专利名称：深厚软土地基沉井施工方法
技术领域：
本发明涉及一种沉井施工方法，具体的说，是涉及一种用于深厚软土地基的沉井施工方法。
背景技术：
污水泵房所建原始地貌为海漫滩地貌，经人工回填，现形成陆域。在流塑状淤泥中做沉井下沉时，由于地层承载能力差、摩擦系数小等特性，在沉井下沉过程中极易产生突沉、偏沉滑移的情况，井内涌水、涌泥和超沉不止，沉井下沉的速度、方向和下沉到设计标高也非常难于控制。因此，深厚软土地基沉井施工过程中存在着各种风险，此施工难题至今尚未得到很好解决。
发明内容
本发明要解决的是上述现有技术中深厚软土地基沉井施工难于控制、风险较大的技术问题，提供一种深厚软土地基沉井施工方法，能够提高沉井的整体性、稳定性和安全性，改善沉井的施工条件，提高沉井施工质量和进度。为了解决上述技术问题，本发明的装置通过以下的技术方案予以实现一种深厚软土地基沉井施工方法，该施工方法按照以下步骤进行(一 )在待施工的沉井外围设置双排相互咬合的帷幕高压旋喷桩，所述帷幕高压旋喷桩内侧距离待施工的沉井侧壁外侧1 1. 5m，所述帷幕高压旋喷桩底部应穿透淤泥质粘土，进入砾质性粘土或全风化岩岩石且深度不小于0. 5m，顶部伸出地表面。( 二)在待施工的沉井底部设置承载高压旋喷桩，所述承载高压旋喷桩的顶部标高即为待施工沉井的设计标高；(三)在待施工的沉井侧壁和内部隔墙的两侧采用2 5排石灰粉粉喷搅拌桩加固淤泥层；(四)地基表层土质换填施工；(五)浇注沉井井壁并制作井体，进行井体下沉前的准备工作(1)标记沉井下沉监测标志；(2)挖除所述步骤(四)中地基表层换填部分；所述步骤(三)中的石灰粉粉喷搅拌桩设置有3排。所述步骤(六)中的土方开挖采用以每50cm为一层，逐层冲剥下降的方式，将土层形成中间低、四周高的锅底形。所述石灰粉粉喷搅拌桩每暴露一层，先将内圈石灰粉粉喷搅拌桩沿同标高挖断清出，外圈石灰粉粉喷搅拌桩间隔挖断。所述步骤(七)中随沉井下沉以所述步骤(五)的监测标志进行水平和中心线监测，随时调整所述石灰粉粉喷搅拌桩开挖的部位和高度。
所述步骤(八)中沉井下沉接近到位时停止凿桩，挖土 Mh，观测沉降，若无明显沉降，可一次沉到位，坐落在承载高压旋喷桩上面。所述步骤(九)中的沉井封底时，在封底混凝土上均勻布置滤鼓4 8个，井内埋顶部带法兰盘接口的滤鼓钢管，并以滤鼓钢管为中心向四周做辐射状碎石育沟引水，待泵池结构全部完成后用法兰盘封堵管口，进行底板9施工。本发明的有益效果是(一 )本发明充分利用了高压旋喷桩水泥土的特性，在沉井外侧形成施工帷幕，起到截水和支护双重作用。(二)本发明在沉井侧壁和内部隔墙范围内的刃脚下，预先打三排石灰粉粉喷搅拌桩，在软土层中形成一道强度适宜的连续承载墙，在沉井下沉过程中就像形成了一道可靠导轨。(三)本发明通过分节、分部位凿除石灰粉粉喷搅拌桩桩头来调节支撑力，准确控制沉井姿态和下沉速度、深度。(四)本发明中的承载高压旋喷桩能够防止沉井超沉，满足构筑物地基承载力及变形要求。(五)在相似土层的沉井设计和施工中，本发明可以通过改变刃脚面积和石灰粉粉喷搅拌桩长度、直径、强度等诸多手段调整承载力，方法多样、工艺简便、成本低廉。(六)本发明与其他施工方法相比大大节约了成本，提高了工作效率，为下道工序提前施工创造条件。
