CN111042171A - 一种适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法 - Google Patents

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许平
鲁航线
罗旖旎
李鹏扬
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D23/00Caissons; Construction or placing of caissons
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
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    • E02D19/12Restraining of underground water by damming or interrupting the passage of underground water
    • E02D19/18Restraining of underground water by damming or interrupting the passage of underground water by making use of sealing aprons, e.g. diaphragms made from bituminous or clay material
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D23/00Caissons; Construction or placing of caissons
    • E02D23/08Lowering or sinking caissons

Abstract

本发明涉及一种适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法,沉井采用圆形沉井,施工步骤为:S1测量定位:S2基础平整夯实:S3建造防水帷幕;S4建造水泥搅拌桩支撑;S5:水泥搅拌桩支撑上建造沉井刃脚及井壁:S6沉井下沉,在下沉的过程中逐段切断挖出水泥搅拌桩支撑,使沉井逐渐下沉;S7封底,当沉井下沉到距设计高0.1m时,应停止井内挖土和抽水,使其靠自重下沉至设计或接近设计标高,下沉稳定后,即可进行沉井封底。本发明通过建造防水帷幕和水泥搅拌桩支撑,能防止沉井偏心和不均匀沉降,抵抗侧向淤泥土压力,防止坍塌及大量涌水。

