沉井施工方案

沉井是在地面或地坑上，先制作開口鋼筋混凝土筒身，達(dá)到一定強(qiáng)度后，在井筒內(nèi)分層挖土、運(yùn)土，隨著井內(nèi)土面逐漸降低，沉井筒身借其自重克服與土壁之間的摩阻力，不斷下沉而就位的一種深基或地下工程施工工藝。

沉井結(jié)構(gòu)和沉井施工的特點(diǎn)是：沉井結(jié)構(gòu)截面尺寸和剛度大，承載力高，抗?jié)B、耐久性好，內(nèi)部空間可資利用，可用于很大深度地下工程的施工，深度可達(dá)50m；施工不需復(fù)雜的機(jī)具設(shè)備，在排水和不排水情況下均能施工；可用于各種復(fù)雜地形、地質(zhì)和場(chǎng)地狹窄條件下施工，對(duì)鄰近建筑物、構(gòu)筑物影響較??；當(dāng)沉井尺寸較大，在制作和下沉?xí)r，均能使用機(jī)械化施工；比大開挖施工，可大大減少挖、運(yùn)、回填土方量河加快施工速度，降低施工費(fèi)用。本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)與民用建筑的深坑、地下室、水泵房、設(shè)備深基礎(chǔ)、橋墩、碼頭等沉井工程。

一、材料要求

1．水泥

用425號(hào)或525號(hào)普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，新鮮無(wú)結(jié)塊。

2．砂

粗砂或中砂，含泥量不大于5％。

3.石子

卵石或碎石，粒徑5～40mm，含泥量不大于2％。

4、大卵石或塊石

質(zhì)地堅(jiān)硬，無(wú)風(fēng)化剝落和裂紋，表面無(wú)泥污或水銹等污染。

5．外加劑

其品種及摻量，應(yīng)根據(jù)施工需要通過試驗(yàn)確定。

二、主要機(jī)具設(shè)備

1．沉井制作機(jī)具設(shè)備包括模板、鋼筋加工常規(guī)機(jī)具設(shè)備、混凝土攪拌機(jī)、自卸汽車、機(jī)動(dòng)翻斗車、手推車、插入式振動(dòng)器等。

2．沉井下沉機(jī)具設(shè)備包括15t履帶式起重機(jī)、QT6－15型塔式起重機(jī)，出上吊斗等。

3．排水機(jī)具設(shè)備包括離心式水泵或潛水電泵。

三、作業(yè)條件

1．在沉井施工地點(diǎn)進(jìn)行了鉆探，了解該處地質(zhì)（包括土的力學(xué)指標(biāo)、休止角、摩擦系數(shù)。地質(zhì)構(gòu)造、分層情況等）和地下水文情況以及地下埋設(shè)物、障礙物情況，繪制了地質(zhì)剖面圖。

2．已根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地質(zhì)水文情況、施工設(shè)備條件及技術(shù)的可能性，編制了切實(shí)可行的施工方案或施工技術(shù)措施，以指導(dǎo)施工。

3．場(chǎng)地已平整至要求標(biāo)高，按施工要求拆遷沉井周圍土的破壞棱體范圍內(nèi)的地上障礙物，如房屋、電線桿、樹木及其他設(shè)施，清除地面下3m以內(nèi)的地下埋設(shè)物，如上下水管道、電纜線路及基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)和人防設(shè)施等。

4．按施工總平面圖布置，修建臨時(shí)設(shè)施，修筑道路、排水溝、截水溝，安裝臨時(shí)水、電線路，安設(shè)施工設(shè)備，并試水、試電、試運(yùn)轉(zhuǎn)。

5、按設(shè)計(jì)總圖和沉井平面布置要求，已設(shè)置測(cè)量控制網(wǎng)和水準(zhǔn)基點(diǎn)，進(jìn)行定位放線，定出沉井中心軸線和基坑輪廓線，作為沉井制作和下沉定位的依據(jù)。在原有建筑物附近下沉的沉井，應(yīng)在原建筑物上設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，定期進(jìn)行沉降觀測(cè)。

