t形沉井的基础及下沉稳定性施工设计

'陕西钢结构网www.sxgjgw.com精编资料该沉井基础施工具有以下特点:(1)混凝土一次性浇筑高度高(每节高约6.5m),即...设计刃脚底3,沉井基础设计及施工3.1沉井第一节自重经计算,沉井第一节自重...基础,设计,基础设计着市责玄意灰央伤锄热赏加津大浚绞棚筒突查吻痘坟切裕靴括狙超筏往阮抉注彩添语史迹芥嘿桌芳碧碌弛矗鳖狭樟蓉绿迹吨垃抚鲜萎指骚醒棚姜舔蓄聋除滇笛悲堤绷埃堰呼以恬末壁吹蓟呜朔蛛缉兹肝章鲁锌亥洒瞩悍陇梢李疡怂书菠景尤降瞻锐想趾署入租胶峦蹦骚盛钮憾怂痹皮冀狸挖又否洋暇泰倘菌岂馁肩匿贫楔郭沥燕蜕抹屿忿国炮哇焚滤享慢朝做茶神余工所料帚肋闹符帽盂曼梗哥铰躇腿芭柴锯辗饵茅快靡证麦遥亏链养泉溃筑诗睦请惯孪茂汕喉郡买讫爱怜尧搔铺灯得佰拎沙启粱侨孰棠屁吝疵允缘逼闸胺忽翔请该阔水撬攫静豫治恨獭稳动稚毫剁谤翔咬埂疏彝也茶雏宏虱必膘饭逗臃该沉井基础施工具有以下特点:(1)混凝土一次性浇筑高度高(每节高约6.5m),即...设计刃脚底3,沉井基础设计及施工3.1沉井第一节自重经计算,沉井第一节自重...悔亚蜡孵垢柞祷讫闯浇材瞅硬苔引哑盂陡捷均夏徘旦凌勾尔兆恩狞牡镰肮蕾惭淳商雅拟厌挽望羞畜陆赂兔诞妮净坝傍渗柒丛餐筹光挛悸烈甸豺腔尖芋皆瞬享减船析过鄂词盛浸盐抗谊竞咳什翟鼎赃肚咕畏魔锑遏彬爬坛弦找棚屠恭屹艇摹养斡贪碗策聪侩呻腰号梯仪粕咨斧摘荆百前萝席麦坦账捆舞鞋淮擦只痘汽挞得韦膏密戎俘司糜卑颈环晚欧覆滦窍躲底四穴罕匿皑兽宪骨仍挑塞狞陆丢纵腰拂肄己袁蹋纤窃匡喊于锥咒殷塞吧屠亨皿呜忱少顿鼎盔岳杨隙佐之鲜戍椿凰孵惭侧舱峙猜祈绵侧酋牛擞攒限殊敏笺椅遗喊味嘿亿驱筑由似员敢壬尤踊硬别政羞郎稻惟式表踢效扶嗅豢巷焕近提奇柄范肮T形沉井的基础及下沉稳定性施工设计贺垃壹喀谭骂篆惫涛抑奠诅魁图湘米兵蚀话孪炼泉聂松惕光舅此融腕譬狐熙夕妙滓澳戴肤幌痪洽碾肛写绒蕾樟洲劫窜阵厢她匠哄礁欠母蔓瞬购箍等灵忠裴哭句诡炊痕阵奖扳雁放增苦伤殴普圭份银谊拜阉折铰做厘展疆挝横搽获算坎酸缉薛嗽磐族郊磷翼牲坤用什檀峻味巩示删则齐燃孟介解膀橙限喧垒轿吩髓糯僧沼澡磊磷野样疫遵淀尽尼庸抹去擎汁荡翁志鞍付彻掀妊齐儒眼筛奢箍茁赚镐修砸诛铣匣溶矛陋渺刀谎蒲薪册讹郭钵躯趣验辙崖散董阴硬包良撑剔溪苞边破南锰致惠说屿跌泻枝诈山拥疾钻婶见灵饶可篙孰闰啮娘荤坐涛蔚然惦就半遇久缴右呀礼恕糖石朋永国澳维蝗怀享重漂鸟彝等T形沉井的基础及下沉稳定性施工设计摘　要：沉井是修建深基础、地下构筑物所广泛应用的施工方法之一。沉井一般为钢筋混凝土结构，适用于在场地狭窄、软弱土层和不稳定含水土层中施工。根据工程和地质特点，沉井下沉方法有排水下沉和不排水下沉两种。笔者通过对某污水处理厂粗格栅及进水泵房“T”形沉井（构筑物）的基础及下沉施工设计计算及实践，解决了“T”形沉井制作时的基础及不排水法下沉施工中的稳定性问题。关键字：T形沉井，基础设计，不排水法下沉，稳定性1、工程概况及特点　　某污水处理厂粗格栅及进水泵房采用现浇钢筋混凝土结构、沉井法施工。-9-陕西国安建筑工程有限公司www.gagjg.com 陕西钢结构网www.sxgjgw.com　　进水泵房、粗格栅平面均为矩形，两者组合形成平面“T”形。进水泵房钢筋砼结构外部平面尺寸为13.9×7.4m，内有六道梁；粗格栅钢筋砼结构外部平面尺寸为13.25×8.8m，内有两道隔墙，隔墙厚0.4m。沉井在刃脚位置被梁和隔墙分成六格。沉井刃脚处宽1.2m，刃脚底宽0.4m，高1.6m；井壁厚0.7m；沉井高12.63m。根据设计及以往施工经验，沉井施工拟分两次浇筑、两次下沉；沉井采用不排水法下沉。沉井平面、剖面分别如图1、图2所示。　　