Description

一种适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法
技术领域
本发明属于桥梁基础技术或用于地下构筑物领域,涉及沉井的施工技术,具体涉及一种适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法。
背景技术
沉井一般用于辅助地下结构的施工所设的支挡结构或用做地下永久建筑,多用于地基承载力较差,地下水位高的地方。随着社会发展,为满足人们的发展需求,国家对土地的利用率有了新的要求,原来一些地基承载力弱、地下水位高的地方,现在需要修建一些大型建筑结构的基础。这就对地下工程或者大型基坑施工措施和技术提出了新的挑战。沉井在高水位、淤泥质土施工时,不容易控制垂直度和排水等问题。沉井在深厚淤泥层等软弱土层下沉时,井内土体开挖速度过快,当井内外土压差别较大,井外土体很容易自井下涌入井内,造车沉井突沉等施工难题。
经现有技术检索,未检索到与本专利相近技术方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种能防止沉井偏心和不均匀沉降,抵抗侧向淤泥土压力,防止坍塌及大量涌水的适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法
本发明的上述目的通过如下技术方案来实现:
一种适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法,沉井采用圆形沉井,其特征在于:包括如下施工步骤:
S1测量定位:
确定基础夯实整平范围,测量平面位置;
S2基础平整夯实:
在施工范围内平整压实,并设置排水坡度和排水设施;
S3建造止水帷幕:
在预设的沉井施工位置外围打入一圈相互咬合的水泥搅拌桩或高压旋喷桩形成止水帷幕,水泥搅拌桩或高压旋喷桩的深度大于预设沉井的底板深度;
S4建造水泥搅拌桩支撑:
在预设的沉井施工位置注入内外两圈水泥搅拌桩,水泥搅拌桩的深度大于待建沉井的下沉深度,相邻水泥搅拌桩之间预留一倍桩直径的间隙,内圈水泥搅拌桩与外圈水泥搅拌桩一一对应咬合,形成水泥搅拌桩支撑;
S5:建造沉井刃脚及井壁:
采用砂垫层铺设在水泥搅拌支撑桩顶面,再在其上铺承垫木和垫架,在垫木上支设刃脚模板,绑扎刃脚钢筋,浇筑刃脚混凝土,形成沉井刃脚,在沉井刃脚上进行井壁施工,井壁施工采用分段制作分次下沉方式;
S6沉井下沉
待井壁第一次浇筑的混凝土达到设计强度后,进行沉井的开挖下沉,在下沉挖土和抽水的过程中,同时将水泥搅拌桩支撑的上端部逐段切断挖出,在对水泥搅拌桩支撑的上端进行切挖的过程中,需要用千斤顶支撑住沉井井壁,每次切断挖出一段后,千斤顶卸力,使沉井的刃脚与水泥搅拌桩支撑切断形成的新上端接触,使沉井逐渐下沉;
S7封底
当沉井下沉到距设计高0.1m时,应停止井内挖土和抽水,使其靠自重下沉至设计或接近设计标高,下沉稳定后,即可进行沉井封底,形成沉井底板。
进一步的,在S2中,在止水帷幕的外围设置一条环形截水沟,环形截水沟的中心环线距离止水帷幕的中心环线的距离为0.7m,环形截水沟的截面尺寸为0.3x0.3m;在止水帷幕和沉井之间布置井点降水。
进一步的,S3中水泥搅拌桩或高压旋喷桩的桩径为0.7m,相邻桩之间的咬合量为0.25m,水泥搅拌桩或高压旋喷桩的深度大于沉井底板深度3m。
进一步的,S4中内外圈水泥搅拌桩的桩径为0.7m,内外圈水泥搅拌桩的咬合量为0.25m,外圈水泥搅拌桩的相邻桩之间的净距为0.7m。
本发明具有的优点和积极效果:
1、本发明在通过在沉井建造前在沉井施工位置外围的设置一圈止水帷幕,阻断地下水的路径,将帷幕以外的水挡在帷幕外面,另外也将起到支撑帷幕外土压力的作用,避免帷幕外的流沙或流土涌入帷幕内。
2、本发明通过在建造沉井前在刃脚底设置两圈水泥搅拌桩支撑,使沉井在建造和下沉的过程中,着力点在水泥搅拌桩上部,通过水泥搅拌桩的支撑,避免了沉井出现歪斜和突然沉降;另外水泥搅拌桩支撑也抵抗了部分土体侧向压力,避免了基坑内出现大量的淤泥质土。
综上,采用本施工方法,起到了防止沉井偏心和不均匀沉降、抵抗了侧向淤泥土压力、防止坍塌及大量涌水等现有施工方式的不足,保证了在地下水位高、淤泥质软土基础的地况下的顺利施工。
附图说明
图1是本发明沉井施工平面图;
图2是本发明沉井施工剖视图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
一种适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法,请参见图1-2,沉井采用圆形沉井,其发明点为:包括如下施工步骤:
S1测量定位:
确定基础夯实整平范围,测量沉井平面位置。
S2基础平整夯实:
在施工范围内平整压实,并设置排水坡度和排水设施;
S3建造防水帷幕:
在预设的沉井施工位置外围注入一圈相互咬合的水泥搅拌桩或高压旋喷桩形成止水帷幕2,水泥搅拌桩或高压旋喷桩的深度大于预设沉井的底板深度。
上述采用高压旋喷桩施工时,首先用钻机引孔,再用旋喷机喷射,即先把浆液管下到预定加固范围最深点,然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体,将开孔和灌注桩体同时进行,一次成桩。
S4建造水泥搅拌桩支撑:
在预设的沉井施工位置注入内外两圈水泥搅拌桩,水泥搅拌桩的深度大于待建沉井的下沉深度,相邻水泥搅拌桩之间预留一倍桩直径的间隙,内圈水泥搅拌桩与外圈水泥搅拌桩一一对应咬合,形成水泥搅拌桩支撑4。
水泥搅拌桩支撑采用“两喷四搅”法施工,具体为:
湿喷桩机第一次下钻时喷出总浆量的20%-40%,第一次提钻时喷出设计的剩余浆量,即两喷,全过程四次搅拌,即四搅。
按设计桩位进行放样编号,以便顺序施工。启动搅拌机,搅拌机钻头下沉至设计深度后,停留搅拌喷浆约1-2min,搅拌头自桩底反转,继续喷浆,钻头提升至地面以下0.25m。第二次钻进不喷浆,重新复拌下沉至桩底后,以同样的方式反转钻头提升至地面以下0.25m,此桩完成作业,然后移机到下一桩位施工。
S5:建造沉井刃脚及井壁:
采用垫架、刃脚架设在水泥搅拌支撑桩顶面,再在其上铺承垫木和垫架,在垫木上支设刃脚模板,绑扎刃脚钢筋,浇筑刃脚混凝土,形成沉井刃脚5-1,在沉井刃脚上进行井壁施工,井壁施工采用分段制作分次下沉方式。上述沉井5釆取在基坑中制作,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,挖出的土方在周围筑堤挡水,要求护堤宽不少于2m。
S6沉井下沉
沉井下沉采取分段制作和分节下沉,待井壁第一次浇筑的混凝土达到设计强度后,进行沉井的开挖下沉,在下沉挖土和抽水的过程中,同时将水泥搅拌桩支撑的上端部逐段切断挖出,在对水泥搅拌桩支撑的上端进行切挖的过程中,需要用千斤顶支撑住沉井,每次切断挖出一段后,千斤顶卸力,使沉井的刃脚与水泥搅拌桩支撑切断形成的新上端接触,使沉井逐渐下沉。
沉井取土采用人工或风动工具,或在井内用小型反铲挖土机,在地面用挖土机分层开挖。挖土必须对称、均匀地进行,刃脚部位采用跳槽破土,使沉井均匀地下沉。沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高(沉降值)的观测。
S7封底
当沉井下沉到距设计高0.1m时,应停止井内挖土和抽水,使其靠自重下沉至设计或接近设计标高,下沉稳定后,即可进行沉井封底,形成沉井底板。
上述施工方法:在S2中,在防水帷幕的外围进一步设置一条环形截水沟1,环形截水沟的中心环线距离防水帷幕的中心环线的距离为0.7m,环形截水沟的截面尺寸为0.3x0.3m;在止水帷幕和沉井之间布置井点3降水。设置环形截水沟的作用主要是截断沉井施工区域外的地表水流入沉井施工区域内,设置井点降水的作用是降低沉井区域内的地下水水位。
上述施工方法:在S3中水泥搅拌桩或高压旋喷桩的桩径为0.7m,相邻桩之间的咬合量为0.25m,水泥搅拌桩或高压旋喷桩的深度大于沉井底板深度3m。
上述施工方法,S4中内外圈水泥搅拌桩的桩径为0.7m,内外圈水泥搅拌桩的咬合量为0.25m,外圈水泥搅拌桩的相邻桩之间的净距为0.7m。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (4)

