沉井施工中的纠偏及其它常见问题分析与处理

沉井施工中的纠偏及其它常见问题分析与处理

作者：王思建

来源：《科技创新导报》2011年第09期

摘 要:沉井下沉的过程就是不断纠偏的过程,随着施工过程的推进,此偏移也随之消减,此外由于沉井施工的复杂性,容易导致一系列的质量问题,本文就沉井施工中的纠偏及其它常见问题进行了深入的探讨。

关键词:沉井纠偏 施工 突沉

中图分类号:TU753.64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(c)-0066-01

1 偏移原因分析及纠偏措施 1.1 沉井下沉偏移原因的分析

沉井下沉的过程就是不断纠偏的过程,保证沉井下沉质量的前提就是做好下沉阶段的纠偏工作,产生高差、位移的原因主要有:(1)基土层软硬不均,或有块石等障碍。(2)沉井挖土不对称,井格间土层高差偏大。(3)下沉系数偏小。底梁和刃脚被掏空时产生突沉。(4)沉井内产生流砂管涌,破坏了沉井的稳定状态。(5)沉井四刃脚高差过大、沉井产生轴线偏移或产生较大的扭转。(6)井周土体不对称或土质不均匀,使沉井四周井壁受力不均匀。 1.2 针对以上原因采取相应的纠偏措施

(1)下沉过程中,发现有块石等下沉障碍时,必须及时清除,防止障碍物被沉井压入土中而难于清理,影响下沉。(2)各井格内以及井格之间应对称均匀地取土。一般高低差不得超过1m,终沉阶段高差不得超过50cm。(3)发现流砂管涌,原因是地下水位高于取土深度,应及时注水,压住水头,决不能在流砂的状态下继续排水下沉。注水采用深井内地下水,注水高度满足沉井稳定,此时应根据观测井内地下水位标高,决定增加降压井数量。(4)及时回填并密实井周坍陷土体区域,保持沉井壁四周正常的受力状态。 1.3 沉井下沉常用纠偏方法 1.3.1 偏除土纠偏

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沉井在入土较浅时,容易产生倾斜,但也比较容易纠正。纠正倾斜时,一般可在刃脚高的一侧抓土,必要时可由人工配合在刃脚下除土。随着沉井的下沉,在沉井高的一侧减少刃脚下正面阻力,在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力,使沉井的偏差在下沉过程逐渐纠正,这种方法简单,效果较好。纠偏位移时,可以预先使沉井向偏位方向倾斜。然后沿倾斜方向下沉,直至沉井底面中轴线与设计中轴线的位置相重合或接近时,再将倾斜纠正或纠至稍微向相反方向倾斜一些,最后调正至使倾斜和位移都在容许范围以内为止。 1.3.2 井外射水、井内偏除土纠偏

当沉井入土深度逐渐增大,沉井四周土层对井壁的约束力亦相应增加,这样给沉井纠偏工作带来很大的困难。因此,当沉井下沉深度较大时,若纠正沉井的偏斜,关键在于破坏土层的被动土压力。高压射水管沿沉井高的一侧井壁外面插入土中,破坏土层结构,使土层的被动土压力大为降低。这时再采用上述的偏除土方法,可使沉井的倾斜逐步得到纠正。在有条件时,还可以在沉井顶部加偏压重的方法来纠正沉井的倾斜。 1.3.3 压重纠偏

在沉井高的一侧压重,最好使用钢锭或生铁块,这时沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力,使沉井高的一侧下沉量大些,亦可起到纠正沉井倾斜的作用。这种纠偏方法可根据现场条件进行选用。 1.3.4 沉井位置扭转时的纠正

沉井位置如发生扭转,可在沉井偏位的二角偏出土,另外二角偏填土,借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩,使下沉过程中逐步纠正其位置。综上所述沉井的倾斜、位移、扭转,应在沉井下沉到距设计标高1米以上时基本纠正好,纠正后应谨慎下沉。在沉井刃脚接近设计标高30厘米以内时,必须不使再有超出容许范围的位置及方向偏差,否则难于纠正。

