一、沉井下沉过程中遇到的问题
沉井开始下沉阶段,井体入土不深,下沉阻力较小,且由于沉井大部分还在地面以上,侧向土体的约束作用很小,所以沉井最容易产生偏移和倾斜。这一阶段应严格控制挖土的程序和深度,注意要均匀挖土。实际上沉井不可能始终是理想地竖直均匀下沉的,每沉一次,难免有些倾斜,继续挖土时,可在沉得少的一边多挖一些。所以在开始阶段,要经常检查沉井的平面位置,随时注意防止较大的倾斜。
在沉井下沉的中间阶段,可能会开始出现下沉困难的现象,但接高沉井后,下沉又会变得顺利,且仍易出现偏斜。当下沉到后阶段,主要问题将是下沉困难,偏斜可能性就很小了。沉井下沉发生困难的主要原因是:井壁摩阻力太大,超过了沉井的重量。
二、处理方法
1.纠正倾斜的措施
在下沉过程中应随时观测沉井的位置和方向,发现与设计位置有过大的偏差应及时纠正。
如因沉井底部的一部分遇到了障碍物,致使沉井倾斜,这时应立即停止挖土,查清情况。在不排水挖土的情况下,甚至可以派潜水员下去观察,然后根据具体情况,采取不同的措施排除障碍:
1)遇到较小孤石时,可将障碍四周的土挖掉取出。
2)如为较大的孤石或旧建筑物的残破圬工体,则可用小量爆破方法,使其变为碎块取出,但不能把炸药放在孤石表面临空爆破。对刃脚下的孤石,应不使炮眼的最小抵抗线朝向刃脚,装药量应控制在0.2kg以内,并在其上压放土袋,以防炸损刃脚和井壁。
3)遇到成层的大块卵石时,可先清除覆盖的泥砂,然后找寻松动或薄弱处,用挖、铲、撬的办法挖掉。对较大的卵石,在不排水的情况下,也可用直径大于卵石的吸泥机吸出。
4)遇到钢件时,可切割排除。
当沉井的入土深度逐渐增大,沉井四周的土层对井壁的约束也相应增大,这样给沉井的纠偏工作带来很大困难。因此,当沉井的下沉深度较大时,纠正沉井的偏斜,关键在于破坏土层的被动土压力。可利用高压射水管沿沉井高的一侧井壁外面插入土中,破坏土层结构,使土层的被动土压力大为降低。这时再采用上述方法,可使沉井的倾斜逐步得到纠正。
按照《公路桥涵施工技术规范》要求,沉井沉至设计标高时,其位置误差应不超过下述规定:
1)底面中心和顶面中心在纵横向的偏差不大于沉井高度的1/50。对于浮式沉井,允许偏差值还可增加25cm。(www.daowen.com)
2)沉井最大倾斜度不大于1/50。
3)矩形沉井的平面扭角偏差不大于1°。
2.克服沉井下沉困难的措施
(1)加重法
在沉井顶面铺设平台,然后在平台上放置重物,如钢轨、铁块或砂袋等,但应防止重物倒坍,故垒置高度不宜太高。此法多在平面面积不大的沉井中使用。
(2)抽水法
对不排水下沉的沉井,可从井孔中抽出一部分水,减小浮力,增加向下压力使沉井下沉。此法对渗水性大的砂、卵石层,效果不大;对易发生流砂现象的土,也不宜采用此法。
(3)射水法
在井壁腔内的不同高度处对称地预埋几组高压射水管,在井壁外侧留有喇叭口朝上方的射水嘴,高压水把井壁附近的土冲松,水沿井壁上升,还起润滑作用,从而减小井壁摩阻力,帮助沉井下沉。此法对砂性土法较有效。
采用射水法,应加强下沉观测,掌握各孔的出水量,防止因射水不均匀而使沉井偏斜。
(4)炮震法
沉井下沉至一定深度后,如下沉有困难,可采用炮震法强迫沉井下沉。此法是在井孔的底部埋置适量的炸药,引爆后所产生的震动力,一方面减小了刃脚下土的反力和井壁上的摩阻力;另一方面增加了沉井向下的冲击力,迫使沉井下沉。要注意炸药量过大,有可能炸坏沉井;药量太少,则震动效果不显著。一般每个爆炸点用药量以0.2kg左右为宜,大而深的沉井可用至0.3kg。不排水下沉时,炸药应放至水底,水较浅或无水时,应将炸药埋入井底数十厘米处,这样既不易炸坏沉井,效果也较好。如沉井有几个井孔,应在几个井孔内同时起爆。否则有可能使隔墙震裂,甚至会使沉井产生偏斜。有可能采用炮震法的沉井,结构上应适当加强,以免被炸坏。对下沉深度不大的沉井最好不采用此法。
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