特大超深沉井下沉技术
沉井下沉施工方案

沉井下沉施工方案一、施工前准备工作1.确定沉井下沉的位置和目标高度,并编制相应的施工方案。
2.进行周边环境的勘察,了解施工区域的土质、地下水位等情况,并分析可能的风险和隐患。
3.设计并安装沉井下沉的排水系统,以保证工作面的排水畅通。
二、下沉工程施工流程1.拆除沉井周围的临时支撑结构,并进行现场清理。
2.安装沉井下沉用的重力式压水板,以减小下沉过程中的阻力。
压水板的形式根据具体情况而定,可以是钢板、混凝土板等。
3.使用专用的液压顶升设备,将沉井逐步下沉到预定的位置。
施工过程中需要注意控制下沉速度和均匀性,以避免发生不可预测的事故。
4.在沉井下沉的过程中,及时对周围土体进行加密措施,以保证施工的安全性和稳定性。
三、施工经验与注意事项1.技术措施:沉井下沉施工需要采取一些措施,如细心监测下沉速度、加强周围土体的加固与支护、及时处理井内的泥土、强化排水系统等,以确保施工的顺利进行。
2.安全措施:对施工过程中的安全问题,如井内人员的安全、施工设备的稳定、立即处理发生的泥土渗漏、水渗漏等,及时预警并做好应对措施。
3.施工人员的素质:沉井下沉施工需要专业的施工团队进行操作,施工人员要具备专业的技术知识和高度的责任心,能够熟练掌握设备和工艺操作,并能够迅速应对各种突发情况。
4.施工质量的监控:沉井下沉施工完成后,需要进行相关质量检验,以保证施工的质量和安全性,并及时调整和修补可能存在的问题。
总结起来,沉井下沉施工是一项复杂的工程,需要科学规划和周密安排,同时施工过程中要注意安全和质量,确保施工的顺利进行。
只有做好施工前的准备工作,在施工过程中采取切实的措施,严格进行质量和安全的监控,才能够顺利完成沉井下沉工程,达到预期的效果。
沉井配重下沉方案

沉井配重下沉方案一、引言沉井配重下沉方案是指在建筑或桥梁等工程施工中,为了保持结构的稳定性以及提高施工效率,采用一定的沉井配重技术,降低工程设施的浮动性,增加其稳定性和安全性。
本文将介绍沉井配重下沉方案的工作原理、实施步骤以及注意事项。
二、沉井配重下沉的工作原理沉井配重下沉是通过在结构下部添加一定重量的沉井,使得整个结构的重心下移,从而提高结构的稳定性。
这种方法常用于高大建筑物、桥梁、塔楼等工程的施工过程中。
沉井的基本原理是利用重力将结构的重心下移,并通过沉井与结构之间的联结件来实现受力传递和支撑。
一般情况下,沉井由混凝土、钢筋混凝土或钢材制成,具有足够的自重,以确保整个结构的稳定。
三、沉井配重下沉的实施步骤1. 施工筹备阶段在进行沉井配重下沉之前,需要进行相应的施工筹备工作。
包括确定沉井的位置和数量、制定沉井的施工方案、准备所需的材料和设备等。
2. 沉井的制作和安装沉井可以根据具体工程的需求进行制作。
一般情况下,沉井的形状可以是圆形、方形或多边形。
制作时需要确保沉井的质量和强度,以承受所需的荷载。
完成沉井的制作后,需要将其安装到结构下部。
在安装过程中,需要保持沉井与结构之间的连接牢固,并采取一定的防护措施,确保安全施工。
3. 沉井的下沉沉井下沉是整个沉井配重下沉方案的核心步骤。
在下沉过程中,需要控制沉井的速度和平稳度,以防止发生意外情况。
可以利用液压或机械设备来实现沉井的下沉,同时要进行监测和调整,确保沉井下沉的平衡性。
4. 沉井的固定和保护在成功完成沉井下沉后,需要对沉井进行固定和保护。
可以利用锚杆、钢筋或混凝土等方法,将沉井与结构牢固地连接在一起,以保证整个结构的稳定性。
同时,还需要注意对沉井的防腐、防水和监测等工作,确保其长期的使用寿命和安全性。
四、沉井配重下沉的注意事项在进行沉井配重下沉时,需要注意以下几点事项:1.根据具体工程的需求,合理确定沉井的位置、尺寸和数量,以确保结构的稳定。
大型沉井排水下沉施工技术研究与应用