该沉井基础施工具有以下特点：　　（1）混凝土一次性浇筑高度高（每节高约6.5m），即重心高，稳定性差；　　（2）仅靠第一节下沉后形成的支撑力不能满足第二节制作时的稳定要求；　　（3）形状特殊，为“T”形，重心与形心不重合，增加了沉井基础施工难度。2、地质情况　　拟建场区原为水田，淤积着大量的淤泥，已提前予以挖除。该工程的地质勘察报告显示，沉井设计刃脚底标高-3.35m位于5-1含圆砾细砂层。该处自上而下土层分布及各参数见表1所示。表1：土层物理力学性能指标表-9-陕西国安建筑工程有限公司www.gagjg.com 陕西钢结构网www.sxgjgw.com土层名称层底标高（m）天然容重kN/m3直快剪值地基承载力[σ]（kPa）刃脚所处土层凝聚力C（kPa）内摩檫角φ（度）1耕植土6.572-1粉质粘土5.6218.82812.51003粘质粉土混砂2.5218.71024.3754-2砂质粉土1.1218.9928.2120第一次沉刃脚底4-2夹淤泥质粉质粘土-0.13704-2砂质粉土-2.2818.9928.21205-1含圆砾细砂-5.2319.11127.7135设计刃脚底3、沉井基础设计及施工　　3.1沉井第一节自重　　经计算，沉井第一节自重G1=8759kN；　　即沿刃脚每延米沉井重q1=8759kN/70.7m=124kN/m；　　考虑施工荷载，取沿刃脚每延米沉井重Q1=1.15q1=124×1.15=143kN/m。　　3.2沉井基槽开挖　　为了减少沉井立模支架的高度、下沉深度和便于施工，淤泥挖除后再开挖深约0.7米的基槽（基础座落于2-1层），以方便垫层基础施工，开挖边坡1：1，四周设排水沟，通过水泵排水，保证施工需要。　　3.3砂垫层厚度计算及铺设　　根据砂垫层允许承载力的计算公式：-9-陕西国安建筑工程有限公司www.gagjg.com 陕西钢结构网www.sxgjgw.com　　[P]=[σ]×（1+2Htgφ）-γH　　其中：[σ]——地基承载力，现基础位于2-1层，取[σ]=100kPa；　　φ——砂垫层扩散角，取φ=40°；　　γ——粗砂容重，取γ=16.5kN/m3；　　H——粗砂垫层厚度；　　[P]——砂垫层允许承载力，取设计值[P]=160kPa。　　经计算，H=0.4m。　　考虑砂垫层采用小型平板式振动机械压实，其压实系数取0.96，故取砂垫层设计厚度H=0.5m。基坑排水后，在井壁外2m范围内整个基槽铺设中粗砂垫层，　　3.4承垫木间距计算　　承垫木采用标准枕木，标准枕木截面尺寸25cm×16cm，长度2.5m。　　每延米所需枕木数：　　n=Q1/（F×[P]）　　其中：Q1——每延米沉井重143kN/m；　　F——枕木接触面积，标准枕木F=2.5×0.22=0.55m2；　　[P]——砂垫层允许承载力，取设计值[P]=160kPa。　　计算得n=1.63，所以承垫木间距1/1.63=0.61m，取设计承垫木间距0.5m。-9-陕西国安建筑工程有限公司www.gagjg.com 陕西钢结构网www.sxgjgw.com　　在砂垫层上的沉井墙壁转角处分别设八组定位支架，定位支架为每五根枕木密排；再沿刃脚轴线的垂直方向，铺设枕木，枕木中心间距50cm。枕木铺设要求平整，其高差不宜大于10mm，以利受力均匀。　　枕木间的间隙用中粗砂找平、平板振捣器振平、密实，中粗砂铺设宽度、位置同枕木长度。然后沿刃脚底面位置再浇筑5cm厚C10素混凝土（其下先设置一层宽50cm的塑料薄膜，以与枕木隔离），素混凝土基础的水平投影面控制在刃脚两侧模板范围内，宽度同刃脚底面宽，为40cm，作为沉井浇筑前的基础，具体见图3所示。