沉井施工關(guān)鍵控制點(diǎn)分析與實(shí)踐_第1頁
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文檔簡介

沉井施工關(guān)鍵控制點(diǎn)分析與實(shí)踐一、沉井施工概述沉井施工是一種深基坑的開挖方法,廣泛應(yīng)用于大型隧道、橋梁基礎(chǔ)、水上工程和污水處理廠等領(lǐng)域。此種方法依托特定的結(jié)構(gòu)和技巧,通過在地面以上預(yù)制沉井,分層逐層進(jìn)行沉井的沉放,直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度,并最終完成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的快速安裝和加固。傳統(tǒng)沉井施工主要包括沉井設(shè)計(jì)、沉井制作、下沉、封底和回填等幾個(gè)主要環(huán)節(jié)。每一環(huán)節(jié)要求嚴(yán)格遵循工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并適時(shí)調(diào)整控制措施,以達(dá)到沉井的垂直度合格、不偏離位、附加機(jī)具擺放合理和確保施工安全等目標(biāo)。在沉井的整個(gè)建設(shè)過程中,關(guān)鍵的控制點(diǎn)包括但不限于:地基評估與處理:進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探和承載力評估,采取必要的地基處理措施,以增強(qiáng)沉井接收土層的一致性和穩(wěn)定性。沉井體型與尺寸:設(shè)計(jì)的沉井應(yīng)確保其有效抗壓與抗剪,適于所作業(yè)地上標(biāo)高,以及具備足夠的浮力以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)下沉。沉井分塊制作與焊接:將沉井分區(qū)預(yù)制,專業(yè)焊接口焊接質(zhì)量直接決定了沉井的完整性與強(qiáng)度。下沉過程中的土體分導(dǎo)和穩(wěn)壓措施:確保下沉過程中土體的分流順暢,避免土體堆積并造成沉井上浮。沉井控制現(xiàn)場監(jiān)測與調(diào)整策略:建立全方位、實(shí)時(shí)的監(jiān)測系統(tǒng),對受力狀態(tài)、沉降與位移等實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控,并在關(guān)鍵的施工步驟及時(shí)調(diào)整策略。通過上述關(guān)鍵控制點(diǎn)的嚴(yán)格監(jiān)控與調(diào)整,可以保證沉井施工的最終質(zhì)量與安全性,同時(shí)減少施工風(fēng)險(xiǎn)和資源浪費(fèi)。以下段落將進(jìn)一步深入探討上述控制點(diǎn)中的技術(shù)要點(diǎn)和實(shí)操策略。1.1沉井施工基本概念沉井施工,作為一項(xiàng)重要的水下地基與基礎(chǔ)工程技術(shù),指的是在擬建結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)位置建造一個(gè)具有足夠強(qiáng)度的密閉空筒(即沉井),通過分段建造、逐段下沉的方式,直至設(shè)計(jì)標(biāo)高,最后完成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),并將井內(nèi)空間填充或作為地下室等用途的施工過程。它廣泛應(yīng)用于橋梁、港口碼頭、水工建筑物、隧道出入口以及地下管廊、大型設(shè)備基礎(chǔ)等多種工程建設(shè)中。理解沉井施工,必須掌握其核心要素與基本流程。沉井本身是一個(gè)由刃腳、井壁、井蓋板(或頂板)等主要部分構(gòu)成的筒狀結(jié)構(gòu)物。在施工初期,通常在基礎(chǔ)位置開挖基坑,然后制作第一節(jié)井筒。施工過程中,當(dāng)?shù)谝还?jié)井筒下沉到預(yù)定高度后,在井筒頂上接筑下一節(jié)井筒,如此循環(huán)往復(fù),直至沉井整體達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。沉井的下沉依靠井壁底部設(shè)置的刃腳,在井壁內(nèi)腔填充或抽水產(chǎn)生的水浮力與自重之差形成的凈重力,或通過井內(nèi)排水減重來實(shí)現(xiàn)。最終,填充沉井內(nèi)部空間以滿足承載或使用功能。為了更好地理解沉井施工的基本構(gòu)成和要素,【表】對其主要組成部分及其作用進(jìn)行了簡要說明。?【表】沉井主要構(gòu)造及作用構(gòu)造名稱主要作用與功能刃腳位于沉井底部最前端的部分,是沉井下沉的關(guān)鍵導(dǎo)向和受力部件,通過將其置于基礎(chǔ)墊層上,利用自重克服土的阻力開始下沉。井壁構(gòu)成沉井周壁的主要部分,承受側(cè)向土壓力、水壓力、地面荷載以及井內(nèi)填充材料或設(shè)備產(chǎn)生的側(cè)向力,保證沉井結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。井蓋板(或頂板)設(shè)置在沉井頂部,用于封閉井口,承受上部結(jié)構(gòu)傳遞下來的荷載以及井口周邊土、水產(chǎn)生的壓力,并將荷載均勻傳遞給井壁和地基。內(nèi)隔墻設(shè)置在沉井內(nèi)部,將沉井空間分隔成多個(gè)腔室。其主要作用是增強(qiáng)井壁的抗彎能力,提高整體結(jié)構(gòu)剛度,方便井內(nèi)排水或材料運(yùn)輸?shù)?。根?jù)需要可能包含的特殊構(gòu)造:例如,在封底前,需要在刃腳處設(shè)置封底墊層,用于支撐封底混凝土并便于排水;在刃腳下方開挖井孔(或稱孔洞),在下沉過程中用于抽水減少浮力,或在封底后被填充封閉等??偠灾?,沉井施工是一個(gè)涉及土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、施工技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)工程。對其基本概念的清晰理解,是后續(xù)深入分析其關(guān)鍵控制點(diǎn)和有效指導(dǎo)實(shí)踐操作的基礎(chǔ)。1.2沉井施工的主要特點(diǎn)與優(yōu)勢沉井施工是一種廣泛應(yīng)用于水利工程、橋梁工程等領(lǐng)域的施工技術(shù),以其獨(dú)特的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于各種地下結(jié)構(gòu)施工中。其主要特點(diǎn)與優(yōu)勢如下所述:特點(diǎn):精準(zhǔn)定位:沉井施工可以確保地下結(jié)構(gòu)物的精準(zhǔn)定位,減少偏差。通過精確的測量和定位技術(shù),能夠確保沉井在預(yù)定位置準(zhǔn)確就位。良好的承載力:沉井結(jié)構(gòu)由于其較大的底面積,能夠提供良好的承載力,適用于承受較大的荷載。環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng):沉井施工可根據(jù)地質(zhì)條件和環(huán)境因素進(jìn)行調(diào)整,適應(yīng)性強(qiáng),適用于不同的地質(zhì)條件和施工環(huán)境。施工過程可控性高:沉井施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)均可通過技術(shù)手段進(jìn)行有效控制和監(jiān)測,確保施工質(zhì)量和安全。優(yōu)勢:經(jīng)濟(jì)效益顯著:沉井施工通常采用工業(yè)化生產(chǎn)方式,效率高,成本低,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。施工質(zhì)量可靠:由于施工過程可控性強(qiáng),沉井施工質(zhì)量可靠,能夠有效避免一些常見的地下施工問題。對周邊環(huán)境影響小:沉井施工產(chǎn)生的噪音、振動(dòng)等對環(huán)境的影響較小,有利于保護(hù)周邊環(huán)境和居民生活。適用性強(qiáng):沉井施工適用于多種場景,如水利工程、橋梁工程等,具有廣泛的應(yīng)用前景。下表簡要概括了沉井施工的主要特點(diǎn)與優(yōu)勢:特點(diǎn)/優(yōu)勢描述精準(zhǔn)定位確保地下結(jié)構(gòu)物的定位準(zhǔn)確,減少偏差良好的承載力提供較大的底面積,承受較大的荷載環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)適應(yīng)不同的地質(zhì)條件和施工環(huán)境施工過程可控性高施工各環(huán)節(jié)均可通過技術(shù)手段進(jìn)行有效控制和監(jiān)測經(jīng)濟(jì)效益顯著工業(yè)化生產(chǎn)方式,效率高,成本低施工質(zhì)量可靠施工過程可控,質(zhì)量可靠對周邊環(huán)境影響小產(chǎn)生的噪音、振動(dòng)等對環(huán)境影響較小適用性強(qiáng)適用于多種場景,如水利工程、橋梁工程等這些特點(diǎn)和優(yōu)勢使得沉井施工成為一種受歡迎的地下結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。1.3沉井施工技術(shù)的種類沉井施工技術(shù)在現(xiàn)代工程建設(shè)中扮演著至關(guān)重要的角色,尤其在橋梁、隧道、地下工程等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。根據(jù)不同的工程需求和地質(zhì)條件,沉井施工技術(shù)可以分為多種類型,每種技術(shù)都有其獨(dú)特的施工方法和適用范圍。(1)沉井類型沉井的種類繁多,主要根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式、施工方法及地質(zhì)條件進(jìn)行分類:類型結(jié)構(gòu)形式施工方法矩形沉井四個(gè)矩形截面制作模具,整體澆筑圓形沉井一個(gè)圓形截面制作模具,整體澆筑等截面沉井逐段澆筑,截面逐漸增大制作模具,分段澆筑變截面沉井截面形狀逐漸變化制作模具,分段澆筑(2)施工方法沉井施工方法主要包括以下幾種:預(yù)制沉井法:在工廠內(nèi)預(yù)制好沉井,然后通過浮船或駁船運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行安裝。此方法適用于地質(zhì)條件較好且施工場地寬闊的情況。就地澆筑法:在施工現(xiàn)場制作模具,直接在原地澆筑混凝土形成沉井。此方法適用于地質(zhì)條件較差或需要快速施工的情況。浮運(yùn)沉井法:利用浮船或駁船將預(yù)制好的沉井浮運(yùn)至指定位置進(jìn)行安裝。此方法適用于大跨度橋梁或隧道工程。挖土沉井法:通過挖土操作使沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高,然后在沉井內(nèi)進(jìn)行施工。此方法適用于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的情況。(3)關(guān)鍵施工技術(shù)在沉井施工過程中,以下技術(shù)是關(guān)鍵控制點(diǎn):模板制作與安裝:模板的制作與安裝質(zhì)量直接影響沉井的尺寸精度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?;炷翝仓c振搗:混凝土的澆筑質(zhì)量和振搗效果決定了沉井的密實(shí)度和抗裂性。沉井下沉與位移控制:沉井的下沉速度和最終位移量需要嚴(yán)格控制,以確保工程安全。防水與防腐蝕處理:針對不同的地質(zhì)條件,采取有效的防水和防腐蝕措施,確保沉井的長期使用性能。沉井施工技術(shù)的種類繁多,每種技術(shù)都有其獨(dú)特的應(yīng)用場景和施工方法。在實(shí)際工程中,應(yīng)根據(jù)具體需求和地質(zhì)條件選擇合適的沉井類型和施工方法,并嚴(yán)格控制關(guān)鍵施工技術(shù),以確保工程質(zhì)量和安全。1.4沉井施工的工藝流程介紹沉井施工作為一種典型的深基礎(chǔ)施工工藝,其核心在于通過分階段、分節(jié)次的下沉作業(yè),逐步形成設(shè)計(jì)要求的地下結(jié)構(gòu)。該工藝流程具有系統(tǒng)性強(qiáng)、技術(shù)要求高的特點(diǎn),需嚴(yán)格遵循“預(yù)制-下沉-封底”的基本邏輯,并結(jié)合工程地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化。以下是沉井施工的詳細(xì)工藝流程及關(guān)鍵環(huán)節(jié)說明:施工準(zhǔn)備階段施工準(zhǔn)備是確保沉井順利實(shí)施的前提,主要包括技術(shù)準(zhǔn)備、現(xiàn)場準(zhǔn)備及物資準(zhǔn)備三部分。技術(shù)準(zhǔn)備需完成內(nèi)容紙會(huì)審、施工方案編制及地質(zhì)勘察報(bào)告分析,明確沉井的平面尺寸、下沉深度、終標(biāo)高及承載力要求。現(xiàn)場準(zhǔn)備涉及場地平整、障礙物清除、測量控制網(wǎng)布設(shè)(包括軸線定位與標(biāo)高控制點(diǎn)設(shè)置)及臨時(shí)便道修建。物資準(zhǔn)備則涵蓋鋼筋、混凝土、模板等材料的進(jìn)場檢驗(yàn),以及降水設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、水力機(jī)械等下沉設(shè)備的調(diào)試與就位。沉井制作階段沉井制作通常采用分節(jié)預(yù)制的方式,每節(jié)高度需根據(jù)地基承載力、混凝土澆筑能力及穩(wěn)定性要求綜合確定,一般控制在3~6m。