大型沉井排水下沉施工技术研究与应用一、沉井施工技术概述沉井是在地面上或基坑中,先制作钢筋混凝土井身,待达到一定强度后,在井筒内分层挖土、运土,随着井内土面逐渐降低,井身依靠自重克服与土壁之间的摩擦阻力及土体对刃脚踏面的反力,不断下沉就位,达到设计标高后进行封底的一种深基础或地下构筑物施工工艺。
沉井在深基础或地下构筑物施工中具有以下特点:结构截面尺寸和刚度大,承载力高,抗渗及耐久性好,施工时不需要板桩围护;与大开挖相比挖土量大大减少,能节省投资;无需特殊的专业施工设备,易于操作;占地面积小,可用于场地狭窄条件下施工,对邻近建筑物影响较小,技术上比较稳妥可靠;可用于各种复杂地形、地质,特别是地下水很丰富、土的渗透系数大,难以将地下水排干的土层情况下施工。
因此,近年来,随着施工技术和施工机械的不断革新,沉井在国内外都得到了广泛的应用和发展。
沉井开始多用于铁路和桥梁工程基础,之后在水工结构,特别是市政工程中的给、排水泵站中多有应用。
沉井作为一种基础工程,在施工控制方面,最重要的是下沉过程中纠偏、防止突沉、控制终沉。
经过多年的实践,目前国内在沉井施工技术应用上已积累了比较丰富的施工经验。
我局承建的广东金融技术服务区b区市政工程北区2#雨水泵站(土建)工程是该项技术成功应用的一个范例。
二、工程概况该工程位于佛山市南海区海八路五丫口至健身体育公园路段以北、佛山水道以南地块的拟建华翠北路与滨江二路交汇处的东北部,占地面积约5500平方米。
2.1 沉井结构尺寸沉井高13.05m,下沉高度11.75m,长31.2m、宽26.4m;刃脚部位高3.70m,宽0.85m;井壁中上部宽0.70m,刃脚踏面均为0.40m,起沉标高+1.40m,刃脚终标高-10.35m。
沉井分大小20格,隔墙、底梁底面宽0.60m。
沉井设计为分三节浇筑,一次下沉,下沉方法为排水下沉。
2.2 工程地质水文1、土层分布:层①素填土:层厚1.4~2.8米,平均厚度1.74米,层底高程0.57~1.20米。
沉井下沉的方法

沉井下沉的方法沉井下沉是一种常见的地基处理方法,它通常用于建筑物或桥梁的基础加固和稳定。
在实际工程中,沉井下沉的方法可以有效地解决地基沉降、地基沉陷等问题,保障工程的安全和稳定。
下面将介绍沉井下沉的几种常见方法。
首先,常见的沉井下沉方法之一是采用沉井灌注桩。
沉井灌注桩是一种通过在地基中灌注水泥浆或混凝土来增加地基承载力和稳定性的方法。
在进行沉井下沉时,首先需要在地基下方挖掘沉井,然后在沉井中灌注水泥浆或混凝土,通过灌注桩的形成来增加地基的承载能力,从而达到地基加固和稳定的目的。
其次,还可以采用预应力锚杆技术进行沉井下沉。
预应力锚杆是一种通过在地基中埋设钢筋并施加预应力来增加地基承载能力和稳定性的方法。
在进行沉井下沉时,可以通过埋设预应力锚杆的方式来增加地基的承载能力,从而达到地基加固和稳定的目的。
另外,还可以采用地基处理桩进行沉井下沉。
地基处理桩是一种通过在地基中打入或灌注一定深度的桩体来改善地基性质和增加承载能力的方法。
在进行沉井下沉时,可以通过在地基中打入或灌注地基处理桩的方式来增加地基的承载能力和稳定性,从而达到地基加固和稳定的目的。
最后,还可以采用压密法进行沉井下沉。
压密法是一种通过在地基中施加一定的压力来改善地基性质和增加承载能力的方法。
在进行沉井下沉时,可以通过施加压力的方式来压实地基,从而增加地基的承载能力和稳定性,达到地基加固和稳定的目的。
总之,沉井下沉是一种常见的地基处理方法,可以有效地解决地基沉降、地基沉陷等问题。
在实际工程中,可以根据具体情况选择合适的沉井下沉方法,从而保障工程的安全和稳定。
希望以上介绍的几种常见的沉井下沉方法对大家有所帮助。
大型沉井排水下沉施工技术

