阅读说明：本技术 一种超大型沉井结构联合地基施工方法 (Combined foundation construction method for ultra-large open caisson structure ) 是由 黄建武 吴建国 金涛 汤旅军 李琪 孙斌斌 孙影杰 于 2020-12-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超大型沉井结构联合地基施工方法,主要包括如下步骤：1)在准备新建大型循环水取水区域的滩涂上填筑中粗砂垫层；2)利用中粗砂垫层作为桩架持力层,进行嵌岩钻孔灌注桩施工；3)对钻孔灌注桩下部进行嵌岩施工,填筑钢筋混凝土,作为超大型沉井结构的永久支撑结构；4)将钻孔灌注桩的桩顶部位进行压密注浆,对桩头部位土体进行加固,使桩与土体成为一个整体；5)沉井分级制作分级下沉或分级制作整体下沉,待下沉至设计标高后进行素混凝土封底,浇筑钢筋混凝土底板,将嵌岩灌注桩与底板连接,形成整体；该施工方法有效解决了沉井在制作、下沉过程中的突沉、超沉问题,也解决了沉井就位后的工后沉降问题。(The invention discloses a combined foundation construction method of an ultra-large open caisson structure, which mainly comprises the following steps: 1) filling a medium coarse sand cushion layer on a mudflat of a large circulating water taking area to be newly built; 2) using the medium-coarse sand cushion layer as a pile frame bearing layer to carry out rock-socketed cast-in-situ bored pile construction; 3) carrying out rock embedding construction on the lower part of the cast-in-situ bored pile, and filling reinforced concrete to serve as a permanent support structure of the ultra-large open caisson structure; 4) compacting and grouting the pile top part of the cast-in-situ bored pile, and reinforcing the soil body at the pile head part to integrate the pile and the soil body; 5) the open caisson is made to sink in stages or the whole open caisson is made to sink in stages, plain concrete bottom sealing is carried out after the open caisson sinks to the designed elevation, a reinforced concrete bottom plate is poured, and the rock-socketed cast-in-place pile is connected with the bottom plate to form a whole; the construction method effectively solves the problems of sudden sinking and super sinking of the open caisson in the manufacturing and sinking processes, and also solves the problem of post-construction sinking after the open caisson is in place.)

一种超大型沉井结构联合地基施工方法

技术领域

本发明涉及沉井施工领域，具体涉及一种超大型沉井结构联合地基施工方法。

背景技术

目前我国东南沿海经济发展迅速，用电需求量大。考虑到煤炭运输及循环水取排水便利和经济性，一般大型的火力发电厂都沿海岸线布局；同时为了节约宝贵的土地资源，众多沿海大型火力发电厂采用围海造地的方式，在滩涂上布置建构筑物。循环水系统是火力发电厂的重要组成部分，沿海电厂一般采用海水直流冷却方式，将大量的海水作为冷却水，冷却凝汽机。这就需要在滩涂上建设大型的海水取水泵房，泵房下部往往采用超大型钢筋混凝土沉井结构，才能满足大型火力发电厂的取水要求。

滩涂淤泥具有地基承载力低、可压缩性大、渗透系数小及固结速度慢等特点，天然地基无法满足建设大型取水泵房地基承载力要求，必须采用合适的地基处理方法。目前常用的处理方案是采用桩基，该方案有以下缺点：1、无法满足沉井制作，下沉阶段的稳定性要求，容易造成沉井浇筑时偏斜，下沉时突沉和超沉；2、沉井取土时容易造成四周的土体涌入井体内，使沉井结构倾斜，尤其是超大型沉井，纠偏困难；3、地基土体的扰动，极易造成基础桩挤偏，产生断桩事故；4、桩基偏斜后产生井体、刃脚与工程桩基搁置，引起沉井下沉困难。基于以上原因，迫切需要寻求更好的地基处理方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种超大型沉井结构联合地基施工方法，该施工方法可以有效解决超大型沉井结构在施工过程中突沉、超沉难题，避免井体内取土时四周土体涌入而侧向挤压下部桩基，造成断桩及地基整体失稳。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种超大型沉井结构联合地基施工方法，主要包括如下步骤：

1）在准备新建大型循环水取水区域的滩涂上填筑中粗砂垫层，垫层厚度可根据堆载预压及浇筑沉井结构的需要确定；

2）利用中粗砂垫层作为桩架持力层，进行嵌岩钻孔灌注桩施工，钻孔灌注桩上部进行空钻，以中粗砂或碎石充填，作为砂井结构，在上部3m砂垫层的堆载预压下，成为排水通道，使上部深厚的软土层进行预固结；