其核心工序包括:鋼筋工程:嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)內(nèi)容紙綁扎鋼筋,確保鋼筋間距、保護(hù)層厚度及接頭質(zhì)量符合規(guī)范要求,必要時(shí)采用機(jī)械連接或焊接工藝提高效率。模板工程:優(yōu)先采用大塊組合鋼?;蚰灸0澹0逍杈邆渥銐虻膹?qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性,接縫處應(yīng)嚴(yán)密以防漏漿。模板安裝后需復(fù)核其平面位置與垂直度,偏差應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)(如【表】所示)。?【表】沉井模板安裝允許偏差項(xiàng)目允許偏差(mm)軸線位置5截面尺寸±10相鄰兩板表面高低差2垂直度(全高)H/1000且≤20注:H為沉井高度(mm)?;炷凉こ蹋翰捎梅謱訚仓?、分層振搗的方式,每層厚度不超過500mm,確?;炷撩軐?shí)。澆筑過程中需預(yù)留后續(xù)接茬的鋼筋及止水構(gòu)造(如鋼板止水帶),并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止因溫度裂縫或干縮裂縫影響結(jié)構(gòu)耐久性。沉井下沉階段下沉階段是沉井施工的核心,其目標(biāo)是通過自重及輔助措施克服井壁與土體間的摩阻力,使沉井平穩(wěn)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。根據(jù)地質(zhì)條件不同,下沉方法可分為排水下沉與不排水下沉兩種:排水下沉:適用于地質(zhì)條件較好、滲水量小的土層,通過集水井或井點(diǎn)降水保持基坑內(nèi)干燥,采用人工開挖或機(jī)械挖掘方式出土。下沉過程中需遵循“對稱、均勻、分層”的原則,避免因局部超挖導(dǎo)致沉井傾斜。不排水下沉:適用于流砂、軟土等復(fù)雜地層,通過水力機(jī)械(如高壓水槍破土)或空氣吸泥機(jī)出土,同時(shí)保持井內(nèi)外水位平衡,防止涌砂涌土。下沉過程中需通過公式驗(yàn)證下沉系數(shù),確保其控制在1.15~1.25之間:K?公式其中:K為下沉系數(shù);G為沉井自重;F為地下水浮力;R為刃腳反力;T為井壁總摩阻力。下沉過程中需實(shí)時(shí)監(jiān)測沉井的標(biāo)高、軸線位移及傾斜度,當(dāng)傾斜度超過1/100時(shí),需采取偏挖、加載或調(diào)整井內(nèi)挖土區(qū)域等措施糾偏。沉井封底階段當(dāng)沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高并穩(wěn)定后,需進(jìn)行封底施工以形成封閉結(jié)構(gòu)。封底前應(yīng)先清理井底虛土,確?;灼秸?。封底方式可分為干封底與水下封底:干封底:適用于排水下沉且基底滲水量小的沉井,采用分層澆筑混凝土或鋼筋混凝土,并設(shè)置底板鋼筋與井壁預(yù)埋件連接。水下封底:適用于不排水下沉的沉井,采用導(dǎo)管法澆筑水下混凝土,需確保導(dǎo)管埋深、擴(kuò)散半徑及混凝土供應(yīng)連續(xù)性,避免出現(xiàn)夾泥或斷樁。封底完成后,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,可進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如底板、內(nèi)隔墻)施工,最終完成沉井主體工程。通過上述流程的系統(tǒng)控制,可確保沉井施工的質(zhì)量與安全,為后續(xù)工程奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、沉井施工前的準(zhǔn)備工作在沉井施工前,進(jìn)行周密的準(zhǔn)備工作是確保工程順利進(jìn)行的關(guān)鍵。以下是對沉井施工前準(zhǔn)備工作的詳細(xì)分析:地質(zhì)勘察與評估進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察工作,以獲取地下土層的結(jié)構(gòu)、承載力和地下水位等關(guān)鍵信息。根據(jù)勘察結(jié)果,評估地基的穩(wěn)定性和承載能力,為后續(xù)的設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。設(shè)計(jì)計(jì)算與方案制定根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果,進(jìn)行沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算,包括井壁尺寸、材料選擇、荷載計(jì)算等。制定合理的沉井施工方案,包括施工順序、吊裝方法、安全措施等。設(shè)備與材料準(zhǔn)備選擇合適的沉井設(shè)備,如吊機(jī)、提升設(shè)備等,確保設(shè)備的可靠性和安全性。準(zhǔn)備足夠的建筑材料,如混凝土、鋼筋等,以滿足沉井施工的需求。人員培訓(xùn)與分工對參與沉井施工的人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn),確保他們具備必要的技能和知識(shí)。明確各崗位的職責(zé)分工,確保施工過程中的協(xié)調(diào)性和效率。施工現(xiàn)場準(zhǔn)備清理施工現(xiàn)場,確保施工場地的整潔和安全。設(shè)置臨時(shí)設(shè)施,如辦公區(qū)、生活區(qū)等,為施工人員提供便利。環(huán)境保護(hù)與安全措施制定環(huán)境保護(hù)措施,減少施工過程中對環(huán)境的影響。加強(qiáng)安全教育,提高施工人員的安全生產(chǎn)意識(shí)。通過以上準(zhǔn)備工作,可以為沉井施工的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),確保工程質(zhì)量和安全。2.1施工場地的地質(zhì)勘察與工程設(shè)計(jì)沉井施工的成敗在很大程度上取決于前期的地質(zhì)勘察與工程設(shè)計(jì)工作的充分性和準(zhǔn)確性。地質(zhì)勘察是獲取場地基礎(chǔ)地質(zhì)信息和參數(shù)的關(guān)鍵手段,其目的是查明沉井基礎(chǔ)范圍內(nèi)土層分布、物理力學(xué)性質(zhì)、地下水狀況以及是否存在軟弱土層、障礙物等不利因素,為后續(xù)設(shè)計(jì)方案提供可靠的依據(jù)。工程設(shè)計(jì)則是在地質(zhì)勘察成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求、施工工藝等,確定沉井的類型、尺寸、結(jié)構(gòu)形式、材料選擇以及施工方法等一系列關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),并編制出詳細(xì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容紙和施工技術(shù)規(guī)范。(1)地質(zhì)勘察要求詳細(xì)且精準(zhǔn)的地質(zhì)勘察是沉井工程設(shè)計(jì)的先決條件,勘察工作需全面、深入地探明工程場地的地質(zhì)構(gòu)造,主要包括以下幾個(gè)方面:土層特性與分布:需要查明覆蓋層(如淤泥、粘土等)的厚度及層序,確定其物理狀態(tài)(如稠度、液性指數(shù))、壓縮模量(Es)、承載力特征值(fak)等關(guān)鍵參數(shù)。對于下伏基巖,應(yīng)探明其埋深、巖體完整程度(如采用巴氏硬度、RQD值評估)及巖石強(qiáng)度參數(shù)(如單軸抗壓強(qiáng)度地下水狀況:必須查明場地內(nèi)不同類型地下水(上層滯水、潛水、承壓水)的水位埋深、水量、水壓力以及水質(zhì)(考慮對混凝土的腐蝕性)。承壓水位對沉井施工(特別是刃腳開挖和封底)至關(guān)重要,需精確預(yù)測并采取有效的降水或隔水措施。不良地質(zhì)現(xiàn)象:勘察需重點(diǎn)排查是否存在軟弱夾層、液化土、有機(jī)質(zhì)含量高的土、脹縮性強(qiáng)的土、孔洞、溶洞、舊基礎(chǔ)或地下構(gòu)筑物等可能影響沉井穩(wěn)定性和施工安全的障礙物。地質(zhì)勘察報(bào)告的關(guān)鍵參數(shù)通常包括:各土層分層描述、物理力學(xué)指標(biāo)(可列表展示)、地下水資料、不良地質(zhì)現(xiàn)象說明等。?(【表】示例:典型地質(zhì)勘察報(bào)告部分關(guān)鍵內(nèi)容匯總)序號(hào)土層名稱巖性及狀態(tài)層厚(m)含水率(w)(%)孔隙比(e)壓縮模量Es承載力特征值fakN值(SPT)/傳感器讀數(shù)(CPT)1粉質(zhì)粘土濕,可塑4.536.71.027.818012.5(平均)2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土流塑6.258.41.594.31204.83沙質(zhì)粉土稍密,飽和3.840.20.9711.522017.3………(2)工程設(shè)計(jì)依據(jù)與內(nèi)容設(shè)計(jì)方案直接決定了沉井能否安全、經(jīng)濟(jì)、高效地建造并滿足使用要求。其核心依據(jù)就是詳細(xì)的地質(zhì)勘察報(bào)告,并結(jié)合相關(guān)規(guī)范法規(guī)(如《沉井基礎(chǔ)施工技術(shù)規(guī)范》JGJ/T8等)。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:沉井結(jié)構(gòu)選型:根據(jù)地質(zhì)條件、荷載要求、工期、造價(jià)等因素,選擇合適的沉井類型,常見有圓形、矩形,根據(jù)刃腳形式可分為階梯形、斜面形等。沉井尺寸與高程確定:根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)埋深、地質(zhì)條件(承壓水位、土層承載力)、施工工藝要求等綜合確定沉井的外徑(或?qū)挾龋?、刃腳高程。荷載計(jì)算:估算沉井自重、水體浮力、土壓力(主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力,需考慮土的粘聚力c和內(nèi)摩擦角?)、地下水壓力、附加荷載等,進(jìn)行整體的穩(wěn)定性和強(qiáng)度驗(yàn)算。穩(wěn)定與強(qiáng)度驗(yàn)算:這是設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié),需進(jìn)行以下幾個(gè)關(guān)鍵驗(yàn)算:整體穩(wěn)定性驗(yàn)算:包括抗滑穩(wěn)定性(抵抗側(cè)向土和水壓力沿井壁滑移)、抗浮穩(wěn)定性(抵抗浮力向上托舉)??梢拦竭M(jìn)行計(jì)算??够€(wěn)定性驗(yàn)算:K其中Ks為抗滑安全系數(shù);∑Wi為作用在井壁各段上的垂直力之和;αi為第i段土的重力作用線與水平面的夾角;?i為第i段土的內(nèi)摩擦角;∑ci抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算:K其中Kf為抗浮安全系數(shù);∑Wd為沉井自重;∑Ws′為井壁外側(cè)土、水對井壁的附加正壓力;∑U為作用在沉井單位面積上的浮力,∑刃腳承載力驗(yàn)算:刃腳承受大的集中反力,需核算其地基承載力是否滿足要求,并進(jìn)行局部穩(wěn)定性驗(yàn)算。井壁強(qiáng)度驗(yàn)算:驗(yàn)算井壁在正常使用和受力最不利組合下(如刃腳處最大彎矩和剪力)的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度、彎曲抗壓強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。封底與底梁強(qiáng)度及承載能力驗(yàn)算:封底混凝土需承受底板水壓力、土壓力及上部結(jié)構(gòu)荷載,需驗(yàn)算其強(qiáng)度及抗?jié)B性能。施工方案與工藝考慮:設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮施工可行性,例如刃腳的設(shè)置方式便于開挖、沉井下沉過程的控制、垂直度監(jiān)測要求、封底材料與厚度選擇、排水措施等。地質(zhì)勘察與工程設(shè)計(jì)是相輔相成的緊密聯(lián)系過程,高質(zhì)量的勘察結(jié)果是科學(xué)設(shè)計(jì)的前提,而合理的設(shè)計(jì)又能最大限度地利用地質(zhì)條件,規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),指導(dǎo)施工,確保沉井工程的順利實(shí)施和使用壽命。對這兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治雠c實(shí)踐,是成功建設(shè)沉井基礎(chǔ)的關(guān)鍵所在。2.2工作臺(tái)面和作業(yè)底層的基礎(chǔ)建設(shè)工作臺(tái)面與作業(yè)底層作為沉井施工中人員活動(dòng)、設(shè)備布置及材料堆放的核心場所,其基礎(chǔ)建設(shè)的穩(wěn)固性與安全性對整個(gè)施工過程具有決定性影響。根據(jù)沉井的尺寸、荷載以及施工環(huán)境的具體情況,必須科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)并與現(xiàn)場條件緊密結(jié)合。此階段不僅是簡單的地面硬化或基礎(chǔ)處理,而是涉及多方面因素的系統(tǒng)性工程。(1)基礎(chǔ)承載力計(jì)算為確保工作臺(tái)面和作業(yè)底層能夠承受沉井施工期間的各種荷載,如施工人員、機(jī)械設(shè)備(如鉆機(jī)、吊車等)的重量、材料堆載以及施工動(dòng)載等,必須精確計(jì)算基礎(chǔ)所需的承載力。其計(jì)算可參照下式:P其中:P總f為地基承載力設(shè)計(jì)值(kPa),應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告得出;A為基礎(chǔ)底面積(m2)??