水力挖土SS沉井工法关键技术鉴定介绍

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经反复试验高压水枪的喷水压力宜保 持在1-3Mpa为宜；水力挖土泥浆泵采用 BQW50-15-4型矿用隔爆排沙泵，每小时排 水量50方，扬程15米；高压注水泵采用 BQS45-50-15螺杆泵，每小时排水量45方， 扬程50米。因该方法沉井速度较快（1030cm/h），使刃脚下方的渗水通道处于动 态变化中，因此可阻止管涌现象的发生。
• 3.3 推广应用前景 • 用本工法解决狭小空间施工地下构筑物 并有效控制施工对周围地基影响的难题， 确保了工期，保证了安全，大大节省了技 术措施费，效果很好。该施工方法可在其 他类似工程上推广应用。具有较好的推广 应用前景。
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边挖土边在刃脚与土层缝隙中填入圆形 卵石，降低土层对筒体摩阻力实现助沉效 果。挖土时要利用事先在筒体外部放好的 水平、垂直刻度线，定时测量沉井筒体是 否水平及垂直，发现筒体不均匀沉降及偏 斜时需调整挖土部位，重点冲挖沉降较少 一侧土体，利用挖土控制筒体垂直度，必 要时还可采用局部加载来修正筒体垂直度。
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施工时需注意筒体与封底混凝土结合部位需 预先凿毛，封底砼应使用高一级别的早强、抗渗、 微膨胀混凝土。导管法浇筑水下混凝土施工质量 应重点控制，否则易引发渗漏，给后续钢筋混凝 土底板的施工造成困难。 • 封底混凝土为素混凝土水下施工，不易控制 厚度及平整度，实际施工中先测量底部形状，准 确计算封底混凝土方量，施工时保证水下混凝土 逐层均匀布设，及时振捣使混凝土依靠自重流淌 平整。此外，抽干压舱水进行底板施工之前，尚 需测量封底混凝土平整度，对不平整部位进行剔 凿清理。
沉井刃脚拼装及筒体钢筋绑扎
• 2.3 沉井筒体制作及就位 • 沉井筒体宜采用现场浇筑钢筋混凝土分节进 行。筒体制作时保证刃脚外扩20cm,施工之前应 进行放线定位，通过放双向定位轴线确保筒体就 位；分节施工时，每节高度为预计下沉高度加0.5 米，同时应考虑施工及挖土方便；每节相接的施 工缝处应采取止水条或止水钢板等止水措施，防 止施工缝处漏水，浇筑下一节前应对接茬处进行 剔凿、清理、冲洗，浇筑混凝土时应先在施工缝 处均匀布设一层水泥砂浆，方可浇筑混凝土。
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混凝土浇筑时要保证分层均匀、连续浇 筑、振捣密实。拆模后，发现局部蜂窝、 麻面、漏浆等质量问题时，应严格按照修 补要求进行修补处理，保证混凝土结构的 自防水性能，筒体下沉之前还需按图纸要 求对结构进行防水处理。因筒体下沉至地 下水位以下后，结构发生漏水问题时，活 水堵漏作业将非常困难，因此施工中应对 防水问题高度重视，重点做好筒体下沉前 的防水质量控制工作。
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本工程采用水力挖土SS沉井工法进行 施工，筒体分两步浇筑。2012年6月15日开 工，2012年7月13日完工，工期29天。施 工中实现地下水位下施工，未进行专门降 水和支护，同时保证了工期，降低了造价， 施工对周围构筑物的影响处于可控范围。 施工后达到了设计要求和预想的效果，取 得了较好的经济效益和社会效益。
沉井第二节施工
三、实施效果Hale Waihona Puke Baidu推广应用前景
• 3.1 施工实例 • 孝义市胜溪新村污水厂集水提升井，现浇钢 筋混凝土剪力墙结构，埋深10.0米，井口标高 +0.300米，截面外边尺寸4.1*5.3㎡，壁厚300mm, 下部加强部位壁厚500-700mm。集水井东侧为污 水处理组合池，埋深5米 ，与集水井净距3米，已 施工；集水井南侧为一层框架结构设备间，基础 埋深2.3米，与集水井净距4.5米，已施工。地下 水位深－5.00米。
• 1.2 水力挖土系采用高压水枪破土，用泥 浆泵通过排泥管排泥，实现挖土沉井效果， 该方法属水挖法，坑内地下水随泥浆一起 排出，不须专门降水。