大型沉井排水下沉施工技术摘要:沉井是修建深基础和地下深构筑物的主要基础类型,它具有结构截面尺寸和刚度大,承载力高,抗渗,耐久性好,内部空间可有效利用等特点,施工时不需要复杂的机具设备,对地质较复杂的状况下均可施工。
本文结合七堡引水枢纽工程采用沉井施工方法对沉井排水下沉技术进行简单介绍。
关键词:沉井;七堡;排水下沉;偏移;倾斜量Abstract: Open caisson construction is deep foundation and the main base deep underground structures type, and it has the structure section size and rigidity, high bearing capacity, anti-permeability, good durability, interior space can effectively use and other characteristics, construction not in need of sophisticated equipment of the geological more complex situation all can construction. Based on the water control project seven castle open caisson construction method of open caisson drainage sinking technology is of simple introduction.Key Words: open caisson; seven fort; drainage sink; migration; tilt quantity一、工程概况七堡引水枢纽工程沿线共设置4个顶管井,各井均采用沉井施工,工程沿线地势起伏较大,场地区地貌上位于徐淮黄泛平原区,地面高程为23.0~29.5m,沿线多为农田。
沉井下沉方案

沉井下沉方案一、下沉施工沉井下沉采用不排水下沉,第一次下沉至0.11m后采用不排水下沉工艺,然后采用不排水继续下沉至-10.26m设计刃脚底标高。
1、不排水下沉为确保道路的安全,保证在沉井下沉过程中井体四周土体的稳定,最有效的办法就是采用不排水下沉的下沉工艺。
不排水下沉取土方式为空气吸泥机出土下沉。
采用我公司自制的专用冲吸设备出土下沉。
利用25T汽车吊起吊冲吸泥设备,进行移动吸泥达到清除井内各个位置上的土体。
空气吸泥吸出的泥浆通过管道直接排放到泥浆池,经沉淀池沉淀后把上层清水排至业主指定区域。
①、冲吸设备和工作原理冲吸主要设备装置由10m3空压机、180KV高压水泵、进气管路、空气吸泥器,排泥管路、高压射水装置等,以及供水、供气、吸泥等的配套设备组成,是沉井不排水下沉施工的必要设备。
空气吸泥器包括约500mm×600mm的圆柱状空气箱、Ф200mm吸泥管、Ф50mm进气管,并有二根Ф50mm的高压射水管,在空气吸泥器上打设直径为Ф5mm小眼孔,其中孔眼总截面积为进气管截面积的1.2~1.4倍。
当空气吸泥装置工作时,压缩空气沿气管进入空气箱以后,通过内管壁上的一排排向上倾斜的小孔眼进入混合管,在混合管内与水和泥形成容重小于1的气水混合物,当送入的压缩空气足够充足,空气箱在水面以下又有相当的深度时,混合管内的混合物在管外水气压力的作用下,使顺着排泥管上升而排出井外。
由此可知:供气量越大,气、水、土混合物的容重越小,压差增大,吸泥效果越好;水深越大,吸泥效果也越好。
②、穿越硬土层的技术如果下沉过程中遇到较硬的土层,要采取必要的技术措施,确保沉井快速、平稳、安全地下沉至设计标高。
a、增大水枪压力,加大破坏该土层的力度。
b、增大气压使块石等障碍物能顺利吸出井外。
c、潜水员配合施工,对井下泥面标高情况作出较为准确的反应,并清除井底垃圾,石块等障碍物。