偤奢dP總P合理選取基礎(chǔ)尺寸,并考慮安全系數(shù),從而確定基礎(chǔ)材料和結(jié)構(gòu)形式。常見的基礎(chǔ)形式包括:素混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差或荷載較大時(shí),樁基礎(chǔ)往往更能滿足承載力要求。(2)基礎(chǔ)處理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)處理主要包括以下幾個(gè)方面:地基開挖:根據(jù)設(shè)計(jì)深度和尺寸進(jìn)行基坑開挖,清除影響基礎(chǔ)穩(wěn)定性的土層或障礙物。地基加固:對于承載力不足的軟弱地基,可采取換填、強(qiáng)夯、注漿等措施對地基進(jìn)行加固。例如,采用換填法時(shí),需選擇滿足承載力要求的填料(如級(jí)配砂石),并嚴(yán)格控制填土的密實(shí)度。其密實(shí)度可用振密或碾壓法控制,參照壓實(shí)度公式:K其中:K為壓實(shí)度;ρ實(shí)ρ最大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu):根據(jù)荷載情況和地基條件選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。對于鋼筋混凝土地基,需合理配置鋼筋以抵抗彎矩和剪力。依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)原理,基礎(chǔ)底板(即作業(yè)底層)的配筋計(jì)算可簡化為:M其中:M為基礎(chǔ)底板最大彎矩(kN·m);l為受力方向基礎(chǔ)寬度(m);a為從基礎(chǔ)邊緣到最大彎矩點(diǎn)的距離(m),通常取a=而基礎(chǔ)底板的配筋面積AsA其中:fy?0基礎(chǔ)完成后,需及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),確保混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求,未經(jīng)檢驗(yàn)合格不得投入使用。(3)工作臺(tái)面鋪設(shè)工作臺(tái)面通常采用鋼筋混凝土板或鋼格柵板鋪設(shè),其上需考慮排水措施和防滑處理。對于大型沉井,可將工作臺(tái)面劃分為多個(gè)獨(dú)立的板塊,以減少不均勻沉降。確保板塊間的連接牢固,必要時(shí)可采用焊接或螺栓固定。鋪設(shè)厚度需根據(jù)荷載計(jì)算確定,一般不小于150mm。同時(shí)為便于監(jiān)測基礎(chǔ)沉降和變形,可在工作臺(tái)面以下基礎(chǔ)附近埋設(shè)沉降觀測點(diǎn)。工作臺(tái)面的穩(wěn)定性亦至關(guān)重要,其支撐體系應(yīng)與基礎(chǔ)牢固連接,基礎(chǔ)下沉或傾斜將直接影響工作臺(tái)面的水平度和穩(wěn)定性,進(jìn)而危及施工安全。以下是不同基礎(chǔ)形式下的工作臺(tái)面穩(wěn)定性對比:基礎(chǔ)形式此處穩(wěn)定性常用場景備注素混凝土基礎(chǔ)一般荷載較小、地基較好易于開裂鋼筋混凝土基礎(chǔ)較好荷載較大、普遍采用配筋合理可大幅提升穩(wěn)定性樁基礎(chǔ)極好地質(zhì)較差、荷載大成本較高,但適用性廣為防止工作臺(tái)面因基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生過大裂縫或形變,鋪設(shè)時(shí)需加設(shè)伸縮縫,以適應(yīng)溫度變化和應(yīng)力分布。伸縮縫的設(shè)置間距一般為3m~6m,具體視材料特性和當(dāng)?shù)貧夂驐l件而定。同時(shí)伸縮縫處應(yīng)填充柔性材料,保持防水和密封。(4)安全防護(hù)與監(jiān)測在完成基礎(chǔ)建設(shè)和工作臺(tái)面鋪設(shè)后,還應(yīng)配置必要的安全防護(hù)設(shè)施,如邊緣防護(hù)欄桿、警示標(biāo)識(shí)等,并對傾角進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,確?;A(chǔ)穩(wěn)固。失穩(wěn)預(yù)警指標(biāo)通常設(shè)定為傾斜率超過1/200。有必要時(shí),可結(jié)合自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng),對基礎(chǔ)沉降、位移、應(yīng)力等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測,為安全施工提供科學(xué)依據(jù)。例如,采用引伸計(jì)對鋼筋混凝土基礎(chǔ)不同部位的相對位移進(jìn)行測量。其測量公式為:δ其中:δ為相對變形(應(yīng)變);ΔL為引伸計(jì)讀數(shù)變化量(mm);L0通過科學(xué)的設(shè)計(jì)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕す芾恚ぷ髋_(tái)面和作業(yè)底層的基礎(chǔ)建設(shè)能夠滿足沉井施工的需求,保障施工安全。同時(shí)加強(qiáng)使用過程中的監(jiān)測與維護(hù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題,是確保其長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。2.3施工材料與設(shè)備的準(zhǔn)備與驗(yàn)收在沉井施工項(xiàng)目中,準(zhǔn)備材料與設(shè)備是確保項(xiàng)目順利進(jìn)行的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。施工前,必須對所需的材料、設(shè)備進(jìn)行充分的準(zhǔn)備與嚴(yán)格地驗(yàn)收,以確保施工質(zhì)量和效率。(1)施工材料準(zhǔn)備在沉井施工過程中,主要使用的材料包括混凝土、鋼筋、木材等。施工前需確保材料的質(zhì)量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。混凝土:確?;炷恋脑牧稀?、砂、石子及外加劑均符合設(shè)計(jì)要求,且混凝土的配合比需經(jīng)過精確計(jì)算。鋼筋:鋼筋的質(zhì)量直接影響沉井的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。采購時(shí)應(yīng)選擇質(zhì)量穩(wěn)定、符合國標(biāo)的高強(qiáng)度鋼筋。木材:作為施工輔助材料,需確保其抗變形能力強(qiáng),便于操作和穩(wěn)固支撐。(2)施工設(shè)備準(zhǔn)備沉井施工需要用到多種專用設(shè)備,如沉井吊裝設(shè)備、排水設(shè)備、測量儀器等,其性能必須可靠,滿足施工要求。吊裝設(shè)備:涉及各種型號(hào)的起重機(jī),需確保其起吊能力足以滿足沉井的重量要求,并通過專業(yè)檢測。排水設(shè)備:需要高質(zhì)量的潛水泵和排水管道系統(tǒng),保證在沉井過程中能夠高效排水,以防止施工中發(fā)生滲水或事故。測量儀器:對施工質(zhì)量至關(guān)重要,包括水平儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等,必須精確校驗(yàn),確保施工中定位和調(diào)整準(zhǔn)確無誤。(3)施工材料設(shè)備的驗(yàn)收材料與設(shè)備的驗(yàn)收應(yīng)當(dāng)遵循一個(gè)系統(tǒng)化的流程,以確保其安全可靠地投入施工:材料驗(yàn)收:按照接收順序?qū)γ颗尾牧线M(jìn)行外觀檢查、材質(zhì)檢驗(yàn)。采用物理性能測試、化學(xué)分析等手段驗(yàn)證材料質(zhì)量。確保材料證書(如質(zhì)保書、產(chǎn)品合格證)齊全、有效。設(shè)備驗(yàn)收:檢查設(shè)備的型號(hào)、技術(shù)參數(shù)是否與設(shè)計(jì)和合同要求相符。對設(shè)備的操作性能進(jìn)行調(diào)試和試運(yùn)行,進(jìn)行全方面功能驗(yàn)證。確認(rèn)廠家的維修保養(yǎng)記錄,確保設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。通過完整的材料與設(shè)備準(zhǔn)備以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿?yàn)收程序,可以有效控制施工過程的風(fēng)險(xiǎn),為沉井施工的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。在實(shí)際項(xiàng)目中,應(yīng)結(jié)合具體工況,不斷優(yōu)化材料與設(shè)備的選擇與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),確保項(xiàng)目質(zhì)量符合高安全性和高效能要求。2.4施工臨時(shí)工程與您需協(xié)調(diào)的子系統(tǒng)沉井的順利施工,除了依賴于周密的方案設(shè)計(jì)與嚴(yán)格的工序控制外,高效、合規(guī)的施工臨時(shí)工程體系以及與之緊密協(xié)調(diào)的多個(gè)內(nèi)部與外部子系統(tǒng)同樣是不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這些臨時(shí)工程是保障沉井施工順利進(jìn)行的基礎(chǔ)支撐,而各子系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作則是確保施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度和成本目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)的重要保障。本節(jié)旨在梳理沉井施工期間主要的臨時(shí)工程構(gòu)成,并明確與之需重點(diǎn)協(xié)調(diào)的內(nèi)部及外部子系統(tǒng),為后續(xù)施工管理提供清晰指引。(一)主要施工臨時(shí)工程構(gòu)成沉井施工涉及的臨時(shí)工程種類繁多,依據(jù)其功能可分為以下幾類:施工場地布置工程:包括施工區(qū)域內(nèi)的“三通一平”(通水、通電、通信、場地平整)、道路及便橋、臨時(shí)圍擋、安全標(biāo)識(shí)等。起重吊裝系統(tǒng):涉及塔吊、施工用吊車(含軌道)、吊索具等,是沉井部件(如刃腳、井壁模板、混凝土、鋼筋等)垂直與水平運(yùn)輸?shù)暮诵?。降水與排水系統(tǒng):核心在于保證基坑(井)內(nèi)干燥作業(yè)環(huán)境,通常包括各類降水樁(如鋼管樁、SMW工法樁、降水井、管井等)、水泵、排水管路網(wǎng)絡(luò)及集水井等?;炷辽a(chǎn)與輸送系統(tǒng):涉及混凝土攪拌站(或攪拌車)、運(yùn)輸車輛、泵送設(shè)備(如地泵、塔泵)、以及相關(guān)配套設(shè)施。測量與定位系統(tǒng):包括高精度測量儀器(如全站儀、水準(zhǔn)儀、GPS/GNSS設(shè)備)、控制點(diǎn)標(biāo)樁、測量記錄與反饋裝置等,用于沉井的精確定位、垂直度控制及標(biāo)高測量。臨時(shí)防護(hù)與安全設(shè)施:如基坑臨邊防護(hù)欄桿、安全網(wǎng)、消防設(shè)施、應(yīng)急照明、急救藥品箱及應(yīng)急通信設(shè)備等。臨時(shí)辦公與生活設(shè)施:考慮施工周期長,需搭建臨時(shí)辦公室、實(shí)驗(yàn)室、工人宿舍、食堂、廁所等。這些臨時(shí)工程的建設(shè)質(zhì)量、運(yùn)行效率及其滿足度,直接影響沉井施工的具體實(shí)施。尤其需要強(qiáng)調(diào)的是,降水與排水系統(tǒng)的可靠性和起重吊裝系統(tǒng)的效能,是沉井施工中最具挑戰(zhàn)性且對后續(xù)工序影響最大的兩項(xiàng)臨時(shí)工程。(二)需協(xié)調(diào)的內(nèi)部及外部子系統(tǒng)為確保上述臨時(shí)工程的順利搭建、有效運(yùn)行以及整個(gè)沉井工程的協(xié)調(diào)推進(jìn),必須積極協(xié)調(diào)多個(gè)內(nèi)部及外部子系統(tǒng)。主要可劃分為:內(nèi)部子系統(tǒng)協(xié)調(diào)項(xiàng)目管理系統(tǒng):作為核心協(xié)調(diào)平臺(tái),負(fù)責(zé)綜合管理進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全、環(huán)境等要素,需要對臨時(shí)工程計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)一編制、監(jiān)控與資源調(diào)配,并協(xié)調(diào)其與其他分項(xiàng)工程計(jì)劃的銜接。技術(shù)支持與設(shè)計(jì)系統(tǒng):負(fù)責(zé)臨時(shí)工程設(shè)計(jì)方案的審核、技術(shù)交底、內(nèi)容紙供應(yīng)、施工過程中技術(shù)問題的解決,以及與最終設(shè)計(jì)成果的確認(rèn)。例如,吊裝路徑、井點(diǎn)布置需結(jié)合地質(zhì)資料、結(jié)構(gòu)尺寸等多方面因素進(jìn)行精確設(shè)計(jì)。資源管理系統(tǒng):包括物資采購、設(shè)備租賃/管理、勞動(dòng)力組織等。需要確保臨時(shí)工程所需材料(水泥、鋼筋、鋼板、管材等)、機(jī)械設(shè)備(挖掘機(jī)、裝載機(jī)、泵車、吊車等)及人員能夠按時(shí)按需到位。