沉井施工方案

1、第七章 沉井施工一、概述沉井通常是一座上无顶下无底，四周有壁的筒形钢筋混凝土结构物。沉井既是一种深基础工程的常用施工方法，也是深基础工程的一种结构型式。沉井的平面一般是圆形、方形、矩形及多边形，如图所示。沉井与大开挖方法相比，占地面积小，可大量减少土方量，操作简便，节约投资。特别是在建筑物稠密的市区，采用沉井可以避免辕围土方的坍塌，并保证周围建筑物的安全，也无需使用临时支护措施和挡土结构。常用于地下泵房、水池、桥墩、各类地下厂房、大型设备基础、高层或超高层建筑物的基础，以及盾构隧道和顶管施工中的工作室。目前沉井下沉深度已超过100m。二、沉井构造沉井的构造一般由以下各部组成：1、井壁井壁是沉井

2、在下沉过程中承受水、土压力，足够的自重克服井壁摩阻力，由钢筋混凝土浇制而成。有等厚度的直壁式和阶梯式两种。可一次浇成部分或分段浇筑，接头处可用电筒连接。井壁的厚度较大，一般为0.41.2m之间。它由克服摩阻力所需的自重、施工荷载和永久荷载确定。2、刃脚为便于将沉井切入土中，并防止土层中的障碍物在沉井下沉过程中损坏井壁，井壁刃脚底部作成刀刃状，如图所示。刃脚的踏面宽度一般为200300mm，内侧的倾角一般为40°60°，刃高由壁厚及倾角确定。3、内隔墙为增加沉井下沉时的整体刚度，减少井壁的跨径，改善井壁受力条件，将沉井分隔成多个取土井后挖土和下沉较为均衡而设置。内隔墙的设置给

3、下沉出土带来某些困难，但便于控制下沉速度、封底以及纠偏。内隔墙的底面一般比井壁刃脚高出50100cm，隔墙厚度约为50cm，隔墙下部应设80cm×120cm的过人孔。4、封底当沉井下沉至设计标高后，将井底清理整平后进行封底。封底可分为干作业和水中作业浇灌混凝土封底两种。一般是先在刃脚高度部分用素混凝土予以封堵，待达到设计强度后，在期上井壁有凹槽的高度浇筑钢筋混凝土底板。三、沉井施工（一）施工准备1、地质勘测在沉井施工地点进行钻孔，了解土的力学指标、地层构造、分层情况、摩阻力、地下水情况及地下障碍物情况等。同时还应查清和排除地面及地面以下3m以内的障碍物，包括：地下管道、电缆线、树根及

4、房屋构筑物等。2、制定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，选用排水下沉还是不排水下沉，编制切实可行的施工方案。如果采用排水下沉，要考虑排水设备，再根据土质情况确定采用井点降水还是井内集水坑抽水。3、测量控制和沉降观测先按沉井平面设置测量控制网，然后进行抄平放线，并布置水准基点和沉降观测点。对在既有建筑物附近下沉的沉井，应在既有建筑上设沉降观测点，进行定期的沉降观测。4、平整场地和修建临时设施对施工场地进行平整处理，达到设计标高，按施工图纸进行平面布置。施工现场设置临时仓库、钢筋车间、简易试验室和办公室，修筑临时排水沟、截水沟以及安装施工设备、水电线路并试水电。（

5、二）沉井的制作1、支模和架设钢筋（1）刃脚的支设，可根据沉井的重量、施工荷载和地基承载力情况，采用垫架法和半垫架法，也可用砖垫座和土底模。对较大较重的沉井，在较软弱地基上制作时，为防止造成地基下沉刃脚裂缝，常采用垫架法或半垫架法；对直径或边长在8m以内的较轻沉井，当土质较好时可采用砖垫座；对重量较轻的小型沉井，当土质好时可用砂垫层、灰土垫层或土地基中挖槽作成土模。（2）井壁可采用钢模或木模板。采用木模板时，外模朝混凝土一面应刨光，内外模均采取竖向分节支设，每节高1.52.0m，用1216mm对拉螺栓拉槽钢圈固定。为使井壁重量能均匀地传至土层，在刃脚下方设置枕木及木板，其间设置楔木，在浇制作楔紧

