1.偏 斜
(1)原因
沉井偏斜大多发生在下沉不深时。导致偏斜的主要原因有:
① 土岛表面松软,或制作场地或河底高低不平,软硬不均。
② 刃脚制作质量差,井壁与刃脚中线不重合。
③ 抽垫方法欠妥,回填不及时。
④ 除土不均匀对称,下沉时有突沉和停沉现象。
⑤ 刃脚遇障碍物顶住而未及时发现,排土堆放不合理,或单侧受水流冲击淘空等导致沉井受力不对称。
(2)处理措施
纠正偏斜,通常可用除土、压重、顶部施加水平力或刃脚下支垫等方法处理(见图9-21),空气幕沉井也可采用单侧压气纠偏。若沉井倾斜,可在高侧集中除土、加重物,或用高压射水冲松土层,低侧回填砂石,必要时在井顶施加水平力扶正。若中心偏移则先除土,使井底中心向设计中心倾斜,然后在对侧除土,使沉井恢复竖直,如此反复至沉井逐步移近设计中心。当刃脚遇障碍物时,须先清除再下沉。如遇树根、大孤石或钢料铁件,排水施工时可人工排除,必要时用少量炸药炸碎。不排水施工时,可由潜水工进行水下切割或爆破。
图9-21 沉井偏斜处理措施
2.下沉困难
(1)原因
下沉困难即沉井下沉过慢或停沉,导致难沉的主要原因为:
① 开挖面深度不够,正面阻力大。
② 偏斜,或刃脚下遇到障碍物或坚硬岩层和土层。
③ 井壁摩阻力大于沉井自重。
④ 井壁无减阻措施或泥浆套、空气幕等遭到破坏。
(2)处理措施
解决难沉的措施主要是增加压重和减小井壁摩阻力(见图9-22)。
增加压重的方法有:
① 提前接筑下节沉井,增加沉井自重。
② 在井顶加压沙袋、钢轨等重物迫使沉井下沉。
③ 不排水下沉时,可井内抽水,减小浮力,迫使下沉,但需保证土体不产生流砂现象。
减小井壁摩阻力的方法有:(www.xing528.com)
① 将沉井设计成阶梯形、钟形,或使外壁光滑。
② 井壁内埋设高压射水管组,射水辅助下沉。
③ 利用泥浆套或空气幕辅助下沉。
④ 增大开挖范围和深度,必要时还可采用0.1~0.2 kg炸药起爆助沉,但同一沉井每次只能起爆一次,且需适当控制炮振次数。
图9-22 下沉困难处理措施
3.突 沉
突沉常发生于软土地区,容易使沉井产生较大的倾斜或超沉。引起突沉的主要原因是井壁摩阻力较小,当刃脚下的土被挖除时,沉井支承削弱,或排水过多,挖土太深,出现塑流等。防止突沉的措施一般是控制均匀挖土,在刃脚处挖土不宜过深。此外,在设计时可采用增大刃脚踏面宽度或增设底梁的措施提高刃脚阻力。
4.流 砂
在粉细砂层中下沉沉井,经常出现流砂现象,若不采取适当措施将造成沉井严重倾斜,产生流砂的主要原因是土中动水压力的水头梯度大于临界值。因此防止流砂的措施是:
(1)排水下沉时发生流砂可向井内灌水,采取不排水除土,减小水头梯度。
(2)采用井点或深井和深井泵降水,降低井外水位,改变水头梯度方向使土层稳定,防止流砂发生。
思政小课堂
沉井基础广泛应用于大跨度桥梁施工,刚刚建成通车的港珠澳大桥也多处使用了沉井基础施工技术。
动画—港珠澳大桥精神
粤港澳三地环绕于伶仃洋,互联互通是三地共同的愿望。港珠澳大桥建成通车,一桥连三地,伶仃洋的天然屏障变成了车窗外的美景。粤港澳大湾区互联互通“脊梁”的背后,是无数建设者多年的心血与汗水。他们有劳动竞赛先进集体、全国工人先锋号,有全国五一劳动奖状获得者、全国五一劳动奖章获得者,有攻坚克难、默默付出的无数建设者。他们秉持中华民族伟大奋斗精神,用辛勤的汗水浇筑出世界上最长的跨海大桥,凝聚成了新时代逢山开路、遇水搭桥的奋斗精神。
在改革开放40周年、粤港澳大湾区建设全面推进的关键时刻,习近平总书记亲临广东视察指导并亲自宣布港珠澳大桥正式开通。习近平总书记指出,港珠澳大桥“体现了一个国家逢山开路、遇水架桥的奋斗精神,体现了我国综合国力、自主创新能力,体现了勇创世界一流的民族志气”。新时代改革开放我们要大力弘扬建设港珠澳大桥的奋斗精神,以更坚定的信心、更有力的措施把改革开放不断推向深入,实现中华民族伟大复兴。
项目小结
本项目主要讲述了沉井基础的特点、分类及构造,明确了沉井施工的工序以及在施工过程中的注意事项和问题。
项目思考题
1.何谓沉井地基?它适用于哪些场合?
2.沉井基础的主要构成有哪些?沉井基础有哪些类型?
3.沉井基础施工有哪些步骤?在沉井施工过程中应注意哪些问题?
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