论文沉井设计施工在市政工程中的应用.doc

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1、沉井设计施工在市政工程中的应用一、沉井的作用及适用条件沉井是一种利用人工或机械方法清除井内土石，并借助自重等措施克服井壁摩阻力逐节下沉至设计标高，再浇注混凝土封底并填塞井孔，成为建筑物的基础的井简状构筑物。沉井结构和沉井施工的特点是：埋深较大，整体性强，稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载。适用于工业与民用建筑的深坑、地下室、水泵房、设备深基础、桥墩、码头等沉井工程。沉井结构截面尺寸和刚度大，承载力高，抗渗、耐久性好，内部空间可资利用，可用于很大深度地下工程的施工，深度可达50m；施工不需复杂的机具设备，在排水和不排水情况下均能施工；可用于各种复杂地形、地质和场地狭窄条件下

2、施工，对邻近建筑物、构筑物影响较小；当沉井尺寸较大，在制作和下沉时，均能使用机械化施工；比大开挖施工，可大大减少挖、运、回填土方量，可加快施工速度，降低施工费用。二、沉井设计施工应用实例沉井是近年来我院引进的新型施工工艺，成功应用的重要工程为长春市伊通河排水管网部分改造工程及翟家明沟污水截流工程等。例如长春市伊通河排水管网部分改造工程。工程竣工后，将实现雨污分流，彻底解决伊通河环境污染问题。拟建工程工期两年，为不破坏场地周边环境，大部分地段采用国内先进的泥水平衡非开挖机械顶管施工工艺，少部分地段采用开槽施工，作业井及接收井均采用沉井法施工。沉井及泥水平衡非开挖机械顶管施工方式在我市均属首次应用

3、。地层条件：第层人工填土，该层较厚；第层有机质粉质粘土，以软塑为主，湿，稍密-中密，高压缩性，均匀性较差；第层粗砾砂，局部含中砂，稍密-中密，饱和，中压缩性；第层全风化粉砂质泥岩；第层强风化粉砂质泥岩；第层中风化粉砂质泥岩。勘察期间为接近枯水季节，地下水稳定水位为1.50-4.80米，标高为189.68-191.32米。丰水季节地下水位将有所回升，回升幅度主要受大气降水影响，以及伊通河蓄水条件影响，其上升幅度约为1.001.50米。沉井：采用C30混凝土，抗渗等级S8，沉井钢筋保护层40毫米。沉井拟采用排水法下沉，分节浇注。三、沉井设计施工中应注意的问题及处理针对长春市伊通河排水管网部分改造工

4、程，采用沉井设计施工应注意如下的问题：1、偏斜沉井偏斜大多发生在下沉不深时，特别是沉井在、人工土、有机质粉质粘土中施工时，应做好检测工作，注意防止产生沉井偏斜问题。导致偏斜的主要原因有：土表面松散，场地、河底高低不平，软硬不均；刃脚制作质量差，井壁与刃脚中线不重合；抽垫方法欠妥，回填不及时；除土不均匀对称，下沉时有突沉和停沉现象；刃脚遇障碍物顶住而未及时发现，排土堆放不合理，单侧受水流冲击淘空等导致沉井受力不对称。通常可采用除土、压重、顶部施加水平力或刃脚下支垫等方法纠正偏斜，空气幕下沉也可采用单侧压气纠偏。2、难沉即沉井下沉过慢或停沉。主要原因有：开挖面深度不够，正面阻力大。偏斜，或刃脚下遇

5、障碍物、坚硬岩石和土层。井壁侧阻力大于沉井自重。井壁无减阻措施或泥浆套、空气幕等遭到破坏。根据勘察结果，沉井基础多落在、层全、强风化粉砂质泥岩上，而刃脚以上的地层特别是全、强风化粉砂质泥岩的摩阻力大，不利于沉井下沉。解决难沉的措施主要是增加压重和减少井壁侧阻。增加压重的方法有：提前接筑下节沉井，增加沉井自重；在井顶加压沙袋、钢轨等重物迫使沉井下沉；不排水下沉时，可井内抽水，减少浮力，迫使下沉，但需保证土体不产生流沙现象。减少井壁侧阻的方法有：将沉井设计成阶梯形、钟形，或使外壁光滑；井壁内内埋设高压射水管组，射水辅助下沉；利用泥浆套或空气幕辅助下沉；增大开挖范围和深度。必要时可采用0.1-0.2

