一种沉井压沉法施工方法与流程

文档序号:21456569发布日期:2020-07-10 17:52阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种沉井压沉法施工方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)基坑开挖及砂垫层、素砼垫层制作,基坑开挖采用机械挖土和人工修整相结合;基坑开挖结束后,及时铺筑砂垫层;接着在砂垫层上铺筑素砼垫层;

(2)沉井第一、二、三节制作;

(3)沉井第一次下沉;沉井采用不排水工艺下沉,第一次下沉采用履带吊车配和容积抓斗抓土下沉,对称取土,使沉井均匀下沉;

(4)沉井第四、五节制作;

(5)沉井第二次下沉;沉井采用不排水下沉工艺,取土方式为空气吸泥潜水员配合,助沉方式为压沉法下沉和触变泥浆减阻助沉;沉井内须留有足够高度的土塞来防止沉井外围土体涌入沉井内,造成外部土体沉降,甚至影响井外的管线;再按照终沉阶段土塞高度为3m,同时不考虑沉井内底梁的隔离作用,按照最不利条件进行抗隆起计算,如下:

抗隆起安全系数

fs——沉井底抗隆起安全系数;

qf——滑动土体的ab面上土体的抗隆起极限承载力(kpa);

h——沉井开挖深度(m);

q——地表面超载(kn/㎡);

r——滑动土体的ab面宽度(m),r=12.4m;

s——滑动土体的bn面上土体之间的总摩擦力(kn);

井内外水位取+1.0m:若沉井抗隆起安全系数大于0.8,则沉井不会发生涌土现象;

(6)沉井水下素砼封底;沉井下沉到位后,采用水下素砼封底;封底后沉井抗浮验算:

在不计沉井侧壁摩阻力的情况,抗浮系数kf>1.05;

kf=g/f;

g——相应阶段沉井的自重(kn);

f——按施工阶段的最高水位计算浮力(kn);井内外水位取+1.0m;

(7)沉井底板制作,当素砼封底达到强度后进行抽水,然后分格进行钢筋砼底板浇筑;

(8)管道支墩、排泥井及尾工施工;沉井及管道施工结束后,进行管道及井内清洗,井内进行连通管安装,管道支墩、毛石混凝土及排泥井的结构制作。

2.根据权利要求1所述的一种沉井压沉法施工方法,其特征在于:所述步骤(5)中,压沉法下沉施工包括环形抗拔承台以及反力系统;反力系统包括

设定压入力,地下水最高水位取值为+1.0m;极限承载力公式选取最大值;沉井摩阻力取小值;

根据压入力确定沉井地锚布置形式,地锚采用环形抗拔承台,环形抗拔承台为钢筋砼结构,混凝土强度等级c30;

设置锚箱,锚箱设置在环形抗拔承台上;

设置反力拉索,反力拉索采用高强度钢绞线,反力拉索的底部与锚箱连接,反力拉索的顶部与穿心千斤顶连接;

设置符合安全系数的承压牛腿,承压牛腿采用钢牛腿和钢筋砼牛腿作为穿心千斤顶的承压结构。

3.根据权利要求2所述的一种沉井压沉法施工方法,其特征在于:根据沉井下沉高度配置反力拉索,从地面钻孔灌注桩顶相接至沉井承压牛腿处;在进行压沉过程中,千斤顶油缸向上顶住上端锚固锁紧装置,反力拉索传递压力至环形抗拔承台;同时承压牛腿受到向下的压力,促使沉井下沉;当沉箱下沉一个油缸行程后,千斤顶油缸缩回,将上端锚固锁紧装置重新调整复位、锁紧反力拉索,如此往复,随后进行下一次压沉施工,直至沉井下沉至设计标高为止。

4.根据权利要求1所述的一种沉井压沉法施工方法,其特征在于:所述步骤(5)中,所述触变泥浆减阻助沉包括以下步骤:

施工布置,根据现场情况,利用工法桩制作时使用的泥浆箱,拌浆棚布置拌浆机1台,压浆泵2台;在地面土层设地表围圈;围圈外侧用粘性土回填分层夯实;

泥浆制备,泥浆采用优质膨润土、cmc、纯碱和水调制而成,膨润土、cmc、纯碱和水的配比按重量比为11:0.3:0.4:100;

压浆,压浆采用压浆泵,正常压注压力为100~800kpa,压浆过程中分别对每个孔进行单独压注,并随沉井下沉不断补浆,使泥浆面始终保持在地面以上0.3m;

