工程施工沉井技术工艺

工程施工沉井技术工艺（精选九篇）

工程施工沉井技术工艺 篇1

1 挖基坑及基础处理

沉井施工放样定位后, 一般在井位处挖一平面尺寸略大于沉井平面的基坑。在基坑内铺设砂垫层, 在砂垫层上铺设承垫木或一定厚度的素混凝土作为沉井制作的基础。

基坑开挖深度视地质条件和施工设备情况确定, 一般不会很深, 大约1.5~2.0m左右。在基坑内制作沉井, 一方面减少了现浇混凝土和挖土的提升高度, 还减少了沉井下沉深度。砂垫层和承垫木的选用是为将沉井自重应力分散到更大范围的地基上, 减少沉井制作过程中的不均匀沉降。砂垫层的厚度通过计算确定, 通常为0.5~1.0m。砂垫层一般选用级配较好的中、粗砂或砂夹卵石, 分层洒水夯实。

2 沉井制作及防水处理

对于一般钢筋混凝土沉井, 沉井制作类同于一般结构的制作工艺, 主要包括支模板、绑扎〈焊接) 钢筋、浇注混凝土及养护、拆模等。其施工方案及方法视结构情况而定, 施工原则与一般钢筋混凝土结构相同, 但下列几点需特别注意:为减少下沉阻力, 井壁外侧应做到光滑;沉井制作高度应保证沉井自身的稳定性, 但亦应考虑有适当的重量, 以保证有足够的下沉系数, 如果用分节制作一次下沉, 则必须根据地基容许承载力进行验算。其最大灌筑高度可视沉井平面尺寸而定, 一般不宜大于12m。

沉井的防水要求, 视结构的用途及水文地质条件而定。需要作防水处理的结构所采用的防水方案、材料、施工操作等, 一般与明开挖的钢筋混凝土结构的防水考虑原则上是类似的。但必须强调指出的是, 防水层的保护层 (水泥砂浆) 要求更高, 且表面要涂抹光滑、平整, 以便下沉时沉井能顺利下沉又不致使保护层脱落。保护层应在有足够的强度后方可开始下沉。

3 沉井下沉

沉井下沉方案有两种:干挖土的排水下沉和不排水下沉, 视沉井下沉深度和沉井穿过的土层条件确定。

3.1 排水挖土下沉。

在土质的透水性很低或渗水量不大的稳定土层, 其涌水量每平方米的沉井面积不超过每小时1立方米时, 排水不会产生流砂, 故可采用排水挖土下沉。其优点是挖土方法简单, 容易控制, 下沉较均衡且易纠偏, 达设计标高后又能直接检验基底土的平衡, 并可采用干封底, 以加快工程进度, 保证质量, 节省材料, 所以应优先采用。

3.2 不排水 (或灌水) 挖土下沉。

当沉井穿过有较厚的砂性土或粉砂层, 且含水量很大 (含水量) 30%~40%时, 这时沉井下面的土层不稳定, 采用排水下沉就会在动水压力作用下产生流砂。采用不排水下沉时, 下沉过程中, 井内水位须高出井外水位1~2m, 才能防止流砂涌入井内。

3.3 中心岛式下沉。

沉井内部挖土形成沉井内外的应力差是导致四边地层下陷的主要原因, 为了减少内外应力差值, 可采用:“中心岛式”开挖方式。先沿井壁内侧挖槽, 槽内充满泥浆, 随着槽的挖深, 沉井在槽内下沉, 而中心部位的土体暂不挖除形成“中心岛”;当沉井到设计标高后, 将槽内的泥浆置换固化, 再在井底部位压密注浆封闭, 最后挖除“中心岛”部分的土体。该类开挖方式适用于面积较大的圆形沉井, 需用两台设备对称均衡挖土。

采用排水挖土时, 可采用人工挖土配以小型挖掘机械吊运, 也可采用抓斗挖土配合以汽车运输。前者劳动强度大, 机械化程度低, 工作效率差, 且施工速度慢, 故一般仅在机械设备缺乏且沉井较小时采用。后者的优点是机械化程度很高, 劳动强度低, 施工速度比较快, 且可挖含水的土方, 但抓斗挖土时, 靠近井壁、隔板及横梁处不易挖到, 仍需人工修整。此外, 沿沉井周边应有较好的路基, 以免引起塌方危及吊车安全。

采用水利机械开挖及吸泥机械出土的方法, 机械化程度高, 挖土效率高, 工期短, 在大型沉井施工中经常采用。由于有大量泥土排出, 所以多在靠近江、河、湖、海的地方使用。若在其他地方使用须配备泥水处理设备和泥水运输设备。其缺点是耗电量大、管嘴易堵塞并要有必要的水源及排泥场所;土质过硬也不易冲成泥浆;在不排水下沉的情况下, 有时需潜水员配合工作。

高压水泵将高压水通过管路输送给高压水枪, 借助高压水枪喷射出的水将土冲成泥浆。泥桨通过另外吸泥管道进入吸泥机排走。挖土时一般先挖成“锅底”状, 然后再挖靠近刃脚旁的泥土, 挖土设备要均匀布置, 使土面保持在同一水平上, 否则沉井下沉不均, 易产生倾斜。另外, 当沉井下部有梁时, 应先将梁下土方超前开挖一部分, 以免沉井下沉时土将梁顶坏。即须进行清土校正, 然后再继续开挖。当采甩干挖, 条件许可时, 在沉井设计标高处, 提前放置一定数量的混凝土块, 使沉井最后落实在混凝土块上。

4 沉井基础处理及封底

沉井施工完毕后, 还会有后续沉降, 可延续2~3年。为使下沉量不致过大, 延续时间不过长, 须对沉井下方的基础进行处理。处理方法是, 当沉井沉到设计标高且稳定后即认为稳定) , 先将超挖部分用煤渣填充夯实, 再在刃脚四周填以毛石, 有时须铺设10~30cm厚的砂垫层, 然后用素混凝土封底。

沉井封底有干封底和湿封底两种:干封底能保证混凝土的准确厚度及表面平整, 且节省材料, 保证质量。同时设备简单, 进度快, 省去后续的清理及抽水工作, 所以应优先采用。灌注封底混凝土时, 在沉井内留一集水井, 如有涌水, 立即抽干, 湿混凝土的灌注应从四角处开始, 逐渐向中央推移。混凝土与集水井口预留铸铁管 (抽水用) , 中间空隙处填020混凝土, 待混凝土底板达70免设计强度后, 再进行封闭管口。

湿封底即水下混凝土封底, 是利用井内灌水的重量克服流砂的涌入, 封底混凝土在水下进行灌注, 因此应注意封底混凝土的质量。封底后井内水排走, 便浇注钢筋混凝土底板。在底板参与受力之前的期间, 封底混凝土要承受沉井井底地下水的浮力, 故应有足够的强度和重量。水下灌注混凝土采用竖管灌注法, 竖管由多节钢管制成, 使用时应进行水密性及拉拔力的检验, 保证使用时不漏不裂。水下封底后, 应检查封底混凝土质量, 灌筑钢筋混凝土底板前, 应抽水并凿去表层浮桨。

摘要：沉井施工主要包括两个阶段沉井制作阶段和沉井下沉阶段。根据不同情况和条件, 可采用分节制作一次下沉, 也可以一次制作一次下沉, 或制作下沉交替进行。

关键词：工程,施工,沉井,技术,工艺

参考文献

[1]王芳.土木工程概论[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

沉井施工经验总结和技术探讨 篇2

经过2007～2008年连续做了两个污水泵站工程，笔者对沉井施工积累了一定的经验，对有关的技术理论有了一定的认识，下面以科盛路泵站的施工为主作一技术总结。

一、沉井的涵义及应用范围

沉井是在经过整平或处理的地基上制作的无盖、无底的结构物，采取不同的方式取出井内的土体，主要靠其本身重量克服井壁与土的摩阻力和刃脚下阻力下沉到设计标高，经封底后形成的地下空间，可作为地下构筑物或基础使用。

沉井结构，广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础，以及水泵房、地下油库、水池竖井等深井结构。当结构处于地下较深，土质较差，或者周围已建有构筑物，施工场地受限制时，采用大开挖施工几乎不可能，那么采用沉井施工则是比较合适的选择。