1.一种适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法,沉井采用圆形沉井,其特征在于:包括如下施工步骤:
S1测量定位:
确定基础夯实整平范围,测量平面位置;
S2基础平整夯实:
在施工范围内平整压实,并设置排水坡度和排水设施;
S3建造止水帷幕:
在预设的沉井施工位置外围打入一圈相互咬合的水泥搅拌桩或高压旋喷桩形成止水帷幕,水泥搅拌桩或高压旋喷桩的深度大于预设沉井的底板深度;
S4建造水泥搅拌桩支撑:
在预设的沉井施工位置注入内外两圈水泥搅拌桩,水泥搅拌桩的深度大于待建沉井的下沉深度,相邻水泥搅拌桩之间预留一倍桩直径的间隙,内圈水泥搅拌桩与外圈水泥搅拌桩一一对应咬合,形成水泥搅拌桩支撑;
S5:建造沉井刃脚及井壁:
采用砂垫层铺设在水泥搅拌支撑桩顶面,再在其上铺承垫木和垫架,在垫木上支设刃脚模板,绑扎刃脚钢筋,浇筑刃脚混凝土,形成沉井刃脚,在沉井刃脚上进行井壁施工,井壁施工采用分段制作分次下沉方式;
S6沉井下沉
待井壁第一次浇筑的混凝土达到设计强度后,进行沉井的开挖下沉,在下沉挖土和抽水的过程中,同时将水泥搅拌桩支撑的上端部逐段切断挖出,在对水泥搅拌桩支撑的上端进行切挖的过程中,需要用千斤顶支撑住沉井井壁,每次切断挖出一段后,千斤顶卸力,使沉井的刃脚与水泥搅拌桩支撑切断形成的新上端接触,使沉井逐渐下沉;
S7封底
当沉井下沉到距设计高0.1m时,应停止井内挖土和抽水,使其靠自重下沉至设计或接近设计标高,下沉稳定后,即可进行沉井封底,形成沉井底板。
2.根据权利要求1所述的适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法,其特征在于:在S2中,在止水帷幕的外围设置一条环形截水沟,环形截水沟的中心环线距离止水帷幕的中心环线的距离为0.7m,环形截水沟的截面尺寸为0.3x0.3m;在止水帷幕和沉井之间布置井点降水。
3.根据权利要求1所述的适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法,其特征在于:S3中水泥搅拌桩或高压旋喷桩的桩径为0.7m,相邻桩之间的咬合量为0.25m,水泥搅拌桩或高压旋喷桩的深度大于沉井底板深度3m。
4.根据权利要求1所述的适用于淤泥质软土地基、高地下水位的沉井施工方法,其特征在于:S4中内外圈水泥搅拌桩的桩径为0.7m,内外圈水泥搅拌桩的咬合量为0.25m,外圈水泥搅拌桩的相邻桩之间的净距为0.7m。
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