6、，浇好后放松楔木，抽出枕木，以备井壁下沉。（3）沉井钢筋一般用双层钢筋，做成骨架，用吊车垂直吊装就位。为保证钢筋与模板间有足够的保护层，应用小的预制砂浆片以保证钢筋间的准确位置。2、浇灌混凝土（1）材料要求一般采用防水混凝土；在h/b10时，用抗渗等级0.6MPa混凝土；在10h/b15时，用抗渗等级0.8MPa混凝土；在h/b时，用抗渗等级1.2MPa混凝土。其中h为井壁深入到地下水以下的深度，b为壁厚。水灰比W/C一般为0.6，不得超过0.65。每立方米混凝土的水泥用量约为300350kg，砂率采用35%45%，应按照水泥和砂、土料试配，进行试块的强度和抗渗试验。井壁混凝土坍落度一般为35

7、cm，底板混凝土坍落为23cm。井壁混凝土用插入式振动器捣实，底板混凝土用平板振动器振实。为减少用水量，可掺入如木质素磺酸盐、NNO等减剂。（2）浇灌混凝土时注意事项混凝土应沿壁周的水平高度均匀浇捣，每次浇高约为30cm，以免造成地基不均匀下沉或产生倾斜。混凝土应一次连续浇完。如因工作量过大，不能一次浇完，需设水平施工缝，缝间留有凹凸缝并插入短钢筋增加连接。在浇筑新混凝土前须将表面洗刷干净，用水湿润，并铺一层强度等级高一级的砂浆。当第一节混凝土强度等级达到70%时，才可浇灌第二节。前一节下沉应为后一节浇灌混凝土工作预留0.51.0m高度，以便操作。混凝土浇完后要注意保养，经常浇水保证表面潮湿，

8、燕盖麻袋工塑料布防止水分蒸发。冬季可用防雨帆悬挂于模板外侧，使之成密闭气罩，通蒸气加热养护。（三）沉井下沉1、下沉方法选择沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方法。沉井下沉中的挖土作业，最好是在干燥的环境中进行，这样操作方便，且对于土层中的漂石、障碍物等也容易排除，下沉中也不易发生偏差，即使发生了也容易纠正，下沉到设计标高时，能直接检验土质等。因此，应尽量采用排水下沉方法。但由于沉井下沉地点水源丰富，存在严重的硫砂地层或周围环境不允许降水时，才采用水下挖土的湿作业不排水下沉方法。2、下沉挖土施工（1）施工顺序制作第一节沉井：施工时先在场地一整平地面铺设砂垫层，设置承垫木，再制作第一节沉井，如图所

9、示。抽垫木，挖土下沉：混凝土达到设计规定的强度后，抽掉刃脚下的垫木，井筒在自重作用下开始下沉。在井壁内挖土或水力吸泥，边挖边排边下沉，如图所示。沉井接高下沉：当井筒较高时，可分节制作接高下沉，如图所示。封底、浇筑钢筋混凝土底板：当井筒下沉到设计标高时，在刃脚下嵌入木块，防止过度下沉。随即用素混凝土封底，然后浇筑钢筋混凝土底板，如图所示。（2）下沉挖土方法排水下沉挖土，目前主要用机械抓斗挖土机和水力机械两种方法出土，如图所示。不排水下沉方法也可用机械抓斗挖机挖土，但宜配备潜水员进行局部处理，以满足沉井下沉中遇到各种情况时的需要。此外还可用压水泵产生射流冲泥，并用空气吸泥机将土运至井外，以代替抓斗