安全質(zhì)量環(huán)境管理系統(tǒng):制定并執(zhí)行臨時(shí)工程相關(guān)的安全操作規(guī)程和質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),監(jiān)督施工現(xiàn)場的安全生產(chǎn)狀況和環(huán)境保護(hù)措施落實(shí)情況。例如,基坑支護(hù)、臨邊防護(hù)等臨時(shí)工程必須嚴(yán)格執(zhí)行安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。測量監(jiān)控系統(tǒng):不僅負(fù)責(zé)沉井本身的精確定位和沉降、傾斜監(jiān)測,也對其依賴的臨時(shí)測量控制網(wǎng)(如基準(zhǔn)點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn))的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性負(fù)責(zé),并提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持。文字描述替代:內(nèi)部各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào),可通過建立定期聯(lián)席會(huì)議制度(如周例會(huì))實(shí)現(xiàn)。會(huì)議需明確各系統(tǒng)職責(zé)邊界,共享進(jìn)度信息、資源需求和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警,確保信息流暢通,問題快速響應(yīng)。例如,資源管理系統(tǒng)需提前將材料、設(shè)備的進(jìn)場計(jì)劃通報(bào)給項(xiàng)目管理系統(tǒng),以便項(xiàng)目經(jīng)理統(tǒng)籌安排施工節(jié)點(diǎn);技術(shù)支持系統(tǒng)需提前將新的吊裝方案報(bào)審?fù)ㄟ^,為關(guān)鍵的吊裝作業(yè)提供技術(shù)依據(jù)。外部子系統(tǒng)協(xié)調(diào)業(yè)主單位/監(jiān)理單位:是項(xiàng)目執(zhí)行的監(jiān)管者和決策者。需要就臨時(shí)工程的建設(shè)方案(特別是涉及場地占用、交通影響、管線遷改的部分)、施工許可、進(jìn)度安排、質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行充分溝通,并獲得批復(fù)。設(shè)計(jì)單位:提供臨時(shí)工程設(shè)計(jì)的技術(shù)支持,參與重大臨時(shí)工程方案的評審,對臨時(shí)工程與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的兼容性、安全性提供專業(yè)意見。政府監(jiān)管部門:如住建、交通、環(huán)保、水利、城管等部門。需就施工許可、安全文明施工、環(huán)境影響評價(jià)、水土保持等方面進(jìn)行報(bào)備、審批或監(jiān)管,并遵守其相關(guān)法規(guī)要求。周邊社區(qū)與管線權(quán)屬單位:臨時(shí)工程的實(shí)施(如硬化道路、臨時(shí)設(shè)施搭建、基坑開挖、降水運(yùn)行)可能影響周邊環(huán)境或地下管線。需提前進(jìn)行溝通、告知,必要時(shí)協(xié)助進(jìn)行管線保護(hù)或遷改,以減少擾民和避免施工事故。物資供應(yīng)單位與設(shè)備租賃商:確保原材料、構(gòu)配件、周轉(zhuǎn)材料、施工機(jī)械設(shè)備按合同約定及時(shí)、合格地供應(yīng)到位。協(xié)調(diào)內(nèi)容包括交貨時(shí)間、地點(diǎn)、數(shù)量、質(zhì)量檢驗(yàn)、設(shè)備操作人員資質(zhì)等。交通運(yùn)輸管理部門:當(dāng)施工現(xiàn)場材料運(yùn)輸、設(shè)備調(diào)動(dòng)對城市交通可能產(chǎn)生影響時(shí)(如超長、超重車輛通行),需提前與交管部門溝通協(xié)調(diào),辦理通行許可或采取交通疏導(dǎo)措施。需協(xié)調(diào)單位/子系統(tǒng)協(xié)調(diào)內(nèi)容舉例協(xié)調(diào)方式與頻率建議業(yè)主/監(jiān)理方案審批、進(jìn)度通報(bào)、質(zhì)量監(jiān)督、資金支付節(jié)點(diǎn)確認(rèn)定期(周/月)會(huì)晤,重大節(jié)點(diǎn)專題協(xié)調(diào)會(huì)設(shè)計(jì)單位技術(shù)支持、方案評審、內(nèi)容紙澄清、結(jié)構(gòu)兼容性確認(rèn)隨需隨要,重大設(shè)計(jì)變更需專題會(huì)議政府監(jiān)管部門(住建等)許可證辦理、安全檢查、文明施工監(jiān)督、環(huán)保措施審批依法報(bào)備/審批,接受監(jiān)督檢查,定期匯報(bào)周邊社區(qū)/管線單位環(huán)保告知、管線保護(hù)措施協(xié)商、緊急情況聯(lián)絡(luò)前期走訪宣傳,施工期間定期巡查溝通,遇緊急情況即時(shí)聯(lián)絡(luò)物資/設(shè)備供應(yīng)商訂貨、到貨時(shí)間確認(rèn)、質(zhì)量檢驗(yàn)、運(yùn)輸協(xié)調(diào)、設(shè)備維保訂單、收貨確認(rèn)、定期(季度/半年)供應(yīng)商會(huì)議交通運(yùn)輸管理部門超限運(yùn)輸許可、路權(quán)協(xié)調(diào)、交通疏導(dǎo)方案提前申報(bào),施工前溝通,必要時(shí)現(xiàn)場協(xié)調(diào)內(nèi)部各子系統(tǒng)信息系統(tǒng)共享、資源沖突解決、進(jìn)度匹配、風(fēng)險(xiǎn)聯(lián)動(dòng)定期(周)聯(lián)席會(huì)議,共享平臺(tái)信息?總結(jié)與結(jié)論可見,沉井施工中的臨時(shí)工程絕非簡單的附屬設(shè)施,而是貫穿項(xiàng)目始終的重要支撐系統(tǒng)。與之相關(guān)的內(nèi)部及外部子系統(tǒng)眾多,且相互交織、相互影響。對臨時(shí)工程的規(guī)劃、建設(shè)、管理以及跨系統(tǒng)的有效協(xié)調(diào)進(jìn)行精細(xì)化、系統(tǒng)化的組織和控制,是確保沉井工程安全、優(yōu)質(zhì)、高效完成的關(guān)鍵所在。缺乏有效的協(xié)調(diào),可能導(dǎo)致資源浪費(fèi)、工期延誤、安全風(fēng)險(xiǎn)增加甚至項(xiàng)目失敗。因此必須在項(xiàng)目啟動(dòng)初期就建立起完善的協(xié)調(diào)機(jī)制,并在整個(gè)施工過程中持續(xù)優(yōu)化與落實(shí)。三、沉井的降水和靜載實(shí)驗(yàn)3.1降水施工沉井施工中的降水是確保井壁穩(wěn)定和基坑干燥的關(guān)鍵環(huán)節(jié),降水的主要目的是降低井筒周圍地下水位,防止涌水、流砂等問題影響沉井下沉。常見的降水方法包括井點(diǎn)降水、輕型井點(diǎn)降水、噴射井點(diǎn)降水和深井降水等。根據(jù)工程地質(zhì)條件和施工要求,選擇合適的降水方法是至關(guān)重要的一步。降水施工的關(guān)鍵控制點(diǎn)主要包括:降水方案設(shè)計(jì):根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告和工程實(shí)際情況,合理確定降水井的布置間距、深度和數(shù)量。降水設(shè)備選型:根據(jù)降水量、降深要求,選擇合適的降水設(shè)備,如水泵、管路等。降水過程監(jiān)控:降水過程中需持續(xù)監(jiān)測地下水位變化,確保降水效果符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)應(yīng)防止漏氣、管道堵塞等問題?!颈怼繛槟吵辆こ探邓桨冈O(shè)計(jì)示例,列出了降水井的類型、數(shù)量、深度和布置方式等參數(shù)。?【表】沉井降水方案設(shè)計(jì)示例降水井類型數(shù)量(口)深度(m)布置間距(m)備注輕型井點(diǎn)1285環(huán)向布置噴射井點(diǎn)41510用于深井降水降水過程中,應(yīng)建立實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng),記錄水位變化數(shù)據(jù),并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時(shí)調(diào)整降水方案。通常,水位降深應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高低0.5~1.0m,以確保井筒穩(wěn)定。降水過程中常見的質(zhì)量控制公式如下:?其中:?降深?初水位?末水位3.2靜載實(shí)驗(yàn)靜載實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證沉井承載能力的重要手段,通過施加靜荷載,觀察沉井的沉降量、位移和變形情況,判斷其是否滿足設(shè)計(jì)要求。靜載實(shí)驗(yàn)通常在沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行。靜載實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵控制點(diǎn)包括:加載方案設(shè)計(jì):根據(jù)沉井尺寸、地基條件,確定合理的加載方式和荷載等級(jí)。通常采用堆載法,通過鋼梁、鋼塊等傳遞荷載。測量系統(tǒng)布置:在沉井頂面和地基表面布置沉降觀測點(diǎn),使用水準(zhǔn)儀、千分表等設(shè)備精確測量沉降量。數(shù)據(jù)分析與評估:根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制荷載-沉降曲線,分析沉井的承載特性和變形情況?!颈怼繛槟吵辆o載實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)示例,列出了加載等級(jí)、觀測內(nèi)容和數(shù)據(jù)記錄方式等參數(shù)。?【表】沉井靜載實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)示例加載等級(jí)(kN)測量點(diǎn)位置測量設(shè)備預(yù)期沉降量(mm)備注100井中心水準(zhǔn)儀≤5一級(jí)加載200井周邊千分表≤10二級(jí)加載300井底全站儀≤15三級(jí)加載靜載實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析方法包括:計(jì)算沉降率:沉降率其中Δ?為沉降量(mm),L為沉井長度(mm)。繪制荷載-沉降曲線,評估沉井的線性變形和非線性變形特性。通過靜載實(shí)驗(yàn),可以驗(yàn)證沉井的實(shí)際承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求,并為后續(xù)施工提供參考依據(jù)。3.1井點(diǎn)降水的理論和方法井點(diǎn)降水作為沉井施工中常用的mitigation措施,其核心目的在于通過降低基坑(井)周邊地下水位,有效控制沉井施工過程中的地下水及地表水入滲,保障基坑(井)的穩(wěn)定,為其安全開挖、筑井提供必要的干燥環(huán)境。井點(diǎn)降水的基本原理主要基于energie位能理論,即通過外部抽水設(shè)備(如真空泵、離心泵等)產(chǎn)生負(fù)壓,在抽水井點(diǎn)(井點(diǎn)管)周圍形成低壓區(qū)(通常是真空狀態(tài)),從而將土層及含水層中的地下水通過濾管吸入,并沿井點(diǎn)管和主管路被強(qiáng)制抽出,實(shí)現(xiàn)地下水位的持續(xù)降低。該方法尤其適用于滲透系數(shù)較大的沙性土層,能夠有效處理涌水量較大的基坑。井點(diǎn)降水方法的選擇需綜合考慮場地地質(zhì)條件(如土質(zhì)類型、滲透系數(shù))、工程降水深度要求、周邊環(huán)境(建筑物、管線的安全距離)以及經(jīng)濟(jì)性等多方面因素。常見的井點(diǎn)降水系統(tǒng)主要可以分為以下幾類:輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)(LightWellPointSystem):主要適用于滲透系數(shù)為0.1~20.0m/d的中、細(xì)沙土。通過設(shè)置沿基坑周邊呈梅花形布置的井點(diǎn)管,利用重力水及真空泵產(chǎn)生的壓力差將地下水引入集水總管,再由水泵排出。噴射井點(diǎn)降水系統(tǒng)(JetWellPointSystem):適用于滲透系數(shù)大于20.0m/d的砂土或粉土,單井出水量較大,降水深度可達(dá)8~20米。其原理是在井點(diǎn)管內(nèi)部設(shè)置特殊噴嘴,通過壓力水噴射產(chǎn)生真空,大大提高了抽水效率。深井泵降水系統(tǒng)(DeepWellBorePumpSystem):適用于含水層較深、水量較大、降水深度要求超過15米的工程。通過鉆探成孔,放入深井泵及濾管,地表水或壓縮空氣驅(qū)動(dòng)水泵進(jìn)行深層抽水。管井降水系統(tǒng)(DewateringBoreholesSystem):類似深井泵系統(tǒng),多用于水量極豐富的砂礫石層,降水深度可很大,通常結(jié)合濾水管和離心泵工作。降水系統(tǒng)的理論計(jì)算是確保降水效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其主要目的在于確定合適的井點(diǎn)類型、數(shù)量、間距及抽水設(shè)備的選型。核心計(jì)算在于預(yù)測基坑涌水量Q,并確保抽水能力滿足要求。