用隔断法控制沉井下沉带来的环境负面效应
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沉井下沉常见问题及处理方法沉井下沉是沉井施工中一道非常重要的工序,在挖土下沉过程中若控制不好,就会出现质量问题,所以在下沉过程中必须采取严格的质量控制措施,并对常遇到的问题进行原因分析,总结出相应的处理方法。
标签:沉井下沉问题处理0 引言沉井是给水排水和桥梁工程以及工业与民用建筑工程中作为深基础的一种构筑物。
它是在地面上用钢筋混凝土制成井筒形状作为基坑坑壁的支撑,在井壁的保护下,用机械和人工在井内挖土,使其在自重作用下沉入土中的一种地下构筑物,它具有结构刚性好、施工简便、安全可靠、节约投资以及加快施工进度等优点,在基础工程中得到了广泛的应用。
沉井虽然具有这些优点,一旦在施工过程中稍有不慎或质量控制不好,都将会出现一系列质量问题,纠偏起来难度相当大,成本相当高,给工程的正常使用带来很大的影响。
下面结合本人的施工经验,着重讲讲沉井施工在其中的一道重要工序(挖土下沉过程)中常会遇到的问题,进行原因分析并制定出相应的处理措施。
沉井挖土下沉是沉井施工中非常重要的一道工序,也是施工中必须引起重视的一个环节。
沉井在混凝土井壁浇筑完成并强度达到100%设计强度后,就可进行挖土下沉。
沉井挖土必须事先制定好挖土计划、合理配备施工人员和机械设备。
沉井开始下沉阶段,井体入土的深度不大,井体下沉时所受的土方阻力较小,并且此时由于沉井大部分还在地面以上,侧向土体的约束作用很小,稳定性较差,所以沉井最容易产生偏移和倾斜。
这一阶段应严格控制挖土的程序和深度,注意要均匀挖土,对于结构体大的井体,根据需要,必须安排多个作业面,同时对称均匀挖土。
实际上在挖土下沉时不可能是竖直均匀下沉,每沉一次,难免有些倾斜,继续挖土时,可在井体倾斜的反方向一边增大挖土量。
在开始阶段,要经常检查沉井的平面位置,在纵横方向都应作好标记,随时注意防止较大的倾斜。
在中间阶段,可能会出现下沉困难的现象,但在上节井体接高后,下沉又会变得明显,且仍可能出现偏斜事故。
浅析沉井下沉对周围环境的影响沉井是修筑深基础和地下构筑物常用的一种工艺,主要方法是先在地面或基坑内制作开口的钢筋混凝土井身,待其达到规定强度后,在井身内部分层挖土并运出井外,随着挖土和土面的降低,沉井井身依靠自重或在其他措施协助下克服与土壁间的摩阻力和刃脚反力,不断下沉,直至设计标高就位,然后进行封底。
工艺优点是:可在场地狭窄情况下施工较深(可达50余米)的地下工程,且对周围环境影响较小;可在地质、水文条件复杂地区施工;施工不需复杂的机具设备;与大开挖相比,可减少挖、运和回填的土方量。
沉井施工考虑的主要因素包括:(1)根据沉井所处地区的地质水文条件决定沉井是否采取排水施工,并根据渗水量考虑降水方式(井点降水、深井降水等)(2)根据第一节沉井的自重和土质承载力情况确定井身分节及每节的高度;刃角支支设方式(垫架、半垫架、无垫架等)。
(3)封底混凝土的厚度计算等。
沉井施工的优势已越来越受到广大的重视,如占地面积小,不需要基坑维护,技术上比较稳妥可靠;与大开挖相比挖土量少,能节省投资;无需特殊的专业设备,且操作简便;在各类地下构筑物中沉井结构又可作为地下构筑物的维护结构,沉井内部空间亦可得到充分利用。
近年来,随着施工技术和施工机械的不断革新,沉井得到了更加广泛的应用和发展。
但在城市建筑密集区,因其对周围环境影响较大,限制了其应有的优势,故只有研究其对周边环境的影响究竟有多大,能否减小其的影响范围,是我们讨论的主要问题。
