專利名稱：沉井刃腳土壓力測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種沉井刃腳土壓力測試 方法。
背景技術(shù)：
沉井法是首先在地表制作成一個(gè)井筒狀的結(jié)構(gòu)物(沉井)，然后在井壁的圍護(hù)下通過從井內(nèi)不斷挖土，使沉井在自重作用下逐漸下沉，達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)標(biāo)高后，再進(jìn)行封底， 構(gòu)筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一種地下結(jié)構(gòu)施工方法。沉井法以其占地面積小、開挖不需圍護(hù)、挖土量 少、節(jié)約投資；對鄰近建筑物影響較??；技術(shù)操作簡單；施工穩(wěn)妥可靠等優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用 于高大的構(gòu)筑物的支撐結(jié)構(gòu)和各類泵房或水池、頂管工作井、隧道工作井等的建設(shè)。而沉井 施工的關(guān)鍵是整個(gè)沉井下沉過程中平穩(wěn)下沉，沉井施工中最重要的是防止不均勻下沉、突 沉、控制終沉以及減少對地層的擾動。，而下沉過程中井壁與土的摩阻力和井端阻力是沉井 能否順利下沉的控制因素。故沉井下沉阻力的現(xiàn)場監(jiān)測對于現(xiàn)場施工具有重大指導(dǎo)意義。 而下沉阻力基本由兩部分組成井壁與土的側(cè)摩阻力和刃腳土壓力。目前主要的沉井刃腳土壓力測試方法如下在刃腳鋼筋籠制作好之后，將土壓力 盒預(yù)埋進(jìn)刃腳之內(nèi)，將土壓力盒受力面與即將澆注好的刃腳底面平齊，將導(dǎo)線接引至地面 之上，在下沉過程中即可得到刃腳土壓力與下沉深度的曲線。這種方法較為簡單，費(fèi)用低 廉，工程界采用比較多。但是該種方法有以下的缺點(diǎn)(1)在澆筑過程中很有可能出現(xiàn)土 壓力盒埋在沉井結(jié)構(gòu)之內(nèi)，無法與沉井結(jié)構(gòu)下部土體接觸，不能得到準(zhǔn)確的刃腳土壓力值。 (2)刃腳下一般有混凝土素墊層，導(dǎo)致下沉過程中埋在刃腳內(nèi)土壓力盒不一定能直接接觸 到土，不能保證所測數(shù)據(jù)的正確性。(3) 土壓力盒無任何保護(hù)措施，極有可能為刃腳下部的 素墊層破碎后的水泥塊所損壞，測點(diǎn)存活率較低。(4)導(dǎo)線保護(hù)措施不足，獲得有效數(shù)據(jù)量 小。經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)?00710303421. 1，發(fā)明名稱摩阻 力計(jì)及其測試方法，公開號CN101221075，該技術(shù)提出的摩阻力計(jì)是一種用于沉井施工監(jiān) 測摩阻力的傳感器設(shè)備，由鋼筋應(yīng)力計(jì)、摩阻力板、基座墊板三個(gè)主要部件組成。將其安裝 埋設(shè)在沉井井壁外側(cè)表面，在沉井下沉施工的前后和過程中監(jiān)測沉井的動、靜態(tài)摩阻力，為 沉井設(shè)計(jì)和沉井法施工研究提供可靠的實(shí)測資料，為控制和指導(dǎo)沉井的下沉施工提供必要 的實(shí)測數(shù)據(jù)。沉井摩阻力的動態(tài)測試采用自動化連續(xù)檢測方式，通過監(jiān)測鋼筋應(yīng)力計(jì)的荷 載，自動推算出單位面積的摩阻力。該發(fā)明雖然也是沉井工程中的測試方法，但是用于測試 沉井下沉過程中的側(cè)摩阻力，而非刃腳土壓力；該發(fā)明不能用于沉井刃腳土壓力的測試。兩 者雖然工程領(lǐng)域相同，但是測試對象不同，故不能通用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種沉井刃腳土壓力測試方法，該方 法克服了以往測試方法可靠性差、精確度低等缺點(diǎn)，具有全面、監(jiān)測精度高、可獲得大量監(jiān)測數(shù)據(jù)點(diǎn)和監(jiān)測裝置不易損壞等優(yōu)點(diǎn)，且所需耗材經(jīng)濟(jì)、測試方法方便，大大提高了現(xiàn)場監(jiān) 測的數(shù)據(jù)精度和成活率，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和較高的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括以下具體步驟第一步，選取埋設(shè)用于測量刃腳土壓力的土壓力盒點(diǎn)位。