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沉井施工方案
沉井施工方案
沉井是在地面或地坑上,先制作开口钢筋混凝土筒身,达到一定
强度后,在井筒内分层挖土、运土,随着井内土面逐渐降低,沉井筒
身借其自重克服与土壁之间的摩阻力,不断下沉而就位的一种深基或
地下工程施工工艺。
沉井结构和沉井施工的特点是:
沉井结构截面尺寸和刚度大,承载力
高,抗渗、耐久性好,内部空间可资利用,可用于很大深度地下工程
的施工,深度可达50m;施工不需复杂的机具设备,在排水和不排水
情况下均能施工;可用于各种复杂地形、地质和场地狭窄条件下施工,
对邻近建筑物、构筑物影响较小;当沉井尺寸较大,在制作和下沉时,
均能使用机械化施工;比大开挖施工,可大大减少挖、运、回填土方
量河加快施工速度,降低施工费用。
本工艺标准适用于工业与民用建
筑的深坑、地下室、水泵房、设备深基础、桥墩、码头等沉井工程。
一、材料要求
1.水泥
用425号或525号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,新鲜无结
块。
2.砂
粗砂或中砂,含泥量不大于5%。
3.石子
卵石或碎石,粒径5~40mm,含泥量不大于2%。
1
4、大卵石或块石
质地坚硬,无风化剥落和裂纹,表面无泥污或水锈等污染。
5.外加剂
其品种及掺量,应根据施工需要通过试验确定。
二、主要机具设备
1.沉井制作机具设备包括模板、钢筋加工常规机具设备、混凝
土搅拌机、自卸汽车、机动翻斗车、手推车、插入式振动器等。
2.沉井下沉机具设备包括15t履带式起重机、QT6-15型塔式
起重机,出上吊斗等。
3.排水机具设备包括离心式水泵或潜水电泵。
三、作业条件
1.在沉井施工地点进行了钻探,了解该处地质(包括土的力学
指标、休止角、摩擦系数。
地质构造、分层情况等)和地下水文情况
以及地下埋设物、障碍物情况,绘制了地质剖面图。
2.已根据工程结构特点、地质水文情况、施工设备条件及技术
的可能性,编制了切实可行的施工方案或施工技术措施,以指导施工。
3.场地已平整至要求标高,按施工要求拆迁沉井周围土的破坏
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
备基础和人防设施等。
4.按施工总平面图布置,修建临时设施,修筑道路、排水沟、
截水沟,安装临时水、电线路,安设施工设备,并试水、试电、试运
2
转。
5、按设计总图和沉井平面布置要求,已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。
6.已进行技术交底,使施工人员了解并熟悉工程结构、地质和
水文情况,了解沉井制作和下沉施工技术要点、安全措施、质量要求
及可能遇到的各种问题和处理方法。
四、施工操作工艺
(一)施工程序
1.制作程序:
场地整平→放线→挖土3~4m深→夯实基底,抄
平放线验线→铺砂垫层→垫木或挖刃脚上模→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.下沉程序:
下沉准备工作→设置垂直运输机械、排水泵,挖
排水沟、集水井→挖土下沉→观测→纠偏→沉至设计标高、核对标高
→降水→设集水井、铺设封底垫层→底板防水→绑底板钢筋、隐检→
底板浇筑混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板、上部建筑及辅助设施
→回填土。
(二)沉井制作
1.在软弱地基上制作沉井,应采用砂、砂砾或碎石垫层,用打
夯机夯实使之密实,厚度根据计算确定。
3
2.当地基土质较好,宜分节一次制作完成,然后下沉;对于较
高(≥12m)的沉井应先挖下3~4m土方,在基坑中一次制作下沉,
或分节制作,分节下沉,以减少沉井自由高度,增加稳定,防止倾斜。
3.沉井制作宜采取在刃脚下设置木垫架或砖垫座的方法,其大、
小和间距应根据荷重计算确定。
安设钢刃脚时,要确保外侧与地面垂
直,以使其起切土导向作用。
4.沉井刃脚及简身混凝土的浇筑应分段、对称均匀、连续进行,
防止发生倾斜、裂缝。
第一节混凝土强度等级达到70%,始可浇筑
第二节。
5.浇筑的简身混凝土应密实,外表面平整、光滑。
有防水要求
时,支设模板穿墙螺栓应在其中间加焊止水环;筒身在水平施工缝处
应设凸缝或设钢板止水带,突出筒壁面部分应在拆模后铲平,以利防
水和下沉。