一、沉井下沉对周围土体扰动破坏原因分析当沉井下沉到实线位置时,右侧井外土体由于右井壁的右倾而受到挤压,出现被动应力状态,在土体内就产生内破裂面,土体就有可能沿着内破裂面被向上挤出。
而在左侧,由于左井壁随着沉井的右倾而使土体出现主动应力状态,也在土体内产生内破裂面,土体就有可能沿着内破裂面下滑。
当沉井被纠偏而下沉到虚线位置时,右侧土体又转而出现主动应力状态,也产生另一条内破裂面。
左侧土体反倒出现被动应力状态,同时也产生另一条内破裂面。
隔离桩对隧道侧穿邻近建筑物的沉降影响【摘要】工程建设中开挖隧道,常会引起隧道工程周边的建筑物发生沉降或者变形,从而使得建筑的安全受到影响,甚至影响到建筑物正常功能的发挥。
本文将结合某地铁站兴建盾构隧道,工程将侧穿浅基建筑工程,并具体分析隔离桩的减沉原理,通过采用三维的数值来进行模拟和分析,分别研究了在有隔离桩以及无隔离桩的情况下,隧道周围土体发生的垂直沉降和水平位移的分布情况。
并阐述了隔离桩对土体内滑的阻隔作用,能够保护周边建筑的安全。
【关键词】隔离桩;隧道侧穿;土体竖向沉降;水平位移【中图分类号】TU433【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)22-0220-021.前言隧道工程建设期间,为了减少和避免周边的土体发生位移,或者避免在隧道开挖期间,沉降物对周边的构建物产生不良的影响,就要在邻近的建筑物和施工面之间设置上相应的隔断墙来对其加以保护。
隔断墙通常是用钻孔灌注桩以及地下连续墙等结构来构建的,隔离桩之间相互作用,就能产生一定的微拱效应,这种使得桩外土体的变形大大降低,隔离桩具备较好的受力系统,能够将受到的摩擦力向纵向范围扩散,将桩体内外的竖向变形加以隔断,使得由于隧道的开挖出现的周边邻近构建物的沉降大为减少。
针对隔离桩的作用,相关人员通过实际的实践效果,进行了研究。
2.隔离桩的减沉激励和变形分析在构建建筑物的基础防护时,隔离桩是最为常用的防护方法。
它的塑造用就在于,将构筑物附近的隧道工程、基坑施工等施工期间产生的底层变形的问题控制在一定的范围内。
根据隔离桩结构,可以将其分为灌注桩、搅拌桩以及树根桩和连续墙等。
为了将土体的变形情况加以控制,隔离桩就要有相应的刚度和强度,如果刚度达到它的极限,之后在增加隔离桩,它的减沉效果不会有很明显的提升。
在各种结构的桩体形式中,搅拌桩的强度和刚度都比较低,连续墙的刚度对于一般的工程而言又太大,它的性价比相对较低,因此,在具体的工程实践中,灌注桩和树根桩的两种结构形式的桩是常用的桩结构。
深基坑施工中的水土环境问题及对策20世纪以来,随着我国城市化进程的不断推进,越来越多的高层、超高层建筑拔地而起,地下建筑方兴未艾,这既是建筑物本身功能的需要,同时也是开发利用地下空间的一种有效途径。
日益加大的开挖深度和复杂的施工条件以及众多的工程事故使得人们不得不重视深基坑问题,尤其是20世纪90年代以来,深基坑问题已成为我国建筑工程界的热点问题之一。
且深基坑支护主要集中在城市,市区的建筑密度很大、施工场地狭小,很容易破坏紧靠深基坑周围的建筑物、地铁、交通干道、地下管线和其它市政设施,造成巨大的经济损失。
因此,深基坑工程的环境效应问题愈来愈被人们所认识和重视。
本文将围绕基坑施工中的降水工程和支护工程引起的环境问题来阐述基坑工程中存在的主要的环境岩土工程问题。
