沉井在翻车机工程中的与应用

沉井施工在翻车机工程中的应用与研究摘要根据沉井下沉受受力计算介绍绍沉井施工技技术针对沉井在下沉沉过程中研究究沉井施工对对周边环境的的影响根据沉井在下沉沉过程中的监监测数据研究究沉井穿越不不同土层的下下沉规律关键词沉井施工技术监监测环境影响响下沉规律概述沉井是修筑深基基础和地下构构筑物的一种种施工工艺。施施工时先在地地面或基坑内内制作开口的的钢筋混凝土土井身，待其其达到规定强强度后，在井井身内部分层层挖土运出，随随着挖土和土土面的降低，沉沉井井身借其其自重或在其其他措施协助助下克服与土土壁间的摩阻阻力和刃脚反反力，不断下下沉，直至设设计标高就位位，然后进行行封底。沉井施工工艺的的优点是：可可在场地狭窄窄情况下施工工较深（可达达50余米）的地地下工程；可可在地质、水水文条件复杂杂地区施工；；施工不需复复杂的机具设设备；与大开开挖相比，可可减少挖、运运和回填的土土方量。缺点点是:对周边环境境产生一定影影响，如临近近建(构)筑物的开裂裂、倾斜、道道路下沉、开开裂。一、根据沉井下下沉受力计算算介绍沉井施施工技术1、工程概况本工程为3600m2烧结机配套套项目粗破料料场扩建原料料系统工程，其其中翻车机室室作为主厂房房紧邻粗破上上山线铁路，池池壁南侧与铁铁路相距4.2m,北侧与铁路路相距3.2m。采用沉井井施工工艺，沉沉井轴线尺寸寸为30m×115m，沉井深度度为-21.22m。从2008年3月9日到2008年3月28日、从2008年5月11日到2008年6月21日分两次下下沉，共计60天。沉井总总重量6225tt,下沉总深度13.5mm,无论从重量量还是下沉深深度均在矿山山建筑史上前前所未有。2、水文地质情情况、气候条条件翻车机室地面高高程94.66m，沉井底部部高程为744.1m,土层自上而而下分别为杂杂填土①、碎石填土②、粉质粘土土③、细砂④、粉质粘土土⑤、粉质粘土⑥、碎石⑦。场地地下下水主要为贮贮存于填土层层①的上层滞水水和贮存于粉粉质粘土③、细砂④、粉质粘土⑤的空隙承压压水。承压水水的水位为87.76～82.266。河北省迁安安市气候为温带季风气候，四季气气温变化较大大，年平均降雨雨量为683.55mm，降雨雨多集中在77～9月间。3

、沉井施工工方案沉井根根据设计井壁壁形式，采取取分2次制作、2次下沉，施施工顺序为：：挖基坑——浇注砼垫层第第一节沉井制作——拆除模板、挖挖土下沉——第二节沉井制作——拆除模板、挖挖土下沉至设设计标高———沉井封底、浇浇筑钢筋砼底底板。4

、沉井结构本沉井井高达17.5m，采取分节节制作，分节节高度应保证证其稳定性，使使沉井能在自自重下顺利下下沉，沉井下下沉系数计算算如下：K=Q/H××L×ｆ其中：K—沉井下沉系系数Q—井壁自重H—井壁高度L—井壁外周长f—土壤的摩擦擦系数5

、沉井施工工过程5.1

施工坑开挖挖沉井采取在在基坑中制作作，以减少下下沉深度，降降低施工作业业面。开挖深深度为7米，考虑到到支模操作的的需要，基坑坑比沉井宽南南、北、西22米，挖土采用用2台0.3m3反铲挖掘机机进行。配合合人工修坡和和平整坑底，挖挖出的土方用用自卸车运至至弃土场堆放放。5.2

沉井制作混凝土土浇筑混凝土土采用商品砼砼，并用砼输输送泵，送至至沉井浇筑部部位，沿井壁壁均匀对称浇浇筑。浇筑采采用分层平铺铺法，每层厚厚

50cm

，将沉井沿沿周长分成若若干段同时浇浇筑，保持对对称均匀下料料，以避免一一侧浇筑，使使沉井倾斜。两节混混凝土的接缝缝处设钢板止止水带，接缝缝处经凿毛及及冲洗处理，并并浇5cm