單井(或單根井點(diǎn)管)出水量q可以通過以下公式進(jìn)行估算:?q=Q/N其中:q:單井(或單根井點(diǎn)管)出水量(m3/h或m3/d)Q:預(yù)計(jì)總涌水量(m3/h或m3/d)-需要根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料,結(jié)合降水環(huán)直徑進(jìn)行計(jì)算。N:并聯(lián)工作的井點(diǎn)(或管)數(shù)量總涌水量Q的估算可參考以下簡化公式:?Q≈(πSKH)/(ln(R/r))其中:S:采用井點(diǎn)降水后,基坑中心處的地下水降深(m)-通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)崪y確定。K:含水層滲透系數(shù)(m/d)H:滲透系數(shù)為K的含水層厚度(m)R:抽水影響的半徑(m)-與井點(diǎn)布置形式、抽水能力有關(guān)。r:假想抽水影響半徑(m)-通常取井點(diǎn)中心距或井點(diǎn)環(huán)半徑。降水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅要保證抽水量足夠克服涌水,還應(yīng)考慮運(yùn)行過程中的水泵工況、能耗以及成本效益。實(shí)際工程中,常需通過現(xiàn)場監(jiān)測(如水位計(jì)記錄、流量計(jì)計(jì)量)來動(dòng)態(tài)調(diào)整井點(diǎn)運(yùn)行參數(shù),確保持續(xù)有效的降水效果。3.2井點(diǎn)降水過程的監(jiān)控和調(diào)整在沉井施工過程中,井點(diǎn)降水是一項(xiàng)重要的技術(shù)措施,它能夠有效降低地下水位,從而為沉井下沉創(chuàng)造條件。為保障施工質(zhì)量與進(jìn)度,施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對井點(diǎn)降水過程的監(jiān)控與調(diào)整,以下將就監(jiān)控要點(diǎn)與調(diào)整方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。井點(diǎn)降水的監(jiān)控主要包括監(jiān)測水位降深、流量、能耗等關(guān)鍵指標(biāo)。在水位降深監(jiān)控方面,可采用測斜儀或測繩對水位降深進(jìn)行定期測量,確保水位達(dá)到預(yù)定要求。對于流量與能耗監(jiān)控,則需要設(shè)置流量計(jì)和能耗監(jiān)測系統(tǒng),以便對降水設(shè)備運(yùn)營情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤。在具體監(jiān)控過程中,還需綜合考慮周邊地下水文狀況、沉井施工進(jìn)度以及外荷載變化等因素。例如,周邊存在性土層時(shí),應(yīng)特別加強(qiáng)監(jiān)測降水對土層穩(wěn)定性的影響;在沉井施工期間,應(yīng)根據(jù)沉井的每一步施工情況及時(shí)調(diào)整井點(diǎn)降水參數(shù),保證沉井的下沉速率適宜且均勻。井點(diǎn)降水的調(diào)整則需要依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和實(shí)際施工情況來決定,例如,當(dāng)水位降深顯著低于預(yù)期時(shí),可能需要暫時(shí)停止降水或增加降水設(shè)備的投入;當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)水文事件時(shí)(如暴雨、漲潮等),應(yīng)及時(shí)調(diào)整降水策略以防止水位升頂,對沉井結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響。確保井點(diǎn)降水過程的有效監(jiān)控和及時(shí)調(diào)整,不僅能夠有效提升降水作業(yè)的效率和精度,還能降低潛在的施工風(fēng)險(xiǎn)。在整個(gè)施工周期內(nèi),通過執(zhí)行嚴(yán)格的監(jiān)控規(guī)程和靈活應(yīng)變的調(diào)整策略,可確保沉井施工的效果和進(jìn)度達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。同時(shí)建議在井點(diǎn)降水監(jiān)控與調(diào)整環(huán)節(jié),引入智能監(jiān)測和控制技術(shù),如自動(dòng)水位監(jiān)測系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析平臺(tái),進(jìn)一步提高監(jiān)控的實(shí)時(shí)性和調(diào)整的科學(xué)性,推動(dòng)沉井施工技術(shù)向著更加精準(zhǔn)、智慧化方向發(fā)展。這些技術(shù)手段的引入將為實(shí)現(xiàn)沉井高效率、高質(zhì)量施工提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持,同時(shí)也能為類似工程的建設(shè)提供寶貴參考經(jīng)驗(yàn)。3.3井點(diǎn)降水測試的準(zhǔn)則與評估井點(diǎn)降水系統(tǒng)在沉井施工過程中扮演著至關(guān)重要的角色,其有效性直接影響著沉井的順利下沉。因此對井點(diǎn)降水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的測試與評估顯得尤為重要,本節(jié)將詳細(xì)介紹井點(diǎn)降水測試的準(zhǔn)則以及評估方法,為沉井施工提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。(1)測試準(zhǔn)則井點(diǎn)降水測試應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則:安全性準(zhǔn)則:確保測試過程中人員和設(shè)備的安全。規(guī)范性準(zhǔn)則:嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。全面性準(zhǔn)則:測試內(nèi)容應(yīng)涵蓋井點(diǎn)降水系統(tǒng)的各個(gè)方面。準(zhǔn)確性準(zhǔn)則:測試數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確可靠,便于分析評估。(2)測試方法井點(diǎn)降水測試主要包括以下幾個(gè)方面:出水量的測試:通過測量不同時(shí)間段的出水量,評估井點(diǎn)降水系統(tǒng)的排水能力。真空度的測試:測量井點(diǎn)降水系統(tǒng)中的真空度,判斷系統(tǒng)的吸水效果。降水曲線的監(jiān)測:通過多次測量不同深度的地下水位,繪制降水曲線,分析降水的效果。(3)評估方法井點(diǎn)降水系統(tǒng)的評估主要包括以下幾個(gè)方面:出水量的評估:根據(jù)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)算平均出水量。Q其中Qavg為平均出水量,Qi為第i次測試的出水量,真空度的評估:根據(jù)測試數(shù)據(jù)評估系統(tǒng)的真空度是否滿足設(shè)計(jì)要求。H其中H為真空度,Pvac為真空度,ρ為水的密度,g降水曲線的評估:通過繪制降水曲線,分析地下水位的變化情況,評估降水效果。以下是井點(diǎn)降水測試評估的示例表格:測試項(xiàng)目測試值設(shè)計(jì)值評估結(jié)果出水量(L/min)120100合格真空度(kPa)6050合格降水曲線深度(m)1520需改進(jìn)通過上述測試和評估方法,可以全面了解井點(diǎn)降水系統(tǒng)的性能,為沉井施工提供科學(xué)依據(jù),確保施工順利進(jìn)行。3.4靜載試驗(yàn)的詳細(xì)流程及注意事項(xiàng)(一)靜載試驗(yàn)詳細(xì)流程試驗(yàn)準(zhǔn)備:確定試驗(yàn)區(qū)域,確保場地平整無障礙。準(zhǔn)備加載設(shè)備,如壓載平臺(tái)、傳感器等,并確保所有設(shè)備都經(jīng)過檢驗(yàn)合格。安裝監(jiān)測設(shè)備:在沉井周圍設(shè)置監(jiān)測點(diǎn),安裝應(yīng)變計(jì)、位移計(jì)等監(jiān)測設(shè)備,以監(jiān)測沉井在加載過程中的變形情況。加載前的檢查:檢查沉井的完整性、周圍土壤條件等,確保滿足試驗(yàn)要求。開始加載:按照預(yù)定的加載方案,逐步增加荷載,并記錄荷載與沉井變形的關(guān)系。加載過程監(jiān)測:在加載過程中,持續(xù)監(jiān)測沉井的變形、位移以及土壤的反應(yīng)等。達(dá)到預(yù)定荷載后的觀察:當(dāng)沉井達(dá)到預(yù)定荷載時(shí),保持一段時(shí)間的穩(wěn)定,觀察沉井的變化情況。卸載與記錄:卸載荷載,記錄整個(gè)過程中的數(shù)據(jù)。(二)注意事項(xiàng)安全第一:確保試驗(yàn)過程中的安全,防止意外傷害和事故發(fā)生。加載控制:嚴(yán)格遵循加載方案,避免超載或不當(dāng)?shù)募虞d方式造成沉井的破壞。監(jiān)測準(zhǔn)確:確保監(jiān)測設(shè)備的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,保證數(shù)據(jù)的可靠性。變形控制:密切關(guān)注沉井的變形情況,一旦發(fā)現(xiàn)有異常變形或位移,應(yīng)立即停止加載并查明原因。數(shù)據(jù)分析:對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,判斷沉井的承載能力及穩(wěn)定性。環(huán)境因素考慮:考慮環(huán)境因素如溫度、濕度等對試驗(yàn)結(jié)果的影響,盡量在穩(wěn)定的環(huán)境條件下進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)后檢查:試驗(yàn)結(jié)束后,對沉井進(jìn)行仔細(xì)檢查,確保沒有損壞或潛在的安全隱患。對于發(fā)現(xiàn)的問題要及時(shí)處理并記錄。文檔記錄:整個(gè)試驗(yàn)過程必須有詳細(xì)的文檔記錄,包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)、照片、視頻等,以備后續(xù)分析和總結(jié)。通過合理的流程和注意事項(xiàng)的實(shí)施,可以確保靜載試驗(yàn)的順利進(jìn)行并獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),為沉井施工提供有力的技術(shù)支持。四、沉井的下沉施工沉井下沉施工是沉井法施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其質(zhì)量直接影響到整個(gè)工程的安全與穩(wěn)定。為了確保沉井能夠安全、準(zhǔn)確地下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高,以下將詳細(xì)闡述下沉施工的關(guān)鍵控制點(diǎn)及其實(shí)踐方法。沉井下沉前的準(zhǔn)備工作在沉井下沉前,需進(jìn)行一系列準(zhǔn)備工作以確保施工順利進(jìn)行。首先應(yīng)對沉井的幾何尺寸、重心位置等進(jìn)行全面檢查,確保其與設(shè)計(jì)要求相符。其次應(yīng)檢查各部件的連接情況,確保沉井在下沉過程中不會(huì)發(fā)生脫落或斷裂。此外還需對地基進(jìn)行加固處理,以提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。沉井下沉過程中的控制沉井下沉過程中,應(yīng)密切關(guān)注下沉速度、下沉量等關(guān)鍵參數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,沉井的下沉速度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi),以保證施工質(zhì)量和安全。同時(shí)應(yīng)定期監(jiān)測沉井的垂直度,確保其始終保持在設(shè)計(jì)標(biāo)高范圍內(nèi)。此外在下沉過程中,還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整水泵的抽水速率和數(shù)量,以保持井內(nèi)水壓的穩(wěn)定。沉井下沉后的檢查與處理沉井下沉完成后,需要進(jìn)行詳細(xì)的檢查與處理工作。首先應(yīng)對沉井的垂直度、沉降量等指標(biāo)進(jìn)行檢測,確保其滿足設(shè)計(jì)要求。如果發(fā)現(xiàn)異常情況,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理,如重新下沉或采取其他補(bǔ)救措施。其次應(yīng)對沉井的各部件進(jìn)行檢查,確保其連接牢固、無松動(dòng)現(xiàn)象。此外還需對沉井內(nèi)部進(jìn)行清理,檢查是否有損壞或堵塞等問題。實(shí)踐案例在實(shí)際工程中,我們采用了多種方法來控制沉井的下沉施工。例如,在某大型橋梁工程中,我們采用了一種新型的沉井下沉裝置,該裝置通過精確控制水泵的抽水速率和數(shù)量,實(shí)現(xiàn)了沉井的平穩(wěn)下沉。同時(shí)我們還采用了實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng),對沉井的下沉過程進(jìn)行全程監(jiān)控,確保了施工質(zhì)量和安全。?公式與計(jì)算在沉井下沉過程中,我們常用以下公式來計(jì)算下沉速度與下沉量:v=(W-H)/t其中v為下沉速度;W為沉井重量;H為設(shè)計(jì)標(biāo)高;t為下沉?xí)r間。