沉灰池沉井施工方案__墨水学术,论文发表,发表论文,职称论文,名作

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:244

副标题#e#关键词：沉井二次设计支撑下沉降水封底
　　1、工程概况
　　    南堡化工厂锅炉房工程位于化工厂院内东北侧，沉灰池属该工程配套工程，平面呈矩形，长19.4米，宽11.2米，水池顶标高0.15m,底标高-5.75m（相对标高）。混凝土外壁厚度为400mm和450mm,内壁厚度为250mm和300mm。外墙壁钢筋螺纹20和螺纹16，内墙壁钢筋为螺纹12。砼为C25抗渗混凝土，抗渗等级S8。
　　    根据中地勘查设计院提供的地质报告，地下水位-1.80m，建筑物地下部分基本位于粉土层中，承载能力标准值fk=80kpa。地下水位深度在自然地面下1.0m左右，粉土层的渗透系数位0.25m/d。
　　2、施工方案选择根据地质报告可知土的渗透系数较小，在沉井施工之前为了进一步了解地质情况，在沉灰池中心，用挖掘机开挖一个3m*3m*3m的检查坑，按1：3放坡。开挖当时一切正常，但经过8小时后，全部坍塌。通过对地质的实际检查和现场实际情况的综合判定，沉灰池和上煤间按正常方法不能施工。若采用双排机械沉管灌注桩、钢板桩、人工打桩护壁、挖孔灌注桩及混凝土预制桩等多种方法，则工期较长，造价又高，为使水池工程能尽快交付使用，进行了多种方案的对比后，采用沉井方法施工上煤间和沉灰池。在沉井施工中，配2台污水泵在沉井内明沟排水，以保证正常施工和防止封底时池体漂浮，沉井内明沟布置详见附图。在井壁的底板部位预埋通长钢板，以便施工底板时焊接钢筋，并增加混凝土封底施工项目。
　　3、施工前准备在沉井施工前首先对地下各种管道及地下障碍物进行改线和拆除。
　　根据沉井的高度采用半基坑土方开挖半沉井下沉方法施工，根据沉井部位的地质状况，为保证沉井初沉阶段的均衡下沉，将人工填土层挖除，即在自然地面向下挖0.7m深土方后,再在基坑内制作水池下沉至设计标高的方法。这样既可以了解地下障碍物情况，又可以保证土层含水量及承载力均匀，便于初沉平稳。
　　    根据地质资料提供的地下水情况，地下水位较高，所以在土方开挖前应准备好足够的排水设备。土方开挖按自然地面下0.7m深考虑，对0.7m深的土方开挖采用自然放坡，按1：1放坡，为保证在基础坑下施工安全，作以简单的边坡维护，即用草袋子装沙至下向上砌筑0.7m高。
　　    由于沉井井壁即为沉灰池和上煤间墙体外壁，因此选择建筑物位置为沉井预制位置。为便于施工，并考虑沉井支撑墙混凝土浇注的需要，沉井内的检查坑先用素土回填，井壁外侧3m以内场地软土表层用15cm厚、2：8灰土压实，支撑墙底另做3m宽0.5m厚砂石垫层。
　　    为了保证沉井混凝土在下沉过程中由于不均匀下沉，在沉井竖壁上出现纵向或水平裂缝,本方案提高沉井混凝土强度。
　　4、沉井设计
　　设计原则，在原设计位置预制墙壁，在墙体相交处全部加腋，墙体重新设计厚度、配筋、混凝土强度等级做调整，沉井井壁做好临时加固支撑，保证下沉时沉井完好。制作详见沉井施工图
　　5、沉井制作
　　5、1垫木铺设数量计算
　　原地面为粉土层，容许承载力f=80kN/m2。沉井混凝土总量为251.7m3，按容量25KN/m3计，总重为6292KN。沉井刃脚底面积为11.86m2。垫木规格为0.160m*0.22m*2.0m。砂垫层承载力f=180kN/m2。
　　    N=G/Af
　　    G---沉井单位长度的重力
　　    A---每根垫木与砂石垫层接触的底面积
　　    f---地基或砂石垫层的承载力
　　    G=6292/59.3=106.1kN/m
　　    A=0.22*2=0.44m2
　　F=180kPa
　　    N=G/Af=106.1/0.44*180=1.34(根)，垫木间距为0.7m。 #p#副标题#e#
　　5、2砂垫层设置
　　    为便于基底找平提高基底承载力和以后抽出垫木，在垫木下铺500mm厚砂垫层，垫层宽度3m。
