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沈井制作的詳細講解?

1. 施工方案準備

沈井制作前應作好下列準備工作:

(1) 對施工場地進行勘察,查清和排除地面及地面 3m 以內的障礙物(如房屋構築物、管道、樹根、電纜線路等)。

(2) 熟悉工程地質、水文地質、施工圖紙等資料,熟悉場地的地質情況、地下水情況以及地下障礙物情況等。

(3) 施工前,應在沈井施工地點進行鉆孔。

(4) 敷設水電管線、修築臨時道路,平整場地,即三通壹平;搭建必要的臨時設施,集中必要的材料、機具設備和勞動力。

(5) 根據工程結構特點、地質水文情況、施工設備條件、技術的可能性,編制切實可行的施工方案或施工技術措施,以指導施工。

2. 開挖基坑及砂墊層、混凝土墊層

制作沈井的場地應預先清理、平整和夯實,使地基在沈井制作過程中不致發生不均勻沈降,制作沈井的地基應具有足夠的承載力,以免沈井在制作過程中發生不均勻沈陷,以致傾斜甚至井壁開裂。在松軟地基上進行沈井制作,應先對地基進行處理,防止由於地基不均勻下沈引起井身裂縫。處理方法壹般采用砂、砂礫、混凝土、灰土墊層或人工夯實、機械碾壓等措施加固。

沈井制作壹般有三種方法:在修建構築物地面上制作,適用於地下水位高和凈空允許的情況;人工築島制作,適於在淺水中制作;在基坑中制作,適用於地下水位低、凈空不高的情況,可減少下沈深度、摩阻力及作業高度。以上三種制作方法可根據不同情況采用,使用較多的是在基坑中制作。

采取在基坑中制作,基坑應比沈井寬 2~3m,四周設排水溝、集水井,使地下水位降至比基坑底面低 0.5m,挖出的土方在周圍築堤擋水,要求護堤寬不少於 2m,如圖 25-7 所示。

(1) 不開挖基坑制作沈井

當沈井制作高度較小或天然地面較低時可以不開挖基坑,只需將場地平整夯實,以免在澆築沈井混凝土過程中或撤除支墊時發生不均勻沈陷。如場地高低不平應加鋪壹層厚度不小於 50mm 的砂層,必要時應挖去原有松軟土層,然後鋪設砂層。

(2) 開挖基坑制作沈井

a. 應根據沈井平面尺寸決定基坑底面尺寸、開挖深度及邊坡大小,定出基坑平面的開挖邊線,整平場地後根據設計圖紙上的沈井坐標定出沈井中心樁以及縱橫軸線控制樁,並測設控制樁的攀線樁作為沈井制作及下沈過程的控制樁。亦可利用附近的固定建築物設置控制點。以上施工放樣完畢,須經技術部門復核後方可開工。

b. 刃腳外側面至基坑底邊的距離壹般為 1.5~2.0m,以能滿足施工人員綁紮鋼筋及樹立外模板為原則。

c. 基坑開挖的深度視水文、地質條件和第壹節沈井要求的澆築高度而定。為了減少沈井的下沈深度,也可加深基坑的開挖深度,但若挖出表土硬殼層後坑底為很軟弱淤泥,則不宜挖除表面硬土,應通過綜合比較決定合理的深度。

當不設邊坡支護的基坑開挖深度在 5m 以內且坑底在降低後的地下水位以上時,基坑最大允許邊坡如表 25-1 所示。

d. 基坑底部若有暗浜、土質松軟的土層應予以清除。在井壁中心線的兩側各 1m 範圍內回填砂性土整平振實,以免沈井在制作過程中發生不均勻沈陷。開挖基坑應分層按順序進行,底面浮泥應清除幹凈並保持平整和疏幹狀態。

(3) 人工築島制作沈井

如沈井在淺水(水深小於 5m)地段下沈,可填築人工島制作沈井,島面應高出施工期的最高水位 0.5m 以上,四周留出護道,其寬度:當有圍堰時,不得小於 1.5m;無圍堰時,不得小於 2.0m,如圖 25-8 所示。築島材料應采用低壓縮性的中砂、粗砂、礫石,不得用粘性土、細砂、淤泥、泥炭等,也不宜采用大塊礫石。當水流速度超過表 25-2 所列數值時,須在邊坡用草袋堆築或用其它方法防護。當水深在 1.5m、流速在 0.5m/s 以內時,亦可直接用土填築,而不用設圍堰。