此外在沉井下沉完成后,我們還需要對下沉量進(jìn)行計(jì)算,以確保其滿足設(shè)計(jì)要求。具體計(jì)算方法如下:ΔH=Htarget-Hcurrent其中ΔH為下沉量;Htarget為設(shè)計(jì)標(biāo)高;Hcurrent為當(dāng)前標(biāo)高。通過以上分析和實(shí)踐,我們可以得出結(jié)論:沉井的下沉施工是沉井法施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需要嚴(yán)格控制各項(xiàng)參數(shù)并加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測與處理工作。只有這樣,才能確保沉井能夠安全、準(zhǔn)確地下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高并完成施工任務(wù)。4.1沉井下沉的施工工藝要點(diǎn)沉井下沉是整個(gè)施工過程中的核心環(huán)節(jié),其工藝控制直接關(guān)系到沉井的垂直度、穩(wěn)定性及最終成樁質(zhì)量。為確保下沉過程安全、高效,需從以下關(guān)鍵要點(diǎn)進(jìn)行把控:(1)下沉前的準(zhǔn)備工作下沉前需完成以下工作:井壁混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收:混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%(通常以同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度為依據(jù)),避免因強(qiáng)度不足導(dǎo)致井壁開裂。下沉設(shè)備調(diào)試:檢查起重設(shè)備、出土機(jī)械及糾偏裝置的運(yùn)行狀態(tài),確保其性能滿足施工需求。測量基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置:在沉井周邊布置永久性水準(zhǔn)點(diǎn)和軸線控制點(diǎn),定期復(fù)核,確保下沉過程中的監(jiān)測精度。(2)下沉施工方法沉井下沉主要分為排水下沉和不排水下沉兩種方式,需根據(jù)地質(zhì)條件和水文情況選擇:排水下沉:適用于滲透系數(shù)較?。ㄈ琊ば酝?、粉土)且地下水位較低的地層。通過井點(diǎn)降水或明排水保持干作業(yè)環(huán)境,便于人工或機(jī)械開挖。不排水下沉:適用于砂性土、礫石層等易涌水地層,采用水力機(jī)械或空氣吸泥法出土,同時(shí)保持井內(nèi)外水頭平衡,防止涌砂。(3)挖土與出土控制挖土順序應(yīng)遵循“對稱、均勻、分層”原則,避免因局部超挖導(dǎo)致沉井傾斜。具體要求如下:分層厚度:每層挖土厚度宜控制在0.5~1.0m,避免一次開挖過深。鍋底形狀:形成鍋底形開挖面,避免沉井“扎腳”或“懸空”。出土效率:出土能力應(yīng)與下沉速度匹配,避免因積壓過多導(dǎo)致突沉。(4)下沉速度與標(biāo)高控制下沉速度需根據(jù)土層特性動(dòng)態(tài)調(diào)整,一般控制在0.5~1.0m/d。每日下沉量可按以下公式估算:ΔH式中:ΔH——單日下沉量(m);Q——每日出土重量(kN);A——沉井底部面積(m2);γ——土體有效重度(kN/m3);η——下沉系數(shù)(取1.1~1.3)。同時(shí)需通過全站儀或水準(zhǔn)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測沉井四角高差,確保傾斜度不超過設(shè)計(jì)要求(通常為1%~2%)。(5)糾偏與防沉措施若出現(xiàn)傾斜或偏移,需及時(shí)糾偏:高壓射水糾偏:通過在沉井高側(cè)預(yù)埋射水管,擾動(dòng)土體以調(diào)整下沉方向。頂部配重:在低側(cè)增加臨時(shí)荷載,輔助糾正傾斜。防沉措施:當(dāng)沉井接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),應(yīng)減緩下沉速度,并預(yù)留100~200mm余量,避免超沉。(6)施工監(jiān)測記錄下沉過程中需詳細(xì)記錄以下數(shù)據(jù),形成動(dòng)態(tài)監(jiān)測表:監(jiān)測項(xiàng)目允許偏差檢測頻率沉井傾斜度≤1%~2%每班次1次中心位移≤H/100(H為下沉深度)每日1次標(biāo)高±50mm每班次1次周邊地表沉降≤30mm每日2次通過嚴(yán)格控制上述工藝要點(diǎn),可確保沉井下沉過程平穩(wěn)可控,為后續(xù)封底及結(jié)構(gòu)施工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。4.2沉井觸土段下沉的技巧與建議在沉井施工過程中,觸土段的下沉是關(guān)鍵控制點(diǎn)之一。為了確保沉井能夠安全、準(zhǔn)確地到達(dá)設(shè)計(jì)位置,需要采取一系列技巧和措施。以下是一些建議:選擇合適的下沉方法:根據(jù)地質(zhì)條件、沉井尺寸和承載能力等因素,選擇最適合的下沉方法。常用的下沉方法有自重下沉法、機(jī)械輔助下沉法等??刂葡鲁了俣龋涸谙鲁吝^程中,要嚴(yán)格控制下沉速度,避免過快或過慢導(dǎo)致沉井變形或損壞??梢酝ㄟ^調(diào)整提升設(shè)備的速度、監(jiān)測沉井沉降情況等方式來實(shí)現(xiàn)。監(jiān)測沉井沉降:在下沉過程中,要定期監(jiān)測沉井的沉降情況,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取措施。可以使用水準(zhǔn)儀、測斜儀等儀器進(jìn)行監(jiān)測,并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。調(diào)整提升設(shè)備:根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,及時(shí)調(diào)整提升設(shè)備的參數(shù),如提升力、提升速度等,以適應(yīng)沉井的沉降情況。同時(shí)要注意保護(hù)提升設(shè)備,避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致?lián)p壞。加強(qiáng)現(xiàn)場管理:在沉井施工過程中,要加強(qiáng)現(xiàn)場管理,確保施工人員的安全和施工質(zhì)量。例如,設(shè)置警戒線、限制非施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場等。采用先進(jìn)的技術(shù)手段:隨著科技的發(fā)展,可以采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段來提高沉井施工的效率和質(zhì)量。例如,利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)預(yù)測沉井的沉降情況,或者使用無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控等。通過以上技巧和建議的實(shí)施,可以有效地控制沉井觸土段的下沉過程,確保施工的安全和質(zhì)量。4.3求解沉井不均勻沉降問題的方法沉井施工過程中,不均勻沉降是一個(gè)常見且極其關(guān)鍵的問題,它直接關(guān)系到沉井的結(jié)構(gòu)安全和工程質(zhì)量。若沉井發(fā)生不均勻沉降,輕則影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,重則可能導(dǎo)致沉井傾斜甚至破壞。因此必須采取有效的方法來識(shí)別、分析和解決沉井不均勻沉降問題。以下將詳細(xì)介紹求解沉井不均勻沉降問題的幾種主要方法。(1)監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析方法實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測是解決沉井不均勻沉降問題的第一步。通過在沉井關(guān)鍵部位(如刃腳、井壁等)布設(shè)沉降觀測點(diǎn),利用水準(zhǔn)儀、GPS、自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)等設(shè)備,可以動(dòng)態(tài)獲取沉井各部位的沉降數(shù)據(jù)。監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析主要包括以下兩個(gè)方面:沉降時(shí)間序列分析:通過分析沉降量隨時(shí)間的變化曲線,可以判斷沉降是否均勻,是否存在加速沉降的趨勢。沉降差分析:計(jì)算沉井不同部位之間的沉降差,若沉降差超過規(guī)范允許值,則需要采取干預(yù)措施。δ表示沉降差;Si和S【表】展示了不同沉降差對應(yīng)的處理措施建議:沉降差(mm)處理措施建議<10繼續(xù)監(jiān)測10-20采取加固措施>20立即停止施工,分析原因并采取緊急處理(2)地基處理方法地基不均勻是導(dǎo)致沉井不均勻沉降的主要原因之一,因此對地基進(jìn)行處理是解決問題的關(guān)鍵。常見地基處理方法包括:換填法:在沉降較大的部位換填低壓縮性的材料(如中粗砂、碎石等),以提高地基承載力。樁基礎(chǔ)法:在沉井下方設(shè)置樁基礎(chǔ)(如摩擦樁、端承樁等),將荷載傳遞到深層堅(jiān)硬地層。預(yù)壓法:通過堆載預(yù)壓,預(yù)先消除地基的部分沉降,提高地基穩(wěn)定性。地基處理的參數(shù)選擇需要結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告和工程實(shí)際情況,常用的計(jì)算方法有有限差分法、有限元法等。(3)施工控制方法在沉井施工過程中,通過優(yōu)化施工工藝和參數(shù),可以有效控制不均勻沉降。主要措施包括:對稱施工:確保沉井各部位的荷載對稱分布,避免因荷載不均導(dǎo)致沉降差。分層對稱澆筑:混凝土應(yīng)分層對稱澆筑,每層高度不宜過大,以減少單次荷載對地基的影響。調(diào)整施工順序:根據(jù)地基沉降情況,適當(dāng)調(diào)整施工順序,優(yōu)先施工沉降較大的部位。通過以上方法,可以有效地識(shí)別、分析和解決沉井不均勻沉降問題,確保沉井施工的安全和質(zhì)量。4.4沉井下沉過程中風(fēng)險(xiǎn)評估的管理沉井下沉是整個(gè)沉井施工過程中的核心環(huán)節(jié),其地質(zhì)條件復(fù)雜多變、涉及受力狀態(tài)劇變、群樁效應(yīng)顯著,故該階段的風(fēng)險(xiǎn)孕育與轉(zhuǎn)化最為活躍,對風(fēng)險(xiǎn)管理提出了極高的要求。有效的風(fēng)險(xiǎn)評估與管理是實(shí)現(xiàn)沉井順利下沉、保障工程安全和質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其管理應(yīng)貫穿于沉井設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、下沉及過程監(jiān)控的始終,形成一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)的管理體系。(1)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評估首先需全面識(shí)別可能導(dǎo)致沉井下沉過程中發(fā)生異常甚至事故的風(fēng)險(xiǎn)源。此階段典型的風(fēng)險(xiǎn)主要包括:地質(zhì)條件突變風(fēng)險(xiǎn):如遇到未預(yù)見的軟弱夾層、硬巖、大孤石或液化土層,可能引起下沉困難、傾斜甚至結(jié)構(gòu)破壞。承載力不足風(fēng)險(xiǎn):沉井下刃腳支撐寬度或深度不足,周圍地基承載力無法有效承擔(dān)井體重量及施工荷載,導(dǎo)致井壁超載或地基失穩(wěn)破壞。傾覆與位移風(fēng)險(xiǎn):由于不均勻沉降、側(cè)向土壓力異常增大或偏心荷載作用,導(dǎo)致沉井發(fā)生傾斜或水平位移超限。滲漏與承壓水風(fēng)險(xiǎn):遇到富含承壓水的砂層或地層滲透性突然增大,引發(fā)井內(nèi)外水頭差過大,導(dǎo)致井壁周邊漏水嚴(yán)重,甚至承壓水頭頂托井蓋板,危及作業(yè)安全。結(jié)構(gòu)破壞風(fēng)險(xiǎn):如刃腳、井壁因受力過大或地基不均勻沉降而產(chǎn)生開裂、折斷等破壞。設(shè)備與系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn):提升系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備發(fā)生故障或失靈。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn):如周邊環(huán)境沉降對建(構(gòu))筑物、管線造成影響。對已識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn),需采用定性與定量相結(jié)合的方法進(jìn)行評估。可選用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法(RiskMatrix)進(jìn)行評估,綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性和潛在的后果嚴(yán)重程度。例如,建立如下評估表(【表】):?