图1是本发明帷幕高压旋喷桩及石灰粉粉喷搅拌桩的平面布置图；图2是本发明承载高压旋喷桩的平面布置图；图3是本发明中沉井施工围护结构的纵向剖面图；图4是本发明中滤鼓施工的结构示意图。图中1 帷幕高压旋喷桩，2 石灰粉喷搅拌桩，3 承载高压旋喷桩，4 沉井，5 封底混凝土，6 滤鼓，7 碎石，8 法兰盘，9 底板。
具体实施例方式本实施例披露了一个污水泵站的深厚软土地基沉井施工方法，污水泵站长17. 7m, 宽13. 15m。沉井4底标高-9. 350m至士4. 600m,部分为抗渗等级P8、强度等级C45混凝土， 混凝土总量约为1687m3，沉井4井壁分三次浇筑，每节高度由下往上(包括刃脚在内)分别为6. 5m、5m、2. 45m。每节之间的施工缝采用钢止水板处理，以保证没有渗漏现象。(一)如图1和图3所示，沉井4外侧设置双排Φ500帷幕高压旋喷桩1，桩间距 350mm,相互咬合150mm，高压旋喷桩作为施工帷幕，底标高_20. OOm,桩长22. OOm0距沉井外侧ι. an。帷幕高压旋喷桩ι起到截水帷幕作用，同时也能起到对周围土体的支护稳定作用，保证沉井下沉过程中，减小对四周已有建筑物和正在施工建筑物的影响。帷幕高压旋喷桩ι同时起到阻止井壁外测土体形成的滑动面向井壁内滑动涌入的作用，减小坑底隆起现象发生。一般来讲距沉井外侧1 1. 5m，使得沉井在下沉过程中，有发生倾斜的活动空间。
帷幕高压旋喷桩1相关参数如下(1)采用单管旋喷，喷嘴孔径2 3mm，喷嘴个数2个，桩径500_。(2)水泥采用强度等级不低于42. 5Mpa普通硅酸盐水泥，水灰比W/C = 1 1，水泥掺量大于120kg/m，浆液相对密度1. 53，浆液喷射压力20 40Mpa，浆量Q = 80 100L/
mirio(3)桩位允许偏差50mm，垂直度允许偏差1 %，桩径允许偏差2%。帷幕高压旋喷桩1应穿透淤泥质粘土，进入砾质性粘土或全风化岩岩石且深度不小于0. 5mο( 二)沉井4底部采用Φ 500承载高压旋喷桩3，顶标高-9. 350，桩长10. 65m。沉井4的井壁和内隔墙落在承载高压旋喷桩3地下水泥土连续墙的桩顶面上，桩顶面即为沉井4的设计标高，支撑沉井4的全部重量，以解决控制沉井4下沉深度问题。承载高压旋喷桩3相关参数如下(1)采用单管旋喷，喷嘴孔径2 3mm，喷嘴个数2个，桩径500mm。(2)水泥采用强度等级不低于42. 5Mpa普通硅酸盐水泥，水灰比W/C = 1 1，水泥掺量大于120kg/m，浆液相对密度1. 53，浆液喷射压力20 40Mpa，浆量Q = 80 100L/
mirio(3)桩位允许偏差50mm，垂直度允许偏差1 %，桩径允许偏差2%。(三)如图2和图3所示，沉井4侧壁和内部隔墙范围内采用Φ500石灰粉粉喷搅拌桩2进行淤泥土层固结处理，底标高-9. 350m,桩长7. 35m, 3排，间距lm。在淤泥质软土中实施沉井，挖土下沉过程中易发生涌土现象，即井壁外的流塑状淤泥因井内外土面高差较大时失稳而产生滑动，滑动弧面刃脚下挤入井内，使井内只出土但土体标高不降，而井外土体标高下沉，极易产生不均衡的土压力，致使沉井倾斜。