1.基坑工程施工引起的环境破坏问题1.1基坑施工对周围环境的影响基坑施工对周围环境的影响是多方面的,主要表现在以下几点:(1)周边地面下沉;(2)周边地面向基坑方向滑动;(3)临近工程结构(建筑物、构筑物)发生沉降、倾斜和裂缝;(4)周边地面裂缝;(5)周边各种管线设施(包括道路、地下管网)的沉降与变形,甚至造成管线工程事故。
其中基坑周边的地表沉降是基坑周边环境灾害发生的最直接原因。
周围地表沉降往往存在多方面的因素,其中主要受3个因素的影响,即基坑施工深度、基坑支护结构的水平位移量及因基坑降水导致的周边地下水位降低,而地下水位的降低又在其中起主导作用,当然地面沉降量也与离基坑的远近有关(即距基坑越近沉降量越大,反之则越小)。
在地下水位较高地区,基坑施工往往需要降低地下水位。
若水头降低过大,在抽水影响半径范围内土体会产生排水固结,从而引起地面一定程度的下陷;支护结构变形过大,会造成土体不同程度的横向与竖向变形而引起地面沉降;涌砂严重时带走过多土体,会直接导致地面不均匀下沉;基坑隆起量过大也可能引起基坑周围地面沉降。
地面沉降引起的后果是严重的,如1994年11月22日,由于威格大厦深基坑周围地面沉降而引起的汉口煤气大量泄漏事故,不仅对周围环境造成影响,也带来了严重的社会问题。
减少噪音、降低环境污染及地下管线加固措施一、降低环境污染的措施1、施工垃圾使用封闭的专用垃圾道或采用容器吊运,严禁随意凌空抛撒造成扬尘。
施工垃圾要及时清运,要适量洒水减少扬尘。
2、施工现场要在施工前做好道路规划和设置,尽量利用设计中永久性的施工道路。
路面及其余场地地面要硬化。
闲置场地要绿化。
3、水泥和其他易飞扬的细颗粒散体材料应尽量安排库内存放。
4、施工现场要制定洒水降尘制度,配备专用洒水设备及指定专人负责,在易产生扬尘的季节,施工场地采取洒水降尘。
5、施工现场、办公室由专人负责每天打扫,保护清洁卫生,洒水避免扬尘。
6、施工现场区域在施工过程中要做到工完场清,各施工区域的建筑垃圾随着区域施工的进度及时清理,要求工完场清。
二、减少噪声污染的措施1、成立噪音管理机构成立以项目经理为首的管理机构,对本施工现场内的环境噪声进行长期监测,采取专人管理的原则。
及时对现场内噪声超标进行整改,达到施工噪声不扰民的目的。
2、降低设备噪音、防止噪音污染的技术措施(1)根据济南市的环保规定,结合现场的实际情况,主要的施工噪音来自混凝土的振捣,同时也是最难控制的噪音,针对此情况主要采取以下几点措施:(2)合理调配各工种的作业时间,使混凝土的浇注时间控制在上午七点至十二点,下午二点至十点,如遇特殊情况无法间歇时,提前向环保部门申请并向营建办作出解释并提前通知。
对重大节日将提前对施工部署作出调整,在此期间将停止一切噪音超标的施工工作。
(3)合理进行施工平面布置对产生噪声的机械尽量安放在远离办公区位置摆放。
这样布置可大大降低设备噪音对办公楼工作人员的影响。
(4)减少夜间施工作业根据本工程工期特点,本工程工期相对较松,在工程结构施工期间,尽量不安排夜间施工。
特殊情况必须夜间连续作业时,应尽量采取降噪声措施,在施工前到建委提出申请,并事先做好周围居民工作,并公布施工时间。
强噪声作业时,严格地控制作业时间,晚间不超过22点,早晨作业不得早于6时。
沉埋隧道工程对环境的影响
沉埋隧道工程在城市交通建设中起着非常重要的作用,它不仅能缓解城市交通拥堵,而且能提高城市交通速度和效率,但沉埋隧道工程对环境也会造成一定的影响。
本文结合实际案例,对沉埋隧道工程对环境的影响进行探讨。
一、噪音污染