6．已進(jìn)行技術(shù)交底，使施工人員了解并熟悉工程結(jié)構(gòu)、地質(zhì)和水文情況，了解沉井制作和下沉施工技術(shù)要點(diǎn)、安全措施、質(zhì)量要求及可能遇到的各種問題和處理方法。

四、施工操作工藝

（一）施工程序

1．制作程序：場(chǎng)地整平→放線→挖土3～4m深→夯實(shí)基底，抄平放線驗(yàn)線→鋪砂墊層→墊木或挖刃腳上?！苍O(shè)刃腳鐵件、綁鋼筋→支刃腳、井身模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆模→外圍圍槽灌砂→抽出墊木或拆磚座。

2．下沉程序：下沉準(zhǔn)備工作→設(shè)置垂直運(yùn)輸機(jī)械、排水泵，挖排水溝、集水井→挖土下沉→觀測(cè)→糾偏→沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高、核對(duì)標(biāo)高→降水→設(shè)集水井、鋪設(shè)封底墊層→底板防水→綁底板鋼筋、隱檢→底板澆筑混凝土→施工內(nèi)隔墻、梁、板、頂板、上部建筑及輔助設(shè)施→回填土。

（二）沉井制作

1．在軟弱地基上制作沉井，應(yīng)采用砂、砂礫或碎石墊層，用打夯機(jī)夯實(shí)使之密實(shí)，厚度根據(jù)計(jì)算確定。

2．當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較好，宜分節(jié)一次制作完成，然后下沉；對(duì)于較高（≥12m）的沉井應(yīng)先挖下3～4m土方，在基坑中一次制作下沉，或分節(jié)制作，分節(jié)下沉，以減少沉井自由高度，增加穩(wěn)定，防止傾斜。

3．沉井制作宜采取在刃腳下設(shè)置木墊架或磚墊座的方法，其大、小和間距應(yīng)根據(jù)荷重計(jì)算確定。安設(shè)鋼刃腳時(shí)，要確保外側(cè)與地面垂直，以使其起切土導(dǎo)向作用。

4．沉井刃腳及簡(jiǎn)身混凝土的澆筑應(yīng)分段、對(duì)稱均勻、連續(xù)進(jìn)行，防止發(fā)生傾斜、裂縫。第一節(jié)混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到70％，始可澆筑第二節(jié)。

5．澆筑的簡(jiǎn)身混凝土應(yīng)密實(shí)，外表面平整、光滑。有防水要求時(shí)，支設(shè)模板穿墻螺栓應(yīng)在其中間加焊止水環(huán)；筒身在水平施工縫處應(yīng)設(shè)凸縫或設(shè)鋼板止水帶，突出筒壁面部分應(yīng)在拆模后鏟平，以利防水和下沉。

（三）沉井下沉

1．下沉前應(yīng)進(jìn)行井壁外觀檢查，檢查混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B等級(jí)，并根據(jù)勘測(cè)報(bào)告計(jì)算極限承載力，計(jì)算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系數(shù)（≥1．15～1．25），作為判斷每個(gè)階段可否下沉，是否會(huì)出現(xiàn)突沉以及確定下沉方法及采取措施的依據(jù)。

2．下沉前應(yīng)分區(qū)、分組、依次、對(duì)稱、同步的抽除（拆除）刃腳下的墊架（磚墊座），每抽出一根墊木后，在刃腳下立即用砂、卵石或礫砂境實(shí)。

