水工构筑物续.pptx
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1、 1)1)沉井施工的作用 沉井施工是修筑地下工程和深埋基础工程的重要施工方法之一。在给水排水工程中,沉井施工常用于:取水构筑物、排水泵站、大型集水井、盾构和顶管工程的工作井施工等。第1页/共54页 2)2)沉井施工的主要特点 (1)(1)沉井壁可作为深埋构筑物的墙壁,并能起到挡土、挡水的作用,节约支撑用料。(2)(2)占地面积少,并能节约大量的挖方。(3)(3)施工过程对附近的构筑物影响小。(4)(4)适于地下水位高,涌水量大的情况进行施工。第2页/共54页 3)3)沉井施工的一般操作程序 井筒预制 井筒就位 开挖土方 井筒下沉:(1)(1)井筒一般预制(接地或现场附近)。(2)(2)井筒沉放
2、好以后,即可在筒内挖土。(3)(3)井筒依靠自重下沉。(4)(4)达到设计深度后,浇筑混凝土垫层和底板.沉井下沉的深度,一般为7-20m7-20m。第3页/共54页沉井的一般构造 沉井的组成部分包括:井筒:一般为钢混结构,也可用其他材料,必须有较大强度(抗拉、剪、压)。刃脚:其作用是井筒下沉时减少切土阻力,刃脚部分可用角钢加固。第4页/共54页 横梁、隔墙等:横梁是为了增加井筒的刚度而设,也可作为隔墙。底板:是沉井下部与井壁连接的整体部分,底板与井壁预留的凹槽契合连接。沉井的类型有:单孔、多孔、圆形、矩形、菱形、阶梯型等。第5页/共54页第6页/共54页沉井的施工计算1 1)摩阻力的计算 以圆
3、形井筒为例计算 土体作用在沉井外壁上单位面积上的摩阻力f f(KN/mKN/m2 2)可由现场测定,或参照有关资料确定。第7页/共54页土壤的类别F F(KN/mKN/m2 2)砂卵石砂砾石砂土硬塑粘性土可塑软塑粘性土流塑粘土、粘土181830301515202012122525252549491212252510101212表 土体作用在沉井外壁的单位面积上的摩阻力 第8页/共54页当沉井穿过多层不同类别的土层时,可按下式取其加权平均值式中:第I I层的单位面积摩阻力()第I I层土的厚度(m m)n n土的层数第9页/共54页 土体作用在沉井上的总摩阻力为 式中:井筒下沉高度 沉井刃脚外壁
4、直径(m m)f f刃脚壁单位面积摩阻力()h h刃脚高度第10页/共54页 2 2)沉井下沉计算 沉井按自重下沉设计,必须满足式中:沉井自重()沉井承受的水的浮力()沉井外壁承受的土的总摩阻力()下沉系数(取1.051.051.151.15)(过小难下沉,过大沉降快!)第11页/共54页第12页/共54页第13页/共54页3 3)沉井内涌水量计算 式中:沉井内涌水量()土的渗透系数()地下水面至沉井底的深度(m m)沉井刃脚的周长(m m)q q单位长度渗透量第14页/共54页土层类别渗 透 系 数(m/dm/d)砂卵石、砂砾石砂土砂质粘土粘质粘土粘土1001005005005 510010
5、00.050.050.10.10.10.10.50.50.0050.005渗透系数经验值 第15页/共54页第16页/共54页 沉井的施工1 1)沉井施工的顺序 一般有两种方法:一次制作一次下沉(井筒一次制作完毕)井筒制作与下沉交替进行 一次下沉的施工顺序 施工准备井筒制作挖土、下沉浇筑底板养护井内及上部施工第17页/共54页第18页/共54页2 2)沉井下沉沉井下沉准备(1 1)拆除井筒刃脚模板及垫木;(对称)(2 2)封堵井壁所有预留空洞,并在外壁用水泥砂浆抹面(3 3)安装并检查降、排水系统(4 4)井筒放线定位(四个方向)(5 5)备好下沉时需要的挖土,出土、运土机械、设备(6 6)设
6、置沉降变形观测点第19页/共54页下沉施工方法:(1 1)排水挖土下沉法 适用于涌水量较小,沉井所穿过的土层相对稳定,且排水总量对附近构筑物或管线不会有影响。排水方法有:明沟排水法,井点排水法,第20页/共54页 挖土方法:无论采用何种方法,其基本要求是:从中心往四周挖,分层均匀向下,靠近刃脚时,必须对称地均匀开挖。每次挖深控制在30cm30cm左右。中央部分的土面始终高于四周土方30cm30cm以上。第21页/共54页 排水挖土下沉法的主要优点:井内保持相对直观的感觉,施工操作方便;沉井过程清楚,可尽早发现可能出现的问题。第22页/共54页(2 2)不排水挖土下沉 当涌水量很大,或采用降水施
7、工会影响附近构筑物安全时,则带水下沉施工。.抓斗挖土 抓斗在井筒中央挖土,使之形成锅底状,当挖深超过刃脚1 11.5m1.5m时,刃脚会将其下的土挤向井中央而下沉。第23页/共54页.高压水枪挖土 用高压水枪冲刷井底的土层,使之形成泥浆,井筒下沉。泥浆用泵或吸泥机排出。水泥冲挖时,也应距刃脚一定距离。第24页/共54页(3 3)配重下沉 当井筒的自重小于沉井外壁与土体之间的摩擦力时,可在沉井上配重(g g)加载,使之下沉:(4 4)触变泥浆套沉井 在井壁与土体之间注入触变泥浆,形成环套状,以减少井筒与土体之间的摩擦力。第25页/共54页3 3)井筒下沉观测观测要点 (1 1)在挖土时,要随时观
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