各種圍堰的選擇條件如表 25-3,築島施工要求如表 25-4。

(4) 砂墊層

a. 砂墊層的厚度計算

當地基強度較低、經計算墊木需用量較多,鋪設過密時,應在墊木下設砂墊層加固,以減少墊木數量,如圖 25-9 所示。砂墊層厚度應根據第壹節沈井重量和墊層底部地基土的承載力進行計算,計算公式如下:

b. 砂墊層寬度的計算

如沈井平面尺寸很大,而當地砂料又比較缺少,這時為了節約砂料,亦可將沈井外井壁及內墻挖成條形基坑。砂墊層的底面尺寸(即基坑坑底寬度),如圖 25-10 所示,可由承墊木邊緣向下作 45°的直線擴大確定。

同時,為了抽除承墊木的需要,砂墊層的寬度應不小於井壁內外側各有壹根承墊木長度。

即:

B>b+2l (25-2)

式中:

B——砂墊層的底面寬度,m;

b——刃腳踏面或隔墻的寬度,m;

l ——承墊木的長度,m。

c. 砂墊層宜采用中粗砂,分層鋪設,厚度為 250~300mm,用平板振搗器震實,並灑水。砂墊層密實度的質量標準用砂的幹密度來控制,中砂取≥15.6~16kN/m3 ,粗砂還可適當提高。

(5) 素混凝土墊層

a. 刃腳下素混凝土墊層

目前,沈井工程已不經常采用承墊木法施工,而是改為直接在砂墊層上鋪築壹層素混凝土,此法在工程試件中取得了較顯著的經濟效益。

為了減輕沈井刃腳對砂墊層或地基土的壓力,擴大刃腳支承面積,省去刃腳支底模的步驟,故在傳統的砂墊層或地基上鋪設壹層素混凝土墊層,其厚度壹般在 10~30cm,素混凝土墊層的厚度太薄可能由於刃腳壓力較大而壓碎,墊層太厚可能導致沈井下沈困難。

b. 混凝土墊層厚度的計算

為了確保沈井下素混凝土的質量,盡量減少混凝土在澆灌過程中所產生的沈降量,混凝土墊層厚度可按下式計算:

混凝土墊層的厚度不宜過厚,以免影響沈井下沈,所以要控制沈井第壹節結構的重量

3. 模板

沈井模板與壹般現澆混凝土結構的模板基本上相同,應具有足夠的強度、剛度、整體穩定性和縫隙嚴密不漏漿。

井壁模板采用鋼組合式定型模板或木定型模板組裝而成。采用木模時,外模朝混凝土的壹面應刨光,內外模均采取豎向分節支設,每節高 1.5~2.0m,用 Φ(12~16)mm 對拉螺栓拉槽鋼圈固定,如圖 25-12 所示。有抗滲要求的,在螺栓中間設止水板。第壹節沈井筒壁應按設計尺寸周邊加大 10~15mm,第二節相應縮小壹些,以減少下沈摩阻力。對高度大的大型沈井,亦可采用滑模方法制作。用滑動模板澆築混凝土,可以不必搭設腳手架,也可以避免在高空進行模板的安裝及拆除工作。滑模是在特殊裝置下,以壹小部分的模板,隨混凝土的澆築工作進行,緩緩地連續上升,直至整個結構澆築完畢為止。

4. 鋼筋

沈井鋼筋可用吊車垂直吊裝就位,用人工綁紮,或在沈井近旁預先綁紮鋼筋骨架或網片,用吊車進行大塊安裝。豎筋可壹次綁好,按井壁豎向

鋼筋的 50%接頭配置。水平筋分段綁紮。在分不清是受拉區或受壓區時,應按照受拉區的規定留出鋼筋的搭接長度。與前壹節井壁連接處伸出的插筋采用焊接連接方法,接頭錯開 l/4。沈井內隔墻可采取與井壁同時澆築或在井壁與內隔墻連接部位預留插筋,下沈完後,再施工隔墻。

5. 混凝土

(1) 單節式沈井混凝土的澆築

a. 高度在 lOm 以內的沈井可壹次澆築完成。

b. 澆築混凝土應對稱地進行施工。

c. 澆築混凝土層厚度如表 25-5 所示。

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