沉井施工方案.docx

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沉井施工方案

沉井施工方案

6-2-12沉井施工沉井是修筑深基础和地下构筑物的一种施工工艺。

施工时先在地面或基坑内制作开口的钢筋混凝土井身，待其达到规定强度后，在井身内部分层挖土运出，随着挖土和土面的降低，沉井井身藉其自重或在其他措施协助下克服与土壁间的摩阻力和刃脚反力，不断下沉，直至设计标高就位，然后进行封底。

沉井施工工艺的优点是：

可在场地狭窄情况下施工较深（可达50余米）的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；施工不需复杂的机具设备；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。

其缺点是施工工序较多；技术要求高、质量控制难。

沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑（料坑、铁皮坑、翻车机室等）、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作井、深地下室、取水口等工程施工。

6-2-12-1沉井类型沉井类型很多，按材料分，有混凝土、钢筋混凝土、砖石等，但应用最多的还是钢筋混凝土沉井。

按平面形状分，有圆形、方形、矩形、多边形、多孔形等，主要取决于其用途。

由于圆形沉井受力性能好、易于控制下沉，应用最多。

沉井的剖面，有圆筒形、锥形、阶梯形等。

为减少下沉摩阻力，井壁在刃脚外缘处常缩进20~30mm，呈圆柱带台阶形，井壁表面呈1/1000的坡度。

图6-202沉井平面及剖面形式（a）平面形式；（b）竖剖面形式1-圆形；2-方形；3-矩形；4-多边形；5-多孔形；6-圆柱形；7-圆柱带台阶形；8-圆锥形；9-阶梯形6-2-12-2沉井制作与下沉1．施工准备工作沉井施工前的准备工作，除去常规的场地平整；修建临时设施；水、电、风等动力供应外，着重作好下述工作：

（1）地质勘察在沉井施工处需进行钻探，钻孔设在井外，距外井壁距离宜大于2m，需有一定数量和深度的钻孔，以提供土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况，对各土层要提供详细的物理力学指标，为制订施工方案提供技术依据。

（2）编制施工方案施工方案是指导沉井施工的核心技术文件，要根据沉井结构特点、地质水文条件、已有的施工设备和过去的施工经验，经过详细的技术、经济比较，编制出技术上先进、经济上合理的切实可行的施工方案。

在方案中要重点解决沉井制作、下沉、封底等技术措施及保证质量的技术措施，对可能遇到的间题和解决措施要做到心中有数。

（3）布设测量控制网事先要设置测量控制网和水准基点，用于定位放线、沉井制作和下沉的依据。

如附近存在建（构）筑物等，要设沉降观测点，以便施工沉井时定期进行沉降观测。

2．沉井制作沉井的施工程序为：

平整场地→测量放线→开挖基坑→铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座→沉井浇筑→布设降水井点或挖排水沟、集水井→抽出垫木→沉井下沉封底→浇筑底板混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板及辅助设施。

（1）刃脚支设沉井下部为刃脚，其支设方式取决于沉井重量、施工荷载和地基承载力。

常用的方法有垫架法、砖砌垫座和土模。

在软弱地基上浇筑较重的沉井，常用垫架法（图6-203a）。

垫架的作用是将上部沉井重量均匀传给地基，使沉井井身浇筑过程中不会产生过大不均匀沉降，使刃脚和井身产生裂缝而破坏；使井身保持垂直；便于拆除模板和支撑。

采用垫架法施工时，应计算井身一次浇筑高度，使其不超过地耐力，其下砂垫层厚度亦需计算确定。

直径（或边长）不超过8m的较小的沉井，土质较好时可采用砖垫座（图6-203b），砖垫座沿周长分成6~8段，中间留20mm空隙，以便拆除，砖垫座内壁用水泥砂浆抹面。

对重量轻的小型沉井，土质较好时，甚至可用土胎模（图6-203c），土胎模内壁亦用水泥砂浆抹面。

图6-203沉井刃脚支设（a）垫架法；（b）砖垫座法；（c）土胎模法1-刃脚；2-砂垫层；3-枕木；4-垫架；5-模板；6-砖垫座；7-水泥砂浆抹面；8-刷隔离层；9-土胎模刃脚支设用得较多的是垫架法。

采用垫架法时，先在刃脚处铺设砂垫层，再在其上铺枕木和垫架，枕木常用断面16cm×22cm，垫架数量根据第一节沉井的重量和地基（或砂垫层）的容许承载力计算确定，间距一般为0.5~1.0m。