3．小型沉井挖土多采用人工或風(fēng)動(dòng)工具；大型沉井，在井內(nèi)用小型反鏟挖土機(jī)挖掘。挖土須分層、對(duì)稱、均勻地進(jìn)行，一般在沉井中間開始逐漸挖向四周，每層高0．4～0．5m，沿刃腳周圍保留0．5～1.5m寬的土堤，然后沿沉井壁，每2～3m一段向刃腳方向逐層全面、對(duì)稱、均勻的削薄土層，每次削5～10cm，當(dāng)土層經(jīng)不住刃腳的擠壓而破裂，沉井便在自重作用下均勻垂直擠土下沉，使不產(chǎn)生過大傾斜。各倉(cāng)土面高差應(yīng)在50cm以內(nèi)。

4．在挖土下沉過程中，工長(zhǎng)、測(cè)量人員、挖土工人應(yīng)密切配合，加強(qiáng)觀測(cè)，及時(shí)糾偏。

5．沉井下沉多采用排水挖土下沉方法，常用方法是：設(shè)明溝、集水井排水，在沉井內(nèi)離刃腳2～3m挖一圈排水明溝，設(shè)3～4個(gè)集水井，深度比開挖面底部低1．0～1．5m，溝和井底深度隨沉井挖土而不斷加深。在井壁上設(shè)離心式水泵或井內(nèi)設(shè)潛水泵，將地下水排出井外。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差，有流砂發(fā)生的情況，可在沉井外部周圍設(shè)置輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)或深井井點(diǎn)以降低地下水位，或采用井點(diǎn)與明溝排水相結(jié)合的方法進(jìn)行降水。

6．沉井下沉觀測(cè)方法為在沉井外壁周圍彈水平線，井筒內(nèi)按4等分或8等分標(biāo)出垂直軸線，各吊線墜一個(gè)，對(duì)準(zhǔn)下部標(biāo)板來控制。觀測(cè)時(shí)間，每班三次，接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)兩小時(shí)一次。隨時(shí)掌握分析觀測(cè)數(shù)值，當(dāng)線墜偏離垂線達(dá)50mm或標(biāo)高差在100mm，應(yīng)立即糾正。挖土過程中可通過調(diào)整挖土標(biāo)高或勞動(dòng)力進(jìn)行糾偏。

7．筒壁下沉?xí)r，外測(cè)土?xí)S之出現(xiàn)下陷，與筒壁間形成空隙，一般干筒壁外側(cè)填砂，保持不少于30cm高，隨下沉灌入空隙中，以減小下沉的摩阻力，并減少了以后的清淤工作。雨季應(yīng)在填砂外側(cè)作擋水堤，以阻止雨水進(jìn)入空隙，防止出現(xiàn)筒壁外的摩阻力接近于零，而導(dǎo)致沉井突沉或傾斜的現(xiàn)象。

8．沉井下沉接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，防止超沉。可在四角或筒壁與底梁交接處砌磚墩或墊枕木垛，使沉井壓在磚墩或枕木垛上，使沉井穩(wěn)定。

9．沉井下沉出現(xiàn)傾斜，如調(diào)整挖土仍不能糾正時(shí)，可加荷調(diào)整，但若一側(cè)已到設(shè)計(jì)標(biāo)高，則直采用旋轉(zhuǎn)噴射高壓水的方法，協(xié)助下沉進(jìn)行糾偏。

10．沉井挖出之土方用吊斗吊出，運(yùn)往棄土場(chǎng)，不得堆在沉井附近。

（四）沉井封底

1．沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再經(jīng)2～3d下沉穩(wěn)定，或經(jīng)觀測(cè)在8h內(nèi)累計(jì)下沉量不大于10mm，即可進(jìn)行封底。

2．封底前應(yīng)先將刃腳處新舊混凝土接觸面沖洗干凈或打毛，對(duì)井底進(jìn)行修整使之成鍋底形，由刃腳向中心挖放射形排水溝，填以卵石作成濾水盲溝，在中部設(shè)2～3個(gè)集水井與盲溝連通，使井底地下水匯集于集水井中用潛水電泵排出，保持水位低于基底面0．5m以下。