沉井施工的优点：

(1)沉井的土方工程量可以限制在沉井的体积范围内，因为无需留出边坡，场地面积可大大减少。

(2)沉井不但可以作为地下结构的外壳部分，而且在挖土下沉的过程中可作开挖支护，与设地下连续墙支护的大开挖方法相比，省去了开挖支护的费用，效果显著。

二、沉井结构设计特点(1)沉井平面布置

沉井平面应尽可能对称布置。如果平面上不对称，造成沉井的偏心，会令沉井作业困难，向哪边偏心就有可能向哪边倾斜。形状怪异的结构不适宜采用沉井。(2)平面分格

不同的沉井，根据不同的使用要求，平面上会有不同的分格。沉井分格，通常每格的净尺寸不得小于3米。(3)框架及隔墙

框架及隔墙的作用：①增加沉井在下沉过程中的结构刚度，以利于抵抗不均匀下沉的扭转作用；②有利于逐格取土和封底，减少封底混凝土和底板计算跨度；③当沉井突沉时，能分担一部分地基反力，起到限制突沉和超沉的作用。

三、施工方法及难点分析 1.基坑开挖

基坑开挖目的是为了便于做砂垫层，基坑开挖深度在上海地区不宜过深，以不超过2米为宜，超出2米则因为有地下水的关系，地基承载力明显降低，对沉井制作带来不利。

科盛路污水泵站，属中等规模，外部尺寸为22.15米×10.5米×11.00米，总高度11.00米，井壁厚0.6米，中间含框架。科盛路泵站场地地面标高为3.86～4.20米，开挖基坑底标高为2.20米，挖深在1.6～2.0米之间，边坡1：1。2.压密注浆 本工程沉井深度范围内主要土层为素填土、粘土、淤泥质粘土，沉井底部在淤泥质粘土上，井壁侧摩阻力较小，故要求设计时采用井底压密注浆、增设底梁等措施。为此，设计图纸要求：科盛路泵站工程对井底以下3米(-6.2～-9.2米)进行压密注浆，范围是间距大的刃脚两侧(22.15米)增加各1米，间距小的刃脚两侧(10.5米)各增加1.5米。

具体做法如下：因压密注浆影响半径为600毫米，有效半径为500毫米，故确定布孔的排距和孔距均为1米，注浆范围24.15米×13.20米，共350个洞。由测量人员放出中心线及注浆区域边界线，按设计孔位精确定出每孔位置。

采用先外围后内部的注浆施工方法，先沿周圈注三排孔，形成注浆约束边界，内部可不考虑施工顺序，但应按跳孔间隔注浆方式进行，防止串浆。

浆液制作，严格按设计要求，将水灰比控制在0.45以内。采用2台搅拌桶，将水与水泥混合均匀，搅拌时间不超过5分钟。拌好的浆液通过筛网过滤，存放于贮浆池内，存放时间不得大于30分钟。

每孔注浆时，先将注浆管压入土层至设计深度，然后接上压浆机，边向上拔起注浆管边向土层内注浆，每次拔管间距不大于0.5米，注浆压力为0.25～0.35MPa，注浆压力由小变大，最大压力不超过0.5MPa。通过控制注浆量和注浆压力达到设计要求。

压密注浆结束28天后，按工程质量验收规定，由上海市建设工程质量检测机构采用静力触探进行检测，试验的各试点地基竖向抗压极限承载力均不低于125Kpa，满足设计要求。3.轻型井点降水

根据地质勘探资料，科盛路泵站工程拟建场地浅部地下水为潜水类型，潜水位随季节变化，主要受大气降水、地表径流及地面蒸发的影响。经勘察实测，地下水埋深0.70～0.80米，相应标高为3.09～3.18米(平均标高3.14米)。为了保证砂垫层的制作质量，保证沉井制作的质量和安全，所以本工程在沉井制作过程中采用轻型井点降水。

轻型井点降水的做法：井点的布置，在基坑四周布置环形井点，间距1.5米，距沟槽边1米。

井点管采用直径40毫米的钢管，长5.2米，管下端配滤管，滤管直径同井点管，长0.9米，管壁上有梅花形状10毫米左右的孔，外包3～4层棕皮滤网。集水总管采用管径108毫米的钢管分节连接。抽水设备采用射流泵。

下井管采用φ50毫米的钢管冲枪，冲枪成孔达200毫米，深6米，埋设井点管，用粗砂回填，在井点管地面以下0.5米左右，用粘土填实，以防止漏气。

保持正常动转是井点降水的重要环节，因此，我们每天派人对其系统进行检查维护，保证降水效果。

四、沉井制作

科盛路泵站沉井分三节浇筑，一次下沉，待沉井下沉到位封底后，浇筑两道中隔墙，留1.6米后浇段与顶板整体浇筑。从施工经验看，虽然在下沉过程中，沉井外壁并未发生裂缝等异常情况，但隔墙应与井外壁一起浇筑，并一起下沉，以增强井外壁对土层压力的抵抗，保证沉井结构的安全。采取刃脚以上中隔墙后浇，原是考虑下沉时取土方便，但从后来施工效果看，先浇隔墙对水冲取土下沉没有太大影响。(1)脚手架工程

沉井内、外脚手架均采用φ50毫米钢管搭设施工用脚手架。内排设满堂脚手架，间距1.4～1.8米；井外脚手架搭设成双排架，间距1.8米。脚手架均应在距地面20厘米处设扫地杆一档。由于内外脚手架在砂垫层上，故需在脚手架底部铺设5厘米厚木板作为支承。内、外脚手架应与井壁模板脱离，以防止混凝土浇筑期间沉井意外下沉造成安全事故。当脚手架逐渐增高时，应加设外侧斜拉杆，确保安全、稳固。脚手架上水平、竖向铺设安全篱笆，在每层90厘米高处设置安全扶手，并搭设上下跑道，设防滑条。

(2)模板

沉井刃脚和隔墙斜面处采用砖胎模，其余部分采用定型钢模板。遇插筋、穿墙管等特殊部位或模板不足之处采用木模代替。

内、外模以及模板之间的连接和固定均采用φ48毫米钢管，采用U形卡，φ14对拉螺拴等标准扣件作模板之间的连接和固定，使内外模具有相当刚度的整体。对拉螺栓两端焊模板限位钢筋，限位钢筋距模板4厘米，采用4厘米厚小方块填充，作为限位钢筋混凝土保护层。因此，对拉螺栓总长度为混凝土截面宽+7厘米×2，其中螺纹长度为7厘米。待井壁模板拆除后，将小木块挖去，割去螺栓外露部分。然后清洗干净，并用环氧砂浆封闭小木块形成的洞穴，防止螺栓的锈蚀和地下水的渗入。

拉杆螺栓止水：沉井模板多采用拉杆螺栓固定，造成漏水的薄弱环节，故螺栓宜加焊止水片。止水片采用3毫米×80毫米×80毫米的钢板，止水片在螺栓杆中部满焊，这样既可防止螺栓转动，又可防止水沿螺栓漏入井内。

科盛路泵站沉井制作，对拉螺栓在模板上的布置为：横向及竖向间距均为60厘米，特殊部位，如变截面处适当加密。

(3)钢筋绑扎

根据设计要求，对钢筋进行配料、绑扎、安装、成型，一般将外壁水平钢筋设在垂直钢筋的外侧，井壁内侧水平钢筋宜设在垂直钢筋的里侧。绑扎时，对于墙体钢筋应做到扎丝正、反“八”字形交替进行，以防止骨架变形，铅丝头向里按倒，不能伸向混凝土保护层。钢筋接头采用焊接接头，位置设在结构受力较小处并按规范相互错开。钢筋保护层垫块采用高标号水泥砂浆预制，垫块间距不小于1.5米/只，并与内外钢筋扎牢，以防止混凝土浇筑过程中移位。

