Ch-8_沉井与沉箱结构
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沉井和沉箱工程施工工艺标1.适用范围本工艺标准适用于工业与民用建筑中不稳定含水层、粘性土、砂土、砂砾石等地基中的深坑地下室设备深基础等工程。
2.材料准备水泥宜用32.5级或42.5级普通或矿渣硅酸盐水泥,使用前必须查明其品种标号及出厂日期,凡过期水泥受潮或结块的水泥不准使用。
细骨料选用质地坚硬的中粗砂,含泥量不大于3% 不得含有垃圾泥块草根等。
粗骨料应采用质地坚硬碎石或卵石石子,级配粒径以5~40mm 组合为宜,最大粒径不宜大于50mm 含泥量不大于2%。
水一般饮用水或洁净的天然水钢材有出厂合格证和复试报告,符合钢材技术指标的规定方可使用。
外加剂根据不同要求通过试验确定后应用。
3.施工机具吊车、双瓣抓斗、水力吸泥机或空气吸泥机、混凝土拌和机、导管4.沉井施工程序平整场地-----测量放线-----开挖基坑-----铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座-----沉井制作-----布设降水井点或挖排水沟、集水井-----抽出垫木封底浇筑底板混凝土-----施工内隔墙、梁板、顶板及辅助设施。
5.沉井的制作1. 制作顺序场地整平放线----挖土3-4m深----夯实基底----抄平放线----验线----铺砂垫层、垫木或挖刃脚土模----安设刃脚铁件----绑钢筋---支刃脚井身模板-----浇筑混凝土----养护-----拆模-----外围围槽灌砂抽出垫木或拆砖座2.地基处理和筑岛1)在松软地基上进行沉井制作,应先对地基进行处理,以防止由于地基不均匀下沉引起井身裂缝。
处理方法一般采用砂、砂砾碎石灰土垫层用打夯机夯实或机械碾压等措施使密实。
2)如沉井在浅水水深小于5m 地段下沉,可填筑人工筑岛制作沉井岛面应高出施工期的最高水位0.5m 以上,四周留出护道,其宽度当有围堰时不得小于1.5m;无围堰时不得小于2.0m。
见图133-1 筑岛材料应用低压缩性的中砂、粗砂砾石不得用粘性土细砂淤泥泥炭等也不宜采用大块石砾石,如水流速度超过表133-1所列数值时,须在边坡用草袋堆筑或用其他方法防护,当水深在1.5m 流速在0.5m/s以内时亦可直接用土填筑而不设置围堰。
沉井和沉箱工程施工工艺标第1章适用范围本工艺标准适用于工业与民用建筑中不稳定含水层粘性土砂土砂砾石等地基中的深坑地下室设备深基础等工程第2章材料准备1.水泥宜用32.5级或42.5级普通或矿渣硅酸盐水泥使用前必须查明其品种标号及出厂日期凡过期水泥受潮或结块的水泥不准使用2.细骨料选用质地坚硬的中粗砂含泥量不大于3% 不得含有垃圾泥块草根等3.粗骨料应采用质地坚硬碎石或卵石石子级配粒径以5 40mm 组合为宜最大粒径不宜大于50mm含泥量不大于2%4.水一般饮用水或洁净的天然水5.钢材有出厂合格证和复试报告符合钢材技术指标的规定方可使用外加剂根据不同要求通过试验确定后应用第3章施工机具吊车双瓣抓斗水力吸泥机或空气吸泥机混凝土拌和机导管第4章施工操作工艺第1节沉井施工程序平整场地测量放线开挖基坑铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座沉井制作布设降水井点或挖排水沟集水井抽出垫木封底浇筑底板混凝土施工内隔墙梁板顶板及辅助设施第2节沉井的制作11. 制作顺序场地整平放线挖土3-4m深夯实基底抄平放线验线铺砂垫层垫木或挖刃脚土模安设刃脚铁件绑钢筋支刃脚井身模板浇筑混凝土养护拆模外围围槽灌砂抽出垫木或拆砖座2.