第二步，在素墊層澆注后立即在選定的點(diǎn)位鉆孔。所述的點(diǎn)位，均位于刃腳正下方，且全面能夠沉井的土壓力變化性狀；如為矩形沉 井，點(diǎn)位可選在斷點(diǎn)處或邊的中點(diǎn)。所述的鉆孔是指貫穿整個(gè)素墊層并取出孔內(nèi)的水泥芯。第三步，清理并平整鉆孔底部，分層向鉆孔底部鋪入素沙制成素沙層并加水并壓 實(shí)，最后平整素沙層并將土壓力盒平放放置于鉆孔正中且土壓力盒的受力面朝下。所述的分層向鉆孔底部鋪入素沙是指將下墊沙層分為兩至三層，分層均勻鋪入、 分層嚴(yán)實(shí)；并使得上表面平整。第四步，引出土壓力盒的導(dǎo)線并用素沙覆蓋于土壓力盒的頂部，壓實(shí)后與素墊層 齊平。所述的引出土壓力盒的導(dǎo)線是指將導(dǎo)線從土壓力盒的鋼筋籠內(nèi)部穿過且用鋼絲 將導(dǎo)線固定于鋼筋籠網(wǎng)格的中間部位。第五步，將導(dǎo)線引至制作好的的沉井頂部固定并保護(hù)。第六步，啟動土壓力盒并測試初值，在沉井下沉期間進(jìn)行連續(xù)測量得到土壓力曲 線，完成土壓力測試。所述的土壓力盒，量程約為預(yù)估最大土壓力的1.5倍。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、操作簡單，設(shè)備堅(jiān)固可靠，經(jīng)工程實(shí)踐驗(yàn)證，效果
顯者ο


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的裝置埋設(shè)點(diǎn)位平面圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的裝置埋設(shè)剖面圖。圖3為本發(fā)明的實(shí)施例中監(jiān)測得到的刃腳土壓力曲線；圖中1素墊層、2沉井結(jié)構(gòu)、3測試孔位、4沉井內(nèi)土層、5黃沙、6 土壓力盒、7導(dǎo)線
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。實(shí)施例本工程為上海某電廠循環(huán)冷卻水取排水建筑工程。本工程場地區(qū)域?qū)賴４堤钚?成的陸地，新大提已筑成，老大提正在拆除，場地位于新老大提之間。沉井工程包括循環(huán)水泵房、排水工作井、雨水泵房三座沉井，均布置在圍提 內(nèi)。循環(huán)水泵站地下結(jié)構(gòu)平面尺寸為46mX45m，埋深約22m，無上部結(jié)構(gòu)，地下結(jié)構(gòu)為整 體式鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)；排水工作井兼作盾構(gòu)排水隧道施工的工作井用，平面尺寸為26. 4X15. 4m，刃角頂面標(biāo)高-16. 50m，地面以上高約4. Im ；雨水泵房不設(shè)上部結(jié)構(gòu)，運(yùn)行層 標(biāo)高4. 70m，刃角頂面標(biāo)高-9. 30m，平面尺寸26mX22. 40m(長X寬)。循泵房及排水井終 沉標(biāo)高位于微承壓水層，且均距第⑦承壓水層較近。三座沉井的下沉順序?yàn)檠h(huán)水泵房一 排水工作井一雨水泵房。循環(huán)水泵房和排水工作井的刃腳位于灰色砂質(zhì)粉土，雨水泵房則 位于淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土中。據(jù)地質(zhì)資料，循泵房及排水井沉井大部分穿越土質(zhì)較松軟的③，④ 層淤泥質(zhì)土，對沉井下沉控制要求高。 本發(fā)明在該實(shí)施例具體測試方法及步驟如下1)由于該實(shí)施例中沉井均為矩形沉井。故測試中均選取矩形沉井的四個(gè)頂點(diǎn)及四 邊的中點(diǎn)作為土壓力盒埋設(shè)點(diǎn)。2)在沉井下素墊層澆注后24小時(shí)內(nèi)，在標(biāo)定的埋設(shè)點(diǎn)，埋設(shè)土壓力盒。由于在該 實(shí)施例中使用的土壓力盒尺寸為25cm*25cm，故孔位的直徑定為30cm。