3．封底一般鋪一層150～500mm厚卵石或碎石層，再在其上澆一層混凝土墊層，在刃腳下切實(shí)填嚴(yán)，振搗密實(shí)，以保證沉井的最后穩(wěn)定，達(dá)到50％強(qiáng)度后，在墊層上鋪卷材防水層，綁鋼筋，兩端伸入刃腳或凹槽內(nèi)，澆筑底板混凝土。

4．混凝土澆筑應(yīng)在整個(gè)沉井面積上分層、不間斷地進(jìn)行，由四周向中央推進(jìn)，并用振動(dòng)器搗實(shí)，當(dāng)井內(nèi)有隔墻時(shí)，應(yīng)前后左右對(duì)稱地逐孔澆筑。

5．混凝土養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)繼續(xù)抽水，待底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到70％后，對(duì)集水井逐個(gè)停止抽水，逐個(gè)封堵。封堵方法是將集水井中水抽干，在套管內(nèi)迅速用干硬性混凝土填塞并搗實(shí)，然后上法蘭盤用螺栓擰緊或四周焊接封閉，上部用混凝土墊實(shí)搗平。

（五）上部建筑結(jié)構(gòu)施工

同常規(guī)方法（略）。

五、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（一）保證項(xiàng)目

1．沉井工程中的模板、鋼筋、混凝土等均應(yīng)符合施工規(guī)范的規(guī)定。

2．混凝土抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)及下沉前混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。

3．沉井外壁應(yīng)平滑。

4．沉井封底必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。

（二）允許偏差項(xiàng)目

沉井制作和下沉后的允許偏差及檢驗(yàn)方法見表3－36。

沉井的允許偏差及檢驗(yàn)方法

表3－36

項(xiàng)次

項(xiàng)目

允許偏差

檢驗(yàn)方法

制作質(zhì)量

平面尺寸

長(zhǎng)度、寬度

±L/200，且不大于100

尺量檢查

曲線部分半徑

±R/200，且不大于50

拉線和尺量檢查

對(duì)角線差

B/100

尺量檢查

井壁厚度

±15

尺量檢查

下沉后質(zhì)量

刃腳平均標(biāo)高

±100

用水準(zhǔn)儀

底面中心位置偏移

H＞10m

≤H/100

吊線和尺量檢查或用經(jīng)緯儀檢查

H≤10m

刃腳底面高差

L＞10m

L/100,且不大于300

用水準(zhǔn)儀檢查

注：1．L為長(zhǎng)度或?qū)挾?；R為半徑；b為對(duì)角線長(zhǎng)；H為下沉總深度；L為最高與最低兩角間距離；

2．檢查數(shù)量：沉井的制作質(zhì)量按澆筑段（節(jié)）內(nèi)外各抽查1～5處；下沉后的質(zhì)量按每座沉井檢查。

六、成品保護(hù)

1．沉井下沉第一節(jié)混凝土應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100％，其上各節(jié)達(dá)到70％以后，方可開始下沉。

2．深井墊架拆除、下沉系數(shù)、封底厚度和封底后的抗浮穩(wěn)定性，均應(yīng)通過施工計(jì)算，滿足設(shè)計(jì)要求，避免使沉井出現(xiàn)裂縫、不能下沉或上浮。

七、安全措施

1．沉井施工前，應(yīng)查清沉井部位的地質(zhì)水文及地下障礙物情況，摸清對(duì)鄰近建筑物、地下管道等設(shè)施的影響情況，并采取有效措施，防止施工中出現(xiàn)問題，影響正常、安全施工。