地基处理和筑岛1)在松软地基上进行沉井制作应先对地基进行处理以防止由于地基不均匀下沉引起井身裂缝处理方法一般采用砂砂砾碎石灰土垫层用打夯机夯实或机械碾压等措施使密实2) 如沉井在浅水水深小于5m 地段下沉可填筑人工筑岛制作沉井岛面应高出施工期的最高水位0.5m 以上四周留出护道其宽度当有围堰时不得小于1.5m;无围堰时不得小于2.0m 见图133-1 筑岛材料应用低压缩性的中砂粗砂砾石不得用粘性土细砂淤泥泥炭等也不宜采用大块石砾石如水流速度超过表133-1所列数值时须在边坡用草袋堆筑或用其他方法防护当水深在1.5m 流速在0.5m/s以内时亦可直接用土填筑而不设置围堰3.刃脚支设沉井制作下部刃脚的支设可视沉井重量施工荷载和地基承载力情况采用垫架法半垫架法砖垫座或土底模较大较重的沉井在较软弱地基上制作常采用垫架或半垫架法见图133-2 垫架的作用是:①使地基均匀承受沉井重量不使在混凝土浇筑过程中产生突然下沉导致刃脚裂缝而1破坏垫架法施工②保持沉井位置不致倾斜便于调整③便于支撑和拆除模板采用支垫架法施工应计算一次浇筑高度使不超过地基的承载力直径或边长在8m以内的轻型沉井当土质较好时可采用砖垫座见图133-3沿周长分成.6-8段中间留20mm空隙以便拆除砖砌刃脚热座砌筑应保证刃脚设计要求的刃脚踏面宽度砖刃脚强度及底面宽度应能抵抗刃脚斜面混凝土的水平推力作用而保持稳定砖模内壁应用1:3水泥砂浆抹平重量较轻的小型沉井土质好时可采用砂垫层灰土垫层或在地基中挖槽作成土模见图133-4 其内壁用1:3 水泥砂浆抹平采用垫架或半垫架法先在刃脚处铺设砂垫层再在其上铺承垫木和垫架垫木常用16 22cm 枕木垫架数量根据第一节沉井的重量和地基或砂垫层的容许承载力计算确定间距一般为0.5-1.0m 垫架铺设应对称一般先设8组定位垫架每组由2-3个垫架组成矩形沉井常设4组定位垫架其位置在长边两0.15L L为长边边长在其中间支设一般垫架垫架应垂直井壁铺设圆形沉井沿沉井刃脚圆弧部分对准圆心铺设在垫木上支设刃脚井壁模板铺设垫木应使顶面保持在同一水平面上用水准仪找平使高差在10mm以内并在垫木间用砂填实垫木中心线应与刃脚中心线重合垫木埋深为其厚度的一半在垫架内外设排水沟当地基承载力较低经计算垫架需用量较多铺设过密应在垫木下设砂垫层加固以减少垫架数量将沉井的重量扩散到更大面积上避免制作中发生不均匀沉降同时可减少垫架数量使易于找平便于铺设垫1木和抽除第3节井壁制作1.制作方式沉井制作方式一般有在修建构筑物地面上制作适用于地下水位高和净空允许的情况人工筑岛制作适于在浅水中制作在基坑中制作适于地下水位低净空不高的情况可减少下沉深度摩阻力及作业面高度可根据不同情况采用使用较多的是在基坑中制作采取在基坑中制作基坑应比沉井宽2-3m 四周设排水沟集水井使地下水位降至比基坑底面低0.5m 挖出之土方在周围筑提挡水要求护堤宽不少于2m 如图133-5所示按施工流程又有一次制作一次下沉分节制作一次下沉或分次制作制作与下沉交替进行等方式但后者往返交替较费工时可根据不同情况和条件采用通常如沉井过高常常不够稳定下沉时易倾斜一般高度大于12cm时宜分节制作在沉井下沉过程中或在井筒下沉各个阶段间歇时间继续加高井筒11在土质松软和筑岛上下沉时其第一节应不超过0.8B B 沉井宽度其他各节应尽量放高以利下沉并可缩短作业时间2. 模板支设井壁模板采用钢组合式定型模板或木定型模板组装而成采用木模时外模靠混凝土一面刨光并涂脱模剂两度沉井支模可先支井体内模一次支到比施工缝略高100mm 处竖缝处用90 90mm 方木支撑在内部脚手架上外模亦一次支到施工缝略高100mm 处竖缝处用90~ 900mm 方木支撑在内部脚手架上外横亦一次支到施工缝略高100mm 处竖缝亦用木方或脚手钢管杆和_6mm 拉紧螺栓固定间距600mm 有防渗要求的在螺栓中间设止水板圆形沉井每隔1.8mm 设一道_0mm 钢丝绳箍紧同时再设适当斜支撑支顶于基坑壁及外部脚手架上在外模每隔1.5m 水平方向设一300~600mm 浇灌口沿高度方向在距刃脚底部1.5m处亦应设置。