石灰粉粉喷搅拌桩2加固淤泥层是防止沉井突沉、沉降速度过快和涌土的综合性措施，石灰粉粉喷搅拌桩2形成了石灰土地下承载连续墙，对于井壁及内部隔墙来说是建立在淤泥之中的承载墙体，整个沉井4的下沉过程也就是这一承载墙的挖除过程，这样沉井的下沉速度和平稳程度完全可以由人工挖除石灰粉粉喷搅拌桩2的方法来控制。石灰粉粉喷搅拌桩2设计参数如下(1)施工选用复搅复喷工艺，提升速度不得大于0. 5m/min，保证桩身的均勻性和连续性，以防止出现断桩和缩颈。(2)石灰应磨细，最大粒径应小于2mm，粉体中氧化钙含量不少于80% ；流行指数不小于70%。(3)石灰粉粉喷搅拌桩2的固化剂(生石灰粉)掺入量控制在15%左右。石灰粉粉喷搅拌桩2施工完成一个月以后，才能浇筑沉井4井壁混凝土。经石灰粉粉喷搅拌桩2处理后的淤泥土层平均侧摩阻力要求大于等于20Kpa且小于等于33Kpa，极限承载力标准值不小于200Kpa。(四)原状地面高程平均约为2.5m,沉井4制作前需平整场地至高程2. OOm,沉井 4范围内换填0. 5m中粗砂，刃脚下面采用C15混凝土垫层0. 厚(换填层标高2. OOm)，之后进行其他桩体的施工及沉井4井体的制作。(五)沉井4第一节必须在混凝土强度达到100%后才能开始下沉，下沉前作好以下准备工作(1)井壁外画观测标志，在沉井4四角设水准观测点，观测下沉量及平衡情况；在中心线处设垂直线，观测沉井4位移及平衡。(2)挖除表层换填部分混凝土垫层和中粗砂垫层。(六)土方开挖采用小型挖土机和人工进行土方开挖，每50cm为一层，逐层冲剥下降，将土层形成锅底型(中间低，四周高)。沉井4刃脚下石灰粉粉喷搅拌桩2每暴露一层，先将内圈石灰粉粉喷搅拌桩2沿同标高挖断清出，将外圈石灰粉粉喷搅拌桩2间隔挖断，以使剩余石灰粉粉喷搅拌桩2被沉井压碎，人工清除。最后利用汽车吊进行土方垂直运输。(七)沉井4纠偏由于石灰粉粉喷搅拌桩2的导向作用，沉井4一般不会有较大偏斜，为保证沉井4就位误差在规范允许范围内，采取以下控制措施a.随沉井4下沉进行水平和中心线监测，随时调整石灰粉粉喷搅拌桩2开挖的部位和高度。b.沉井4下沉接近到位时停止凿桩，挖土 Mh，观测沉降，若无明显沉降，可一次沉到位，坐落在承载高压旋喷桩3上面。c.沉井4接近就位时，若中心线位移或倾斜超过允许范围，可采用单侧压实填土、 单侧挖土减载、增加钢锭等手段予以纠正。(八)沉井4就位及封底沉井4下沉完毕，其偏差应符合规范规定①沉井4刃脚平均标高与设计标高的偏差:< IOOmm ；②沉井4水平偏移不得超过总深度小于0. H =13. 95mm ；③沉井4四角中，任何两角刃脚踏面高差不得超过两角间水平距离1 %，且最大不得超过300mm。沉井4就位8小时沉井下沉量小于10mm，说明沉井4已经稳定，刃脚已稳定落在承载高压旋喷桩3顶面上。沉井4就位2 3天后，即可进行沉井4封底。如图4所示，为避免地下水汇集形成较大浮力，顶裂封底混凝土 5，可在封底混凝土 5上均勻布置滤鼓6五个，井内埋顶部带法兰盘8接口的滤鼓6钢管，并以滤鼓6钢管为中心向四周做辐射状碎石7盲沟引水，待泵池结构全部完成后用法兰盘封堵管口，进行底板9施工。