d、刃脚预埋高压射水管破坏该土层。
e、吸泥器底部设置水平水枪,增大破坏范围。
13米高大沉井下沉施工控制技术

沉井⼀般常⽤于桥梁墩(台)深基础,可以承载较⼤的负荷。
沉井⽤于⽔闸⼯程的下游防冲已在较多⽔闸中取得成功经验。
在海漫和防冲槽之间设置钢筋砼防冲⼤沉井,起“锁墙”作⽤,保护海漫下游端不被下泄洪⽔和潮⽔冲刷破坏。
1 ⼯程概况 1.1⼯程特点 曹娥江⼤闸枢纽⼯程位于绍兴市,钱塘江下游右岸主要⽀流曹娥江河⼝,距绍兴市区约30公⾥,为Ⅰ等⼯程,主要建筑物挡潮泄洪闸、堵坝、岸墙、翼墙为Ⅰ级建筑物;次要建筑物上游导流堤等为3级建筑物;临时建筑物施⼯围堰等为4级建筑物。
⼤闸枢纽主要由挡潮泄洪闸、堵坝、导流堤、鱼道、上游河道护脚、上下游堤防加⾼加固以及2号闸⽼围堰处理等建筑物组成。
在灌砌⽯海漫下游端设防冲⼤沉井, 防冲⼤沉井总长685m,共计55只。
由于沉井下沉过程中不可避免有倾斜现象,根据相关⼯程经验,在相邻井间预留0.9m 的宽缝,在预留缝的上下游两端采⽤⾼压旋喷桩进⾏缝堵,⾼压旋喷桩深15m,桩径不⼩于1.5m。
单个防冲⼤沉井,顺⽔流向长8m,垂直⽔流向长12m,深13m,外壁厚0.7m,中间设分隔墙厚0.4m,顶板厚0.8m,下端开⼝,中间为空箱,刃脚底⾯宽度0.3m。
沉井沉放完毕后,在空箱内回填砂质粉⼟。
设计沉井底标⾼为-15.5m,顶标⾼为-2.5m。
1.2⼯程地质 沉井场址在勘探深度内⼟层出露较简单,分布较均匀。
⾃上⽽下分述如下: ①砂质粉⼟(al-mQ4)组成,顶板标⾼-17.2~-1.31⽶; ②淤泥质粘⼟粉⼟夹层(al-mQ4),顶板标⾼-19.2~-12.31⽶; ③淤泥质粉质粘⼟夹粉⼟(al-mQ4),顶板标⾼-24.4~-21.4⽶; ④粉质砂⼟、粉⼟互层(al-mQ4),顶板标⾼-44.9~-33.1⽶; ⑤粉砂(al-mQ3)等组成,顶板标⾼-60.8~-50.22⽶。
地基⼟砂性强,抗剪抗压性能良好,砂性⼟抗冲能⼒差,易受⽔的影响。
施⼯区域内建设单位已建有施⼯围堰,堰⾼平均⾼程约为10m,围堰区内场地⽐较平坦,场地标⾼为-2~-2.5m。
沉井下沉几项技术措施

浅谈沉井下沉过程几项技术措施沉井法是修建地下、水下深埋基础和构筑物时的一种比较常用的施工方法,现就沉井下沉过程中各阶段的特点及所采取的相应技术措施简要加以阐述。
1 沉井下沉准备阶段技术措施(1) 沉井制作质量检查:下沉前应对沉井进行结构外观检查;混凝土强度检查、抗渗性能检查,如果混凝土强度已达到设计强度100%,抗渗性能满足设计要求,沉井表面平整、光滑无蜂窝、麻面等缺陷,方可进行下沉。
(2) 井壁孔洞处理:沉井井壁中预留与地下廊道、地沟、管道、进水窗等连接的孔洞,为避免下沉时泥土和地下水大量涌入井内,影响施工操作,另外,较大孔洞,还会造成沉井每边重量不等,影响重心偏移,易使沉井产生倾斜。
对较大孔洞,可在制作时在洞口预埋铁框、螺栓,用钢板、方木封闭,中填与空洞混凝土重量相等的砂石或铁块配重。
对进水窗则采取一次做好,内侧用钢板封闭。
沉井封底后拆除封闭钢板、挡木等。
(3) 沉井平均每天下沉深度确定:依据沉井下沉高度、取土量及工期要求确定沉井平均每天下沉深度,一般情况下沉井平均每天下沉0.5~1.2m为宜,具体还要依据土层状况而定,昼夜连续施工,整个期间不能停止。
(4) 沉井下沉时高程及轴线位移控制点的设置:a沉井下沉时轴线位移控制点通常设在沉井四周的地面上,将沉井纵横十字中心控制线引到沉井四周的地面上,在四面距沉井池外壁5m、15m处分别设置,共设置8个控制点。
b. 沉井下沉时高程的控制点通常设在沉井四角,在沉井四角池壁上划出刻度线,在沉井四角各设置一个观测台,用脚手管搭设一个水准点,测得四个水准点在同一水平标高上,并在观测台用用脚手管和钢筋焊接指针,指针起始位置指向池壁上刻度线的同一位置,以便观测沉井下沉速度。