沉井与沉箱施工工艺标准7.7.1 特点和适用范围7.7.1.1 沉井1 沉井是在地面或基坑上,先制作开口钢筋混凝土筒身,待筒身达到一定强度后,在井内挖土使土面逐渐降低,沉井筒身靠自重克服与土壁之间的摩阻力,不断下沉、就位的一种深基础或地下工程施工工艺。
2 沉井一般为钢筋混凝土制作,其平面形状有:圆形、方形、矩形、多边形和多孔形等,沉井的剖面,有圆筒形、锥形、阶梯形等。
为减少下沉摩阻力,井壁在刃脚外缘处常缩进20~30mm,有的沿高度设成台阶形,井壁表面常沿高度做成1/1000的坡度。
3 沉井的特点是:可在场地狭窄情况下施工较深(可达50余米,我国江阴长江公路大桥北锚碇基础采用的沉井长69m,宽51m,深58m)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;与大开挖相比,可减少挖、运和回填的土方量。
其缺点是施工工序较多;技术要求高、质量控制难度较大。
4沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑(料坑、铁皮坑、翻斗机室等)、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作竖井、深地下室、取水口等工程施工。
7.7.1.2 沉箱1 沉箱又称气压沉箱,沉箱的外形和构造与沉井相同,下沉工艺也与沉井基本类似。
只是在底节作成一个有顶盖的工作室,然后在顶盖板上装设井管及气闸,工人在工作室内挖土,使沉箱在自重作用下下沉。
当工作室进人水下时,通过气闸和气管打人压缩空气,把工作室的水排出,工作室仍能照常施工作业。
在不断挖土下沉的同时,箱顶也不断浇筑接高,直到沉至设计标高,然后,用混凝土封填工作室,并撤去气闸和井管。
2 沉箱的最大优点是:工作室内的水是由高压压缩空气自刃脚处排挤出,因此其下沉过程中能处理任何障碍物,并能直接鉴定和处理基底,基础质量可靠。
但早期的沉箱是完全靠人在工作室内工作,工作室内始终保持高压对施工人员身体有影响,且工效低。
因为在水中每加深l0m ,工作室内应需增加一个大气压力,才能将水排出。
而人体一般仅能承受3.5个大气压力,也就是一般只能在深度不超过35m 左右的水下进行工作。
沉井与沉箱定义,施工工艺,优缺点对比及分析大全!1. 定义沉井是修筑地下结构和深基础的一种结构形式。
是先在地表制作成一个井筒状的结构物,然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土,使沉井在自重及上部荷载作用下逐渐下沉,达到设计标高后,再进行封底。
沉箱基础又称之气压沉箱基础,它是以气压沉箱来修筑结(构)筑物的一种基础形式。
建造地下结(构)筑物时,在沉箱下部预先构筑底板,在沉箱下部形成一个气密性高的钢筋混凝土结构工作室,向工作室内注入压力与刃口处地下水压力相等的压缩空气,使其在无水的环境下进行取土排土,箱体在本身自重以及上部荷载的作用下下沉到指定深度,然后进行封底施工。