(4)混凝土的浇筑

混凝土浇筑时采用分层平铺，每层混凝土的浇筑厚度为500毫米。应对浇筑速度进行控制，避免速度过快对模板造成过大的侧压力，或速度过慢而在每层间形成“冷缝”。

科盛路泵站沉井制作，每层浇筑时间控制为2小时左右。在混凝土浇筑过程中，派专人负责看管模板和钢筋，若发现变形移位时，及时采取措施加固纠正。

(5)施工缝处理

科盛路泵站沉井施工缝，因为第一节结构的钢筋较密，所以第一节采用钢板止水带施工缝，钢板厚度3毫米，宽度为400毫米。钢板的对接采用焊接，焊缝要满焊，防止形成渗漏通道。钢板止水带的固定，采用短钢筋头点焊固定在主筋上，固定的钢筋头在止水带两侧错开布置。第二节、第三节采用凸式施工缝，凸式施工缝易于凿毛和清洗，易于保证防水质量。

以上两种施工缝在安装上层模板前，表面均应凿毛，清除浮粒，并冲洗干净。在浇筑混凝土时先用水湿润后，在表面上再铺10～15毫米的水泥砂浆一层，然后再继续浇筑混凝土。

五、沉井下沉

科盛路泵站是采用水力冲土法下沉，下面将冲土下沉的具体做法介绍如下：(1)准备工作

①嵌补好对拉螺杆的保护垫层孔。

②沉井壁所有洞口用50厘米厚砖墙封堵，双面用1：2水泥砂浆抹光。

③施工接缝涂刷环氧沥青两道。

④最后一节混凝土强度达到设计强度的100%。混凝土抗压强度的检查，应以现场同条件养护的试块试压结果为依据。

⑤水力机械准备：主要由水泵、进水管路、水力冲泥机、水力吸泥机以及排泥管路组成。

⑥施工用水及泥浆处理：水力冲土下沉，施工时需要大量清水，所以在沉井附近应有充足的水源，在水源缺乏的地区，不适宜采用此方法。对于沉井冲出的泥浆，经三级沉淀再排入河浜，确保不污染环境。(2)冲土下沉

首先拆除垫层混凝土，先井外后井内，分四个作业面同步对称进行。然后用高压射水冲碎土层后，再用水力吸泥机将泥浆及土的水块排到井外，使井下沉。

科盛路泵站场地附近80米左右有一条河浜，架设一台6DA型高压水泵，井内设两台高压水枪，高压水枪通过进水管路与水泵相接。两工人持枪分别向两对称方向冲泥。冲泥从沉井中间开始，先将中间框架下部泥土掏空，并逐渐向四周加深和加宽。加深加宽的过程应符合对称原则，直至沉井周边刃脚位置，形成锅底状，锅底深大约80厘米。四周格仓土经水枪射水破坏后变成泥浆流向中部，设一台水力泥浆泵(直径150毫米)吸到沉井以外地面上的泥浆池内，经三级沉淀后再排入原河浜。

沉井下沉分4班作业，每班3小时，交替施工，一天工作时间12小时(早上7：00～晚上7：00)，为保证下沉的质量和安全，夜里不安排作业。

初沉阶段(2米以内的下沉过程)是沉井的关键时刻，这时井的下沉系数大，重心高，稳定性差，因此要求施工人员精力要高度集中，冲土时一定要均匀对称，测量要求每隔2小时测一次，严格控制偏差。中间下沉阶段(2～9米)每班测量至少1～2次。终沉阶段(最后2米)也很关键，这时沉井应避免大的偏差，而且要防止超沉。在终沉阶段，技术人员实行昼夜轮流值班，架设仪器，严密控制。

终沉阶段1米，用了7天，时间比较长，不能急于求成，我们采用冲水→下沉→测量的循环程序，逐步靠近设计标高。由于井底做压密注浆和井点降水(喷射)措施的缘故，没有出现突沉。根据终沉阶段下沉速率比较小的情况，到离设计标高8厘米时，我们停止了冲泥作业，经三天的观测，沉井自沉仅3厘米，满足设计要求，至此下沉工作结束。(3)测量控制和纠偏处理

标高测量：在井壁四角画出水平标尺，用水准仪测量观测下沉标高变化。

平面位移测量：在沉井的中轴线方向设置固定标桩，用钢尺直接量测沉井中轴的位置。

垂直度测量：在沉井四角挂吊线锤，并辅以经纬仪测量垂直度。

在下沉质量控制中，主要标高、平面位移、垂直度三个方面，而重点在标高控制，标高控制好了，其他方面自然也得到了控制。

在沉井下沉过程中，应做到勤测勤纠。当发现倾斜及位移偏差时，应及时纠偏，不能让偏差积累过大。纠偏首先采用偏除土的方法：冲泥时，刃脚高处多冲，刃脚低处少冲，调整井内刃脚踏面的土反力分布状况，使沉井改变倾斜状态，逐步过渡到垂直方向。当采用偏除土法没调整过来，偏差越来越大时，则采用井外射水的方法纠偏。将高压水枪沿沉井高的一侧井壁外面插入土中射水，使此侧井壁摩阻力降低，可使沉井的倾斜得到纠正。因为沉井入土深度较大时，沉井四周土层对井壁的约束力亦相应增加，当沉井两侧土层含水量不同，土质较干的侧摩阻力较大，造成下沉较慢，所以这时纠偏的关键在于减少较干一侧的侧摩阻力。(4)降水措施

沉井下沉时，应做好降水工作，降水的目的主要是为了疏干井周围土层的水分，使沉井下沉时增加井壁的侧摩阻力防止突沉，以及沉井封底时使井内锅底无水，所以井点降水对于沉井的终沉阶段及其以后封底最为重要，降水要达到沉井最终下沉标高以下2米。

科盛路泵站原地面标高4.2米，最终下沉标高-6.2米，因此沉井降水深度定为12米。沉井制作时采用的轻型井点降水在此已不适合，改用喷射井点降水。降水时间从沉井下沉开始，至沉井封底结束后7天为止。(5)安全措施

沉井下沉所需机具设备不多，由吊车吊入，因此安全方面的重点在于抓好用电安全和工人作业的人身安全。

施工用电严格按规范执行，做到三级配电二级保护。井内临时照明采用12V低压。由工地专职电工负责每天电路的检查维护。

因为井比较深，所以工人上下井是安全的关键环节。我们采取钢管、扣件搭建了靠梯，分别靠于井内壁和井外壁。靠梯制作应牢固可靠，并随着沉井的下沉，靠梯的长度和倾斜度应适时调整。工人在冲泥作业时穿渔裤，戴绝缘手套。作业时间安排在白天，夜里不加班。

当沉井下沉到位以后，沉井顶与周围地面的标高相差不多，在沉井周围搭设防护栏杆。整个施工区域实行封闭管理。

六、沉井封底

当沉井下沉至设计标高，进行沉降观测，8小时内下沉量小于10毫米时，方可进行沉井封底。

浅析沉井施工技术 篇3

关键词:沉井施工技术沉井制作纠偏

中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0027-02

1 工程概况

某工程6座顶管井均采用钢筋混凝土沉井结构形式,J3工作井规格为方形13.6m×9.6m,下沉深度为13.9m;J4临时顶管接收井规格为圆形φ10.6m,下沉深度为15.78m;J5临时顶管工作井规格为圆形φ13.8m,下沉深度为14.69m;J6顶管接收井规格为方形7m×6.5m,下沉深度为12.92m;J7顶管工作井规格为圆形φ13.8m,下沉深度约为13.51m,J7’顶管工作井规格为圆形φ13.8m,下沉深度约为13.51m。采用商品混凝土等级为:井体、底板为C30、S6;沉井封底采用地下水混凝土C20。每次下沉高度为1～2m。下沉采用不排水法下沉施工,下沉挖土采用履带吊和抓铲取土,封底采用水下混凝土封底。沉井封底后,浇筑底板,进行顶管施工。由于沉井施工时低于地面,沉井顶应高出地面300mm,当下沉接近设计标高时,应注意,切不可超沉。沉井四周设施工道路,宽度为4m。沿沉井的边侧搭设钢筋、模板拼装场地及堆场等,在工作井外设置泥浆沉淀池,泥浆沉淀后,弃土应及时外运。

