已建成工业厂房中沉井的设计方案

已建成工业厂房中沉井的设计方案 【摘要】 探讨已建成工业厂房中沉井的设计方案，以及沉井施工过程对厂房柱基的保护要点。 【关键词】沉井；工业厂房柱基 L、工程概况 天津某项目1#线熔铸车间主厂房已建成，主厂房为混凝土柱排架结构，钢屋架，混凝土预制板，砌体维护结构。熔铸车间中共有8个铸造井设备基础，依次为L1-L8铸造井。其中L1铸井位于厂房西侧，北面临保温炉基础，南面临E列11线和13线柱基。主厂房柱基础与L1铸造井的平面布置图如下： 沉井施工过程中引起主厂房柱基下沉，其中13柱下沉约120mm、柱根部出现裂缝、吊车梁顶面高差约60mm、钢屋架支座位置局部变形、屋面防水层拉裂、维护墙体拉裂。 沉降原因分析：沉井施工采用井管降水法施工，施工过程中大量抽水，且有管涌现象出现，对柱基础桩端周边的土层有所扰动，从而导致柱基沉降。 2、工程地质条件 、工程地质概况 根据地质勘察报告，拟建工程场地地势平坦，土层结构均匀，主要土层自上而下的地质构造及力学指标描述如下：2人工填土层，均匀性及结构性较差、1粘土，承载力特征值95kPa、1粉质粘土、粘土，承载力特征值105kPa、1粘土，承载力特征值85kPa、1粘土，承载力特征值100kPa、粉质粘土，承载力特征值120kPa、1粉质粘土，承载力特征值150kPa、2粉砂，承载力特征值210kPa、?21粉砂，承载力特征值220kPa。 、地下水文概况 根据地勘报告，初见水位埋深1.503.20m，相当于标高2.761.99m。表层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，以蒸发形式排泄，水位随季节有所变化。 本场地埋深40.00m以上可分为三个含水层：（1）潜水含水层， 埋深约11.0014.00m（标高约-7.00-10.00m）段全新统下组沼泽相沉积层粉质粘土（1）属不透水层，为潜水含水层的相对隔水底板。（2）第一微承压含水层，埋深约21.0031.00m（标高约-17.00-27.00m）段的全新统下组陆相冲积层粉土（2）及上更新统第五组陆相冲积层粉砂（2）属弱透水层，可视为微承压含水层。 （3）第二微承压含水层，埋深约35.0037.00m（标高约-31.00-33.00m）段的上更新统第三组陆相冲积层粉砂（?2）为第二微承压含水层。 3、沉井设计方案 、排水明挖法下沉，井外井管降水，底板采用干封底。液压缸外套管采用干封底。 勘报告显示：L1铸井区域钻孔土层多呈不透水层及弱透水性，该区域内的地下水量应该较小，适合采用明挖法下沉。 现场施工过程中井体本身施工较为顺利，14m深井体分两段施工，为加快沉井下沉工期采用微型挖土机井内挖土作业，整个沉井下沉过程较为顺利、垂直度控制也较为理想，沉井刃脚下沉至设计标高位置。接着进行液压缸外套管的下沉施工，先钻孔，并抽干孔内积水，再下沉外套管。外套管下沉几次未能成功到设计位置，在此过程中，因为大量降水引起厂房柱基础沉降。实践证明此方案不合适。 、排水明挖法下沉，井外井管降水，底板采用干封底。液压缸外套管采用干封底。必须配合支护措施。 实践证明-23.0米深位置地下水较为丰富，如果将水位降至-23.0米标高，需要大量降水，极易出现管涌、流沙现象，对主厂房基础桩端土、桩侧土扰动，危及主厂房的安全。如果对主厂房柱基础进行加固处理，并配合在沉井四周做支护处理，可以减少降水对主厂房柱基础的影响。支护措施需要保证-23.0米以上土体的稳定。 、排水明挖法下沉，井外井管降水，底板采用干封底。液压缸外套管采用水下封底。必须配合支护措施。 降水标高控制在-15.0米，液压缸外套管管底采用水下封底。外套管底板封头板下沉前不要封闭，待套管下沉到设计标高后，采取水下浇筑混凝土封底，待混凝土强度达到设计强度70%以上时抽干孔内积水，在进行内套管的定位及浇筑内外套管间的混凝土。支护措施需要保证-15.0米以上土体的稳定。 、不排水法下沉，底板采用水下封底。液压缸外套管采用水下封底。封底混凝土厚度设计需要满足要求。 下沉采用水力机械法，利用水力机械，先用高压射水冲碎土层，再用水力吸泥机将泥浆及土的碎块排到井外，使井下沉。封底采用竖直导管法浇筑水下混凝土封底。施工时在井内放入数根200300mm的钢制导管，管底距离井底土面3040cm，在导管顶部连接一个有一定容量的漏斗，漏斗内盛满塌落度较大的混凝土，混凝土在管底部周围堆成一个圆锥体，将导管下端埋入混凝土内，使水不能流入管内，所以以后再浇筑混凝土即在无水的导管内源源不断的往外围流动、扩散与升高。由于不与水接触，避免了受水冲洗，保证了混凝土的质量。 此方法施工，可以减小因为降水对已建成主厂房柱基础的扰动。 综合以上四种方案，第一种不可取，其它三种均可取，但造价及施工周期不同，需综合考虑实际情况采用。该项目最终采用的是第二种方案。 结束语 在已建成的主厂房内施工沉井必须根据地质条件设计合理的方案，不仅考虑沉井的下沉问题，还应考虑对已有厂房基础的保护问题。在已建成的建筑物、构筑物旁边开挖、降水，必须充分考虑对已有建筑的影响。铸造机设备采用沉井方案比大开挖方案优势明显，但在地下水丰富的地区，对施工的要求较高，应由有经验的施工单位施工，方能保证工程质量及进度。 参考文献： 1 葛春晖. 钢筋混凝土沉井结构设计施工手册M. 北京：中国建筑工业出版社，2004 2 钢筋混凝土沉井