沉埋隧道工程在施工过程中,必然会伴随着一定的噪音,例如挖掘机、钻孔机等大型机械设备的运转声,工人操作的工具声等。
这些噪音会严重影响周边居民的生活和工作,给他们的身心健康带来负面影响。
二、空气污染
沉埋隧道工程的施工过程中,会产生大量的粉尘和废气,这些物质在一定程度上会影响周边环境空气质量,尤其是在密闭区域内。
一些码头、隧道等区域往往会忽略了隧道的通风,导致这些污染物不得到有效地排放,危害周围居民的健康。
三、土地利用
沉埋隧道工程的施工需要很大面积的土地,而在一些城市密集的地区,土地资源是紧缺的,仅仅为了沉埋隧道工程就会造成一定的浪费。
这也会给周边的公共设施建设、绿化等带来一定的压力。
四、水资源方面的压力
沉埋隧道工程在施工的过程中需要利用大量的水资源,而在一些水资源短缺的地区,沉埋隧道工程的施工无疑会带来更大的压力。
五、生态破坏
在一些较为严重的情况下,沉埋隧道工程的施工会破坏周边的生态环境,毁坏生态系统的平衡,导致一些珍稀的动植物失去生存的环境,对生态系统造成破坏。
总的来说,沉埋隧道工程的施工对环境带来了一定的影响,然而,在我们的城市建设中,适当的采取措施能够缓解和减轻这些影响。
例如,对施工过程中的污染物进行严格限制和排放控制,采取有效的通风措施保证空气质量,有计划地利用土地资源,尽可能减少对周边生态破坏,这些都是减轻工程对环境影响的有效方式。
沉井下沉常遇到的问题和预防措施及处理方法沉井下沉困难原因分析:1井壁与土间的摩阻力过大沉井自重不够2井壁无减阻措施或泥浆套空气幕等遇到破坏3遇有障碍物,偏斜或刃脚下遇到障碍物,坚硬岩层和土层4开挖深度不够,正面阻力大处理方法1继续浇灌混凝土增加重量,在井顶均匀加铁块或其他荷重2增加开挖深度和范围,必要时用0.1-0.2kg炸药起爆助沉,但每次沉井只能起爆一次且适当控制爆震次数。
3 不排水沉井改为排水沉井,以减少浮力4将沉井设计成梯形钟形或是外壁光滑5在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土,降低摩阻力,6 利用浆套空气幕辅助下沉7提前接铸下节沉井增加沉井自重沉井下沉过快原因分析在软弱地层中,,常发生突然下沉现象。
突沉的主要原因是井壁侧摩阻力较小,或当刃脚下土被挖除时,沉井支撑削弱,或排水过多除土太深出现塑流等且突沉容易产生较大的倾斜或超沉:措施一般控制均匀除土,在刃脚处除土不宜过深,设计时采用增大刃脚踏面宽度或设底梁的措施提高刃脚阻力。
三沉井倾斜原因分析1沉井刃脚下的土软硬不均,土体表面松软2 刃脚制作质量差井壁与刃脚中心线不重合3 抽垫方法欠妥回填不及时4 除土不均匀对称下沉有时突沉或停沉5刃脚一侧被障碍物搁住,未及时发现和处理,排水开挖时井内涌砂,井外弃土或堆物或单侧受水流冲击掏空等造成沉井受力不对称预防措施及处理方法纠正倾斜时,可在沉井高的一侧集中挖土,以减少刃脚下的正面阻力;在低的一侧回填砂石,增加在沉井低的一侧的阻力,使偏差在下沉过程中逐步纠正。
在沉井高的一侧加重物或用高压射水冲送土层,沿沉井高的一侧井壁外面破坏土层结构还可以在沉井顶部加偏压重或水平拉力的方法来纠正。
在刃脚遇到障碍物时,必须予以清除后再下沉。
不排水施工时可以潜水进行水下切割或爆破。
流砂原因分析在粉细砂层下沉沉井,经常出现流沙。
原因是土中动水压力的水头梯度大于临界值。
1 采用排水法下沉,向井内灌水采取不排水除土减小水力梯度。
2采用井点或深井或深井泵降水,降低地下水位,改变水力梯度方向使土层稳定防止流沙发生。