2 沉井下沉施工常见问题和预防处理方法 2.1 下沉困难

下沉困难(表现为沉井被搁置或悬挂,下沉极慢或不下沉)。

(1)主要原因可能有:①井壁与土壁间的摩阻力过大;②沉井自重不够,下沉系数过小;③遇有地下管道、树根等障碍物。

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(2)预防和处理的方法有:①在井顶均匀加铁块或其他荷重;②挖除刃脚下的土,或在井内继续进行第二层碗形破土;③如是不排水下沉可改为排水下沉,以减少浮力;④在井外壁装置射水管冲刷井周围土,减小摩阻力;⑤在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土,降低摩阻力;⑥清除障碍物。 2.2 下沉过快

下沉过快(表现为沉井下沉速度超过挖土速度,出现异常情况)。

(1)主要原因可能有:①遇软弱土层,土的耐压强度小,使下沉速度超过挖土速度;②长期抽水或因砂的流动,使井壁与土间摩阻力减小。③沉井外部土体液化。(2)预防和处理的方法:①重新调整挖土,在刃脚下不挖或部分不挖土;②将排水法下沉改为不排水法下沉增加浮力;③在沉井外壁间填精糙材料,或将井壁外的土夯实。 2.3 突沉

突沉(表现为沉井下沉失去控制,出现突然下沉的现象)。

(1)主要原因可能有:①挖土不注意,将锅底挖得太深,沉井暂时被外壁摩阻力和刃脚托住,使处于相对稳定状态,当继续挖土时,土壁摩阻力达极限值,井壁阻力因土的触变性而突然下降,发生突沉;②流砂大量涌入井内。

(2)预防和处理的方法包括:①适当加大下沉系数,可沿井壁注一定的水,减少与井壁的摩阻力;②控制挖土,锅底不要挖得太深,刃脚下避免掏空过多。 (3)控制流砂现象发生。 2.4 倾斜

倾斜(表现为沉井垂直度出现歪斜,超过允许限度)。

(1)主要原因可能有:①沉井刃脚下的土软、硬不均;②沉有对称地拆除砖胎模及砼垫层,井外四周的回填土夯实不均;③没有均匀挖土,使井内土面高差悬殊;④刃脚下控制空过多,沉井突然下沉,易产生倾斜;⑤刃脚一侧被障碍物搁位,未及时发现和处理;⑥排水开挖时,井内一侧涌砂;⑦井外弃土或堆物,井上附加荷重分布不均,造成对井壁的偏压。

(2)预防和处理的方法有:①加强沉井过程中的观测和资料分析,发现倾斜要及时纠正;②分区、依次、对称、同步地拆除砖胎模,及时用砂填实;③在刃脚高的一侧加强取土,低的一侧少挖或不挖土,待正位后再均匀分层取土;④在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块,延缓下沉速度;⑤在井外深挖倾斜反面的土方,回填到倾斜一面,增加倾斜面的摩擦;⑥不排水下沉,在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石,在井外射水或开挖,增加偏心压载,以及施加水平外力等措施。

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2.5 偏移

偏移(表现为沉井轴线与设计轴线不重合,产生一定的位移)。

(1)主要原因可能有:①大多由于倾斜引起的,当发生倾斜和纠正倾斜时,井身常向倾斜一侧下部产生一个较大的压力,因而伴随产生一定位移,位移大小,随土质情况及向一边倾斜的次数而定;②测量定位差错。

(2)预防和处理的方法有:①控制沉井不再向偏移方向倾斜;②有意使沉井向偏位的相反方向倾斜,当几次倾斜纠正后,即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜,然后沿倾斜方向向下沉,直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时,再将倾斜纠正;③加强测量的检查复核工作。 参考文献

[1] 闫登峰.黄土地区沉井井壁土压力计算研究[J].路基工程,2010,5. [2] 邵延彬,张毅明.大型沉井的制作与下沉[J].黑龙江科技信息,2010,11.