垫架应对称，一般先设8组定位垫架，每组由2~3个垫架组成。

矩形沉井多设4组定位垫架，其位置在距长边两端0.15L处（L为长边边长），在其中间支设一般垫架，垫架应垂直井壁。

圆形沉井垫架应沿刃脚圆弧对准圆心铺设。

在枕木上支设刃脚和井壁模板。

枕木应使顶面在同一水平面上，用水准仪找平，高差宜不超过10mm，在枕木间用砂填实，枕心中心应与刃脚中心线重合。

如地基承载力较低，经计算垫架需要量较多时，应在枕木下设砂垫层，将沉井重量扩散到更大面积上。

（2）井壁制作沉井制作可在修建构筑物的地面上进行，亦可在基坑中进行，如在水中施工还可在人工筑岛上进行。

应用较多的是在基坑中制作。

沉井施工有下列几种方式：

一次制作、一次下沉；分节制作、一次下沉；分节制作、分节下沉（制作与下沉交替进行）。

如沉井过高，下沉时易倾斜，宜分节制作、分节下沉。

沉井分节制作的高度，应保证其稳定性并能使其顺利下沉。

采用分节制作、一次下沉时，制作高度不宜大于沉井短边或直径，总高度超过12m时，需有可靠的计算依据和采取确保稳定的措施。

分节下沉的沉井接高前，应进行稳定性计算，如不符合要求，可根据计算结果采取井内留土、填砂（土）、灌水等稳定措施。

井壁模板可用组合式定型模板（图6-204），高度大的沉井亦可用滑模浇筑。

分节制作时，水平接缝需做成凸凹型，以利防水。

如沉井内有隔墙，隔墙底面比刃脚高，与井壁同时浇筑时需在隔墙下立排架或用砂堤支设隔墙底模。

隔墙、横梁底面与刃脚底面的距离以500mm左右为宜。

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一、技术准备

1、编制施工方案

根据工程结构特点、地质水文情况、施工设备条件、技术的可能性，编制切实可行的施工方案或施工技术措施，以指导施工；

2、整平场地

整平场地至要求标高，按施工要求拆迁沉井周围上的破坏棱体范围内的地上障碍物，如房屋、电线杆、树木及其他设施，清除地面下3m以内的地下埋设物，如上下水管道、电缆线路及基础、设备基础、人防设施等；

在沉井周围土的破坏棱体范围内有永久性建筑物时，应会同有关单位研究并采取确保安全和质量的措施后，方可施工。

3、布设测量控制网

按设计总图和沉井平面布置要求设置测量控制网和水准基点，进行定位放线，定出沉井中心轴线和基坑轮廓线，作为沉井制作和下沉定位的依据。

在原有建筑物附近下沉的沉井，应在原建筑物上设置沉降观测点，定期进行沉降观测；

4、修建临时设施

按施工总平面布置，修建临时设施，修筑道路、排水沟、截水沟，安装临时水、电、风管道线路，安设施工设备，并试水、试电、试运转；

5、作技术交底，使施工人员了解并熟悉工程结构、地质和水文情况、沉井制作和下沉施工技术要点、安全措施、质量要求，以及可能遇到的各种问题和处理方法。

6、材料要求

制作沉井所使用的混凝土、钢筋、砖、石等半成品与原材料必须符合设计要求，当无设计要求时，可参照本企业相关施工工艺及质量验收标准。

7、主要机具

主要机具有：

混凝土搅拌机、砂浆搅拌机、钢筋加工机械、小型反铲挖土机、抓斗挖土机、井点降水系统、水力冲射器、空气吸泥机、水泵、风镐或风铲、塔式、门式起重机或履带式起重机、卷扬机及土方运输车辆等。

8、作业条件

已编制切实可行的施工方案或施工技术措施并得到审批。

施工人员及队伍具有专业施工经验并得到必要的安全及技术交底。

施工准备工作就绪。

9、质量关键要求

 沉井下沉前应对沉井结构作必要的强度检查，对下沉各个阶段作下沉计算，根据土质实际情况采取必要的降排水工作。

10、职业健康安全关键要求

对施工人员应作必要的安全技术交底，电焊作业人员应具有相应资格。

11、环境关键要求

  在沉井周围土的破坏棱体范围内有永久性建筑物时，应会同有关单位研究并采取确保安全和质量的措施后，方可施工。

开挖及降排水时，尚应考虑可能因土体变形及地下水位变化而引起周围地面沉降而影响周围的建筑物、地下管线和道路的安全。

二、施工工艺流程

平整场地→测量放线→开挖基坑→铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座→沉井制作→布设降水井点或挖排水沟、集水井→抽出垫木→沉井下沉封底→浇筑底板混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板及辅助设施。