(5) 配重:沉井在下沉过程中沉井有可能会受到土的抗力停止下沉的情况,因此必须做好增加配重预案。
(6) 沉井下沉时取土区域划分、取土方式选择、劳动力配置及吊装机械选择配置:根据沉井形状、面积、内部结构合理划分取土区域,选择取土方式(人工、机械);依据划分取土区域、选择取土方式及实际的劳动生产率科学配置劳动力与取土机械;依据吊装半径,每个区域出土量合理选择吊车的型号、数量及吊车的稳放位置。
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特大超深沉井的下沉施工技术--江阴长江公路大桥北锚沉井施工实践加峰基础工程公司【摘要】江阴长江公路大桥北锚沉井是世界第一大沉井,本文根据施工流程,分排水下沉施工与不排水下沉施工两个阶段详细介绍了该沉井的下沉施工工艺及效果,其中重点介绍了深井降水与空气幕在下沉施工中的应用。
前言江阴长江公路大桥位于省江阴市西山与靖江市十圩村之间,该桥是国家规划2000年前建成“两纵两横”公路主骨架中同江至国道主干线以及至国道主干线的跨江“咽喉”工程。
大桥采用一跨过江,大跨径钢悬索桥型,主跨1385m,目前为“中国第一,世界第四”。
大桥南北锚采用重力式锚方案。
其中北锚锭采用大型深沉井(下称北锚沉井)基础方案。
作为吊桥四大件之一的北锚沉井主要功能是将大桥主缆6.4万吨的拉力传给地基,并使北锚锭的竖直沉降和水平位移限制在允许值以,确保120年“岿然不动,稳如泰山”,是整个大桥工程的关键和核心。
北锚沉井为矩形多孔(格)沉井,长69m、宽51m,制作高度及下沉深度均为58m,设纵横各五道隔墙,把沉井分为36个格仓,井壁厚度为2m,隔墙厚度为1m。
整体规模目前属世界第一,该沉井工艺复杂,难度大,技术含量高,工期紧,自一九九五年九月开工至一九九七年十月竣工,共经历了地基处理、钢壳沉井制作、钢砼沉井制作、排水下沉、不排水下沉以及封底回填等工序过程,其中的下沉施工由于深度深、地质情况复杂且邻近长江大堤等原因给施工带来了很大的难度和风险。
1工程概况沉井共分十一节,第一节高8m(亦即最下面一节),为钢壳砼沉井,其余十节每节高5m,均为钢筋砼结构(见图1)。
钢壳沉井是在现场制作现场安装的,钢壳沉井的主要作用是在下沉时克服正面阻力,保证沉井安全顺利地穿越58m土层,下沉到设计标高。
按照图1 沉井平、立面图原设计要求,沉井按节分为十一次制作,十次下沉。
即制作13m后进行第一次排水下沉,然后每制作接高一次(5m),下沉一次,并要求排水下沉15m后,井灌水,改为不排水下沉。
其理由是:a、排水下沉15m后沉井进入粉细砂层,继续进行排水下沉,易产生流砂现象,使沉井失稳并扰动沉井周边土体,这对作为锚锭基础的沉井是不利的;b、配合排水下沉进行的深井点降水,由于深度深,影响面积大,它所引起的土体沉降,对周边民房、桥墩,特别是直线距离只有240m的大堤稳定造成威胁;c. 每接高5m下沉一次,沉井重心比较低,容易控制偏差。
施工中,在对原设计方案进行研究分析后认为,如按上述方案施工,工期将大大延长,施工成本也将大大提高,为此基础公司根据北锚沉井所处地质条件和以往在长江边沉井下沉施工的经验,经过多次的专家会议论证,提出并确定了如下方案:排水下沉29m(结构极限允许排水下沉30m),不排水下沉29m,分十一次制作,四次下沉的施工方案。
即制作至13m,排水下沉12.5m,制作至18m,排水下沉至17.5m;制作至33m,排水下沉至29m;制作至53m,不排水下沉至58m(最后一节5m是在第四次下沉过程中进行的)。
这一方案不但可以加快施工进度,而且能大大降低施工成本,但它给下沉施工也带来了较多的难题,具体表现在以下几个方面:a、大型沉井排水下沉30m史无前例,与其相配合的大面积深坑疏干是排水下沉成功的关键,也是施工中有待研究的课题。
