇集到泄水孔中，用水泵排出，从而使地下水位保持低于底板以下，然后对称均匀浇注厚 (2)、钢筋砼底板 素砼达到一定强度后，底板施工前将刃脚混凝土凿毛处洗刷干净，绑扎底板钢筋，浇筑混凝土底板。浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中央进行，每层厚 20 258 / 9 捣固密实。混凝土养护 14在底板上的泄水孔应不间断的抽水，使底板砼不承受水压，底板砼经养护达到设计强度，即为沉井下沉封底全部结束。 沉降监测 对于沉井周边围墙、西侧小区房 屋、东侧 1200 上水监测由第三方负责，在下沉阶段监测频率提高至每天 3次，不排水下沉完成抽水阶段，每 3小时即对周边建筑物进行监测。 通过对以上方案的实施，情况良好，圆满完成沉井干封底。 围护结构的处理： 1、在周边环境允许的情况下，尽量加大围护结构与沉井结构之间的距离，用触变泥浆填充井外周刃脚以上的空隙，尽量减少沉井下沉对围护结构与沉井间土体的影响，以减小对围护结构的影响； 2、围护结构与沉井结构之间的距离不可能加大时，为确保周边环境安全，围护结构设计时要慎重考虑围护 结构两侧的水土压力差。 沉井下沉措施： 1、在满足围护结构稳定的情况下，充分考虑井内外水土压力差，沉井下沉首选排水下沉。 2、对地质情况