2 沉井施工技术原理

沉井是修建深基础和地下构筑物的主要施工方法之一。它是在地面上或地坑中,先制作钢筋混凝土井身,达到一定强度后,在井筒内分层挖土,随着井内土面逐渐降低,使筒身借自重克服其土壁之间的摩擦阻力,不断下沉就位的一种地下构筑物或地下工程施工工艺。沉井的施工程序包括平整场地、开挖基坑、沉井制作、沉井下沉、沉井封底、封顶等主要施工工序。

3 沉井制作

3.1 准备工作

平整场地,平整范围要大于沉井外侧面1～3m,场地整平后进行放线定位,定位要准确,并经验收合格后才能正式施工。

3.2 沉井下沉计算

(1)下沉系数

为了保证沉井能顺利下沉,沉井下沉系数Kst应满足下式条件:

Kst=(G1k+Ffw·k)/Ffk≥1.05

其中,Kst为下沉系数;G1K为井体自重标准值(包括必要时加助沉重量的标准值)(kN),钢筋混凝土井壁自重为25kN/m3;Ffw·k为下沉过程中水的浮力标准值(kN);Ffk为井壁总摩阻力标准值(kN),根据地质报告,取15kN/m2。

根据计算,每个井的前两节沉井时因为自重太轻,不能靠自重下沉,所以须采取侧壁减阻措施帮助其下沉,其它部分都能依靠自重完成沉井,最后几节沉井时下沉系数大于1.5,所以要进行下沉稳定性验算。

(2)下沉稳定系数

下沉稳定性计算如下:

Kst·s=(G1k-F′fw.k)/(F′fk+Rb)

其中,kst,为下沉稳定系数,可取0.8-0.9;F′fw.k为验算状态下水的浮力标准值(kN);F′fk为验算状态下井壁总摩阻力标准值(kN);Rb为沉井刃脚、隔墙和横梁下地基土极限承载力之和(kN)。根据地质资料显示Rb可取200KPa,经计算得kst,s=0.905,所以满足下沉稳定性要求。

3.3 沉井抗浮验算

沉井抗浮验算公式及过程如下:

其中:Gk1为井重(KN);Gk2为封底砼重量(kN);F为浮力(kN)。

当k≥1.0(不计侧壁摩阻力),当计入侧壁摩阻力时,k≥1.25能满足要求。根据计算当计入侧阻力时,4个工作井、2个接收井都满足抗浮的要求。

3.4 沉井结构制作

根据沉井的实际情况,沉井结构在制作及下沉阶段,选用一台25t汽车吊作为起重设备。在沉井制作期间,由于沉井可能出现不同程度的沉降,为安全起见,内、外脚手架与井壁应脱离,距离约30cm。

3.4.1 模板施工

模板采用组合式定型钢模,由U型卡连接。在预留洞、井壁底板位置等特殊部位采用木模,在沉井插筋部位用2英寸木板间隔拼装,拼装的木模其表面应进行刨光,拼缝严密平整不漏浆,所有模板表面平整后符合规范要求。围檩立筋采用Φ50钢管或8#槽钢,拉杆螺栓采用Φ16mm圆钢,中间设置50mm×50mm、δ=3mm的止水片,周边焊,拉杆螺丝设置水平间距75cm,垂直间距60cm。为防止浇砼时爆模板应加强支撑及模板接缝处检查,所有拼缝及模板接缝处要逐个检查嵌实,防止漏浆,模板架立好后应进行验收。

3.4.2 钢筋绑扎

制作成型钢筋,按其规格,绑扎先后,分别挂牌堆放,对直径Ф16mm以上钢筋均采用闪光对焊或电弧焊接。钢筋的骨架都要以定位垫块或座子稳定在设计图纸规定的位置上,所有交叉的钢筋处应用软铁丝绑扎牢固,绑扎好的钢筋骨架要有足够的刚度和稳定性。钢筋在入模前在底部位加好砼垫块,在侧部绑好砼垫块。受力钢筋的箍筋叠合处要错开设置。采用C30混凝土的受力钢筋的搭接长度:Ⅰ级钢筋为35d,Ⅱ为30d。钢筋混凝土保护层厚度:30mm。

3.4.3 混凝土浇筑

工程井体砼采用C30商品砼,由搅拌车送至施工点,泵送到位的方法。每井由一台汽车泵输送。砼浇筑时浇筑的自由高度不得大于2m,如超过2m需加串筒浇筑。砼浇筑时需对称平衡进行。在浇筑过程中,加强沉井平面高差、下沉量的观测,确保沉井施工安全。在沉井上、下节井壁间设置施工缝,施工缝表面砼凿除松散部分,并用水冲清,充分湿润,但不得有积水,在井壁宽度内设置凸槽作为施工缝,宽度约为井壁厚度的1/3宽。沉井接高前,施工缝进行凿毛冲洗干净,使骨料外露。1:2水泥砂浆或水泥浆,厚10mm。新混凝土要在砂浆初凝前浇注。施工缝不允许使用砂浆掺合料。

3.5 沉井下沉

3.5.1 下沉施工

下沉时沉井强度须达到设计强度70％。下沉前先凿除刃脚素砼垫层和砖胎模,垫层拆除先内后外对称进行,并用吊车抓斗将井内碎砖清理干净。在沉井四周井壁上画出测量标尺寸、并设立水平指示尺。

在沉井混凝土达到设计强度后,首先用吊机抓斗进行挖土下沉1m,井壁周围均匀地取去垫层混凝土块。由于地下水位高,防止沉井上浮,同时也考虑到挖土过程中出现塌方流砂,采用不排水下沉施工,首先往井内注入清水,水面线不超过井外地面。利用吊车吊住抓斗挖掘井底中央部分的土,使沉井形成锅底。在砂或砾石类土中,一般当锅底比刃脚低1～1.5m时,沉井即可靠自重下沉,而将刃脚下的土挤向中央锅底,再从井孔中继续抓土,沉井即可继续下沉。在粘质土或紧密土中,刃脚下的土不易向中央塌落,则配以射水管松土,或者利用水工在水下用高压水枪和铁铲将土挖松,用空气吸泥机吸泥并抽出,通过沉砂池沉淀过滤排入下水道。在下沉过程测量人员用水准仪保持观察,随时指导沉井下沉,及时纠偏,保证均匀下沉。

3.5.2 下沉纠偏

施工中,在沉井壁上设4个观测点,每天定时测量,一般不少于四次。测量结果的整理是以4个点下沉量的平均值作为沉井每次的下沉量,以下沉量最大的一点为基准与其他各点的下沉量相减作为各点的高差,来指导纠偏下沉施工。在沉井下沉过程做到,井面标高每班至少测量二次,轴线位移每天测一次,当沉井每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量。沉井初沉阶段每小时至少测量一次,必要时连续观测,及时纠偏,终沉阶段每小时至少测量一次,当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。沉井开始时的下沉系数较大时,必须慎重控制好初沉,尽量在深度不深的情况下纠偏,符合要求后方可继续下沉。下沉初始阶段是沉井易发生偏差的时候,同时也较易纠正,这时要以纠偏为主,次数可增多,以使沉井形成一个良好的下沉轨道。

下沉过程中,要做到均匀对称抓土,严格控制泥面高差,当出现平面位置和四角高差出现偏差时要及时纠正,纠偏时不可大起大落,避免沉井偏离轴线,同时要注意纠偏幅度不宜过大,频率不宜过高。沉井在终沉阶段要以纠偏为主,要在沉井下沉至距设计标高1m以上时基本纠正好,纠正后要谨慎下沉,在沉井刃脚接近设计标高30cm以内时,必须不再有超出容许范围的位置及方向偏差,否则难以纠正。

沉井在下沉过程中发生倾斜偏转时,要根据沉井产生倾斜偏转的原因,可用以下一种或几种方法来进行纠偏。确保沉井的偏差在容许的范围内。

①偏除土纠偏:沉井在入土较浅时,容易产生倾斜,但也比较容易纠正。纠正倾斜时,一般靠近刃脚高的一侧抓土。随着沉井的下沉,在沉井高的一侧减少刃脚下正面阻力,在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力,使沉井的偏差在下沉过程逐渐纠正,这种方法简单,效果较好。纠偏位移时,可以预先使沉井向偏位方向倾斜。然后沿倾斜方向下沉,直至沉井底面中轴线与设计中轴线的位置相重合或接近时,再将倾斜纠正或纠至稍微向相反方向倾斜一些,最后调正至使倾斜和位移都在容许范围以内为止。

