《水工构筑物续》PPT课件

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1、第4章水工程构筑物施工（续1）4.3沉井施工4.3.1概述什么叫沉井施工？在开挖土方的过程中，将事先制作好的井筒或现场制作的井筒沉入设计的地下深度，并服务于设计的目的。1)沉井施工的作用沉井施工是修筑地下工程和深埋基础工程的重要施工方法之一。在给水排水工程中,沉井施工常用于:取水构筑物、排水泵站、大型集水井、盾构和顶管工程的工作井施工等。2)沉井施工的主要特点(1)沉井壁可作为深埋构筑物的墙壁,并能起到挡土、挡水的作用,节约支撑用料。(2)占地面积少,并能节约大量的挖方。(3)施工过程对附近的构筑物影响小。(4)适于地下水位高,涌水量大的情况进行施工。3)沉井施工的一般操作程序井筒预制

2、井筒就位开挖土方井筒下沉：(1)井筒一般预制(接地或现场附近)。(2)井筒沉放好以后,即可在筒内挖土。(3)井筒依靠自重下沉。(4)达到设计深度后,浇筑混凝土垫层和底板.沉井下沉的深度,一般为7-20m。4.3.2沉井的一般构造沉井的组成部分包括:井筒:一般为钢混结构,也可用其他材料,必须有较大强度（抗拉、剪、压）。刃脚:其作用是井筒下沉时减少切土阻力,刃脚部分可用角钢加固。横梁、隔墙等：横梁是为了增加井筒的刚度而设，也可作为隔墙。底板：是沉井下部与井壁连接的整体部分，底板与井壁预留的凹槽契合连接。沉井的类型有:单孔、多孔、圆形、矩形、菱形、阶梯型等。4.3.3沉井的施工计算1）摩阻力

3、的计算以圆形井筒为例计算土体作用在沉井外壁上单位面积上的摩阻力f（KN/m2）可由现场测定，或参照有关资料确定。土壤的类别F（KN/m2）砂卵石砂砾石砂土硬塑粘性土可塑软塑粘性土流塑粘土、粘土18－3015－2012－2525－4912－2510－12表土体作用在沉井外壁的单位面积上的摩阻力当沉井穿过多层不同类别的土层时，可按下式取其加权平均值式中：－第I层的单位面积摩阻力（）－第I层土的厚度（m）n－土的层数土体作用在沉井上的总摩阻力为式中：－井筒下沉高度－沉井刃脚外壁直径（m）f－刃脚壁单位面积摩阻力（）h－刃脚高度2）沉井下沉计算沉井按自重下沉设计，必须满足式中：－沉井自重（）－

4、沉井承受的水的浮力（）－沉井外壁承受的土的总摩阻力（）－下沉系数（取1.05－1.15）（过小难下沉，过大沉降快！）3）沉井内涌水量计算式中：－沉井内涌水量（）－土的渗透系数（）－地下水面至沉井底的深度（m）－沉井刃脚的周长（m）q－单位长度渗透量土层类别渗透系数（m/d）砂卵石、砂砾石砂土砂质粘土粘质粘土粘土100－5005－1000.05－0.10.1－0.5<0.005渗透系数经验值4.3.4沉井的施工1）沉井施工的顺序一般有两种方法：一次制作一次下沉（井筒一次制作完毕）井筒制作与下沉交替进行一次下沉的施工顺序施工准备－井筒制作－挖土、下沉－浇筑底板－养护－井内及上部施工2）沉井

5、下沉沉井下沉准备（1）拆除井筒刃脚模板及垫木；（对称）（2）封堵井壁所有预留空洞，并在外壁用水泥砂浆抹面（3）安装并检查降、排水系统（4）井筒放线定位（四个方向）（5）备好下沉时需要的挖土，出土、运土机械、设备（6）设置沉降变形观测点下沉施工方法：（1）排水挖土下沉法适用于涌水量较小，沉井所穿过的土层相对稳定，且排水总量对附近构筑物或管线不会有影响。排水方法有：明沟排水法,井点排水法,挖土方法：无论采用何种方法，其基本要求是：从中心往四周挖，分层均匀向下，靠近刃脚时，必须对称地均匀开挖。每次挖深控制在30cm左右。中央部分的土面始终高于四周土方30cm以上。排水挖土下沉法的主要优点：井

6、内保持相对直观的感觉，施工操作方便；沉井过程清楚，可尽早发现可能出现的问题。（2）不排水挖土下沉当涌水量很大，或采用降水施工会影响附近构筑物安全时，则带水下沉施工。ａ.抓斗挖土抓斗在井筒中央挖土，使之形成锅底状，当挖深超过刃脚1－1.5m时，刃脚会将其下的土挤向井中央而下沉。ｂ.高压水枪挖土用高压水枪冲刷井底的土层，使之形成泥浆，井筒下沉。泥浆用泵或吸泥机排出。水泥冲挖时，也应距刃脚一定距离。（3）配重下沉当井筒的自重小于沉井外壁与土体之间的摩擦力时，可在沉井上配重（g）加载，使之下沉：（4）触变泥浆套沉井在井壁与土体之间注入触变泥浆，形成环套状，以减少井筒与土体之间的摩擦力。3）井筒

7、下沉观测观测要点（1）在挖土时，要随时观测井筒垂线的垂直度；（2）对沉井位置、标高、垂直度进行综合观测，每班至少两次，并详细记录；（3）一旦发现倾斜、位移，应及时进行纠偏。井筒垂线倾斜度观测在井筒内侧的四个方向分别设4个垂球，垂球锥尖对准表盘中心。据垂球偏离表盘中心及偏离方位即可确定井筒的倾斜情况。沉井下沉量观测利用沉井外面地下与轴线位置先设置水平指示标尺，每次下沉前后分别测读井筒高程。也可以用水准仪或激光水平仪进行测量。4）沉井的纠偏沉井倾斜