(三)沉井下沉
1.下沉前应进行井壁外观检查,检查混凝土强度及抗渗等级,
并根据勘测报告计算极限承载力,计算沉井下沉的分段摩阻力及分段
的下沉系数(≥1.15~1.25),作为判断每个阶段可否下沉,是否
会出现突沉以及确定下沉方法及采取措施的依据。
2.下沉前应分区、分组、依次、对称、同步的抽除(拆除)刃
脚下的垫架(砖垫座),每抽出一根垫木后,在刃脚下立即用砂、卵
石或砾砂境实。
3.小型沉井挖土多采用人工或风动工具;大型沉井,在井内用
4
小型反铲挖土机挖掘。
挖土须分层、对称、均匀地进行,一般在沉井
中间开始逐渐挖向四周,每层高0.4~0.5m,沿刃脚周围保留0.5~
1.5m宽的土堤,然后沿沉井壁,每2~3m一段向刃脚方向逐层全面、
对称、均匀的削薄土层,每次削5~10cm,当土层经不住刃脚的挤压
而破裂,沉井便在自重作用下均匀垂直挤土下沉,使不产生过大倾斜。
各仓土面高差应在50cm以内。
4.在挖土下沉过程中,工长、测量人员、挖土工人应密切配合,
加强观测,及时纠偏。
5.沉井下沉多采用排水挖土下沉方法,常用方法是:
设明沟、
集水井排水,在沉井内离刃脚2~3m挖一圈排水明沟,设3~4个集
水井,深度比开挖面底部低1.0~1.5m,沟和井底深度随沉井挖土
而不断加深。
在井壁上设离心式水泵或井内设潜水泵,将地下水排出
井外。
当地质条件较差,有流砂发生的情况,可在沉井外部周围设置
轻型井点、喷射井点或深井井点以降低地下水位,或采用井点与明沟
排水相结合的方法进行降水。
6.沉井下沉观测方法为在沉井外壁周围弹水平线,井筒内按4
等分或8等分标出垂直轴线,各吊线坠一个,对准下部标板来控制。
观测时间,每班三次,接近设计标高时两小时一次。
随时掌握分析观
测数值,当线坠偏离垂线达50mm或标高差在100mm,应立即纠正。
挖土过程中可通过调整挖土标高或劳动力进行纠偏。
7.筒壁下沉时,外测土会随之出现下陷,与筒壁间形成空隙,
一般干筒壁外侧填砂,保持不少于30cm高,随下沉灌入空隙中,以
5
减小下沉的摩阻力,并减少了以后的清淤工作。
雨季应在填砂外侧作
挡水堤,以阻止雨水进入空隙,防止出现筒壁外的摩阻力接近于零,
而导致沉井突沉或倾斜的现象。
8.沉井下沉接近设计标高时,应加强观测,防止超沉。
可在四
角或筒壁与底梁交接处砌砖墩或垫枕木垛,使沉井压在砖墩或枕木垛
上,使沉井稳定。
9.沉井下沉出现倾斜,如调整挖土仍不能纠正时,可加荷调整,
但若一侧已到设计标高,则直采用旋转喷射高压水的方法,协助下沉
进行纠偏。
10.沉井挖出之土方用吊斗吊出,运往弃土场,不得堆在沉井附
近。
(四)沉井封底
1.沉井下沉至设计标高,再经2~3d下沉稳定,或经观测在8h
内累计下沉量不大于10mm,即可进行封底。
2.封底前应先将刃脚处新旧混凝土接触面冲洗干净或打毛,对
井底进行修整使之成锅底形,由刃脚向中心挖放射形排水沟,填以卵
石作成滤水盲沟,在中部设2~3个集水井与盲沟连通,使井底地下
水汇集于集水井中用潜水电泵排出,保持水位低于基底面0.5m以
下。
3.封底一般铺一层150~500mm厚卵石或碎石层,再在其上浇
一层混凝土垫层,在刃脚下切实填严,振捣密实,以保证沉井的最后
稳定,达到50%强度后,在垫层上铺卷材防水层,绑钢筋,两端伸
6
入刃脚或凹槽内,浇筑底板混凝土。
4.混凝土浇筑应在整个沉井面积上分层、不间断地进行,由四
周向中央推进,并用振动器捣实,当井内有隔墙时,应前后左右对称
地逐孔浇筑。
5.混凝土养护期间应继续抽水,待底板混凝土强度达到70%后,
对集水井逐个停止抽水,逐个封堵。
封堵方法是将集水井中水抽干,
在套管内迅速用干硬性混凝土填塞并捣实,然后上法兰盘用螺栓拧紧
或四周焊接封闭,上部用混凝土垫实捣平。
(五)上部建筑结构施工
同常规方法(略)。
五、质量标准
(一)保证项目
1.沉井工程中的模板、钢筋、混凝土等均应符合施工规范的规
定。
2.混凝土抗压强度和抗渗等级及下沉前混凝土的强度等级,必
须符合设计要求和施工规范的规定。
3.沉井外壁应平滑。
4.沉井封底必须符合设计要求和施工规范的规定。
(二)允许偏差项目
沉井制作和下沉后的允许偏差及检验方法见表3-36。
沉井的允许偏差及检验方法
表3
-36
7
项
项目
允许偏差
检验方法
次
制
平面尺
长度、宽度
±L/200,且不
尺量检查
1
作
寸
大于100
质
曲线部分半径
±R/200,且不
拉线和尺量检
量
大于50
查
对角线差
B/100