3）对钻孔灌注桩下部进行嵌岩施工，填筑钢筋混凝土，作为超大型沉井结构的永久支撑结构；

4）将钻孔灌注桩的桩顶部位进行压密注浆，对桩头部位土体进行加固，使桩与土体成为一个整体；

5）沉井分级制作分级下沉或分级制作整体下沉，待下沉至设计标高后进行素混凝土封底，浇筑钢筋混凝土底板，将嵌岩灌注桩与底板连接，形成整体。

进一步地，所述步骤1）中，中粗砂垫层的填筑厚度为3m，中粗砂垫层的平面尺寸比沉井结构外扩3m，并在沉井刃脚部位浇筑宽1.5m，厚0.4m左右的素混凝土垫层，作为沉井制作的基础。

进一步地，所述步骤4）中，压密注浆的注浆范围比沉井结构外扩5m，厚度5m，该部位为沉井下沉至设计标高的位置，压密注浆注浆压力不大于0.3Mpa。

本发明的有益技术效果在于：与现有技术相比，本发明的优点是：首先通过预加载砂垫层联合砂井进行浅层地基土体的固结处理，使表层软体具备一定的承载能力，便于首节沉井的预制浇筑，防止由于表层土体变形造成井体开裂，偏斜等事故发生；其次将桩头软土进行压密注浆加固，防止超大型沉井结构由于自身重量巨大而出现超沉事故；同时也可避免由于沉井内取土造成工程桩挤桩，断桩事故发生。

附图说明

图1为循环水泵房地下沉井结构平面布置示意图；

图2为沉井制作时地基处理剖面示意图；

图3为沉井就位时地基处理剖面示意图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

如图1-3所示，本发明所述的一种超大型沉井结构联合地基施工方法，主要包括如下步骤：

1）在准备新建大型循环水取水区域的滩涂上填筑中粗砂垫层，垫层厚度可根据堆载预压及浇筑沉井结构的需要确定；一般中粗砂垫层的填筑厚度为3m，中粗砂垫层的平面尺寸一般比沉井结构外扩3m，并在沉井刃脚部位浇筑宽1.5m，厚0.4m左右的素混凝土垫层，作为沉井制作的基础；

2）利用中粗砂垫层作为桩架持力层，进行嵌岩钻孔灌注桩施工，由于井体自身重量巨大，桩基一般采用嵌岩钻孔灌注桩，根据沉井结构的下沉深度确定嵌岩灌注桩的桩顶标高，在桩顶标高以上部分采用空钻，后充填中粗砂或碎石，作为砂井结构，在上部3m砂垫层的堆载预压下，成为排水通道，通过地面填筑砂垫层联合砂井作用，使上层软弱土体进行排水固结，增强土体承载力及抗剪强度，增加沉井下沉时井体的侧向摩阻力及刃脚处土体的极限端阻力，防止沉井突沉事故。

3）对钻孔灌注桩下部进行嵌岩施工，填筑钢筋混凝土，作为超大型沉井结构的永久支撑结构；

4）嵌岩灌注桩施工完成后对沉井下沉设计标高附近的土体进行压密注浆加固处理，将钻孔灌注桩的桩顶部位进行压密注浆，压密注浆的注浆范围比沉井结构外扩5m，厚度5m，该部位为沉井下沉至设计标高的位置，压密注浆注浆压力不大于0.3Mpa；对桩头部位土体进行加固，使桩与土体成为一个整体，增加该区域土体的承载能力，最终沉井的刃脚可支撑在该加固土体中，防止沉井超沉，同时也可防止由于井体内取土，造成四周土体向井内涌入，使下部桩基发生挤桩、断桩事故；

5）沉井分级制作分级下沉或分级制作整体下沉，待下沉至设计标高后进行素混凝土封底，浇筑钢筋混凝土底板，将嵌岩灌注桩与底板连接，形成整体。

实施例：

浙能乐清电厂临乐清湾而建，总装机2×600MW+2×660MW，大型循环水泵房建造于深厚的软弱土层上，泵房下部采用超大型沉井结构，泵房所在处滩涂淤泥深厚，平均达40m~60m。滩涂淤泥突出的特点是含水量高、地基承载力低、可压缩性强。如果不采取有效的地基处理方案，建造将变得十分困难，该工程采用上述联合地基处理方案后，顺利施工完成，至今已安全运行多年。

本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。