[发明专利]一种针对软土地区大型沉井的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑施工领域，特别涉及一种针对软土地区大型沉井的施工方法。

背景技术

沉井既是深基础，又是特殊的施工方法，具有基础工程占地面积小、不需另设围护、可满足对地下空间特定的功能要求等特点。但是在软土地区施工时，由于土质很差、含水量高，大型沉井在下沉过程中经常会出现沉井倾斜和突沉，特别是封底时沉井周边与基底等土体不足以控制沉井下沉，达不到沉井封底的条件，出现超沉和井底涌土等现象。

对位于软土地区的大型沉井，在施工阶段主要考虑两个系数：下沉系数K和下沉稳定系数K＇。下沉系数K在1.05～1.25时符合沉井施工条件，淤泥质土中K取小值。当下沉系数较大、在软弱土层中下沉或沉井可能发生突沉时要验算下沉稳定系数K＇，K＇在0.8～0.9时能满足施工，并能有效防止突沉和封底时超沉。因此，在软土地区，当土质很差时，无法简单地通过控制挖土的方法来解决沉井倾斜、超沉和井底涌土等问题，并且达不到8h内沉井下沉值小于10mm的封底条件。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种针对软土地区大型沉井的施工方法。采用该施工方法能有效调整下沉系数K和下沉稳定系数K＇，确保沉井均衡下沉，解决井底涌土和超沉等难题。

一种针对软土地区大型沉井的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

⑴ 测量放线，表层土体开挖，进行垫层施工并铺设枕木；

⑵ 施工刃脚、首节井筒与地梁的钢筋与模板；

⑶ 在首节井筒与下节井筒的交接处设置一道钢板止水带；

⑷ 浇筑首节井筒与地梁的混凝土并进行养护； 

⑸ 凿除刃脚垫层，进行土方开挖，下沉井筒；

⑹ 首节沉井基本稳定后，施工第二节井筒；

⑺ 完成第二节井筒的养护工作后，开挖土方下沉井筒，并继续施工后续各节井筒并下沉井筒；

⑻ 最后一节井筒施工完成，若接近设计标高时下沉速度仍偏快，在未封掉的底板范围内打设松木桩控制井底涌土；

⑼ 下沉沉井，达到封底条件时施工碎石垫层，然后浇捣素混凝土垫层；

⑽ 施工沉井底板，并进行养护。

优选地，步骤1中的垫层采用80mm厚C20的细石混凝土垫层，垫层上铺设15×25cm的枕木，每段长度枕木为1m，枕木间留设20mm空隙。

优选地，步骤2中的刃脚踏面宽度不小于200mm，刃脚斜面与水平面的夹角宜取45°。土质越差刃脚踏面宽度越大，土质极差时，可将夹角提高到50～60°。

优选地，步骤3中的钢板止水带做法：钢板厚度为3mm，宽度为500mm，通长设置。 

优选地，步骤4中的混凝土采用自拌混凝土泵送施工，沿沉井外围进行对称、均匀浇捣，每层厚度控制在300mm以内，每节混凝土一次浇捣成形。

优选地，步骤5中的土方开挖采用把杆或长臂挖掘机分块、同步、对称均衡取土。

优选地，步骤6中的首节沉井露出地面1m时，使沉井稳定，在刃脚部位和地梁两侧进行土方回填，增加土体的阻力。

优选地，步骤7中的土方开挖采用先开挖中间部位土方，再开挖四周刃脚边土方的方式，每层厚度控制在400~500mm。

优选地，步骤8中的松木桩采用根部直径在200mm左右，梢部直径在160mm以上，长度为5m，采用在PC200挖掘机抓斗上焊接150mm的钢管静压打设，在井底由中央向四周扩展打设，松木桩间距为500mm。

优选地，步骤9中的碎石垫层厚度为100mm，素混凝土垫层厚度为200mm，素混凝土强度为C25。

优选地，步骤10中的封底时采取分块对称施工，先进行沉井四周的底板施工，再进行沉井中央的底板施工。

大型沉井受力性能差，本发明的施工方法首先通过增加刃脚踏面宽度、减小刃脚斜面与水平面的夹角、在沉井底板上增设地梁，施工时将地梁与第一段井壁及刃脚一起施工，增大下沉阻力，控制好沉井下沉系数，从根本上控制沉井的下沉速度与突沉。然后，通过分块、同步、对称均衡取土，先开挖中间土方再开挖四周刃脚边土方。其次，在沉井接近设计标高时，在井底由中央向四周扩展静压打设松木桩，一方面减小土体孔隙比，挤密桩周土体，增加土体固结强度，从而增加土体阻力；另一方面木桩打入土体的间距较密，土体由中部向四周不断挤压，形成强力挤土效应，有效控制下部与外侧土体涌入沉井。最后，达到封底条件时采取分块对称施工，先进行沉井四周底板的施工，再进行沉井中央底板的施工。采用该施工方法能有效调整下沉系数K和下沉稳定系数K＇，确保沉井均衡下沉，解决井底涌土和超沉等难题。