尺量检查
井壁厚度
±15
尺量检查
下
刃脚平均标高
±100
用水准仪
沉
底面中
H>10m
≤H/100
吊线和尺量检
2
后
心位置
H≤10m
100
查或用经纬仪
质
偏移
检查
量
刃脚底
L>10m
L/100,且不大于
用水准仪检查
面高差
300
注:
1.L为长度或宽度;R为半径;b为对角线长;H为下沉总深度;
L为最高与最低两角间距离;
2.检查数量:
沉井的制作质量按浇筑段(节)内外各抽查1~5处;
下沉后的质量按每座沉井检查。
六、成品保护
1.沉井下沉第一节混凝土应达到设计强度的100%,其上各节达
到70%以后,方可开始下沉。
8
2.深井垫架拆除、下沉系数、封底厚度和封底后的抗浮稳定性,
均应通过施工计算,满足设计要求,避免使沉井出现裂缝、不能下沉
或上浮。
七、安全措施
1.沉井施工前,应查清沉井部位的地质水文及地下障碍物情况,
摸清对邻近建筑物、地下管道等设施的影响情况,并采取有效措施,
防止施工中出现问题,影响正常、安全施工。
2.严格遵循沉井垫架拆除和土方开挖程序,控制均匀挖土速度,
防止发生突然性下沉。
严重倾斜现象,导致人身事故。
3.作好沉井下沉中的降排水工作,并设备用电源,以保证沉井挖
土过程中不出现大量涌水、涌泥或流砂现象,以避免造成淹井事故。
4.沉井上部应设安全平台,周围设栏杆,井内上下层立体交叉作
业,设安全网、安全挡板;避开出土的垂直下方作业;井下作业应戴
安全帽、穿胶皮鞋。
5.沉井内土方吊运,应由专人操作和专人指挥,统一信号,预防
发生碰撞或脱钩;起重机吊运土方和材料靠近沉井边坡行驶时,应加
强对地基稳定性的检查,防止发生塌陷、倾翻事故。
6.沉井挖土应分层、分段、对称、均匀地进行,达到破土下沉时,
操作人员要离开刃脚一定距离,防止突然性下沉而造成事故。
7.加强机械设备维护、检查、保养;机电设备由专人操作,认真
遵守用电安全操作规程,防止超负荷作业,并设漏电保护器;夜间作业,沉井内外应有足够的照明,沉井内应采用36V安全电压。
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八、施工注意事项
1.沉井壁中如预留孔洞,为防止下沉时泥土和地下水大量涌入井
内,影响施工操作,或因每边重量不等重心偏移,使沉井产生倾斜,
在下沉前应进行填塞封闭处理,使之下沉均匀。
2.沉井下沉位置的正确与否,其每一、二节占70%,开始5mm
以内,要特别注意保持平面位置与垂直度正确,以免继续下沉不易调
整。
3.沉井下沉被搁置或悬挂,下沉极慢或不下沉时,可采取继续浇
灌混凝土增加重量或在井顶加载;或挖除刃脚下的土,或在井内继续
进行第二层碗形破土;或在井外壁装射水管冲刷井周围上,减少摩阻
力;或在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土,降低摩擦力;或清除障碍
物;采取控制流砂。
管涌等措施。
4.沉井下沉如速度过快,超过挖土速度,出现异常情况时,可
采取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;在沉井外壁间填粗糙材料,或将井筒外的土夯实,加
大摩阻力;如沉井外部的土液化发生虚坑时,可填碎石处理;或减少
每一节筒身高度,减轻沉井重量。
5.沉井下沉最易发生倾斜或位移。
施工中应加强下沉过程中的
观测和资料分析,发现倾斜和位移应及时纠正。
当沉井垂直度出现歪
斜超过允许限度,可采取在刃脚高的一侧加强取土,低的一侧少挖土
或不挖土,待正位后再均匀分层取土;或在刃脚较低的一侧适当回填
砂石或石块,延缓下沉速度;或在井外深挖倾斜反面的土,回填到倾
10
斜一面,增加倾斜面的摩阻力等措施。
当沉井轴线与设计轴线不重合,
而产生一定位移的现象时,因位移大多由于倾斜引起的,控制沉井不
再向偏移方向倾斜,并有意使沉井向偏位的相反方向倾斜,几次倾斜
纠正后,即可恢复到正确位置。
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祝语:
我们每个人都有自己的梦想,都有想要达成的目标,都有希望成为的样子,但在这个过程中,总会出现各种干扰。
与其畏缩不前,何不趁青春年少,大胆一试?
许多事情,不是因为做不到才让人失去了信心,而是因为失去了信心,才变得难以做到。
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