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沉井如何封底(排水下沉)?

排水下沉的封底即干封底,指将沉井内的水排干后浇筑沉井底板的施工方法。

沉井到达设计标高后,井底无水,或虽有水,但经排水或其他降水措施后能在干燥状态下浇筑底板。浇筑封底混凝土时,可在沉井中留一集水井,随时排干局部少量涌水。混凝土的浇筑应从四周刃脚处开始,向中央推移。为防止沉井不均匀下沉,宜分格逐段对称进行浇筑。该法适用于渗透系数小的黏土层。
1. 准备工作
1)沉井封底前,在井壁底部凹槽内和隔墙预留钢筋处,需要进行凿毛,和将刃脚处凹槽内的污泥清理干净。
2)在井点降水条件下施工的沉井,在封底前应用大石块或其他砌块将刃脚斜面下垫实, 同时要检査井点降水设备是否完好,并能保持连续抽水。采用触变泥浆护壁下沉的沉井,当下沉到设计标高,立即准备进行置换触变泥浆工作。
3)准备好封底时所需的各种材料和机具(包括混凝土),以及制定出封底方案。当沉井下沉到设计标高前(还应预留一定的抛高度),应及时进行封底,若拖延时日,有可能发生条件变化,产生偏差,或有大量土体涌人井内等,给干封底带来很大的困难,因此,应抓紧做好封底的准备工作。
4)封底前,还应做好井内集水井,以便封底时预放在井底的一定(各仓)位置,便于封底后抽除地下水之用。其深度、大小应满足水泵吸水要求。
2. 排水设施
排水工作是沉井干封底的关键。因为新浇筑的封底素混凝土,在未达到设计强度之前,是不能承受地下水压力的。因此,在素混凝土封底和浇筑钢筋混凝土底板过程中,都应重视沉井的排水工作。
在浇筑封底素混凝土(也称垫层)之前,每个井孔(格)的底部中央均应设置一个集水井和数条排水沟 (根据井孔的大小和具体情况也可以少设),集水井的深度一般与砂石反滤层底面相平。如设计无砂、石反滤层时,施工时应根据沉井的大小、下沉深度、地下水及土质情况,在集水井周围50cm范围内设置反滤层。集水井的深度一般为2.5~4.0m,还应保证水泵的吸水龙头从井内抽水时有足够水深。水泵大小的选择应根据地下水的渗水量计算求得。正规集水井的做法是用钢板焊成方形或圆形井管,在井管顶部采用法兰盘,以便封闭集水井时使用。特别是在地下水位高,容易产生流砂的地区,采用法兰盘封闭更为有效。
集水井内抽水所用的水泵,其抽水能力应大于渗入井内的水量,同时还应根据所需要的水泵台数,设有一定数量的备用水泵,保证沉井封底工作的顺利进行。
井点降低地下水位在地下水位高、土质差的地区,井内抽水时,产生流砂,将大量流砂带人井内,井内土面始终挖不到设计要求的高度。如继续挖土,将会产生井外土体坍塌,沉并产生较大的倾斜,因此,无法下沉到位。此时,除了改用不排水下沉到位后水下封底外,还应在沉井外打设井点管来降低地下水位,由于沉井一般下沉深度较深,可用喷射井点、井管井点和深井井点来降水。这样不仅克服了流砂现象,而且保证了混凝土封底和钢筋混凝土底板的施工工作。
3. 采用干封底的几项措施
沉井快下沉到位时,应改变取土的方法。水力机械冲泥除土与机械抓土相比,水力机械冲泥容易破坏地基土层,使沉井下沉到设计标高时不易稳定。因此,当地质情况较差时,为了保证原状土的承载力不被破坏,在沉井下沉到位后期快接近设计标高时(约距离设计标高lm左右),可改用机械抓土。
另外,沉井在软土中下沉,当沉井自重较大时,其刃脚插人软土层中较深。因此,沉井下沉到后期快接近设计标髙时(距离设计标高lm),应先挖锅底,保留刃脚内侧的土堤尽量使沉并挤土下沉。这样沉井封底时,土堤可减少涌砂涌水现象。
沉井快下沉到位时,应分批分仓(格)进行封底施工。当地质情况较差,沉井自重又较大时,虽已下沉到位,但井内涌土高度可达到封底底板标髙以上,如果再挖土,沉井就会继续下沉。这时,封底工作宜按井底分批分格来进行(多格沉井)。分格顺序为第一批应先封沉井四周的仓位,清理一格封一格,当混凝土强度达到设计强度25%时,随即进行钢筋混凝土底板的施工。待四周仓内钢筋混凝土底板达到设计强度的 80%时,再可根据沉井格数的多少,分成数批来进行。浇筑封底混凝土和钢筋混凝土浇筑时,可掺入一定数量的早强剂,能加速混凝土的凝固,使混凝土强度能提前达到要求,缩短工期,保证沉井封底的质量和安全。
4. 干封底的施工
封底前按照设计规定,一般先铺一层碎石(或砾石砂),整平后,再浇筑素混凝土封底(也称为垫层),浇筑混凝土时均需沿井壁四周向中央进行。素混凝土封底应一次浇筑,分格、分批、逐段、对称进行,不得中途停顿,避免产生施工缝而造成渗漏,浇筑封底混凝土时,不得堵塞集水井,保证井内排水工作能继续迸行,以保证混凝土在终凝以前不浸水。素混凝土封底后表面要平整,当强度达到设计强度的25%以上时,才允许在上面绑扎底板钢筋。钢筋绑扎好经验收合格,才可浇筑钢筋混凝土底板。
当底板钢筋混凝土强度达到设计强度时,可停止井点降水。经过计算当沉并能满足抗浮要求时,方可封填集水井。封填前应清洗干净,封填必须密实,严防渗漏。
钢筋混凝土底板表面应平整,每一格(仓)内整个底板应一次浇完,不得留有施工缝,不得有渗漏。如发现有渗漏点,应采用压浆堵漏法进行处理。压浆堵漏的材料要经过设计单位认可后方能使用。
5. 干封底时钢筋混凝土底板的浇筑
沉井下沉到位采用干封底时,是先将素混凝土垫层施工完毕,在垫层上再绑扎钢筋进行底板混凝土的浇筑施工,为了保证钢筋混凝土底板不受破坏,或防止沉井不发生继续下沉(特别在软土地基中施工),除采取分格(仓)对称进行封底外(指钢筋混凝土底板),在钢筋混凝土底板尚未绑扎钢筋和浇捣混凝土之前,应先在井内底板以下(包括素混凝土垫层)按要求放置集水井,并作砂石反滤层,以便在集水井中不断抽除地下水,防止钢筋混凝土底板尚未达到设计强度之前受力而破坏。
集水井可用下部带有孔眼的大直径钢管做成,直径应根据水泵的直径放大制定,或用钢板焊成圆形、方(矩)形均可。长度应视沉井大小和地下水位高低情况而定。但在集水井管口上带有法兰盘。由于底板钢筋在集水井处被阻而切断,所以在集水井四周的底板内钢筋应增加加固钢筋或绕道通过,尽量少切断钢筋。待沉井钢筋混凝土底板达到设计强度,满足抗浮,停止抽水后. 才可用高标号素混凝土将集水井填满。然后用事先准备好的带螺栓孔的钢盖板和橡胶垫圈盖上。并拧紧连接法兰盘所有的螺栓。集水井的上口标高应低于钢筋混凝土底板顶面标高200~300mm,待集水井封口完毕后,再用高强细石混凝土补平。
来源:市政基础设施建设工程


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