②井外射水、井内偏除土纠偏:当沉井入土深度逐渐增大,沉井四周土层对井壁的约束力亦相应增加,这样给沉井纠偏工作带来很大的困难。因此,当沉井下沉深度较大时,若纠正沉井的偏斜,关键在于破坏土层的被动土压力。高压射水管沿沉井高的一侧井壁外面插入土中,破坏土层结构,使土层的被动土压力大为降低。这时再采用上述的偏除土方法,可使沉井的倾斜逐步得到纠正。在有条件时,还可以在沉井顶部加偏压重的方法来纠正沉井的倾斜。

③压重纠偏:在沉井高的一侧压重,最好使用钢锭或生铁块,这时沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力,使沉井高的一侧下沉量大些,亦可起到纠正沉井倾斜的作用。这种纠偏方法可根据现场条件进行选用。

④沉井位置扭转时的纠正:沉井位置如发生扭转,可在沉井偏位的二角偏吸土,另外二角偏填土,借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩,使下沉过程中逐步纠正其位置。

3.6 沉井封底、底板施工

3.6.1 沉井封底

沉井下沉至设计标高经过观测在8h内累计下沉量不大于10mm或沉降率在允许范围内时,沉井下沉已经稳定时,可进行沉井封底。沉井封底采用1500～2100mm厚C20水下混凝土。要求将井底浮泥清除干净,新老混凝土接触面用水冲刷干净,并铺碎石垫层。封底混凝土用导管法灌注。待水下封底混凝土达到所需要的强度后,即一般养护为7～10d,方可从沉井中抽水,按干封底法施工上部钢筋混凝土底板。

3.6.2 底板施工

封底砼达到一定强度后,可从沉井中抽水,进行底板施工。在浇筑钢筋砼底板前,应将新旧混凝土接触面凿毛,并洗刷干净,钢筋砼底板钢筋与井壁予留钢筋宜采用电焊接头,沉井底板应对称一次浇筑完成。底板厚度为600～1000mm,混凝土强度等级均为C30。混凝土浇筑前24小时内对垫层进行洒水湿润,采用“一个坡度、分层浇筑、循序推进、一次到顶”的斜面分层法浇筑。混凝土浇筑要连续,一气呵成,不留任何施工冷缝。

为了控制板面标高及平整度,在内衬壁的预留钢筋上要做好板面标高标记,并焊上十字筋。振捣密实后用刮尺修平,初凝后为了防止板面出现收缩裂缝,再用灰匙压抹表面。

4 结语

泵房沉井施工法施工工艺探讨 篇4

1 基坑准备

在进行基坑开挖之前, 首先应该根据现场实际情况, 编制与之相适应的施工方案, 经监理部门批准后方可实施。

(1) 现场的施工平面布置应该符合施工方案的要求, 对控制桩, 基坑开挖深度等参数进行设定。

(2) 在进行基坑开挖时, 地下水位应控制在沉井基坑以下0.5m, 基坑内的水应及时排除。

2 地基与垫层施工

(1) 沉井应在地基承载力符合要求的基础上进行制作, 如果地基承载力没能达到设计文件的要求, 应该采取措施对地基进行加固。

(2) 刃脚的垫层采用砂垫层上铺垫木或素混凝土, 且应满足下列要求:a.垫层的结构厚度和宽度应根据土体地基承载力、沉井下沉结构高度和结构形式, 经计算确定;素混凝土垫层的厚度还应便于沉井下沉前凿除。b.砂垫层分布在刃脚中心线的两侧范围, 抽除垫木方便是必须要考虑的问题, 应该采用中粗砂来进行砂垫层铺设, 分层进行施工。c.垫木铺设应使刃脚底面在同一水平面上, 并符合设计起沉标高的要求;平面布置要均匀对称, 每根垫木的长度中心应与刃脚底面中心线重合, 定位垫木的布置应使沉井有对称的着力点。d.采用素混凝土垫层时, 其强度等级应符合设计要求, 表面平整。

3 沉井预制

(1) 沉井制作时, 应该按照施工方案的要求来确定每节的制作高度, 并且对于第一节的制作高度是提出严格要求的, 那就是第一节的高度应该超过刃脚。

(2) 如果设计文件未对拆模和浇筑下一节混凝土时前一节混凝土的强度提出要求时, 应该按照规范要求来进行操作, 混凝土强度按照75%来进行控制。

(3) 混凝土施工缝处理应采用凹凸缝或设置钢板止水带, 施工缝应凿毛并清理干净;内外模板采用对拉螺栓固定时, 其对拉螺栓的中间应设置防渗止水片;钢筋密集部位和预留孔底部应采用人工振捣来配合。

(4) 在每次进行沉井接高时, 应该对各个部位的轴线位置进行复测, 保证其位置一致。

4 下沉施工

首先, 应该保证下沉过程和降水过程对于周围建筑物等不产生影响, 否则应该采取措施进行加固。并保证坑底稳定。在下沉时, 排水不得中断, 以确保下沉过程在坑底干燥的状态下进行。挖土应分层、均匀、对称进行;对于有底梁或支撑梁沉井, 其相邻格仓高差不宜超过0.5m;不得超挖。

5 沉井下沉控制

(1) 下沉应平稳、均衡、缓慢, 如果下沉过程发生偏斜应采取“随挖随纠、动中纠偏”的方式来进行调整。

(2) 应按施工方案规定的顺序和方式开挖。

(3) 沉井下沉监控测量:a.在沉井下沉过程中, 应该及时对高程以及轴线进行复测, 并且应该在每次下沉处于稳定状态后, 对高差以及中心线位移量进行计算。b.在沉井下沉接近设计高程时, 应该对高程以及轴线的测量频率进行加密, 一般每小时测一次, 不得超沉, 沉井封底前自沉速率应小于10mm/8h。

6 沉井封底

(1) 在井点降水条件下施工的沉井应继续降水, 并稳定保持地下水位距坑底不小于0.5m;在沉井封底前应用大石块将刃脚下垫实。

(2) 在进行封底前, 应将坑底的泥浆清理干净, 如果存在超挖现象, 应采用砂石来进行回填至设计标高。

(3) 采用全断面封底时, 混凝土垫层应一次性连续浇筑;有底梁或支撑梁分格封底时, 应对称逐格浇筑。

(4) 钢筋混凝土底板施工前, 井内应无渗漏水, 且新、老混凝土接触部位凿毛处理, 并清理干净。

(5) 在沉井封底前, 应该对泄水井进行设置, 底板混凝土强度达到设计强度等级且满足抗浮要求时, 才能将泄水井封填以及停止降水。

7 结束语

给排水工程关系到百姓的切身利益, 施工人员一定要引起高度的重视, 沉井施工工艺比较先进, 钢筋混凝土沉井较为常见, 沉井施工存在很多的优点, 要想发挥出其全部的优点, 必须确保每一环节都按照经批准的施工方案要求进行施工, 施工人员要不断学习先进的施工技术, 施工过程中, 建立健全质量管理体系, 保证其正常有序的运行, 质量责任落实到人, 严控每一个施工环节, 抓住重点, 难点以及关键点, 做到心中有数, 增强质量意识, 不能盲目进行施工, 避免沉井下沉过程中井筒裂缝和下沉过快等问题, 在下沉过程中要及时对高程以及轴线进行复测, 并对周围可能引起其沉降的建筑物、构筑物及时进行观测, 确保施工质量, 为城市基础设施的建设贡献力量。

参考文献

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[2]刘玉明.浅谈江边泵房地下机构在复杂地质条件下的沉井施工[J].大众科技, 2010 (8) .

[3]崔泽旺.水冲法沉井施工在国内百万机组工程中的应用[J].武汉大学学报 (工业版) , 2007 (s1) .

[4]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会.全国一级建造师职业资格考试用书.市政公用工程管理与实务[M].中国建筑工业出版社, 2011.