　　5、3设置混凝土外壁刃脚
　　    刃脚设置高度为600mm。刃脚配筋同墙壁钢筋（见刃脚施工图）。在刃脚制作时刃脚背要平直，与池壁垂直，刃脚尖和池壁中心要垂直，否则刃脚会失去导向作用。5、4沉井混凝土施工
　　    墙体使用大模板施工。拆模后剔除橡胶塞，把外伸部分的螺栓割掉，用同标号水泥砂浆塞实抹平。
　　    水池混凝土施工应将水池分成若干段，同时对称均匀分层浇筑混凝土，每层浇筑高度在300mm左右，以免造成不均匀下沉或产生倾斜。为加快施工进度，混凝土中所用水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥并掺入混凝土早强剂。水池外壁混凝土表面应平整光滑，使用大模板和穿墙螺栓进行加固。
　　    水池制作允许偏差。平面尺寸长、宽+0.5％并不大于50mm。对角线差 异不大于1％的对角线长度。混凝土断面厚度不大于+15mm。6、沉井下沉验算沉井（水池）能否顺利下沉重要因素是沉井（水池）的下沉系数≥1.15。沉井（水池）下沉必需克服池壁与土间的摩擦阻力和土层对刃脚的反力。
　　下沉系数按下式计算：
　　    K=(Q-B)/(T+R)
　　    Q－沉井自重及附加荷载（kN）,Q=6292kNB－被沉井排出水重量（kN）,如采取排水下沉时B=0T－沉井壁与土间的摩阻力（kN）T=Q/L(h+H/2-h/2)fh－刃脚高度,h=0.6mH－沉井全高,H=6.5mR－刃脚反力（kN），如采取将刃脚底面及斜面的土方挖空，则R=0f-井壁与土的摩擦系数，粉质粘土为25kN/m2
　　    经上式计算K值为1.18>1.15可以满足下沉要求。
　　7、沉井下沉
　　7.1准备工作沉井必须在混凝土强度达到设计强度后才能开始下沉，下沉前作好以下准备工作：①井壁外画观测标志，在沉井墙壁外侧转脚部位设水准观测点（观测点详见附图），观测下沉量及平衡情况；在中轴线处设垂直线，观测沉井位移及平衡。②拆除模板。③挖除表层灰土7、2垫架拆除与井壁的支撑加固
　　    当水池混凝土达到设计强度70%以上后，水池刃脚的垫架可以拆除.拆除之前，用壁厚8毫米，300毫米*500毫米的矩形钢管对井壁进行支撑，应对下沉过程中土对外壁产生的侧压力，保证混凝土井壁下口尺寸变形幅度在规范要求范围内，支撑部位见附图。拆垫架应对应分组依次、对称同步进行。在每拆一个垫架后刃脚下应立即用中砂填实。在刃脚的内外侧填筑成小土提并分层夯实。在拆垫架时要加强观测，注意下沉是否均匀。支撑墙底模拆除后，沉井稍有下沉，但刃脚侧面随即承力，沉井止沉。7、3沉井下沉
　　    根据地质勘查资料，水池位于粉土层中，采用在水池内挖土的方法使水池下沉。从中间开始逐渐向四周每层开挖土0.4－0.5m。在刃脚处留1～1.5台阶然后在沿池壁每2－3m为一段向刃脚方向逐层、全面、对称、均匀的削薄土层，每次削5～10cm。当土层经不住刃脚的挤压而破裂，沉井（水池）便在自重作用下均匀的挤压而破土下沉，如果下沉很少或不下沉可再从中间挖0.4~0.5m，并继续按上述方法沿四周均匀开挖使水池平稳下沉。
　　7、4在水池下沉过程中应注意以下几个问题
　　    (1)水池在制作过程中要严格按设计和工艺标准施工，确保尺寸准确表面平整光滑。
　　    (2)在粘土层下沉过程中应采取连续挖土、连续下沉不使中间停歇时间过长。
　　    (3)对土质软硬不均的土层应先挖硬一侧后挖软一侧，对流沙只挖中间不挖四周。
　　 &nbs#p#副标题#e#p;  (4)井壁(池壁)预留洞口用块石填堵作为配重，保持池壁各段重量均衡达到平衡下沉。7、5水池下沉过慢或不下沉时应采取以下方法处理
　　    在计算水池系数时，土层对水池外壁的磨阻力系数按几种土层平均摩阻计算，由于计算中的土层厚度与实际土层厚度有偏差，所以在以上计算中也就存在着偏差。水对水池的浮力是按水池排开水两米深的情况下计算。如果土层的实际情况和水池的排水深度与计算不符时，就会出现水池下沉过慢或不下沉，在这种情况下应采取以下措施.