b、.国现有的常规水力机械吸泥设备多是针对淤泥质土设计的,砂质土的高磨损性对其是个考验,而且在30m高度上能否正常工作也是个问题。
c、如何控制深井降水引起的土体沉降,以保证邻边特别是大堤的安全。
d、超深度的排水下沉,如何满足设计要求的沉井下沉过程中的12点支撑受力工况,从而保证沉井结构的安全。
2 水文地质概况北锚沉井设计位置距长江大堤约240m,地貌上属长江三角洲冲积平原,地面高程2.25~2.69m,地形平坦,地下水埋深约1.60~2.20m,所处地层均为第四系松散沉积层,主要为亚粘土、亚砂土、粉砂、粉细砂、含砾中粗砂等(见表1)。
表 1北锚锭区自上而下有四个含水层,依次为:潜水含水层,平均厚度为19m,随着深度增加,渐具微承压性;第一承压水层,平均厚度20m,岩性以细砂为主,与上覆潜水含水层间具有3m左右不稳定粉质粘土隔水层,越流补给现象明显;第二承压含水层,厚度29m,与第一承压水层间有9.9m~12.6m厚的隔水层,此层承压水资源丰富,与长江有密切的水力联系;岩溶承压含水层。
3 下沉力分析北锚沉井为重型沉井,主要靠自重G克服阻力下沉,其所受的阻力有水的浮力F、刃脚及隔墙底的正面反力R1和沉井的侧壁摩阻力R2,其下沉系数K值为:K=(G-F)/( R1+R2)计算结果如表2:表 2根据以往施工经验,沉井下沉时的正常下沉系数,一般应大于1.10~1.25为好,由此,根据计算结果可知:a、三次排水下沉在全刃脚支承的工况下下沉系数均满足下沉要求。
b、刃脚踏面标高在-41.64m以上,即穿越粉细砂层时,在隔墙底面悬空的工况下,下沉系数大于1.53,沉井能顺利下沉。
c、刃脚踏面标高在-51.64m以上,即穿越亚粘土层时,只有在半刃脚的工况下,沉井才能顺利下沉。
d、沉井穿越亚粘土层,进入含砾中粗砂层,到达设计标高前,仅依靠自重下沉已比较困难,需要采取辅助措施。
e、沉井下沉至设计标高-55.60m时,基本能保持稳定。
4 排水下沉按照预定方案,沉井的排水下沉分三次进行,下沉深度分别为12.5m、17.5m、29m,排水下沉工艺就是井外采用井点降水,降低井外水头差,防止涌砂,井用高压水枪冲泥,泥将泵吸泥,井无水的干下沉工艺。
4.1 设备配备和工艺流程在沉井36个格仓布置36套冲泥水枪,可同时启动18套水枪冲泥下沉,每套水枪由1台80-50-200B型高压水泵供水,共计18台。
每台80-50-200B型高压水泵的流量为50m3/h,水枪出口水压力0.6MPa左右,功率15KW。
吸泥设备采用NL100-28型高压立式泥浆泵,共24台,分别和各个格仓的水枪相应配合使用。
泥浆泵扬程28m(二台串联,扬程可达50m 以上),流量120m3/h,功率22KW。
起重设备为1台50t履带吊,1台80t的塔吊和1台40t塔吊,配合沉井冲泥设备的调动,及其它辅助工作。
下沉时,高压水泵从距井50m处的蓄水池取水供高压水枪用水,蓄水池由3台NL100-12.5型立式泥浆泵从长江取水和由井点降水井抽出的水供水,供水量每小时可达3000立方左右。
高压水枪冲出的泥浆由NL-100-28型高压泥浆泵抽至沉南北两侧的沉淀池进行沉淀处理,沉淀池总容量约10万立方m,沉淀后清水抽入长江,泥砂沉淀物用挖机挖出并外运堆放。
4.2 深井降水29m排水下沉能否成功的关键在于深井降水的效果。
沉井地处长江北岸,垂直向沉积多为砂层,含水层渗透性极强,水量丰富,而且在沉井下沉深度围存在潜水层和两层承压水层,所有这些都给深井降水带来很大难度。
为确保深井降水的效果,深井打设施工前,委托省水文地质勘察家港分院进行了为期一个月的水文地质试验,根据试验结果制定了深井施工方案。