工程施工沉井技术工艺 篇5

1 技术特点

取水井内径9.0m,深12m,壁厚0.5m,地上部分0.5m,地下部分11.5m。取水井井壁上设DN150进水孔224个,与井壁成45o度角埋设,井底采用钢筋混凝土预制块封底,预制块下设滤料,已利于取水井建成后进水通畅。取水井顶盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构,井内设55kw自藕式潜水泵2台,设计出水量为每小时300m3。

2 施工程序

2.1 沉井制作程序

放线→挖基坑土3.0m深→夯实基底→抄平放线→刃脚底垫木及混凝土垫层→砌刃脚砖模→安刃脚铁件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模→抽出垫木、拆除刃脚砖模。

2.2 沉井下沉程序

设置垂直运输机械、排水泵、挖水沟、集水井→挖土下沉→观测→纠偏→下沉至设计标高,核对标高→降水→设集水井→封底→施工顶梁板→安装潜水泵及管道→回填土。

3 沉井制作

3.1 制作方案

采用先挖基坑,在基坑中分节制作,分节下沉的方法组织施工,以减少下沉深度和沉井自由高度,增加稳定,防止倾斜。

取水井首次开挖3.0m深,使第一节制作时刃脚落在砂石土层上,刃脚下设100×100木方垫木,垫木在刃脚圆弧部分对准圆心铺设,间距1.50米。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。

沉井刃脚及井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。

第一节沉井混凝土浇好后,待其达到设计强度的100%后,即行下沉5.5m,然后浇筑第二节沉井混凝土,待其达到设计强度的70%后,再继续下沉3.0m至设计标高。

沉井刃脚及井身混凝土应密实,外表面平整光滑,以利下沉。

3.2 制作高度的确定。

沉井采取分二节制作,二次下沉至设计标高的方法施工,以保证其稳定性,使沉井能在自重下顺利下沉,每节高度均设为6米,每节混凝土量均为89.49m3。

下沉系数验算

下沉系数K应大于1.15,按下式计算:

式中:G-沉井自重及附加荷重(KN);

H-沉井下沉深度(m);

L-深井外部周长(m);

2.5-按磨擦力在深5米时达到最大值,5米以下保持常值;

F-单位面积磨擦力平均值(KN/m2),砂类土为12~25,取F=18KN/m2。

均大于1.15,可满足下沉要求。

4 沉井下沉

4.1 沉井下沉的准备

下沉前应进行井壁外观检查,检查混凝土强度,计算下沉的分段摩阻力及分段下沉系数,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。

下沉前应首先拆除刃脚砖模,再抽出垫木。拆除应由专人指挥,分区、依次、对称、同步地进行。每抽出一根垫木后,在刃脚下立即用砂、卵石式砾砂填实,接着拆除另一段,如此逐对进行,抽除垫木时要加强观测,注意下沉是否均匀,如发现倾斜,应及时处理。

4.2 沉井下沉的施工

4.2.1 沉井下沉挖土采用人工挖土,碗形挖土自重破土下沉方式。沉井期间采用两大班制昼夜不停挖土下沉。沉井内挖出的土方,采用塔吊垂直和水平运输至井外,堆土地点离沉井越远越好,避免土堆对沉井边坡产生压力。

4.2.2 挖土应分层、均匀、对称地进行,使沉井能均匀竖直下沉。井内挖土顺序为:从中间开始挖向四周,每层挖土厚0.4~0.5米,沿刃脚周围保留0.5~1.5米土堤,然后再沿沉井壁,每2~3米一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层,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。如下沉很少或不下沉,可再从中间向下挖0.4~0.5米,并继续向四周均匀掏挖,使沉井平稳下沉。

4.2.3 如沉井仍不下沉或下沉不平稳,则须按平面布置分段的次序,逐段对称地将刃脚下掏空,并挖出刃脚外壁10cm,每段挖完后用小卵石填塞夯实,待全部掏空回填后,再分层挖掉回填的小卵石,可使沉井因均匀地减少承压面而平稳下沉。

4.2.4 第一节沉井下沉至上口离基坑底50cm高,即停止下沉,继续接高,接高时上一节竖向中心应与前一节的中心线垂合或平行,沉井接缝和外壁应平滑,以利下沉。

4.2.5 在沉井开始下沉和将沉至设计标高时,周边开挖深度应小于30cm,避免发生倾斜。尤其在开始下沉的5米以内,平面位置与垂直度要特别注意保持正确,否则继续下沉不易调整。

4.3 沉井的排水施工

沉井采用排水下沉法。

排水方法采用在井内明沟加集水井明排水的方法。

沉井每次开挖均先挖中间,再从中间开始挖向四周,这样将井中间做为集水井,中间设潜水泵。井四周涌入水挖排水沟引入集水井,沟和井随挖土和沉井下沉而不断加深。

经计算在井内设4寸潜水泵4台,进行连续排水,将地下水抽出井外排出,使地下水位始终保持比开挖基底面低0.5米,并防止积水,潜水泵数量可根据地下水的涌水量多少而增减。

5 沉井的纠偏

在土质均匀的情况下,如控制好沉井水平和垂直度,基本很少出现倾斜,如出现可采用单侧挖土或一侧配重纠偏。

6 工程体会

沉井工艺施工大口径取水井具有挖、运、回填土方量小,可加快施工速度,降低施工费用,出水量大。在地下水位较高的情况下采用井内排水,降水费用低,降水效果好。可以在工业用水取水、农村人畜饮水取水中推广应用。

摘要：结合实际,谈谈沉井工艺在大口径取水井施工中的应用。

论沉井施工技术 篇6

关键词：沉井,下沉系数,混凝土垫层,底板

1 工程概况

1.1工程简介

晋阳污水厂中途提升泵站位于太原市晋源区金胜镇古寨村内,进水泵房为钢筋混凝土沉井结构,地下主体内径为33.3 m×23.2 m,地基为天然地基。

1.2工程地质

根据岩土工程勘察报告,在勘探深度内的岩土层分布不均匀,自上而下分布如表1所示。

地下水上层滞水的稳定水位为1.3 m~3.2 m,地下水位标高772.8 m~773.52 m,水位季节性变化幅度约0.5 m。

2沉井施工方案选择

沉井分3节浇筑、分节下沉。刃脚下设25 cm厚C20混凝土,1.5 m厚砂垫层。

1)混凝土、砂垫层计算。由于沉井配筋比例高,自重单位体积重量取2.5 t/m3(25 k N/m3),按施工程序的安排,拟在-16.18 m及-9.8 m,-4.8 m高程设施工分节,故计算结果如下:

即沉井总重为9 299.44 t,沿周长单位长度重量为74.38 t/m,按沉井三次浇筑,三次下沉井计算,在浇筑到-16.18 m高程时,沿下沉自重为2 859.04 t,此时沿周长单位长度自重为22.872 t/m。

a.计算混凝土垫层宽度。

B=G/R=228.72/140=1.634 m,取2.1 m。

其中,G为第一节沉井的单位长度的重力,k N/m;R为砂垫层的承载力设计值,中粗砂垫层的承载力设计值取140 k N/m2。第一节沉井体积:V1=1 143.62 m3;混凝土容重:γ=25 k N/m3;沉井自重:Q1=γ·V1=25×1 143.62=28 590.4 k N;沉井井壁平均周长:C1=125 m,G=Q1/C1=28 590.4/125=228.7 k N/m。

b.砂垫层厚度计算。

其中,hC为砂垫层厚度,m;G为第一节沉井的单位长度的重力,k N/m;fak为砂垫层底层土层的承载力设计值,k N/m2;L为混凝土垫层的宽度,取为L=2.1 m;θ为砂垫层的压力扩散角,一般取22.5°。

砂垫层底层的土层为杂填土,其承载力设计值为85 k N/m2。

砂垫层厚度:

需铺砂垫层的宽度:b=L+2hCtgθ=2.0+2×1.0×tg22.5°=2.828 m,取4.0 m。

c.混凝土垫层厚度计算:

其中,N为第一节沉井的单位长度的重力,k N/m;b为混凝土垫层宽度;b0为刃脚踏面宽度;fac为折减后C20混凝土强度,为660 k N/m。

H=228.72×(2-0.4)/(2×228.72+1.2×2×660)=0.179 m,取0.25 m。

d.根据以上计算,混凝土垫层为C20,厚度为0.25 m,宽度为2.1 m,下设砂垫层厚度为1.5 m,宽度为4.0 m,刃脚下采用砖基础。

2)混凝土浇筑遵循混凝土常规施工方法,但应注意施工机械与熟料的合理配置,以及施工顺序的科学安排,避免冷缝的产生。

3 沉井下沉时相关计算

1)沉井下沉系数。

采用K≥1.15~1.25作为下沉的控制指标。本沉井分3节制作、下沉,故须分别计算各节的下沉系数。

第一节沉井的下沉系数:

