沉井施工施工技术.docx

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1、6-2-12沉井施工沉井是修筑深基础和地卜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，在井身内部分层挖上运出，随若挖土和上面的降低，沉井井身布其自求或在其他措施协助下克服与土壁间的摩阻力和刃脚反力，不断卜.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，且对周用环境影响较小：可在地质、水文条件更杂地区施工；施工不需纪杂的机具设备：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）、设备基咄

2、、水泵房、侨墩、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“沉井的剂面，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2O3Omm,呈圆柱带台阶豚井壁表面呈1/1000的坡度。图6-202沉井平面及剖面形式（八）平面形式：（b）竖剖面形式I-硼形：2-方形：3-矩形：4-多边形：5-多孔形：&即柱形：7-切柱带台阶形：81.RI锥形：9阶梯形6-2-1

3、2-2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：（I）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，对各上层要提供详细的物理力学指标，为制订海工方案提供技术依据。（2）编制施工方案法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并制作、卜.沉、封底等技术措

4、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。布设测量控制事先要设概测量控制和水准基点，用于定位放线、沉井制作和卜.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：平整场地一测量放线一开挖基坑一铺砂垫层和垫木或砌刃脚礴座一沉井浇筑一布设降水井点或挖排水沟、集水井一抽出垫木一沉井下沉封底一浇筑底板混凝土一施工内隔墙、梁、板、顶板及辅助设施。（1）刃脚支设沉井下部为刃脚，其支设方式取决沉井重量、施工荷载和地基承教力.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6203a）垫架的

5、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：便于拆除模板和支推。采用垫架法施工时，应计兑井身一次浇筑高度，使其不超过地耐力，其下砂垫乂厚度亦需计算确定。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6203b）,砖垫座沿周长分成68段,中间窗20mm空隙，以便拆除，砖垫座内壁用水泥砂浆抹面。对重显轻的小型沉井,土质较好时,甚至可用十.胎模（图&203c）,土胎模内壁亦用水泥砂浆抹面。图6-203沉井刃脚支设（八）垫架法：（b）破垫座法：（C）土胎模法1刃脚；2-砂垫层；3枕木：4.垫架：5模板：&哂

6、蛰座：7-水汜砂浆抹面；8-刷隔周层：9二胎模力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16CmX22cm,垫架数量根据第一节沉井的理量和地塘（或砂蛰层）的容许承载力计算确定，间距一般为0.51.0m,垫架应对称，般先设8组定位垫架,每组由23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0.151.处（1.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。枕木应使顶面在同冰平面上，用水准仪找平，高差宜不超过IOmm,在枕木间用砂填实，枕心中心应与刃脚中心线重合

7、。如地基承载力较低,经计算垫架需要量较多时,应在枕木卜.设砂垫层,将沉井重量扩故到更大面积上。（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、一次卜沉；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、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“分节卜沉的沉井接高前，应进行稳定性计算，如不符合要求，可

8、根据计算结果采取井内用土、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）,i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50Omm左右为宜。图6204沉井井壁钢模板支设1下一节沉井；2预埋悬挑钢脚手铁件；3组合式定型钢快板：428钢楞：5-对立螺栓:6Kx）X3止水片:一木一块;9-铜管脚手架钢筋由人工绑扎，亦可在沉井近处地面上预制成钢筋骨架或片：用起重机进行大块安奘.混凝上浇筑可用塔式起重:机或履带式起全机吊运混凝土吊斗，沿

9、沉井周圉均匀、分层浇筑：亦可用混凝土泵车分层浇筑，每层厚不超过300mm.沉井浇筑宜对称、均匀地分U浇筑,避免造成不均匀沉降使沉井倾斜“每节沉井应一次连续浇筑完成，卜节沉井的混凝土强度达到70%后才允许浇筑上节沉井的混凝土。3,沉井下沉(1)卜沉验算沉井下沉前应进行混凝土强度检查、外观检查。并根据规范耍求，对各种形式的沉井在施工阶段应进行结构强度计算、下沉收算和抗浮验算。沉井下沉时，第节混凝土强度达到设计强度，其余各苗应达到设计强度的70%.沉井卜沉，其自重必须克服井壁与土间的摩阻力和刃脚、隔墙、横梁卜的反力，采取不排水下沉时尚需克服水的浮力.因此，为使沉井能顺利下沉，应进行分阶段下沉系数的计

10、算，作为确定下沉施工方法和采取技术措施的依据。下沉系数(S6-205)按下式计算:图6-205沉井下沉系数计算简图（八）卜沉时力系平衡图；(b)卜沉壁阻力计笄的图ko=(G-B)/Tf(6-152)式中G井体自重：B卜沉过程中地卜水的浮力；T1-一井壁总摩R1.力：ko一一下沉系数，宜为1.057.25,位于淤泥质上中的沉井取小值，位于其他土层中取大值。井壁摩阻力可参考表6-143“G-BTi-R流型状粘性土10-15软婚及可塑状粘性土12-25粉砂和酚性土15-25砂卵石17.7-29.4泥浆套35当下沉系数较大，或在软弱土层中下沉，沉井有可能发生突沉时,除在挖土时采取措施外，宜在沉井中加设