【表】沉井下沉過程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評估示例風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)可能性(Likelihood,L)概率等級(jí)后果(Consequence,C)嚴(yán)重程度等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(RiskLevel,R=LxC)地質(zhì)突變高(High)災(zāi)難性(Catastrophic)很高(VeryHigh)承載力不足中(Medium)嚴(yán)重(Major)高(High)傾斜/位移超限中(Medium)嚴(yán)重(Major)高(High)嚴(yán)重滲漏/承壓水中(Medium)嚴(yán)重(Major)高(High)刃腳/井壁結(jié)構(gòu)破壞低(Low)嚴(yán)重(Major)中(Medium)提升系統(tǒng)故障低(Low)中(Minor)低(Low)監(jiān)測系統(tǒng)失效低(Low)中(Minor)低(Low)通過評估,確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)需重點(diǎn)管控。評估結(jié)果可用風(fēng)險(xiǎn)量公式輔助理解:R式中:R代表風(fēng)險(xiǎn)值(RiskValue)P(Probability)代表風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率S(Severity)代表風(fēng)險(xiǎn)一旦發(fā)生造成的損失或影響程度(2)風(fēng)險(xiǎn)控制策略針對不同等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)制定并實(shí)施相應(yīng)的控制策略,優(yōu)先采取消除或降低風(fēng)險(xiǎn)源的措施。常用的風(fēng)險(xiǎn)控制措施可分為避免、轉(zhuǎn)移、減輕和接受四類:風(fēng)險(xiǎn)類別風(fēng)險(xiǎn)控制措施分類具體措施示例優(yōu)先級(jí)地質(zhì)突變風(fēng)險(xiǎn)避免和減輕施工前詳細(xì)勘察;開挖過程中加強(qiáng)物探(如觸探、聲納);遇到異常及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案或施工參數(shù)高承載力風(fēng)險(xiǎn)避免和減輕精確計(jì)算,留有足夠安全系數(shù);優(yōu)化刃腳形狀與尺寸;地基處理(如注漿加固);分級(jí)加載高傾覆/位移風(fēng)險(xiǎn)減輕和轉(zhuǎn)移均勻掏土;加強(qiáng)井內(nèi)對稱注漿;設(shè)置臨時(shí)支撐或錨固;精確控制開挖順序與土體平衡高滲漏/承壓水風(fēng)險(xiǎn)避免和減輕緊閉井蓋板;刃腳預(yù)注漿;設(shè)置止水帶或高壓旋噴樁止水帷幕;分級(jí)開挖同步封堵滲漏點(diǎn)高結(jié)構(gòu)破壞風(fēng)險(xiǎn)避免和減輕加強(qiáng)結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算;監(jiān)測關(guān)鍵部位應(yīng)力應(yīng)變;施工中限制超載高設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)避免和轉(zhuǎn)移選擇高質(zhì)量設(shè)備;定期檢查維護(hù)保養(yǎng);設(shè)置備用設(shè)備;制定應(yīng)急預(yù)案中(3)過程監(jiān)控與預(yù)警沉井下沉過程中的風(fēng)險(xiǎn)管理是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,必須配合嚴(yán)密的過程監(jiān)控體系。核心在于實(shí)時(shí)收集和分析監(jiān)測數(shù)據(jù),及時(shí)識(shí)別異常變化,實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警。監(jiān)測內(nèi)容與指標(biāo):應(yīng)建立多維度的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),主要監(jiān)測內(nèi)容應(yīng)包括:沉降監(jiān)測:包括沉井整體沉降(中部、四周)、刃腳沉降。采用水準(zhǔn)儀、全站儀、GPS/GNSS等。位移監(jiān)測:包括沉井水平位移(四周)、傾角。采用引點(diǎn)配合水準(zhǔn)儀/全站儀、傾斜儀、測斜儀等。應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測:關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位(如井壁底部、隔墻)的應(yīng)力或應(yīng)變。采用電阻應(yīng)變片、光纖傳感等。內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測:井內(nèi)水位、坑道內(nèi)土體濕度、氣體成分(有毒有害氣體)。采用水位計(jì)、濕度計(jì)、氣體檢測儀等(雖然前段已強(qiáng)調(diào)在3.4節(jié),但下沉過程監(jiān)控仍有相關(guān)性)。開挖面狀態(tài)監(jiān)測:如采用泥水平衡或空氣幕施工,需監(jiān)測泥漿/空氣壓力、密度(泥水)、流量等。周邊環(huán)境影響監(jiān)測:周邊地表沉降、建筑物/管線的傾斜和開裂。采用水準(zhǔn)儀、測斜儀等。對應(yīng)上述監(jiān)測,需設(shè)定清晰的預(yù)警閾值(【表】)。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到或超過閾值時(shí),應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。?【表】典型監(jiān)測項(xiàng)目預(yù)警閾值示例監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測指標(biāo)預(yù)警閾值(示例)說明沉降總沉降量(mm)>50依據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求調(diào)整相對沉降差(%)>1.5依據(jù)井徑大小和規(guī)范位移水平總位移(mm)>20依據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求調(diào)整傾斜角(arcsec)>15依據(jù)井高和規(guī)范應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力/應(yīng)變增幅(με或%)>30%或達(dá)到屈服前預(yù)警依據(jù)材料強(qiáng)度和安全儲(chǔ)備井內(nèi)水位水位高度(m)>設(shè)計(jì)或安全高度防止承壓水頂托或突涌數(shù)據(jù)分析與預(yù)警處理:采用自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)和專業(yè)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和趨勢分析。當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)或超閾值情況時(shí),系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。項(xiàng)目管理人員需迅速響應(yīng):核實(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。結(jié)合施工工況,分析異常原因。根據(jù)預(yù)案采取調(diào)整施工參數(shù)(如減慢下沉速度、調(diào)整注漿壓力和范圍、調(diào)整掏土順序)、增大監(jiān)測頻率、實(shí)施緊急加固等措施。執(zhí)行必要的停沉觀察,待情況趨于穩(wěn)定并確認(rèn)安全后方可繼續(xù)。(4)應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)盡管采取了嚴(yán)格的風(fēng)險(xiǎn)控制,但極端或突發(fā)狀況仍有可能發(fā)生。因此必須制定詳盡的應(yīng)急預(yù)案,并做好相應(yīng)準(zhǔn)備。應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容:應(yīng)包含風(fēng)險(xiǎn)描述、組織指揮體系、人員職責(zé)、應(yīng)急資源(設(shè)備、物資、人員)清單、處置程序、聯(lián)系方式、恢復(fù)措施等。應(yīng)急資源準(zhǔn)備:應(yīng)配備必要的搶險(xiǎn)設(shè)備(如支撐材料、墊層材料、應(yīng)急排水設(shè)備、快速封堵材料)、備品備件以及專業(yè)救援隊(duì)伍。應(yīng)急演練:定期組織針對性的應(yīng)急演練,提高人員熟悉度和應(yīng)急反應(yīng)能力。通過上述系統(tǒng)性的風(fēng)險(xiǎn)評估與管理措施,可以有效識(shí)別、控制和應(yīng)對沉井下沉過程中的各種風(fēng)險(xiǎn),最大限度地保障施工安全,提高工程成功的概率。五、沉井密封和接頭的處理沉井施工過程中,密封和接頭處理是確保結(jié)構(gòu)安全和性能優(yōu)化的關(guān)鍵步驟。本段落將從材料選擇、施工技術(shù)和質(zhì)量控制三個(gè)方面詳細(xì)闡述沉井施工中密封和接頭的處理技巧與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。(一)材料選擇沉井工程的密封和接頭材料需具備良好的抗?jié)B性、耐久性和適應(yīng)沉井位移的特性。常見的密封材料包括遇水膨脹橡膠、彈性密封材料、碳酸硬化樹脂等;接頭材料則包括不銹鋼焊條、鑄鐵、預(yù)應(yīng)力混凝土等。材料選擇應(yīng)結(jié)合沉井深度、地下水壓和環(huán)境條件等因素綜合評估。(二)施工技術(shù)施工技術(shù)上,應(yīng)采用彈性澆注、高壓注漿、預(yù)應(yīng)力技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)手段控制沉井結(jié)構(gòu)的密封性和接頭的緊密結(jié)合。以下是幾種主要的施工技術(shù)要點(diǎn):彈性澆注:在沉井內(nèi)壁預(yù)置腔槽,便于安裝彈性密封材料,預(yù)留注漿通道,便于后期密封處理。高壓注漿:通過高壓泵送低黏度漿液至接頭間隙,利用漿液的高壓填充空隙并固化,實(shí)現(xiàn)接頭的嚴(yán)密封閉。預(yù)應(yīng)力技術(shù):在沉井接頭處預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋槽口,通過張拉預(yù)應(yīng)力筋保證接頭連接的穩(wěn)定性和整體性。(三)質(zhì)量控制質(zhì)量控制是沉井密封和接頭處理成功的保證,主要包括以下幾個(gè)方面:材料進(jìn)場檢驗(yàn):嚴(yán)格把控材料進(jìn)場質(zhì)量,確保材料符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。施工過程監(jiān)控:施工過程中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測誤差的累積,確保材料的安排和施工步驟的執(zhí)行與設(shè)計(jì)要求一致。成品保護(hù):施工完畢應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施,防止密封和接頭處過早受損。閉環(huán)管理:對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄,及時(shí)分析原因并采取糾正措施,形成閉環(huán)管理。通過對材料選擇、施工技術(shù)和質(zhì)量控制三個(gè)方面的深入分析和嚴(yán)格管理,可以有效地提升沉井結(jié)構(gòu)密封和接頭的處理效果,保證工程的安全性和耐久性。在實(shí)際工程應(yīng)用中,隨著技術(shù)的發(fā)展和新材料的引入,上述處理方法和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也應(yīng)持續(xù)更新與優(yōu)化。5.1沉井接頭的設(shè)計(jì)原則與接口特制沉井分段制造、整體下沉是常見的施工方法,尤其是在大型、深水或復(fù)雜地質(zhì)條件下。沉井接頭作為沉井結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵傳力環(huán)節(jié),其設(shè)計(jì)優(yōu)劣直接關(guān)系到沉井的整體穩(wěn)定性、承載能力和施工安全。因此在接頭設(shè)計(jì)時(shí),必須遵循一系列基本原則,并針對具體的工況進(jìn)行接口特性的特殊設(shè)計(jì)。(一)沉井接頭的設(shè)計(jì)原則沉井接頭的設(shè)計(jì)應(yīng)主要遵循以下幾項(xiàng)核心原則:強(qiáng)度與剛度匹配原則:接頭設(shè)計(jì)應(yīng)確保其在承受沉井自重、外部荷載(如水壓力、土壓力、施工荷載等)以及沉降差產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí),具備足夠的強(qiáng)度和剛度。接頭的抗彎、抗拉、抗剪能力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,避免在接頭部位產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。需保證接頭截面強(qiáng)度不小于相鄰沉井段的主要受力截面強(qiáng)度。