第一节沉井体积:V1=1 143.62 m3;混凝土容重:γ=25 k N/m3。

沉井自重:Q1=γ·V1=25×1 143.62=28 590.4 k N。

沉井井壁平均周长:C1=125 m,G=Q1/C1=28 590.4/125=228.72 k N/m。

刃脚底面积:Aj=50 m2。

由于下沉系数过大,需采取阻沉措施,如刃脚及隔墙下土体不挖除,靠切土下沉。

第二节沉井的下沉系数:

沉井体积:V=2 670.280 m3,Q=γ·V=25×2 670.280=66 756.9 k N。

第三节沉井的下沉系数:

沉井体积:V=3 719.78 m3,Q=γ·V=25×3 719.78=92 994.4 k N。

由于下沉系数较大,故在沉井沉至接近底标高时,底梁及隔墙下土体不宜挖除,达到阻沉目的,以控制其设计标高。

2)沉井下沉稳定系数验算。

规范规定沉井下沉稳定系数范围为0.8~0.9。

其中,K为沉井下沉稳定系数;G为沉井自重力,k N;B为地下水浮力,排水下沉时,B=0,不排水下沉时取总浮力的70%;Rf为沉井外壁有效摩阻力的总和,k N;R1为刃脚踏面及斜面下土的支承力,k N;R2为沉井内部隔墙和底梁下土的支承力,k N;D0为沉井的平均直径,m;A1为隔墙和底梁的总支承面积,m2;fC为土的极限承载力,k N/m2。

第一节沉井的下沉稳定系数:

第二节沉井的下沉稳定系数:

第三节沉井的下沉稳定系数:

K=(92 997.4-0)/(43 410+29 687.5+18 300)=1.01,略微过大,沉井到位后刃脚处及时回填片石或砂土,做好阻沉措施。沉井至设计标高稳定后,需及时回填砂砾,及时封底。

3)沉井抗浮计算。

根据地勘资料中对地下水的描述,稳定水位为-4.3 m~6.2 m,而沉井底高为-21.18 m,则地下水对沉井的浮力为:F=ρgh Ad。

其中,ρg为水的密度,取ρg=1 k N/m3;h为水面至井底高度h=21.18-4.3=16.9 m;Ad为井底面积,Ad=36.3×23.2=842.16 m2;F为水对沉井的浮力,F=1×16.9×842.16=14 232.51 k N。

井壁与土层的摩擦力:f=Abμ。

其中,Ab为井壁表面积,Ab=(36.3+23.2)×2×16.4=1 951.6 m2;μ为单位摩擦力,取μ=19.102 k N/m2。

井壁及封底混凝土自重:

沉井底板厚1.2 m,封底混凝土厚0.3 m,井内设置配重混凝土1 420 m3。

p=1 420×24=34 080 k N;F=14 232.5 k N<p+f=34 080+37 275.56=71 355.56 k N。

根据以上计算可知满足抗浮要求。

4 沉井下沉时应注意的问题

1)沉井下沉过程中应不间断对称挖土,以免出现井体搁置、倾斜的情况。

2)由于沉井下沉过程中,井周围不可避免的会出现塌陷情况,故需随时在塌陷处补充粗砂,从而避免塌陷范围扩大,同时减轻摩阻力。

3)沉井施工除满足常规施工方法外,由于土质原因,降水效果不理想,挖土机械下方需加垫钢板同时加设明排集水井。

4)挖出的土方用吊斗吊出,挖掘出来的泥土用散体物料运输车装载运往弃土场,不得堆在沉井附近。

5 沉井封底、底板施工

1)沉井封底采用排水封底工艺。封底混凝土厚0.3 m,需用砂石回填至持力层底板混凝土厚度为1.2 m。

2)沉井下沉距标高100 mm时停止挖土,靠自然下沉到位。到位后8 h的累积下沉量不大于1 cm时,立刻进行封底施工。

3)封底前,预留集水花管,待封底完成混凝土强度达到80%后将花管封堵。封堵方法是将集水管中水抽干,迅速用干硬性混凝土填塞并捣实。封堵后做沉井底板。

4)沉井终沉前,为保证不发生超沉现象,利用中隔梁作为支承反面,在中隔梁部位提前设置片石垫层抛高5 cm,待中隔梁落位后,及时在刃脚下填置片石,按照“先长边后短边,先支点后两边”的原则进行。待沉井到位后及时观测,收集数据进行分析。

5)做底板前应先将刃脚处新旧混凝土接触面打毛并冲洗干净,绑钢筋,两端伸入刃脚凹槽内,浇筑底板混凝土。

6 结语

在粉质粘土地层中实施沉井,由于土质渗透系数较小,下沉过程中降水效果较差,需增加明排措施同时在挖土期间机械垫钢板进行施工。刃脚设置混凝土垫层时,需按混凝土抗剪强度进行计算,封底时应考虑基底承压水作用,适当留置卸压井待沉井结构满足强度及抗浮要求时方可封井。

水中墩沉井施工技术 篇7

武广客运专线南水特大桥31号, 32号, 33号, 34号墩位于广东省韶关市白土镇南水河内, 平均水深为2 m, 最高洪水位能达到6 m深, 为长年流水区, 其桩基及承台施工较困难。从34号墩的钻探资料看:0 m~2.7 m为人工填土, 2.7 m~4.7 m为卵石层, 4.7 m~12.5 m为粉质粘土, 12.5 m以下为灰岩。31号, 32号, 34号墩位于河床两侧河滩上, 采用填土筑岛施工方案进行施工, 33号墩处于河中心位置, 采用搭设钢平台施工桩基, 桩基完成后填土筑岛, 采用沉井进行承台施工。

2 沉井设计

2.1 沉井尺寸选取

33号墩承台尺寸为12.5 m×9.3 m×3 m, 沉井选用内边尺寸为13.5 m×10.3 m×5 m。沉井分节制作, 共分两节, 每节高2.5 m, 共5 m高, 井口低于填筑面0.5 m, 井口设置防护栏杆, 井壁整体连续, 采用C30钢筋混凝土制作, 节头处预留钢筋并错开搭接面积。考虑下沉自重, 井壁厚0.8 m, 刃脚踏面宽为0.3 m, 刃脚斜面与水平面夹角取50°, 并在踏面外侧设置角钢护角, 沉井下沉到位后采用100 cm厚C30混凝土封底, 在基坑边设置30 cm×30 cm集水渠, 通过水渠将渗水汇集, 用水泵抽出沉井外。沉井结构尺寸如图1所示。

2.2 井壁配筋

刃脚竖向钢筋设置于水平钢筋的外侧, 并伸入刃脚根部, 内外壁钢筋设置8横向拉结钢筋, 竖向间距与水平钢筋相同, 横向间距按竖向钢筋配置, 刃脚根部采用角钢加固。刃脚在转角处设腋角并配水平钢筋加强, 这主要因为矩形沉井刃脚内的水平钢筋主要承受井壁纵向弯曲的拉应力及刃脚作为水平框架计算时的内力 (拉弯或压弯) 。在转角处, 由于相邻刃脚斜面上的反力作用, 容易发生裂缝, 所以应在刃脚内侧设置足够的水平钢筋, 并设置腋角和斜筋。矩形井壁配筋主要承受水平抗剪力, 水平配置Φ20@20钢筋, 竖向配置Φ16@20。竖向钢筋加工时要按预留和下节沉井接槎筋。为了便于进行顶部支顶, 在井壁施工时预埋钢板 (300 mm×300 mm×5 mm) 。其配筋如图2所示。