　　    (1)如因水池外壁磨阻过大造成，可在水池外壁用0.2~0.4MP压力水流。动水针(或胶皮水管)沿水池外壁空隙射水冲刷助沉，下沉后用黄泥浆填满孔洞。
　　    (2)、池上部加荷载(用丝袋装砂石压在水池上部)增加水池自重使之下沉。
　　    (3)、将刃脚下的土分段均匀挖除，减少正面阻力或继续第2层(深0.4~0.5M)碗形破土，使刃脚下土失稳下沉。
　　    (4)、在井壁周围空隙中充满触变泥浆(膨润土20%、火碱5%、水碱75%)或用搅拌机搅拌黄泥浆用泥浆罐加气压将泥浆压入外壁的空隙中。8、水池土方开挖本工程的土方开挖土方分两部分。第－部分为水池制作之前的土方开挖，采用机械开挖至自然地面下0.7m米。第二部分为水池制作完达到设计强度的100%后，在水池内采用人工挖土。人工挖水池内的土方用25t汽车吊在水池外侧将水池内人工所挖土方吊出装入自卸汽车内运出场外。人工挖土方按每天下沉0.2m考虑，如果每人每天挖2m3土，水池内配20人挖土。9、沉井9.1当水池沉到设计标高，经2－3天下沉稳定或经观测在8小时内累计下沉量不大与10mm时，即可以进行封底。本工程采用排水封底，在排水时要加强观测，特别注意水池漂浮，如发现有飘浮现象，应立即停止排水，采取加荷载再进行排水。
　　9.2水池的封底：
　　为了防止水池漂浮和减少外侧地下水渗入池内，当沉至设计标高并稳定后，对池体外侧100mm宽缝隙用C10细石砼进行处理。
　　将池底分为四个锅底形，由刃脚向中心挖放射形排水沟并填以500mm碎石做成滤水暗沟，在每个锅底内作一个深1.5m*1.5m*0.8m以上积水井，插入φ800周围带孔眼(φ8眼)的钢管，四周填2－4cm碎石使池内水汇集在每个分格内的积水井内,用水泵抽出。
　　浇筑封底C20混凝土，待混凝土垫层强度达到C10左右，调直池壁预留钢筋，焊接并绑扎底板钢筋，钢筋马凳@1000梅花状布置（马凳制作详见附图）。浇筑C30、S8抗渗混凝土时应在整个池底面积上同时不间断进行，由四周向中央推进并振捣密实，每层厚30-50cm；井内有隔墙的，应前后左右对称的逐孔浇筑。混凝土采用自然养护，养护期间继续抽水。
　　9.3积水井封堵：
　　    待底板混凝土强度达到70％并经抗浮验算后，对集水坑逐个停止抽水，逐个封堵。封堵方法是将滤水井中水抽干，在套管内迅速用干硬性的高强度混凝土进行封堵并捣实，然后上法兰盘用螺丝拧紧并焊牢。
　　10、沉井测量控制与观测水池位置标高控制，在水池外部地面及水池顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准点，以控制位置及标高。水池垂直度控制，是在水池内分四等分标出垂直线，用白色油漆画在池壁上，在水池下沉时用线锤对准各直线。11、沉井抗浮稳定验算由于本方案采用半土方开挖，半沉井方法施工，当水池全部完工后，立即进行回填土方以保证水池的抗浮稳定系数K值大于1.25。
　　    K=(G+f)/F
　　    K-抗浮稳定系数
　　    G-沉井自重力，G=9195kN
　　    F-地下水向上的浮力,F=19.65*11.4*10*6=13440.6kN
　　#p#副标题#e#    f-井壁与侧面土反摩阻力,f=7763kN
　　    K=1.26>1.25,故抗浮稳定。