10、挖土机的工作。触变泥浆护壁下沉，是在沉井外壁制成宽度为100200mm的台阶作为泥浆槽。触变泥浆由20%膨润土及5%石碱（碳酸钠）加水调制而成，用泥浆泵、砂浆泵或气压罐通过预埋在井壁体内或设在井内的垂直压浆管压入，使外井壁泥浆槽内充满触变泥浆，其液面接近于自然地面，如图所示。（一）质量控制1、沉井标高控制沉井位置标高的控制，是在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准基点，以控制位置和标高。2、沉井垂直度控制在井筒内按4或8等分标出垂直轴线，各吊线锤一个对准下部标板来控制，如图所示。挖土时，随时观测垂直度，当线锤离墨线达50mm或四面标高不一致时，应进行纠正。3、沉井下沉控制在沉

11、井外壁两侧用白铅油画出标尺，用水平尺或水准仪来观测沉降。沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，并做好记录，使偏差控制在允许范围以内。（二）质量检验1、沉井制作（1）沉井制作后长度实际尺寸与设计尺寸的偏差，不得超过0.5%，且不得超过100mmm；（2）沉井制作后曲线部分半径实际尺寸与设计尺寸的偏差，不得超过0.5%，且不得超过100mm；（3）井壁厚度的实际尺寸与设计尺寸的偏差，不得超过15mm。2、沉井下沉沉井下沉完毕，其偏差应符合下列规定：（1）标高偏差刃脚平均标高与设计标高偏差不得超过100mm。（2）水平位移偏差刃脚平面中心的水平位移不得超过下沉总深度的1%，当下沉总深度

12、的1%，当下沉总深度小于10m时，水位位移允许100mm。（3）倾斜偏差矩形沉井偏差（圆形沉井为相互垂直两直径与圆周的交点）中任何两角的刃脚底面高差，不得超过该两角间水平距离的1%，且最大不得超过300mm。如果两角间水平距离小于10m时，其刃脚底部高差允许为100mm。五、施工常见问题与处理对策沉井下沉施工中常见问题、原因分析、预防措施及处理方法，见下表。沉井下沉常见问题、原因分析、预防措施及处理方法常见问题原因分析预防措施及处理方法沉井倾斜沉井刃脚下的土软硬不均没有对称地抽除垫木或没有及时回填夯实；井外四周的回填土夯料不均没有均匀挖土使井内土面高差悬殊刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生

13、倾斜刃脚一侧被障碍物搁住，未及时发现和处理排水开挖时，井内涌砂井外弃土或堆物，井上附加荷重分布不均造成对井壁的偏压加强沉井过程中的观测和资料分析，发现倾斜及时纠正隔开、平均、对称地抽除垫木，及时用砂或砂砾回填夯实在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖或不挖土，待正位后再均匀分层取土在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度不排水下沉，在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石；在井外射水或开挖、增加偏心压载以及施加水平外力常见问题大多由于倾斜引起，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一侧下部产生一个较大压力，因而伴随产生一定位移，位移大小随土质测量定位发生差错控制沉井不再向偏移方向倾斜有意使沉井向偏位

14、的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再把倾斜纠正加强测量的检查复核工作沉井下沉极慢或停沉井壁与土壁间的摩阻力过大沉井自重不够，下沉系数过小遇到障碍物继续浇灌混凝土增加自重或在井顶加荷重挖除刃脚下的土或在井内壁继续进行第二层“锅底”状破土；用小型药包爆破震动，但刃脚下挖空宜小，药量不宜大于0.1kg；刃脚应用草垫等防护不排水下沉改为排水下沉，以减少浮力，射水管也可埋于井壁混凝土内。此法仅适用于砂及砂类土在井壁与土壁灌入触变泥浆，降低摩阻力，泥浆槽距刃脚高度不宜小于3m清除障碍物沉井下沉过快遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度长期抽水颧因砂的流动，使井壁与土间摩擦力减小井壁外部土液化用木垛在定位垫架处给以支承，并重新调整挖土；在刃脚下不挖或部分不挖土将排水法下沉改为不排水法下沉在沉井外壁与土壁间填粗糙材料，或将井筒我的土夯实，增加摩阻力；如沉井外部的土液化发