6、kg炸药起爆助沉。但同一沉井每次只能起爆一次，切需适当控制爆震次数。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。该工程是沉井在人工土、有机质粉质粘土中施工时，应注意防止产生沉井突沉问题。引起突沉的主要原因是井壁侧阻较小，当刃脚下土被挖除时，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，易出现流砂现象，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。防止流砂的措施有：排水下沉发生流砂

7、时可向井内灌水，采取不排水除土，减小水头梯度；采用井点降水、深井降水和深井泵降水，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。5、应根据各沉井埋深情况，结合沉井处地下水位，采取排水措施。考虑泥岩中水量不大特点，建议采取井内排水措施。6、应对结构进行抗浮验算。7、由于沉井施工在我市尚属首次应用，建议选取适当地段进行原型试验，以验证沉井设计施工的可行性，解决施工中的问题。综上所述，沉井施工工艺具有占地面积少，对周围建筑物影响小等特点，被广泛用到市政工程建设当中。在实际施工过程中，要严格按操作规程办事，科学管理、精心施工，特别是在沉井制作、下沉过程中，要加强观测和微调。本文是笔者结合自己

8、的实际工作经验，简单的介绍了沉井设计施工过程中的常见问题，期待能为沉井的设计施工提供些许有效的参考。-城市隧道勘察应关注的几个岩土工程问题潘大男，房青春，孙光（长春市市政工程设计研究院，长春130012）摘要：随着我国城镇化发展进程的加快，隧道在城市道路建设中得到了广泛的应用。本文以长春市隧道工程为例，依据国家岩土、基坑及地铁等规范，对城市隧道涉及的岩土工程问题进行总结，对勘察工作的实施提出了建议。关键词：城市隧道，设计条件，影响因素，岩土勘察；0引言加快城市建设步伐，走中国特色城镇化道路，是我国经济发展的又一重大战略方针。以长吉两市为例，到2020年，长吉一体化区域城镇人口将达到700万，城

9、镇化率达到80%以上。加大城市基础设施投入，提高城市的承载能力，已成为各级政府的当务之急。2009年，长春市完成渠化改造路口31处，大中修道路46条，新建续建桥梁14座、道路137条，仅长春四环路一项，通车里程达67公里，在这些工程中，隧道成为一种重要的道路交叉方式。下面以长春大街隧道工程为例，对城市隧道设计勘察中所涉及的岩土工程问题探讨如下。1工程概况拟建长春大街隧道，是长春亚泰大街改造工程的一个重要节点，位于市区繁华地段，长1200米，宽25米，穿越长春大街等五条街路，两端入口采用悬壁式挡土墙，中间部分采用矩形框构结构，区间采用U型槽，底板最大埋深11.00米，明挖法施工或盖挖法施工。2场

10、地工程地质条件拟建场地位于长春伊通河以西，地貌单元为松辽平原波状台地，地层岩性自上而下依次为：层人工填土，褐黑色，粘性土为主，厚度0.304.50米；层粉质粘土，褐黄色，湿，可偏塑硬，厚度0.507.90米；层粘土，褐黄色，硬塑，饱和，厚度0.807.60米；层粗砾砂，黄色，密实，饱和，厚度0.203.70米；层泥岩与粉砂质泥岩互层，紫红色，全强风化状态，稍湿，厚度10.0015.00米。第四系覆盖层平均厚度15米，白垩系紫红色泥岩与泥质粉砂岩构成基底，地下水稳定水位埋深2.503.00米。抗浮设计水位，按地方经验以稳定水位上升1.00米取地表下1.502.00米。3岩土工程问题根据隧道的结构