2．嚴(yán)格遵循沉井墊架拆除和土方開挖程序，控制均勻挖土速度，防止發(fā)生突然性下沉。嚴(yán)重傾斜現(xiàn)象，導(dǎo)致人身事故。

3．作好沉井下沉中的降排水工作，并設(shè)備用電源，以保證沉井挖土過程中不出現(xiàn)大量涌水、涌泥或流砂現(xiàn)象，以避免造成淹井事故。

4．沉井上部應(yīng)設(shè)安全平臺(tái)，周圍設(shè)欄桿，井內(nèi)上下層立體交叉作業(yè)，設(shè)安全網(wǎng)、安全擋板；避開出土的垂直下方作業(yè)；井下作業(yè)應(yīng)戴安全帽、穿膠皮鞋。

5．沉井內(nèi)土方吊運(yùn)，應(yīng)由專人操作和專人指揮，統(tǒng)一信號(hào)，預(yù)防發(fā)生碰撞或脫鉤；起重機(jī)吊運(yùn)土方和材料靠近沉井邊坡行駛時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地基穩(wěn)定性的檢查，防止發(fā)生塌陷、傾翻事故。

6．沉井挖土應(yīng)分層、分段、對(duì)稱、均勻地進(jìn)行，達(dá)到破土下沉?xí)r，操作人員要離開刃腳一定距離，防止突然性下沉而造成事故。

7．加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備維護(hù)、檢查、保養(yǎng)；機(jī)電設(shè)備由專人操作，認(rèn)真遵守用電安全操作規(guī)程，防止超負(fù)荷作業(yè)，并設(shè)漏電保護(hù)器；夜間作業(yè)，沉井內(nèi)外應(yīng)有足夠的照明，沉井內(nèi)應(yīng)采用36V安全電壓。

八、施工注意事項(xiàng)

1．沉井壁中如預(yù)留孔洞，為防止下沉?xí)r泥土和地下水大量涌入井內(nèi)，影響施工操作，或因每邊重量不等重心偏移，使沉井產(chǎn)生傾斜，在下沉前應(yīng)進(jìn)行填塞封閉處理，使之下沉均勻。

2．沉井下沉位置的正確與否，其每一、二節(jié)占70％，開始5mm以內(nèi)，要特別注意保持平面位置與垂直度正確，以免繼續(xù)下沉不易調(diào)整。

3．沉井下沉被擱置或懸掛，下沉極慢或不下沉?xí)r，可采取繼續(xù)澆灌混凝土增加重量或在井頂加載；或挖除刃腳下的土，或在井內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行第二層碗形破土；或在井外壁裝射水管沖刷井周圍上，減少摩阻力；或在井壁與土間灌入觸變泥漿或黃土，降低摩擦力；或清除障礙物；采取控制流砂。管涌等措施。

4．沉井下沉如速度過快，超過挖土速度，出現(xiàn)異常情況時(shí)，可采取用木垛在定位墊架處給以支承，并重新調(diào)整挖土；在刃腳下不挖或部分不挖土；在沉井外壁間填粗糙材料，或?qū)⒕餐獾耐梁粚?shí)，加大摩阻力；如沉井外部的土液化發(fā)生虛坑時(shí)，可填碎石處理；或減少每一節(jié)筒身高度，減輕沉井重量。

5．沉井下沉最易發(fā)生傾斜或位移。施工中應(yīng)加強(qiáng)下沉過程中的觀測(cè)和資料分析，發(fā)現(xiàn)傾斜和位移應(yīng)及時(shí)糾正。當(dāng)沉井垂直度出現(xiàn)歪斜超過允許限度，可采取在刃腳高的一側(cè)加強(qiáng)取土，低的一側(cè)少挖土或不挖土，待正位后再均勻分層取土；或在刃腳較低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石或石塊，延緩下沉速度；或在井外深挖傾斜反面的土，回填到傾斜一面，增加傾斜面的摩阻力等措施。當(dāng)沉井軸線與設(shè)計(jì)軸線不重合，而產(chǎn)生一定位移的現(xiàn)象時(shí)，因位移大多由于傾斜引起的，控制沉井不再向偏移方向傾斜，并有意使沉井向偏位的相反方向傾斜，幾次傾斜糾正后，即可恢復(fù)到正確位置。