沉井射水掏土法在粉砂土中的應用

    科技專論

    作者：張金海

    【摘要】在目前的沉井下沉施工中，采用機械挖土和人工配合的較多。但在粉砂性土中，一般地質情況複雜，大多基坑有管湧、流砂等現象發生，較深地基且有豐富地下水，施工就很困難，也不經濟。在艮山東路沉井施工中，靠沉井自重下沉，用射水掏土法，解決了在粉砂性土內深基坑沉井難的問題，取得了很好的效，可供工程沉井施工借鑒。

    【關鍵詞】沉井；下沉；射水掏土；封底

    1、工程概況

    本工程設計鋼筋沉井長為7m，寬為3.5m，深為8m。地質情況以砂質粉土為主。地下水位1m-1.5m，粉沙土質欠密，但透水性較好，易於處理。

    2、工程地質情況

    ①素填土：灰黃色，濕、鬆散，含少量碎磚屑及植物根莖，粘質粉土性為主，層厚1.3m，局部分布。

    ②黃灰色量雲母碎屑，搖振反應中等，切麵粗糙，無光澤反應，幹強度低，韌性低，層厚1.2-3.5m，全線分布。

    ③砂質粉土：黃灰色，飽和，中密，含少量雲母碎屑，搖振反應迅速，切麵粗糙，無光澤反應，幹強度低，韌性低。層厚4.00-6.70m，全線分布。

    ④砂質粉土：灰色，飽和，中密，含少量雲母碎屑，搖振反應迅速，切麵粗糙，無光澤反應，幹強度低，層厚3.00-9.00m，局部缺失。

    本工程沉井擬定在②類型土層上製作，該層土的允許承載力為120Kpa，沉井的自重為13.5Kap/m。

    3、施工特點

    ①施工方便，所用機具設備少；②方法簡便，易於控製，安全可靠；③速度快，一天可下沉1米左右。

    4、下沉前檢查

    4.1下沉前應根據勘測報告計算極限承載力，計算沉井下沉的分段摩阻力及下沉係數作為判斷每個階段可否下沉、是否會出現突沉，以確定下沉方法及采取措施的依據，應保證地基及其自身穩定性。

    沉井下沉驗算：K=Q-B/T+R K：下沉安全係數 Q：沉井自重

    B：井壁排水，當排水下沉時，B=0 T：沉井的摩擦 R：刃腳的反力 T=ЛD（H-2.5）f

    本工程施工時，刃腳采取底麵掏空下沉，故R=0

    K=16711+4.85×0.65×79.2×25/3.14×79.2（11.25-4.70-2.5） ×18

    =22953/18129=1.26>1.15 可以下沉；

    4.2下沉前應進行沉井結構外觀檢查，檢查強度與抗滲等級，達到設計強度的100%，方可下沉；

    4.3下沉前應在沉井周圍設置深井降水，以降低地下水位，地下水位一般控製在沉井底1.5m以下，一方麵可使沉井內保持幹燥，便於高壓水槍衝土；另一方麵可防止沉井內管湧、流砂等現象的發生；

    4.4下沉前應布置監測點，對周圍環境、建築結構、地麵沉降等變化情況的監控。

    5、確定下沉方法及采取措施

    5.1自重下沉射水掏土法

    通過人工用高壓泥漿泵衝水，將土層衝破並稀釋成泥漿，然後通過泥漿泵抽取泥漿的方法。先衝井底中央部位，使井底形成鍋底狀，再由刃腳邊部向刃腳方向逐層全麵、對稱、均勻的衝削薄土層，每次削5-10cm，當土層經不住刃腳的擠壓而破裂，沉井便靠自重作用下均勻垂直擠土下沉在密實土層中，並根據實際下沉的情況變化進行調整，當一端下沉的速度不均勻時，可以在不均勻的對麵一端加大下沉速度的方法來調整。在沉井下沉外壁1.5m外四周設置井點降水機，用於控製調整沉井下沉時土質的含水量，下沉速度快時及時啟動，速度慢時可暫停，為防止沉井下沉困難，井壁澆搗時在外側埋設Φ25mm的PVC高強塑料管，其間距3米，模板拆除後用電鑽鑽Φ10mm小孔，間距1.0m。當下沉困難時，用觸變泥漿進行調節下沉速度。下沉過程中盡量保持沉井平穩，注意下沉是否均勻，並及時觀察和控製土質含水量和下沉的速度，確保沉井不傾斜，均勻下沉，有效地提高工作效率。沉井下沉配套機械：7.5KW泥漿泵四台，經緯儀、水準儀和相配套的設備工具，指揮、管理施工人員到位，沉井在下沉前應對沉井外壁原溝槽間的空隙及時用粉砂土回填密實，周邊回填的作用能保證沉井壁垂直而不傾斜，在下沉井過程中及時采用人工密切配合，施工技術人員及時觀察高程，控製下沉時的平穩度，井周四側均勻一致。

    5.2下沉注意事項：

    ①沉井下沉位置的保證，下沉過程中隨時用經緯儀觀察，發現偏差，立即糾正。

    ②在沉井開始下沉和將沉至設計標高時，周邊掏土深度應小於30cm或更薄一些，避免發生傾斜，在離設計標高30cm處應停止取土，依自重下沉至設計標高。

    ③沉井下沉過程中，還要經常檢查構件情況，檢測深井降水情況，檢查周圍建築物沉降變化情況。

    ④施工中要有專人觀測、檢查，防止意外事故發生。