尽管上面结合附图和优选实施例对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的， 本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种深厚软土地基沉井施工方法，其特征在于，该施工方法按照以下步骤进行(一)在待施工的沉井外围设置双排相互咬合的帷幕高压旋喷桩，所述帷幕高压旋喷桩内侧距离待施工的沉井侧壁外侧1 1. 5m，所述帷幕高压旋喷桩底部应穿透淤泥质粘土，进入砾质性粘土或全风化岩岩石且深度不小于0. 5m，顶部伸出地表面。(二)在待施工的沉井底部设置承载高压旋喷桩，所述承载高压旋喷桩的顶部标高即为待施工沉井的设计标高；(三)在待施工的沉井侧壁和内部隔墙的两侧采用2 5排石灰粉粉喷搅拌桩加固淤泥层；(四)地基表层土质换填施工；(五)浇注沉井井壁并制作井体，进行井体下沉前的准备工作(1)标记沉井下沉监测标志；(2)挖除所述步骤(四)中地基表层换填部分；(六)土方开挖；(七)在所述石灰粉粉喷搅拌桩的导向作用下，进行井体下沉；(八)井体就位，其刃脚及内隔墙底部坐落在所述承载高压旋喷桩顶面上；(九)进行沉井封底。
2.根据权利要求1所述的一种深厚软土地基沉井施工方法，其特征在于，所述步骤 (三)中的石灰粉粉喷搅拌桩设置有3排。
3.根据权利要求1所述的一种深厚软土地基沉井施工方法，其特征在于，所述步骤(六)中的土方开挖采用以每50cm为一层，逐层冲剥下降的方式，将土层形成中间低、四周高的锅底形。
4.根据权利要求3所述的一种深厚软土地基沉井施工方法，其特征在于，所述石灰粉粉喷搅拌桩每暴露一层，先将内圈石灰粉粉喷搅拌桩沿同标高挖断清出，外圈石灰粉粉喷搅拌桩间隔挖断。
5.根据权利要求1所述的一种深厚软土地基沉井施工方法，其特征在于，所述步骤(七)中随沉井下沉以所述步骤(五)的监测标志进行水平和中心线监测，随时调整所述石灰粉粉喷搅拌桩开挖的部位和高度。
6.根据权利要求1所述的一种深厚软土地基沉井施工方法，其特征在于，所述步骤 (A)中沉井下沉接近到位时停止凿桩，挖土Mh，观测沉降，若无明显沉降，可一次沉到位， 坐落在承载高压旋喷桩上面。
7.根据权利要求1所述的一种深厚软土地基沉井施工方法，其特征在于，所述步骤 (九)中的沉井封底时，在封底混凝土上均勻布置滤鼓4 8个，井内埋顶部带法兰盘接口的滤鼓钢管，并以滤鼓钢管为中心向四周做辐射状碎石育沟引水，待泵池结构全部完成后用法兰盘封堵管口，进行底板9施工。
全文摘要
本发明公开了一种深厚软土地基沉井施工方法，该施工方法按照以下步骤进行(一)沉井外围设置高压旋喷桩作为施工帷幕；(二)沉井底部设置承载高压旋喷桩；(三)沉井侧壁和内部隔墙两侧采用石灰粉粉喷搅拌桩进行淤泥固结处理；(四)地基表层土质换填施工；(五)浇注沉井井壁混凝土并制作井体，进行井体下沉前的准备工作；(六)土方开挖；(七)沉井下沉；(八)沉井就位及封底。本发明能够提高沉井的整体性、稳定性和安全性，改善沉井的施工条件，提高沉井施工质量和进度，与其他施工方法相比大大节约了成本，提高了工作效率，为下道工序提前施工创造条件。
文档编号E02D23/08GK102409694SQ20111026247
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者姜志清, 宋增力, 李剑, 楮思绪, 纪建成, 肖策 申请人:天津二十冶建设有限公司