計(jì)算公式示例(簡化):接頭抗彎承載力M≥W[σ]M:接頭允許承受的彎矩W:接頭截面模量[σ]:接頭材料允許彎曲應(yīng)力沉降縫功能原則:沉井接頭常兼作變形縫(沉降縫),需滿足一定的縫隙寬度要求,以適應(yīng)不均勻沉降、溫度應(yīng)力變化等??p隙寬度應(yīng)能保證相鄰井段在發(fā)生相對位移時(shí),不會(huì)相互卡阻或產(chǎn)生過大附加應(yīng)力。同時(shí)縫隙內(nèi)需設(shè)置可靠的防水措施,防止地下水和雜物滲入。防水與密封原則:防水是沉井接頭設(shè)計(jì)的重中之重,尤其是在防水要求高的建筑(如筒倉、水池)或高水位區(qū)域。接頭結(jié)構(gòu)應(yīng)能形成可靠的防水密封體系,有效阻隔地下水壓力。常用的防水措施包括預(yù)嵌止水片(如橡膠止水帶、鋼邊橡膠止水帶)、嵌填止水材料(如防水砂漿、聚氨酯止水涂料)等,并應(yīng)確保構(gòu)造措施到位。構(gòu)造簡單、便于施工原則:接頭形式應(yīng)力求構(gòu)造簡單、清晰,便于工廠加工預(yù)制和在施工現(xiàn)場l?p接。節(jié)段間的連接操作應(yīng)方便快捷,減少高空作業(yè)和復(fù)雜的技術(shù)要求,以降低施工難度、縮短工期并保證施工質(zhì)量。耐久性原則:接頭及其防水密封材料應(yīng)具備良好的耐久性,能夠承受長期的自然環(huán)境作用(如溫度變化、紫外線照射)和工程荷載作用,不易老化、失效。(二)接口特制與常見形式基于上述原則,并結(jié)合工程實(shí)際,常用的沉井接頭形式主要有以下幾種,每種形式均有其特定的接口特制要求:磚砌或混凝土疊合式接頭:特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,適用于對防水要求不太高的臨時(shí)性或小型沉井。接口特制:接頭部位預(yù)留施工縫,便于后續(xù)澆筑或砌筑。設(shè)置企口或錯(cuò)臺(tái),增加結(jié)合面。在接頭內(nèi)部或外部預(yù)設(shè)止水設(shè)施(如止水帶)。表面需仔細(xì)抹平、壓光,確保接縫密實(shí)。接頭形式接口特制說明主要優(yōu)缺點(diǎn)磚砌或混凝土疊合式預(yù)留施工縫、企口/錯(cuò)臺(tái)、預(yù)設(shè)止水帶、表面抹平等。簡單、方便;防水性能相對較差,耐久性一般。預(yù)制混凝土套接式上、下井段接頭處外露,制作成大小匹配的套接塊;接口內(nèi)側(cè)預(yù)埋企口或鋼筋籠加強(qiáng);套接塊上預(yù)埋法蘭盤或螺栓孔,用于連接。接觸面積大,傳力均勻;便于工廠預(yù)制,現(xiàn)場對接簡單。鋼筋混凝土外套筒式在井壁外側(cè),于井段連接處預(yù)制或現(xiàn)澆一個(gè)鋼筋混凝土套筒,通過預(yù)埋鋼筋或鋼板與上下井段連接。防水性好,整體性強(qiáng);施工相對復(fù)雜,對場地要求較高。預(yù)制混凝土套接式接頭:特點(diǎn):上、下井段在對接時(shí),接頭部分形成一個(gè)套接結(jié)構(gòu),通過接觸面承擔(dān)荷載,并易于連接外部支撐或進(jìn)行防水處理。常用于對承載能力和防水有較高要求的場合。接口特制:將接頭部位設(shè)計(jì)成凹凸結(jié)構(gòu)(如段差式企口),增大接觸面積,提高locking效果和傳力能力。在套接塊內(nèi)側(cè)預(yù)埋型鋼(如角鋼、工字鋼)或鋼筋籠,以增強(qiáng)接頭剛度。套接塊上可預(yù)埋法蘭盤,用于預(yù)裝螺栓,方便工序傳遞和臨時(shí)固定;或預(yù)留注漿孔,用于afterwardsmicro-peagravelinjection充填。在接口內(nèi)側(cè)或外側(cè)預(yù)置止水帶或涂刷防水涂料,形成有效的防水密封層。鋼筋混凝土外套筒式接頭:特點(diǎn):在井壁外部形成一個(gè)環(huán)形的保護(hù)結(jié)構(gòu),加強(qiáng)了接頭區(qū)域的整體性和防水能力。接口特制:通過預(yù)埋的鋼筋或鋼板將外套筒與上下井段牢固連接,確保協(xié)同受力。外套筒與井壁之間需留有足夠的填充間隙,便于澆筑密實(shí)的防水材料(如止水混凝土、瀝青麻絮)或進(jìn)行注漿防水。外套筒自身的截面尺寸和配筋應(yīng)經(jīng)過計(jì)算,確保其具備足夠的承載能力和防水作用。(三)設(shè)計(jì)與選型考量選擇合適的接頭形式和接口特制方案時(shí),需綜合考慮以下因素:沉井的規(guī)模、高度和接口部位的設(shè)計(jì)標(biāo)高。地質(zhì)條件、地下水情況及滲透壓力。沉井的使用功能對防水、氣密性的要求。工程所在地的材料供應(yīng)、施工技術(shù)水平及工期要求?;A(chǔ)計(jì)算分析結(jié)果(如沉降計(jì)算、內(nèi)力分析)。沉井接頭的合理設(shè)計(jì)是沉井工程安全、優(yōu)質(zhì)的保障。必須嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)原則,結(jié)合工程特點(diǎn)精心設(shè)計(jì)接口構(gòu)造細(xì)節(jié),并落實(shí)到位,才能確保接頭在長期使用中能有效傳遞荷載、滿足防水要求,并維護(hù)沉井的整體穩(wěn)定性。5.2沉井密封劑的選擇及施工技術(shù)沉井施工中,密封劑的選取與施工工藝對沉井的穩(wěn)定性和工程質(zhì)量具有決定性意義。密封劑的質(zhì)量不僅直接影響沉井的下沉速度與精度,更關(guān)系到整個(gè)工程的安全性和耐久性。因此合理選擇密封劑類型,并嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求進(jìn)行操作,是沉井工程成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。(1)密封劑的選擇原則在選擇沉井密封劑時(shí),應(yīng)考慮以下主要原則:適應(yīng)性強(qiáng):密封劑應(yīng)能適應(yīng)不同的土層條件和施工環(huán)境???jié)B性好:密封劑必須具備優(yōu)異的抗?jié)B性能,確保沉井底部和側(cè)面得到有效封堵。施工便捷:密封劑的施工應(yīng)簡單高效,以減少施工時(shí)間和成本。經(jīng)濟(jì)性:在滿足技術(shù)要求的前提下,應(yīng)選擇性價(jià)比高的密封劑材料。根據(jù)這些原則,常用的沉井密封劑包括橡膠密封條、聚氨酯密封膏和水泥基密封材料等?!颈怼苛谐隽藥追N常見密封劑的性能參數(shù),供工程選擇時(shí)參考。?【表】常見沉井密封劑性能對比密封劑類型抗?jié)B性(mPa·s)抗壓強(qiáng)度(MPa)施工溫度(°C)適應(yīng)范圍橡膠密封條0.01-0.035-10-20~+60常規(guī)土層聚氨酯密封膏0.001-0.018-15-10~+80濕潤及軟土地層水泥基密封材料0.02-0.0520-40+5~+30干燥及硬化土層(2)密封劑的施工技術(shù)沉井密封劑的具體施工技術(shù)可分為以下幾個(gè)步驟:基層處理:施工前,應(yīng)將沉井底部和側(cè)壁清理干凈,去除浮土、油污等雜物,確?;鶎悠秸稍?。必要時(shí),可進(jìn)行表面潤濕處理,以提高粘結(jié)效果。密封劑配制:按照產(chǎn)品說明書要求,準(zhǔn)確配制密封劑。例如,對于聚氨酯密封膏,其配制通常涉及A組分和B組分的按體積比混合,混合比例一般為1:1。【表】給出了某型號(hào)聚氨酯密封膏的典型配制比例。?【表】聚氨酯密封膏配制比例材料組分配制比例(%)典型用量(kg)A組分502.5B組分502.5促進(jìn)劑0.50.25配制時(shí),應(yīng)使用攪拌機(jī)進(jìn)行充分混合,確保無氣泡和未均勻部分。混合好的密封劑應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用完畢,通常為30分鐘內(nèi)。密封劑涂布:采用專用涂布工具(如涂膜刷或噴涂設(shè)備)將密封劑均勻涂布在沉井底部和側(cè)壁預(yù)定位置。涂布厚度通常為2-3mm,可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整。涂布時(shí)應(yīng)避免漏涂和堆積,以確保密封效果。固化與測試:涂布完畢后,密封劑需在一定溫度和濕度條件下進(jìn)行固化。例如,聚氨酯密封膏的完全固化時(shí)間一般為24小時(shí)。固化期間應(yīng)避免擾動(dòng),防止影響密封效果。固化完成后,可進(jìn)行抗?jié)B性測試,確保滿足設(shè)計(jì)要求???jié)B性測試可通過公式計(jì)算滲透系數(shù)k:k其中:k為滲透系數(shù)(m/s);Q為滲透流量(m3/s);L為滲透路徑長度(m);A為測試面積(m2);Δ?為水頭差(m)。根據(jù)測試結(jié)果,若滲透系數(shù)超過允許值,應(yīng)重新調(diào)整施工工藝或更換密封劑類型。通過上述步驟,可以確保沉井密封劑的有效性和可靠性,為沉井工程的順利實(shí)施提供有力保障。5.3確保密封及接頭質(zhì)量的具體措施在沉井施工過程中,密封及接頭的質(zhì)量和可靠性直接關(guān)系到工程的整體穩(wěn)定性和長期安全。為確保密封效果和接頭質(zhì)量,應(yīng)采取以下具體措施:(1)材料選擇與檢驗(yàn)選用符合設(shè)計(jì)要求的密封材料和接縫填充材料,如橡膠密封條、聚氨酯膠等。材料應(yīng)具備優(yōu)良的耐水壓、耐腐蝕和抗老化性能。施工前,應(yīng)對材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn),確保其性能指標(biāo)滿足要求。檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可參考【表】。?【表】密封材料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗(yàn)方法耐水壓強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)水壓的1.2倍水壓試驗(yàn)?zāi)透g性在CEMS1環(huán)境浸泡30天后無變形、開裂環(huán)境浸泡試驗(yàn)抗老化性能200小時(shí)熱老化測試后性能不下降熱老化試驗(yàn)(2)施工工藝控制接縫預(yù)修整:在安裝密封材料前,應(yīng)對接縫表面進(jìn)行清理和修整,確保接縫平整、光滑,無雜物和缺陷。修整后的接縫表面粗糙度Ra≤0.2μm。密封材料安裝:采用專用裝置進(jìn)行密封材料的安裝,確保其位置準(zhǔn)確、固定牢靠。安裝過程中應(yīng)避免過度拉伸或扭曲,以保持材料的密封性能。安裝后的密封材料應(yīng)覆蓋整個(gè)接縫,無遺漏。接頭螺栓預(yù)緊力控制:對于采用螺栓連接的接頭,應(yīng)精確控制螺栓的預(yù)緊力。預(yù)緊力矩可按【公式】計(jì)算:T其中:T為預(yù)緊力矩(N·m);K為扭矩系數(shù),取值范圍為0.15~0.20;d為螺栓公稱直徑(mm);F為螺栓預(yù)緊力(N),應(yīng)不低于螺栓抗拉強(qiáng)度的50%。每個(gè)螺栓的預(yù)緊力應(yīng)使用扭矩扳手進(jìn)行檢查,確保其符合設(shè)計(jì)要求。(3)密封及接頭質(zhì)量檢測水密性試驗(yàn):在沉井對接完成后,應(yīng)進(jìn)行水密性試驗(yàn),以檢驗(yàn)接頭的密封性能。試驗(yàn)時(shí),向沉井內(nèi)部注水至設(shè)計(jì)高度,observation持續(xù)24小時(shí),檢查接頭處有無滲漏現(xiàn)象。超聲波檢測:對接頭內(nèi)部進(jìn)行超聲波檢測,以發(fā)現(xiàn)可能存在的缺陷或空洞。檢測時(shí),應(yīng)沿接頭表面布設(shè)探頭,記錄超聲波傳播時(shí)間,并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,判斷接頭質(zhì)量。通過上述措施,可以有效確保沉井施工中密封及接頭的質(zhì)量,為工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。5.4沉井對接誤差糾正的方法與步驟沉井施工過程中,由于各種原因可能產(chǎn)生對接誤差。為確保沉井安裝的準(zhǔn)確性和安全性,需要對對接過程中的誤差進(jìn)行分析和糾正。以下是沉井對接誤差糾正的具體方法與步驟:首先在進(jìn)行沉井對接前,應(yīng)當(dāng)對各階段的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。利用精密的檢測儀器對沉井的位置、方向及高程進(jìn)行實(shí)時(shí)測量和監(jiān)控。之后,對比安放沉井的施格元素坐標(biāo),確保誤差數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。在發(fā)現(xiàn)沉井對接誤差后,應(yīng)立即采取糾偏措施。常見的糾正方法包括但不限于物理調(diào)整法、液壓調(diào)整法及電子控制糾偏法。物理調(diào)整法主要依賴于人工的物理力量,通過不等厚度、不等剛度的墊塊、楔子等物體的放置來調(diào)整沉井的對接偏差。此法適用于對接誤差較小、且能夠承受額外力矩的沉井。實(shí)施時(shí),應(yīng)對沉井結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面評估,確保調(diào)整措施不會(huì)對沉井穩(wěn)定性造成威脅。液壓調(diào)整法則通過液壓裝置施加力量進(jìn)行對接誤差的矯正,此方法適用于對接誤差相對較大,且土層互相反饋情形較為復(fù)雜的沉井對接。油壓千斤頂、頂推器等液壓設(shè)備的使用,直接影響沉井糾偏的精確度和效率,設(shè)計(jì)人員需選定合適的液壓方案及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù),做好充分的設(shè)備性能測定與質(zhì)量控制。電子控制糾偏法則是借助自動(dòng)化控制系統(tǒng),

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