2. 特点(1)沉井与沉箱整体刚度大,抗震性好;(2)与地下施工相比更优越,地质适用范围更广;(3)沉井与沉箱结构本身兼作围护结构,且施工阶段不需要对地基作特殊处理,既安全又经济;(4)施工对周围环境影响小,尤其是气压沉箱工法,更适用于对土体变形敏感的地区;3. 用途及适用范围沉井与沉箱在工种中的应用已有百余年的历史,早在1841年法国工程师特利其尔(Triger)就提出用气压沉箱方法施工桥墩,1849 年首次应用成功,1900 年俄国工程师提出用钢筋混凝土的沉箱。
20 世纪30 年代,莫斯科及西欧的地下隧道、美国的桥梁基础均相应采用了沉井或沉箱结构。
自 20 世纪 50 年代起,我国已将该技术应用于各项工程中,其体积从直径仅2m 的集水井到巨大的泰州长江大桥中塔沉井(58.4m×44.4m×76m),为使沉井下沉记录能够不断被刷新,各种新型施工技术被开发研制并应用于实际工程中,从最早1946~1963 年间利用喷射压缩空气和触变泥浆下沉130m,到江阴长江大桥北锚沉井喷射高压空气减阻法下沉,以及振动法下沉技术,上述技术措施的不断革新都带来了良好的效果。
气压沉箱诞生的初期包括我国过去的沉箱施工也主要是以人工为主,沉箱下部工作空间小、气压高、温度大、噪音大,条件比较艰苦,又比较危险,工作效率低下,由于减压顺序的控制不当容易患较严重的职业病(称为沉箱病)。
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002本工艺标准适用于工业与民用建筑的深坑、地下室、水泵房、设备深基础、桥墩、码头等沉井工程。
沉井是在地面或地坑上,先制作开口钢筋混凝土筒身,达到一定强度后,在井筒内分层挖土、运土,随着井内土面逐渐降低,沉井筒身借其自重克服与土壁之间的摩阻力,不断下沉而就位的一种深基或地下工程施工工艺。
沉井结构和沉井施工的特点是:沉井结构截面尺寸和刚度大,承载力高,抗渗、耐久性好,内部空间可资利用,可用于很大深度地下工程的施工,深度可达50m;施工不需复杂的机具设备,在排水和不排水情况下均能施工;可用于各种复杂地形、地质和场地狭窄条件下施工,对邻近建筑物、构筑物影响较小;当沉井尺寸较大,在制作和下沉时,均能使用机械化施工;比大开挖施工,可大大减少挖、运、回填土方量,可加快施工速度,降低施工费用。
图沉井平面及剖面形式(a)平面形式;(b)竖剖面形式图沉井平面及剖面形式(a)平面形式;(b)竖剖面形式2.1、材料要求2.1.1.水泥用32.5号或42.5号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,新鲜无结块。
2.1.2.砂粗砂或中砂,含泥量不大于5%。
2.1.3.石子卵石或碎石,粒径5~40mm,含泥量不大于2%。
2.1.4.大卵石或块石,质地坚硬,无风化剥落和裂纹,表面无泥污或水锈等污染。
2.1.5.外加剂.其品种及掺量,应根据施工需要通过试验确定。
:2.2、主要机具设备2.2.1.沉井制作机具设备包括模板、钢筋加工常规机具设备、混凝土搅拌机、自卸汽车、动翻斗车、手推车、插入式振动器等。
2.2.2.沉井下沉机具设备包括15t履带式起重机、QT6-15型塔式起重机,出土吊斗等。
2.2.3.排水机具设备包括离心式水泵或潜水电泵。
2.3、作业条件2.3.1.在沉井施工地点进行了钻探,了解该处地质(包括土的力学指标、休止角、摩擦剩地质构造、分层情况等)和地下水文情况以及地下埋设物、障碍物情况,绘制了地质剖面图2.3.2.已根据工程结构特点、地质水文情况、施工设备条件及技术的可能性,编制了切实行的施工方案或施工技术措施,以指导施工。