厚减石子混混凝土。5.3

沉井下沉控控制

下沉速度的的控制根据土土质情况，采采用台阶形挖挖土自重破土土方式。采用用从中间开始始向四周逐渐渐开挖，并始始终均衡对称称地进行，每每层挖土厚度度为

0.4～0.6m.刃脚处留1.2～1.5m宽土垅，逐逐层全面、对对称、均匀地地削薄土层，方方法是顺序分分层逐渐往刃刃脚方向削薄薄土层，每次次削50cm，当土垅挡挡不住刃脚的的挤压而破裂裂时，沉井便便在自重作用用下破土下沉沉，削土时应应沿刃脚方向向全面、均匀匀、对称地进进行，使均匀匀平衡下沉。沉井挖挖土下沉采用用两台挖掘机机挖土，两台塔吊吊运运出土，由于于吊土施工困难难，综合考虑虑挖土、吊运运的施工能力力，研究沉井井下沉的安全全控制。沉井井从2008年3月9日到2008年3月28日、从2008年5月11日到2008年6月21日分两次下下沉，共计60天。在沉井开始下沉沉时，周边开开挖深度小于于10cm，避免发生生倾斜，尤其其在开始下沉沉

5m以内时，其其平面位置与与垂直度要特特别注意保持持正确，否则则继续下沉不不易调整，在在离设计深度度20cm

左右停止取取土，依靠自自重下沉至设设计标高。下沉观测沉沉井位置的控控制是在井外外地面设置纵纵横十字控制制桩、水准基基点。下沉时时，在井壁上上设十字控制制线，并在四四侧设水平点点。于壁外侧侧用红铅油画画出标尺，以以测沉降，井井内中心线与与垂直度的观观测系在井内内壁四边标出出垂直轴线，各各吊垂球一个个，对准下部部标志板来控控制，并定时时用两台经纬纬仪进行垂直直偏差观测。挖挖土时随时观观测垂直度，当当垂球离墨线线边达50mm

或四面标高高不一致时，立立即纠正，沉沉井下沉过程程中，每班至至少观测两次次，并在每次次下沉后进行行检查，做好好记录，当发发现倾斜、位位移、扭转时时，及时通知知值班队长，指指挥操作工人人纠正，使允允许偏差范围围控制在允许许范围以内。沉沉井在下沉过过程中，最大大沉降差均控控制在250mm以内。当沉沉至离设计标标高2m时，对下沉沉与挖土情况况应加强观测测，以防超沉沉。施工技术人员在在观测沉井下下沉过程中,标高、垂直直度、位移是是必须观测的的基本数据。标标高、垂直度度通过水准及及线坠可以直直接得出数据据，如何发现现刃脚偏差很很多资料都没没有涉及到,下面我介绍绍一种通过观观测垂直度数数据来确定刃刃脚偏差的方方法:通过在地面建立立控制轴线网网可以在沉井井池壁上得到到上图所示的的经纬垂直线线，通过读取取在-2m墨线、-6m墨线处悬挂挂的标尺读取取偏差数据如如上图分别为为290、241，刃脚标高高为-21.22m,根据三角形形得出沉井东东偏55.有兴趣的读读者可以自己己动手算一算算.下沉纠偏沉沉井下沉过程程中，有时会会出现倾斜、位位移及扭转等等情况，应加加强观测，及及时发现并采采取措施纠正正。产生倾倾斜的可能原原因有：⑴

刃脚下土质质软硬不均；；⑵挖土不均，使使井内土面高高低悬殊；⑶⑶刃脚下掏空空过多，使沉沉井不均匀突突然下沉；⑷⑷排水下沉，井井内一侧出现现流砂现象；；⑸刃脚局部被被大石块或埋埋设物搁住。操作中中可针对原因因予以预防，如如沉井已经倾倾斜，可采取取在刃脚较高高一侧加强挖挖土，都可使使偏斜得到纠纠正。待其正正位后，再均均匀分层取土土下沉。位移产产生的原因多多由于倾斜导导致，如沉井井在倾斜情况况下下沉，则则沉井向倾斜斜相反方向位位移，或在倾倾斜纠正时，如如倾斜一侧土土质较松软时时，由于重力力作用，有时时也沿倾斜方方向产生一定定位移，因此此预防位移应应避免在倾斜斜情况下下沉沉，加强观测测，及时纠正正倾斜。位移移纠正措施一一般是有意使使沉井向位移移相反方向倾倾斜，再沿倾倾斜方向下沉沉，至刃脚中中心与设计中中心位置吻合合时，