4.2.1 深井设计和布置根据排水下沉深度和深井降水的试验结果,经计算,沿沉井周边共布设深井20口,考虑到沉井下沉可能产生塌方、土体位移等现象,降水井与沉井外井壁必须留有一定的安全距离,以保证降水井在沉井下沉过程中的正常使用,确定安全距离为20m,井间距20m,成孔深度48m,下管46m,成孔口径Φ650mm,井管采用Φ273mm钢管。
为了便于水位控制和环境观测,打设了6口观测井,成孔深度40m,井管用Φ108mm钢管。
井点布置见图2。
图2 降水井点平面布置图4.2.2 深井降水施工排水下沉过程中的深井降水其主要目的是减小井外水头差,防止出现涌砂现象,施工中,深井降水井的启用和控制即以此为原则。
下沉施工中,利用观测井和通过观测沉井刃脚处的渗水情况,动态地调整降水井开启运行的数量、位置和降水深度,考虑到如降水太深,致使基底疏干,给冲泥出土带来较大的困难,在保证不产生流砂的情况下,尽量减少降水深度,一般控制沉井井壁外地下水位在刃脚踏面以上2m左右的位置。
第一次下沉,平均每天5口井运转,各单井出水量大,建井质量良好。
在第二次下沉时,采用抬高深井潜水泵至地面下25m的方法,来控制和稳定地下水位和最大降水深度,以减少因降水地表沉降引起的环境问题,同时也达到了配合下沉的目的。
第三次下沉深度加大,又进入细砂层,稍有疏忽,即有可能产生流砂,特别是到了后期由于群井干扰等因素,多数井由于水量不足,产生了“脉冲现象”,其中部分井运行时间较长,滤砂网堵塞,为确保降水效果,采取了边洗井边运行的措施。
下沉至29m时,外井壁水位降深仍达28m 左右,未发生大流砂现象,深井施工方案取得了预期的效果。
4.2.3 地面沉降的控制措施大面积长时间的深层降水必将导致土层固结,致使地面沉降,这对周边民居、邻近的桥墩,特别是长江大堤的安全造成威胁,为确保安全施工,沿大桥轴线、十圩河大堤、长江大堤、民舍、桥墩等布设了28个沉降点,定期监测,同时利用地下水位观测井及时掌握降水井运行过程中地下水位的变化,对降水过程实行信息化控制。
沉降点观测在降水初期和水位恢复期间,每星期一次,后期2天一次,当天测量平均沉降值超过1cm时每天测量一次,水准基点设在距沉井较远的桥墩上。
通过这些措施,沉井三次排水下沉没有对周边环境造成任何破坏性影响,并经受了百年不遇的长江大潮的考验。
4.3 冲泥下沉4.3.1 冲泥顺序下沉时,为便于控制,把沉井36个隔仓由中心向四周分为A、B、C三个环形区域(见图1),冲泥下沉即采取先A区,再B区,再C区的顺序。
具体步骤如下。
第一步:以A区为下沉的中心区,A、B两区16个格可同时启动,用高压水枪冲泥,高压泥浆泵出泥,各自形成小锅底;下沉过程中,A区可保持悬空1.5m左右,但锅底不宜太深,B区侧控制在50cm以,外墙控制在20cm以;第二步:对C区井格,在沉井依靠自重能够均匀下沉的情况下,仅以冲吸井格土体为主,在必须冲吸隔墙及刃脚下土体时,对隔墙悬空的围和尺寸,刃脚埋入土体的深度都要严格控制。
一般刃脚要埋入土中,侧保持有80cm左右的土塞,冲刃脚时要做到对称,均匀。
4.3.2 沉井均匀下沉的控制沉井排水下沉深度达29m,其井位偏差、四角高差、扭角均要控制在允许围以,以便形成良好的下沉轨道,为沉井的不排水下沉创造最好的工况。
施工的关键便在于沉井的均匀下沉,为此采取了如下控制措施:一、“有偏必纠”,通过电测和光学仪器两种用段对下沉量、四角高差、偏差进行测量,及时了解下沉速度,及时进行纠偏,确保沉井在下沉初始阶段形成良好的下沉轨道;二、利用沉井结构预埋的电器元件,获得基底反力以及沉井混凝土的应力、应变数据,指导下沉冲泥力度,消除应力集中现象,确保结构体均匀受力;三、控制降水深度严防涌砂现象发生;四、保护刃脚处的土塞,保证设计的沉井四边12点支承工况,在刃脚支承不能满足下沉要求时,在刃脚处取土,应做到均匀、对称,层层剥离,循序渐进。