將素墊層貫穿后，取 出水泥芯。3)孔底清渣，將孔底雜物清除平整。并分?jǐn)?shù)層鋪入濕黃沙，均勻壓實(shí)、平整，待沙層 高度達(dá)到5cm左右厚，使用鋼尺測量，使得沙層上表面水平。4)鋪入上覆土層，使得導(dǎo)線不會被墊層摩擦，壓實(shí)土層，與墊層齊平。5)將導(dǎo)線從鋼筋籠底部孔內(nèi)穿入，引至鋼筋籠頂部，導(dǎo)線均需位于鋼筋籠內(nèi)部，使 用鐵絲固定，與鋼筋的捆扎點(diǎn)遠(yuǎn)離焊接點(diǎn)。6)在沉井下沉之前，使用頻率讀數(shù)儀測量下土壓力盒初值，并記錄。在沉井下沉階 段每天測量，測量頻率為兩小時(shí)/次，在下節(jié)制作期間將導(dǎo)線接至其頂部。根據(jù)測量值與初 值之差，畫出變化曲線，得到沉井刃腳土壓力變化性質(zhì)。在實(shí)際監(jiān)測過程中采用本發(fā)明方法的三個(gè)沉井的刃腳土壓力監(jiān)測工作受到施工 影響較小，導(dǎo)線和土壓力均未受損壞，保證了測試數(shù)據(jù)的成活率，具有較高的測試精度和較 強(qiáng)的適用性。
權(quán)利要求
一種沉井刃腳土壓力測試方法，其特征在于，包括以下具體步驟第一步，選取埋設(shè)用于測量刃腳土壓力的土壓力盒點(diǎn)位；第二步，在素墊層澆注后立即在選定的點(diǎn)位鉆孔；第三步，清理并平整鉆孔底部，分層向鉆孔底部鋪入素沙制成素沙層并加水并壓實(shí)，最后平整素沙層并將土壓力盒平放放置于鉆孔正中且土壓力盒的受力面朝下；第四步，引出土壓力盒的導(dǎo)線并用素沙覆蓋于土壓力盒的頂部，壓實(shí)后與素墊層齊平；第五步，將導(dǎo)線引至制作好的的沉井頂部固定并保護(hù)；第六步，啟動土壓力盒并測試初值，在沉井下沉期間進(jìn)行連續(xù)測量得到土壓力曲線，完成土壓力測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉井刃腳土壓力測試方法，其特征是，所述的點(diǎn)位，均位于刃 腳正下方，且全面能夠沉井的土壓力變化性狀；當(dāng)沉井為矩形，點(diǎn)位在斷點(diǎn)處或邊的中點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉井刃腳土壓力測試方法，其特征是，所述的鉆孔是指貫穿 整個(gè)素墊層并取出孔內(nèi)的水泥芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉井刃腳土壓力測試方法，其特征是，所述的分層向鉆孔 底部鋪入素沙是指將下墊沙層分為兩至三層，分層均勻鋪入、分層嚴(yán)實(shí)；并使得上表面平整ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉井刃腳土壓力測試方法，其特征是，所述的引出土壓力盒 的導(dǎo)線是指將導(dǎo)線從土壓力盒的鋼筋籠內(nèi)部穿過且用鋼絲將導(dǎo)線固定于鋼筋籠網(wǎng)格的中 間部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉井刃腳土壓力測試方法，其特征是，所述的土壓力盒，量程 約為預(yù)估最大土壓力的1.5倍。
全文摘要
一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的沉井刃腳土壓力測試方法，通過選取埋設(shè)用于測量刃腳土壓力的土壓力盒點(diǎn)位；在素墊層澆注后立即在選定的點(diǎn)位鉆孔；清理并平整鉆孔底部，分層向鉆孔底部鋪入素沙制成素沙層并加水并壓實(shí)，最后平整素沙層并將土壓力盒平放放置于鉆孔正中且土壓力盒的受力面朝下；引出土壓力盒的導(dǎo)線并用素沙覆蓋于土壓力盒的頂部，壓實(shí)后與素墊層齊平；將導(dǎo)線引至制作好的的沉井頂部固定并保護(hù)；啟動土壓力盒并測試初值，在沉井下沉期間進(jìn)行連續(xù)測量得到土壓力曲線，完成土壓力測試。本發(fā)明測量精確度有明顯提高，且測點(diǎn)的存活率較高。
文檔編號E02D33/00GK101818505SQ20101015435
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月24日
發(fā)明者葉冠林, 王建華, 陳楠 申請人:上海交通大學(xué)