11、形式，拟采用的施工工艺，结合场地地质条件，隧道设计施工涉及的岩土工程主要有：3.1支护措施及开挖方式的选择长春大街隧道地处我市繁华地带，周围建筑鳞次栉比，基坑施工不具备天然放坡及排桩+锚杆的支护条件，排桩+内支撑是首选方案。此方案虽会对施工产生一定的影响，但对基坑维护结构的稳定以及基坑周边建筑物地下管线可起到有效的保护作用。场地位于城市交通要道，基础施工不能阻断交通，开挖方式应选用盖挖法。3.2降水产生的影响U型槽最大埋深11米，场地地下水位2.503.00米，基础施工需采用基坑降水措施，水位至少应降至底板下1.00米，平均水位降深10米，地基土因水位下降而增加的附加压力达100kpa。目前，

12、长春市基坑降水均采用管井法，以降水时间3个月计，持续降水对周边建筑特别是采用天然地基浅基础建筑产生的影响不容忽视。3.3 抗浮问题隧道正常使用期间，按抗浮设计水位计算，地下水对矩形框构结构将产100110kpa的浮力，结构自重及上覆土重能否克服地下水的浮力作用，需要进行抗浮设计，准确确定抗浮设计水位。3.4 基底回弹问题U型槽底埋深-11.00米，持力层位于粘性土层中，地基土卸荷后，地基土能否产生卸荷回弹问题。4勘察工作要点与普通市政道路工程不同，由于隧道工程涉及复杂的岩土工程问题，因此除钻探取样等常规勘探手段外，尚应对涉及的岩土工程问题进行重点勘察。4.1 U型槽勘探孔布置采用内撑支护方式，

13、立柱要承担很大的荷载，因此，布置U型槽勘察工作时，除在U型槽两侧应布置勘探孔外，U型槽中轴线亦应布置勘探孔，其勘探深度应大于两侧的勘探孔；4.2 水文地质试验应进行地下水水文地质试验，确定地层渗透系数，单井涌水量，基坑出水量，为基坑降水设计提供依据。目前，长春粘性土渗透系数普遍采用0.450.50m/d的半经验数据，此数据是通过粘性土混合抽水试验确定的。由于长春粘性土中地下水补给慢，所确定的渗透系数精度有限，因此，应采用压水试验方法，分层确定粘性土及砂土的渗透系数等水文地质参数。4.3 地下水位观测抗浮问题是当今基础工程的热点，由于长春市没有历年水位观测资料，抗浮设计水位完全靠经验推测，而抗浮

14、水位对工程投资及工程安全影响巨大。为此，在工期允许情况下，应从方案设计阶段开始，布设水文地质观测孔，对地下水进行长期观测，摸清地下水位变化规律。4.4 特殊性试验对基坑支护工程应进行地基土静三轴试验，确定地基土抗剪强度指标、，为基坑支护设计提供参数。根据长春建筑基坑设计经验，采用三轴不固结不排水剪确定的、值偏于安全，采用三轴固结不排水剪确定的、值更能反映工程实际。此外，应进行土的高压固结试验，确定土的前期固结压力，压缩指数，回弹指数，为分析评价降水对周边建筑产生的影响以及评价基底回弹问题提供依据。4.5 岩土工程监测上述岩土工程问题，不仅是隧道工程建设中的难点和重点，也是岩土工程界的难题，其中

15、的多数问题尚处于探索阶段，经验不多，没有成型的解决措施。隧道工程，关系到城市交通安全，关系国计民生，容不得半点纰漏。因此，对隧道基坑支护、降水等对工程环境产生影响的项目，应采取严格的监测措施，对维护结构以及邻近重点建筑进行沉降变形监测，限定变形控制标准，制定预防措施，确保工程的安全。5结语城市隧道涉及众多的岩土工程问题，施工难度大，技术复杂，岩土工作者应发挥聪明才智，不断总结，积极探索，使城市隧道勘察工作做到即安全经济，又提高创新。参考文献1刘钊,佘才高,周振强.地铁工程设计与施工.人民交通出版社2006年1月2建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99.中国建筑工业出版社 2006年2月3地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范 GB 50307-1999.中国计划出版社 2006年3月-非开挖技术-泥水平衡非开挖机械顶管施工在工程中的应用作者：田禄霞随着国家现代化的进