11、或利用已有的隔墙或横梁等作防止突沉的措施，并按卜式验算卜沉稳定性：式中R一一沉井刃脚、隔墙和横梁下地基土反力之和：ko沉井下沉过程中的下沉稳定系数，取0.8U）.9当下沉系数不能满足要求时，可在基坑中制作，减少卜沉深度：或在井壁顶部堆放钢、铁、砂石等材料以增加附加荷重：或在井壁与土壁间注入触变泥浆，以减少下沉摩阻力等措施。（2）垫架、排架拆除大型沉井应待混凝土达到设计强度的100%始可拆除垫架（枕木、陡垫座），拆除时应分组、依次、对称、同步地进行。抽除次序是：圆形沉井先抽除一般承垫架，后拆除定位垫架，矩形沉井先抽除内隔墙下垫架，再分组对称抽除外墙两短边下的垫架，然后抽除长边下一般垫架，最后同时

12、抽除定位垫架。抽除时先将枕木底部的土挖去，利用绞磨或推土机的牵引将枕木抽出。每抽出一根枕木，刃脚下应立即用砂填实.抽除时应加强观测，注意沉井下沉是否均匀。隔墙下排架拆除后的空穴部分用草袋装砂回填。（3）井壁孔洞处理沉井壁上有时留有与地下通道、地沟、进水口、管道等连接的孔洞，为避免沉井卜沉时地卜.水和泥土涌入，也为避免沉井各处重量不均，使重心偏移，易造成沉井下沉时倾斜,所以在下沉前必须进行处理。对较大孔洞，在沉井制作时在洞口预埋钢框、螺栓，用钢板、方木封闭，中堪与空洞混凝土重量相等的砂布或铁块配重（图6-206a、b）对进水窗则采取一次做好，内恻用钢板封闭(图6-205c),沉井封底后拆除封闭钢

13、板、挡木等。(O)(ft)(C)图6-206沉井井壁堵孔构造（八）大麻道口堵孔：(10管道孔洞培孔：(c)进水大堵孔I沉井井：250mm原木板;3枕木;4.槽钢内夹枕木：5.螺检:6配重:7-1Omm厚纲板：8-楙钠：9-10OmmXIGomm方木：1050mmX100mm方木：1橡皮垫：12-砂砾：13钢筋算子：14-5mm孔钢丝：15坪百叶窗：IdISmm孔钢丝；17-砂；1.8-510mm粒径砂卵石；19-1.S60mm粒径卵石4 .沉井下沉施工方法(1)下沉方案选择沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方案。一般应采用排水下沉。当土质条件较差，可能发生涌土、涌砂、目水或沉井产生位移、倾斜及

14、沉井终沉阶段下沉较快有超沉可能时，才向沉井内灌水,采用不排水下沉.当决定由不排水下沉改为排水下沉，或部分抽除井内灌水时，必须慎重，并应加强观察。排水下沉常用的排水方法有：1)明沟、集水井排水在沉井内离刃脚23m挖惘排水明沟，设34个集水井，深度比地下水深1.1.5m,沟和井底深度随沉井挖土而不断加深，在井内或井壁上设水泵，将地卜.水排出井外。为不影响井内挖土操作和避免经常搬动水泵，一般采取在井壁上预埋铁件，焊钢操作平台安设水泵，或设木吊架安设水泵，用草垫或橡皮承垫，避免振动（图6-207）。如果井内渗水量很少，则可直接在井内设高扬程潜水泵将地下水排出井外。本法简单易行，费用较低，适于地痂条件较

15、好时使用。图6-207明沟排水方法a）钢支架上设水泵排水：b）吊架上设水泵排水I-水泵:一胶管:3-排水沟：4-梁水井；5-钢支架：6-吊架2）井点降水在沉井外部周用设置轻型井点、喷射井点或深井井点以降低地下水位（图&208a、b）,使井内保持挖干上。适于地质条件较差，有流砂发生的情况时使用。3）井点与明沟排水相结合的方法在沉井外部周围设井点截水：部分潜水，在沉井内再辅以明沟、集水井用泵排水（图6-2（）8c）.图6-208井点降水a）真空并点降水：（b）深井井点降水：（c）井点与明沟结合降水I百空井点;2降低后的水位践;3明沟;4.清水泵：5深井井点不排水下沉方法有：用抓斗在水中取土；用水力冲射器冲刷土；用空气吸泥机吸泥，或水中吸泥机油吸水中泥土等。（2）下沉挖土方法1）排水F沉挖土方法排水下沉挖土方法，常用的有：人工或用风动工具挖土：在沉井内用小型反铲挖土机挖土；在地面用抓斗挖上机挖上。挖土应分层、均匀、对称地进行，使沉井能均匀竖直卜.沉.有底架、陶堵分格的沉井，各孔挖十面高差不