灌浆,沉井下沉完毕后,对沉井外侧的环带进行灌浆以置换膨润土泥浆;灌浆从底向上穿过井壁上的灌浆孔;灌浆由普通硅酸盐水泥且水灰比不超0.45的水泥浆组成。

5.根据权利要求1所述的一种沉井压沉法施工方法,其特征在于:所述步骤(1)中,机械挖土过程中利用水准仪跟踪观察,以随时调整开挖深度;基坑边坡的放坡1:1;沉井基坑底面设置碎石盲沟以及集水井;砂垫层铺设分层进行,砂垫层采用中粗砂,按每层30cm分层铺筑,按15%的含水量边洒水边用平板振捣器振捣密实,保证砂垫层的密实度,用环刀法测试密实度,干容重γ≥1.56t/m3后进行下一层砂垫层铺设;砂垫层上素砼达到预定强度后,根据设计井位在素砼垫层上精确测放沉井平面位置,进行砖胎模施工。

6.根据权利要求1所述的一种沉井压沉法施工方法,其特征在于:所述步骤(5)中,沉井下沉前先凿除刃脚素砼垫层和砖胎模;素砼垫层先内后外对称拆除,并用吊车抓斗将井内碎砖清理干净;在井孔顶部周围预埋钢筋挂钩,当沉井偏移达到允许偏差值1/4时进行纠偏;偏抓时,当抓土斗落至井底后,将抓土头张口用的钢丝绳挂在钢筋挂钩上,并将抓土斗提起后突然松下,抓土斗即偏向井壁落下,再收紧闭口用的钢丝绳,实现偏抓的目的。

7.根据权利要求1所述的一种沉井压沉法施工方法,其特征在于:所述步骤(6)中,沉井水下素砼封底包括:

沉井封底前准备工作,导管上部采用可拆卸的短管,导管下部采用长管;

清基,采用空气吸泥机清除井内锅底浮泥,并将井墙、底梁等与封底砼接触处冲洗干净;

沉井封底,沉井封底采用c20素混凝土;施工时,导管底距井底土面30~40cm,在导管顶部布置3-4m3的漏斗,以确保浇筑时的下料需要;在漏斗的颈部安放球塞,并用绳索或粗铁丝系牢;球塞安放时球塞中心设置在水面以上,在球塞上部先铺一层稠水泥砂浆,使球塞润滑后,再浇砼;漏斗先盛满坍落度较大的砼,然后将球塞慢慢下放一段距离;浇筑时割断绳索或粗铁丝,同时迅速不断向漏斗内灌入混凝土,此时导管内的球塞,空气和水受混凝土重力挤压由管底排出,砼在管底周围堆成圆锥状,将导管下端埋入砼内。

8.根据权利要求1所述的一种沉井压沉法施工方法,其特征在于:当沉井下沉至距设计标高2m以内时,放缓沉井下沉速度,进行纠偏防止超沉,使沉井顺利下沉至设计标高;沉井下沉到标高后,8小时内下沉井沉量不超过10mm,沉井进行砼封底。

9.根据权利要求2所述的一种沉井压沉法施工方法,其特征在于:环形抗拔承台的锚箱位置必须与承压牛腿上千斤顶位置保持一致,保证反力拉索合力中心的位置不出现较大偏差。

10.根据权利要求6所述的一种沉井压沉法施工方法,其特征在于:当素砼垫层凿除后,沉井重心偏高,沉井井壁的四周无摩擦力,沉井的下沉系数大,沉井的刃脚先采用人工全面同时分层掏挖,挖除的土方先集中在各仓底中央,让沉井逐渐下沉,使沉井刃脚埋在土层中,降低沉井重心。


技术总结
本发明公开了一种沉井压沉法施工方法,包括施工准备工作,基坑开挖及砂垫层、素砼垫层制作,基坑开挖及砂垫层、素砼垫层制作,沉井第一、二、三节制作,沉井第一次下沉,沉井第四、五节制作,沉井第二次下沉;沉井采用不排水下沉工艺,取土方式为空气吸泥潜水员配合,助沉方式为压沉法下沉和触变泥浆减阻助沉;沉井水下素砼封底,沉井底板制作,管道支墩、排泥井及尾工施工;本发明采用压沉法便于控制沉井姿态,沉井下沉精度高,通过反力系统使得沉井刃脚贯入土层的深度更深,具有足够的下沉系数,可大幅提高沉井下沉速度,对外部土体扰动小,有效防止构筑物易出现不均匀沉降、变形、开裂等现象,下沉过程中井格内土仓不会出现隆起现象。

技术研发人员:黄伟中;张足理;刘玉龙;廖一博;吴曼华
受保护的技术使用者:广东省建筑工程监理有限公司
技术研发日:2020.03.31
技术公布日:2020.07.10
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