已建成工業(yè)廠房中沉井的設(shè)計方案.doc

已建成工業(yè)廠房中沉井的設(shè)計方案 【摘要】 探討已建成工業(yè)廠房中沉井的設(shè)計方案，以及沉井施工過程對廠房柱基的保護(hù)要點。 【關(guān)鍵詞】沉井；工業(yè)廠房柱基 L、工程概況 天津某項目1#線熔鑄車間主廠房已建成，主廠房為混凝土柱排架結(jié)構(gòu)，鋼屋架，混凝土預(yù)制板，砌體維護(hù)結(jié)構(gòu)。熔鑄車間中共有8個鑄造井設(shè)備基礎(chǔ)，依次為L1-L8鑄造井。其中L1鑄井位于廠房西側(cè)，北面臨保溫爐基礎(chǔ)，南面臨E列11線和13線柱基。主廠房柱基礎(chǔ)與L1鑄造井的平面布置圖如下： 沉井施工過程中引起主廠房柱基下沉，其中13柱下沉約120mm、柱根部出現(xiàn)裂縫、吊車梁頂面高差約60mm、鋼屋架支座位置局部變形、屋面防水層拉裂、維護(hù)墻體拉裂。 沉降原因分析：沉井施工采用井管降水法施工，施工過程中大量抽水，且有管涌現(xiàn)象出現(xiàn)，對柱基礎(chǔ)樁端周邊的土層有所擾動，從而導(dǎo)致柱基沉降。 2、工程地質(zhì)條件 、工程地質(zhì)概況 根據(jù)地質(zhì)勘察報告，擬建工程場地地勢平坦，土層結(jié)構(gòu)均勻，主要土層自上而下的地質(zhì)構(gòu)造及力學(xué)指標(biāo)描述如下：2人工填土層，均勻性及結(jié)構(gòu)性較差、1粘土，承載力特征值95kPa、1粉質(zhì)粘土、粘土，承載力特征值105kPa、1粘土，承載力特征值85kPa、1粘土，承載力特征值100kPa、粉質(zhì)粘土，承載力特征值120kPa、1粉質(zhì)粘土，承載力特征值150kPa、2粉砂，承載力特征值210kPa、?21粉砂，承載力特征值220kPa。 、地下水文概況 根據(jù)地勘報告，初見水位埋深1.503.20m，相當(dāng)于標(biāo)高2.761.99m。表層地下水屬潛水類型，主要由大氣降水補(bǔ)給，以蒸發(fā)形式排泄，水位隨季節(jié)有所變化。 本場地埋深40.00m以上可分為三個含水層：（1）潛水含水層， 埋深約11.0014.00m（標(biāo)高約-7.00-10.00m）段全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層粉質(zhì)粘土（1）屬不透水層，為潛水含水層的相對隔水底板。（2）第一微承壓含水層，埋深約21.0031.00m（標(biāo)高約-17.00-27.00m）段的全新統(tǒng)下組陸相沖積層粉土（2）及上更新統(tǒng)第五組陸相沖積層粉砂（2）屬弱透水層，可視為微承壓含水層。 （3）第二微承壓含水層，埋深約35.0037.00m（標(biāo)高約-31.00-33.00m）段的上更新統(tǒng)第三組陸相沖積層粉砂（?2）為第二微承壓含水層。 3、沉井設(shè)計方案 、排水明挖法下沉，井外井管降水，底板采用干封底。液壓缸外套管采用干封底。 勘報告顯示：L1鑄井區(qū)域鉆孔土層多呈不透水層及弱透水性，該區(qū)域內(nèi)的地下水量應(yīng)該較小，適合采用明挖法下沉。 現(xiàn)場施工過程中井體本身施工較為順利，14m深井體分兩段施工，為加快沉井下沉工期采用微型挖土機(jī)井內(nèi)挖土作業(yè)，整個沉井下沉過程較為順利、垂直度控制也較為理想，沉井刃腳下沉至設(shè)計標(biāo)高位置。接著進(jìn)行液壓缸外套管的下沉施工，先鉆孔，并抽干孔內(nèi)積水，再下沉外套管。外套管下沉幾次未能成功到設(shè)計位置，在此過程中，因為大量降水引起廠房柱基礎(chǔ)沉降。實踐證明此方案不合適。 、排水明挖法下沉，井外井管降水，底板采用干封底。液壓缸外套管采用干封底。必須配合支護(hù)措施。 實踐證明-23.0米深位置地下水較為豐富，如果將水位降至-23.0米標(biāo)高，需要大量降水，極易出現(xiàn)管涌、流沙現(xiàn)象，對主廠房基礎(chǔ)樁端土、樁側(cè)土擾動，危及主廠房的安全。如果對主廠房柱基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，并配合在沉井四周做支護(hù)處理，可以減少降水對主廠房柱基礎(chǔ)的影響。支護(hù)措施需要保證-23.0米以上土體的穩(wěn)定。 、排水明挖法下沉，井外井管降水，底板采用干封底。液壓缸外套管采用水下封底。必須配合支護(hù)措施。 降水標(biāo)高控制在-15.0米，液壓缸外套管管底采用水下封底。外套管底板封頭板下沉前不要封閉，待套管下沉到設(shè)計標(biāo)高后，采取水下澆筑混凝土封底，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度70%以上時抽干孔內(nèi)積水，在進(jìn)行內(nèi)套管的定位及澆筑內(nèi)外套管間的混凝土。支護(hù)措施需要保證-15.0米以上土體的穩(wěn)定。 、不排水法下沉，底板采用水下封底。液壓缸外套管采用水下封底。封底混凝土厚度設(shè)計需要滿足要求。 下沉采用水力機(jī)械法，利用水力機(jī)械，先用高壓射水沖碎土層，再用水力吸泥機(jī)將泥漿及土的碎塊排到井外，使井下沉。封底采用豎直導(dǎo)管法澆筑水下混凝土封底。施工時在井內(nèi)放入數(shù)根200300mm的鋼制導(dǎo)管，管底距離井底土面3040cm，在導(dǎo)管頂部連接一個有一定容量的漏斗，漏斗內(nèi)盛滿塌落度較大的混凝土，混凝土在管底部周圍堆成一個圓錐體，將導(dǎo)管下端埋入混凝土內(nèi)，使水不能流入管內(nèi)，所以以后再澆筑混凝土即在無水的導(dǎo)管內(nèi)源源不斷的往外圍流動、擴(kuò)散與升高。由于不與水接觸，避免了受水沖洗，保證了混凝土的質(zhì)量。 此方法施工，可以減小因為降水對已建成主廠房柱基礎(chǔ)的擾動。 綜合以上四種方案，第一種不可取，其它三種均可取，但造價及施工周期不同，需綜合考慮實際情況采用。該項目最終采用的是第二種方案。 結(jié)束語 在已建成的主廠房內(nèi)施工沉井必須根據(jù)地質(zhì)條件設(shè)計合理的方案，不僅考慮沉井的下沉問題，還應(yīng)考慮對已有廠房基礎(chǔ)的保護(hù)問題。在已建成的建筑物、構(gòu)筑物旁邊開挖、降水，必須充分考慮對已有建筑的影響。鑄造機(jī)設(shè)備采用沉井方案比大開挖方案優(yōu)勢明顯，但在地下水豐富的地區(qū)，對施工的要求較高，應(yīng)由有經(jīng)驗的施工單位施工，方能保證工程質(zhì)量及進(jìn)度。 參考文獻(xiàn)： 1 葛春暉. 鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計施工手冊M. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004 2 鋼筋混凝土沉井