三、沉井制作

1、制作顺序

场地整平→放线→挖土600～700mm深→夯实基底→抄平放线验线→铺砂垫层→垫木或挖刃脚土模→安设刃脚铁件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模→外围围槽灌砂→抽出垫木或拆砖座。

2、沉井制作：

⑴、沉井基坑先挖至地面下600-700，再满铺不小于500厚粗垫层夯实，在夯实后的砂垫层上铺设垫木支承模板。

⑵、沈井不得设置垂直施工缝。

沉井直壁模板及刃脚斜面内模拆模应按施工规范要求执行。

⑶、沉井预埋钢套管应预先安装带法兰短管予以封堵洞口。

⑷、沉井外壁涂冷底子油二道，涂刷前应对沉井浇筑的质量仔细检查，并作适当修整。

⑸、取水泵房沉井优先考虑分段浇筑井体，一次下沉；下沉后沉井的接高应以顶面露出地面0.8 –1.0m为宜。

⑹沉井接高的各节竖向中心线应与前一节的中心线重合或平行。

沉井外壁应平滑。

⑺沉井分节制作的高度，应保证其稳定性并能使其顺利下沉。

本沉井分二节制作，分段处选在变截面处，能确保其制作时的稳定性。

⑻分节制作的沉井，在第一节混凝土达到设计强度的70%以后，方可浇筑其上一节混凝土。

⑼沉井浇筑混凝土时，应对称和均匀地进行。

在抽承垫木之前，应对封底及底板接缝部位凿毛处理，井体上的各类穿墙管件及固定模板的对穿螺栓等应采取抗渗措施。

四、下沉

1、抽出承垫木，应在井壁混凝土达到设计强度以后，分区、依次、对称、同步地进行。

每次抽去垫木后，刃脚下应立即用砂或砾砂填实。

定位支点处的垫木，应最后同时抽出。

2、挖土下沉时，应分层、均匀、对称地进行，使其能均匀竖直下沉，不得有过大的倾斜。

一般情况，不应从刃脚踏面下挖土。

如沉井的下沉系数较大时，应先挖锅底中间部分，沿沉井刃脚周围保留土堤，使沉井挤土下沉；如沉井的下沉系数较小时，应采取其他措施，使沉井不断下沉，中间不应有较长时间的停歇，亦不得将锅底开挖过深。

在下沉过程中，除防止沉井的下均匀下沉及突沉，还应特别强调防止沉井的扭曲变形，内挖土时应严格控制挖土厚度，先中间后四周，均匀对称进行，并根据需要留有土台，逐层切削，使沉井均匀下沉。

3、由数个井孔组成的沉井，为使其下沉均匀，挖土时各井孔土面高差不应超过1米。

4、在沉井四周应设沉降观测点，应加强下沉过程中的观测，要求每班至少测量两次，并应在每次下沉后进行检查，如发现倾斜、扭曲，应随时纠正。

为防止突沉，应控制均匀挖土。

五、封底

1、当沉井下沉到距离设计标高0.1m时应停止挖土和抽水，使其靠自重下沉至设计标高或接近设计标高，沉井下沉于设计标高，应进行沉降现测，在8小时内下沉量不大于10mm时，方可封底。

排干井内积水、清除浮泥才能进行封底。

2、沉井底部采用碎石作为反滤层，总厚度为400-700，四周靠刃脚处需设置土台。

反滤层厚度及锅底形状可根据施工需要调整，以保证沉井稳定。

反滤层上浇筑素混凝土垫层，在刃脚下应切实填严，振捣密实。

垫层混凝土强度达到50%设计强度以后方可在垫层上绑扎底板钢筋，浇筑底板混凝土。

3、在浇捣底板封底混凝土（C25素混凝土）开始到钢筋混凝土底板浇捣并达到30%的设计强度以前，应抽掉滤鼓内积水。

当底板达到100%的设计强度后，方可进行封堵滤鼓。

滤鼓封堵采用C30混凝土，并宜加入适量早强剂及混凝土膨胀剂，在封堵前须抽干滤鼓内积水。

4、取水泵房（沉井）顶板及内隔墙混凝土浇筑待顶管施工结束后进行。

5、干封底时，应符合下列规定：

⑴沉井基底土面应全部挖至设计标高；

⑵井内积水应尽量排干；

⑶混凝土凿毛处应洗刷干净；

⑷浇筑时，应防止沉井不均匀下沉，在软土层中封底宜分格对称进行；

⑸在封底和底板混凝土未达到设计强度以前，应从封底以下的集水井中不间断地抽水。

停止抽水时，应考虑沉井的抗浮稳定性，并采取相应的措施。

六、质量标准

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