二、关键技术
• 2.1 场地平整方式选择 • 当在水域中沉井施工时，先筑人工岛， 以备制作井筒； • 对于较硬的地层，只需将地表杂物清除 整平后，即可制作井筒； • 若在松软或软硬不均地层上制作井筒， 则应先对地基作加强处理（填砂或灰土、 砂砾等）。
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在胜溪污水厂集水井沉井施工中，考虑 现场场地条件，经研究后采用了先将土方 开挖至地下水位以上0.5米（开挖深度4.5 米），再在开挖后的松软地基上填级配石 子的地基处理方式。该方法是为了考虑充 分利用现场条件，降低沉井下沉深度，避 免下沉深度偏大时引起的井筒沉降缓慢或 停沉问题，同时机械明挖较沉井内人工挖 土更省时省力。
地基处理、刃脚承垫
• 2.2 刃脚拼装、承垫及抛除 • 2.2.1 刃脚拼装 • 为了增加沉井筒体的整体刚性，沉井刃脚部位 往往采用焊接角钢或异型钢板进行加强，角钢 （钢板）应按预先放线进行定位及拼装焊接，角 钢焊接成型后要保证焊缝均匀饱满，成形框架平 整方正不发生变形。同时要在角钢上按图纸要求 加焊锚固钢筋，保证刃脚钢板与主体结构的可靠 连接。
• 3.2 经济效益 • 当结构在地下水位以下时，采用本工法 施工的地下构筑物相比传统地下构筑物施 工方法，不须采用大放坡挖土及回填，不 须专门打井降水，不须专门支护。增加的 费用为结构下部加强及封底使用的刃脚加 强角钢、钢筋及混凝土材料费及相关措施 费，水力机械法挖土的费用。
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孝义胜溪新村污水处理厂集水提升井施 工如采用传统施工方法，先进行打井降水， 待降水完成后再进行拉森钢板桩支护，最 后挖土进行主体施工。打井降水费用约6万 元，拉森钢板桩支护费用约18万；沉井施 工增加的钢材及混凝土材料费4万元，人工 及其他措施费1.5万元，水力挖土费用1.5万 元。两种施工方法相比较采用水力挖土SS 沉井工法施工可节省18+6-4-1.5-1.5=17万 元。
• 2.2.2 承垫及抛除 • 为避免沉井筒体在制作过程中发生不均匀沉 降，尚需对筒体刃脚下部进行承垫，并考虑承垫 物的抛除方式。承垫及抛除通常有两种做法：A、 铺设一定数量的承垫木，筒体制作完成摇晃后对 称顺序拆除承垫木；B、在夯实后的砂石垫层上 浇筑一定厚度的素混凝土垫层，筒体施工完成后， 对素砼垫层进行剔凿、破除。 • 在胜溪污水厂集水井沉井施工中，采用了浇 筑素砼垫层进行承垫，筒体制作完成后用电锤破 除的施工方法。
水力挖土沉井
水力挖土沉井
局部加钢筋荷载助沉，修正不均匀沉降
• 2.5 封底 • 当沉井接近设计标高时逐渐降低下沉速度直 至下沉至设计标高，进行清底作业，既清除底部 杂物，将底部冲挖成中间低，周边高的锅底形。 • 清底完成后进行封底施工。封底可分为干封法与 湿封法，实际操作中多使用湿封法。湿封法即不 排水法，沉井下沉到位后，向井内注水使井内水 位升高，采用提升导管法浇筑封底混凝土，待其 达到一定强度后抽干井内压仓水进行钢筋混凝土 底板施工。
沉井第一节制作就位
• 2.4 水力挖土沉井 • 挖土时采用水力机械法即利用高压水枪切土， 通过泥浆泵将泥水抽除来实现挖土。为提高挖土 效率对属于水挖法的水力机械法略作改进，即不 保证井内外水位的基本一致，抽取泥浆时将高压 水枪喷水与井内渗水一同抽干。这样做的优点是 井内积水较少，便于控制高压水枪切削土体的冲 挖范围，为促进井体下沉，还可使用高压水枪对 刃脚侧面及底部进行冲挖，降低或消除刃脚下方 土体抗力，促进井体快速下沉。
水力挖土SS沉井工法简介
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一、水力挖土SS沉井工法工艺原理
• 1.1 SS沉井工法，SS为SPACE SYSTEM CAISSON的英文缩写，即刃脚改形卵砾填 缝的自沉沉井工法，该工法对沉井刃脚钢 靴改形形成外扩式刃脚，在井筒外壁面与 地层之间的间隙充填卵砾，通过上述措施 大幅降低井筒壁面摩阻系数，形成仅靠井 筒自重即可实现在粘性土、砂质土、粉砂 层、砂层等多种地层中的下沉。