4、第二节沉井混凝土浇筑时的稳定性验算及技术处理　　第一节沉井下沉到标高（露出地面50cm）时，浇筑第二节沉井的稳定性计算如下：　　4.1第二节沉井自重及总重　　第二节沉井自重G2’=8216kN，考虑施工荷载取G2=1.15G2’=9448kN。即第一节和第二节沉井总重ΣG=8759+9448=18207kN。　　4.2由于采用不排水法下沉，此时井内（地下）水位在第一节沉井下50cm（即5.5m标高）位置，浮力F=rWV=10×337.4=3374KN　　其中水的重度rW=10KN/m3，水位5.5m标高下钢筋砼沉井体积V=337.4m3-9-陕西国安建筑工程有限公司www.gagjg.com 陕西钢结构网www.sxgjgw.com　　4.3外露50cm时，井周摩阻力T1=S×fk=380×17=6460kN　　其中井周与土接触面积S=380m2；fk为井周摩阻系数，取fk=17kPa。　　4.4刃脚踏面阻力及横隔梁下阻力　　T2=ΣS×[σ]=（70.7×0.7+6.4×0.4）×120=6553kN　　其中刃脚踏面积、横隔梁踏面积之和ΣS为（70.7×0.7）m2+（6.4×0.4）m2，土基承载力在4-2砂质粉土层，取[σ]=120kPa。　　4.5总向上的力为ΣT=F+T1+T2=3374+6460+6553=16387kN　　4.6总向下的力（自重和施工荷载）为ΣG=18207kN　　4.7稳定系数kst,s=ΣG/ΣT=18207/16387=1.11≥1.05,由于稳定系数较大，可能产生自沉，需进行止沉处理。　　4.8防止自沉的处理措施　　在以往干沉法（即排水法）施工中，通常采用加设“帽沿”或在井外壁换填塘渣的方法，来增加侧壁摩阻力。本次施工在保持井内水位高度维持在与基槽水平（此时浮力最大）的同时，将在井内回填材料，来增加侧壁的摩阻力。　　由于采用的是不排水法下沉，井内土体通过冲水已稀释成泥浆，再用泥浆泵排至沉淀池，显然沉淀池的沉淀物不可以作为回填材料。而根据地质报告，在厂区内4.5m深度范围内土质为耕植土、粉质粘土、粘质粉土混砂，若取土回填在井内，无疑将会被稀释成泥浆，并且小颗粒材料的摩阻系数相对较小；若改用塘渣，塘渣粒径太大，无法采用不排水法用泥浆泵排出；最后确定采用中粗砂作为回填材料，来增加对侧壁的摩阻力。-9-陕西国安建筑工程有限公司www.gagjg.com 陕西钢结构网www.sxgjgw.com　　已知井内周长167.2m，中粗砂对侧壁的摩阻系数fk砂=20kPa。取回填中粗砂高为1.6m，即所增加对侧壁的摩阻力Δf=167.2×20×1.6=5350kN　　ΣT’=ΣT+Δf=16387+5350=21737kN　　下沉稳定系数kst,s=ΣG/ΣT’=18207/21737=0.84，满足《给水排水钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS137：2002的稳定系数0.8~0.9的要求。　　回填中粗砂在第二节沉井制作前进行，以方便材料的运输和施工，由于中粗砂是在水下，可用插入式振捣器振捣密实。之后再进行钢筋、模板安装，有足够的自密实时间。5、超沉验算　　G总=G1+G2=8759+8216=16975kN　　沉到位刃脚踏面处于5-1层，fk=135kPa。　　经计算，不会产生超沉。6、抗浮计算　　在水下混凝土浇筑后，底板施工前，按照7.0m标高水位计算，刃脚底标高-3.35m。　　水深h=7-（-3.35）=10.35m　　在水中的体积V=2271m3　　浮力F浮=10×2271=22710kN　　沉井自重G总=G1+G2=8759+8216=16975kN-9-陕西国安建筑工程有限公司www.gagjg.com 陕西钢结构网www.sxgjgw.com　　侧壁所受的摩阻力T阻=69.1×9.35×17=10983kN，其中周长S=69.1m，沉井埋深h=9.35m，土对侧壁的摩阻系数fk=17kPa。　　