再纠正倾斜斜，因纠正倾倾斜重力作用用产生的位移移，可有意向向位移的一方方倾斜后，使使其向位移相相反方向产生生位移纠正。沉井下下沉产生扭转转的原因是多多次不同方向向倾斜和位移移的复合作用用引起的，可可按上述纠正正位移、倾斜斜方法纠正位位移，然后纠纠正倾斜，使使偏差在允许许范围以内。5.4

下沉到位、封封底技术当沉沉井沉到设计计标高，经2～3天

，下沉已稳稳定，在8h内累计10mm时，即可进进行沉井封底底。二、沉井对对周边环境的的影响范围当地下水位较高高时沉井采用用排水下沉,井身内部分分层挖土运出出，随着挖土土和土面的降降低，沉井井井身借其自重重或在其他措措施协助下克克服与土壁间间的摩阻力和和刃脚反力，不不断下沉时，土土的含水层被被切断,地下水位会会不断补给,为保证正常常的施工环境境,就需要将地地下水位降低低,在抽水影响响半径范围内内土体会产生生固结,从而引起周周边地表沉降降。同时,在井内挖土土时,井内外会存存在一定的水水头差,在动水压力力下,井内会发生生流土、砂涌涌现象,导致井体周周围土体松土土破坏,引起塌陷,这种塌陷范范围与井下沉沉的深度成正正比。根根据有关资料料表明,地表沉陷范范围内：沉陷陷范围的长度度为沉井外边边的2倍，沉陷宽宽度w取：w=h×tg((45°-￠/2)式中h—沉井的的下沉高度；；￠—土的内摩擦擦角（最好取取三轴快剪试试验测定的内内摩擦角）。根据本工程的岩岩土勘察报告告,沉井部位的的地质情况如如下:层为杂填土,,层厚2.5m①1层为杂填填碎石土,层厚3.8m层为粉质粘土土,层厚1.2m,,内摩擦角￠=4°内聚力c=23KKPa②1层为细砂砂,层厚2.1m,,内摩擦角￠=30°内聚力c=0KPPa层为粉质粘土土,层厚3.4m,,内摩擦角￠=4.8°内聚力c=23KKPa层为粉质粘土土,层厚2.3m,,内摩擦角￠=5.2°内聚力c=26KKPa④1层为碎石,,层厚4.5m,,内摩擦角￠=35°内聚力c=0KPPa相关数据可以得得出结论:1、地表沉降影影响宽度:W=W1+W22+W3+W4+W5=1.11+1.2++3.1+22.1+2..3=9.88mW1=1.2mm×tg(445°-4°/2)=11.1mW2=2.1mm×tg(445°-30°/2)=11.2mW3=3.4mm×tg(445°-4.8°/2)=33.1W4=2.3mm×tg(445°-5.2°/2)=22.1mW5=4.5mm×tg(445°-35°/2)=22.3m2、地表沉降影影响长度:L=2××30m=660m。沉井下沉深度与与影响环境的的深度与宽度度如下图所示示:三、根据沉井在在下沉过程中中的监测数据据研究沉井穿穿越不同土层层的下沉规律律1、下沉阻力现现场监测成果果沉井下沉数据采采用在沉井井井壁上的等分分标高线每天天于上午8时，下午18时每天两次次观测得到，下下沉60d,总共下沉13.5m。以时间为横坐标标、下沉深度度为纵坐标绘绘制沉井穿越越不同土层时时的速率图:由下沉曲线可见见,沉井穿越粉粉质粘土层、细细砂层、粉质质粘土层上部部等，速率为为396mmm/d；沉井穿越越碎石层速率率分别为111mmm/d。2、原因分析根据沉井下沉系系数计算公式式:K=Q/H×LL×ｆ第一阶段:QQ1=622250KN;;H=13..5m;L==98m;ｆｆ1=19..32K1=2.444>1.155第二