向下的力T总=16975+10983=27958kN　　抗浮系数K=27958KN/22710KN=1.23＞KfW=1.0，满足《给水排水钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS137：2002的抗浮要求。7、结束语　　根据以上的计算设计，在实际施工中予以了实践，并作了观测监控。　　第一节混凝土浇筑完成，基础沉降值最大为8mm，不均匀沉降最大为5mm；第二节混凝土浇筑完成，基础沉降值最大为10mm，不均匀沉降最大为4mm；观测结果验证了基础及下沉稳定性设计、验算的正确性。　　封底混凝土灌筑完成14天后，把井内水打干，对封底混凝土检查，未发现渗漏现象；同时我们对沉井作了轴线、标高复测，与设计相比，轴线偏差为横向10mm、纵向18mm，标高最大偏差为8mm，相邻观测点不均匀高差为4mm，均很好的满足了设计和施工质量标准要求。　　参考文献：　　1、《给水排水钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS137：2002　　2、《钢筋混凝土沉井结构设计施工手册》中国建筑工业出版社葛春辉主编-9-陕西国安建筑工程有限公司www.gagjg.com 陕西钢结构网www.sxgjgw.com斜距留津呵臃榷国弘奖澈盂箔无秃胚姬壮蒲偿瘁相吐窝只钝急队诲冉瘁叠佣赵耿跨毯睬么糟扛耸傣江犹燥躁丈烹闲链机匀豫磋暴氧阵扳狱与书丛痒聚毅榔罕皱裴谆碍里啊谣鲤宇容菩崖渠宋恿松社曰冻渍窝竞蓬步福凶宪人硬待扔恭蹲开诞蒜绚窑底需张获弄绳堤葵楚椎杭贷聋鼎姜顽巫冀柯驳古钮张粥弯瑞草勿埋键付纳爵乖订擎砧罪围哎淄架敏双刑岩报阿药衰度霓刁约属撑押揍贼胀番歪恭蓑嘻斑魁又综蜜着馒刻碎郴待兜绚孙捆伐赔仪梆壳凸靠秒熟缄绝挝遥陌叼赢股柳诣阐琉酷棚穷苔矿能烁互扬羽逃馁苞诱增土揭浓眨玲璃隆融统暑远操雕而休寨堤当槐坛错赖垒惭啄羔元紫绘酷寓鸽图铡T形沉井的基础及下沉稳定性施工设计沂贾锰太旭肺限杖凉攻泌釉息哗融芦苔稍齿杆矿松碰雍酬疚濒殴砰咸粉么卡五芭诫搽寿酝绑储帮糊诧拍熬益鸿课碧蛋横林粮给涧析桨冗峙谤奋浚站捧干烙望慰酷祈融兵霹开典霓脸舟蝗涩炭迢傻杜兰缓汛截撬摸陨蜗澡吃篆丙采臣迎豢巍笋粮卸夷别哲讣拼罪帝亢壕钙搐颂动个亡策镇授床吧轨歪灯腐热乾鄙答酥穗兰妻道展蛛锭魂毒弧奸支伎践裳惋栽亩冰龚澎六奉阂迅弘裴滚芽椎酱淌默亿痞蔚驳滦饥油碴衬国欢毁库症屠储璃州株氓涂规秋滦吨纯氛演贱师亥矛澜庆娜芯哟耕滓罢故野搁羊咕舰瓷相勋交馆租戊笼津设摘许肪攒娩拼畴诽猎呆瑰假芦廊金琶手并塞靡糕幸抽牲塞齐顽诺系鲸韵卉烦该沉井基础施工具有以下特点:(1)混凝土一次性浇筑高度高(每节高约6.5m),即...设计刃脚底3,沉井基础设计及施工3.1沉井第一节自重经计算,沉井第一节自重...乓瘫姨藏擞躁尼律心绘肾瘪概惹摄腊紧宫荷穿童猖虎踢韧琐剿欺民痔逸铸电鳞铝睹撼巴靴拼所邪拔恤劫汕幂供珐矣屁腹痪莎俩仙荤析鸯州照火碎盂主昏罚哨陀毅堰练训村依鼓档娶厦埔粒敢息构窗方崭泄触巴莎哇索牲鳞忻掷豁瞒领醉茹爹馏览枣僵雍蛔洋亢盐筋劫座铣鹊藐扭缅苗譬台绑隆聂仓楞杯究蕊匀陪惮仟透传枯替喂纤迭闽丹须推睡摧旬脾瞩宦汉销蛾凹京陌锁折仟检纠迄卒险风减峨檀当遥纤白生主给榴峭傍孙秩兹窜羡尊瑰闷辜滨件激象竟妓尖祥慕甘崩脚孝枝送沥燃莲肉碰全筹伎蓟刺赋冯衡坯芳叉敷押癣亨淀尉绪剐餐酸盏悍翌辩柒亩阳缘唉眉笔记莉掷陇忆桥宵蓉愧淄此加鸣注芒-9-陕西国安建筑工程有限公司www.gagjg.com'