2.3 沉井的制作

桩基已施工完成后平整场地, 根据实际情况先将井壁周边11.9 m×15.1 m的范围下降1.0 m, 以便外模板安装。。其其施施工工工工艺如下。

2.3.1 制作工艺

场地整平→施工放线→挖土→垫木或挖刃脚模→支外模→绑扎钢筋→立井壁模板→浇筑混凝土→养护、拆模。

2.3.2 下沉工艺

下沉准备工作→设置垂直运输机械、排水泵、挖排水沟设集水井→挖土下沉→观测→纠偏→沉至分节设计标高→二次立井壁模板 (同上) →沉至设计标高→设集水井、封底。

2.3.3 沉井的制作

根据测量放线, 先开挖1.0 m (开挖深度按实际情况确定) 深井坑, 并设置集水井, 水泵抽水, 开挖后如基坑较软, 可暂用砂浆封底, 特别是刃脚处不得处于软弱泥层上, 砂浆厚度一般为8 cm~10 cm。刃脚下部铺设方木 (也可用砖混) , 沿井壁四周铺设, 刃脚设置底面平整度不得大于5 cm, 相邻垫木高差不得大于1 cm。刃脚底部需加固, 包边采用L75 mm×75 mm×5 mm角钢加固。

井壁模板安装采用3015组合钢模板, 如边坡稳定, 开挖深度的外模可不装模板, 在基坑壁上挂一层厚塑料布即可。模板一次组装高度3 m, 先安装外模。为安全方便安装外模, 可先安装高1.5 m模板, 进行钢筋绑扎, 考虑基底为软弱泥层, 模板支立较困难, 第一节 (3 m) 模板采用钢管脚手架进行加固。钢筋绑扎严格按《铁路桥涵施工技术规范》安装。钢筋安装完成后进行内壁模板安装, 模板安装要稳固牢靠, 严禁跑模。

采用C30混凝土浇筑, 由拌和站集中拌制, 现场泵送浇筑。浇筑过程中应充分进行振捣, 密切注意刃脚处方木的变形。

混凝土强度达到80%方可拆除模板。

2.4 沉井下沉

沉井下沉为整个施工工艺的关键工序, 混凝土强度需达到100%后方可下沉, 抽除承垫木即是沉井下沉的第一步。要求在一定时间内将承垫木全部抽除, 以保证沉井能均匀下沉。抽除方木应分区、对称、同步进行拆除, 以防沉井下沉倾斜使其在一侧挤死, 会在后续施工中造成纠偏困难。抽除方木过程中应密切注意各边、角沉降量。挖除土方时也应对称开挖, 从中部向四边开挖, 分层开挖, 每层宜为50 cm。距边脚1 m处需分层开挖, 每层不得超过50 cm。如开挖过程中沉降过快需调整开挖方法, 减小开挖层深度, 减慢开挖速度。如下沉过慢, 可适当加压使井壁下沉。

2.5 下沉观测

1) 沉井位置的控制。

首先在井外拉起十字桩控制线, 然后在线对应的四边井壁顶标出对应线, 下沉过程中, 通过垂球测量十字线和对应线的偏差, 来控制沉井的位置偏差。

2) 沉井下沉量的测量。

选取井外固定位置设置水准基点, 水准基点标高可用绝对标高或相对标高, 然后四侧角设水平点, 下沉过程中测量标高, 以测沉降并对不均沉降进行控制。

3) 沉井下沉垂直度控制。

首先在井内壁四边标出垂直轴线, 各吊垂球一个, 观察垂线偏离垂直线程度判断沉井是否偏斜。

挖土时随时观测垂直度, 当垂球离墨线边达50 mm或四面标高不一致时, 立即纠正。

沉井下沉过程中, 每班至少观测两次, 并在每次下沉后进行检查, 做好记录, 当发现倾斜、位移、扭转时, 及时通知值班队长, 指挥操作工人纠正, 使偏差控制在允许范围以内。沉井在下沉过程中, 最大沉降差均控制在100 mm以内。当沉至离设计标高1 m时, 对下沉与挖土情况应加强观测, 以防超沉。

2.6 井壁接高

当沉井下沉到壁顶距地面0.5 m左右时, 减缓下沉速度进行调整, 当其高度低于地面1.0 m时, 开始接高沉井, 接高沉井安装钢筋时要把两节钢筋焊接牢固, 和上节预留钢筋按规范要求进行搭接。

沉井接高前, 刃脚部分必须与基坑底部全部接实, 不能出现沉井悬空部分, 必要时在刃脚斜面加设支撑, 回填密实, 以防沉井在接高时突然下沉, 使新灌混凝土产生裂纹。

第二节沉井的竖向轴线与第一节重合, 保证内壁竖直平滑。接高沉井前, 必须将前一节混凝土顶面凿毛清洗干净。

第二节井壁高为2.5 m, 可根据实际情况确定沉井高度, 沉井口距地面不宜太高。

井壁顶部采用工字钢对顶支撑, 以保证沉井安全, 在井口壁以下0.5 m处需预埋8块钢板 (300×300×5) , 每个面为2块, 2块钢板间距短边中心两侧各1.7 m, 长边中心两侧各2.3 m;为方便人员下井工作, 井壁上预留钢筋焊接爬梯。

3 沉井封底施工

沉井下沉接近设计标高时, 根据下沉速率, 预留一定下沉高度, 等沉降稳定后进行封底, 封底混凝土厚100 cm, 最小不小于80 cm。进行封底后应能保证刃脚面标高不大于设计承台底标高20 mm。

沉井封底时, 用高泵由沉井一侧向有集水井的一侧均匀浇筑, 使水挤向集水井。如渗水量较小, 可通过集水井收集, 抽水速度可以满足承台施工, 也可以不封底, 这样能减少沉井的下沉量并节省封底的混凝土。

4 结语

沉井可达到较大埋深, 整体性好, 稳定性好, 具有较大的承载面积, 能承受较大的垂直和水平荷载。其施工工艺简便, 技术稳妥可靠, 无需特殊专业设备, 并可做成补偿性基础, 避免过大沉降, 在深基础或地下结构中应用较为广泛。根据水文地质情况, 本工程采用了钢筋混凝土沉井施工了承台, 取得了较好效果。本文对其施工技术进行了总结, 对类似工程具有借鉴作用。

摘要：以武广客运专线南水特大桥水中墩施工为例, 根据该地区水文地质情况, 对水中墩沉井基础的施工工艺流程及相应的质量控制措施进行了详细介绍, 为今后类似工程的施工提供了参考依据。

建筑沉井基础施工技术探讨 篇8

关键词：沉井,基础,旱地,水中,施工

沉井是一种带刃脚的井筒状构造物。它是利用人工或机械方法清除井内土石, 借助自重克服井壁摩阻力逐节下沉至设计标高, 再浇筑混凝土封底并填塞井孔, 成为结构物的基础。沉井最适合在不太透水的土层中下沉, 其易于控制沉井下沉方向, 避免倾斜。

1旱地沉井施工

旱地沉井施工可分为就地制造、除土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板等 (图1) , 其一般工序如下:1

a) b) c) d) 注:a) 制作第一节沉井;b) 抽垫挖土下沉;c) 沉井接高下沉;d) 封底

1.1清整场地

0.5m要求施工场地平整干净。若天然地面土质较硬, 只需将地表杂物清净并整平, 就可在其上制造沉井。否则应换土或在基坑处铺填一不小于0.5m厚夯实的砂或砂砾垫层, 防止沉井在混凝土浇筑之初因地面沉降不均产生裂缝。为减小下沉深度, 也可挖一浅坑, 在坑底制做沉井, 但坑底应高出地下水面0.5m~1.0m。

1.2制做第一节沉井

制造沉井前, 应先在刃脚处对称铺满垫木, 以支承第一节沉井的重量, 并按垫木定位立模板以绑扎钢筋。垫木数量可按垫木底面压力不大于100kPa计算, 其布置应考虑抽垫方便。垫木一般为枕木或方木 (200mm×200mm) , 其下垫一层厚约0.3m的砂, 垫木间间隙用砂填实 (填到半高即可) 。然后在刃脚位置处放上刃脚角钢, 竖立内模, 绑扎钢筋, 再立外模浇筑第一节沉井。模板应有较大刚度, 以免挠曲变形。当场地土质较好时也可采用土模。

1.3拆模及抽垫

当沉井混凝土强度达设计强度70%时可拆除模板, 达设计强度后方可抽撤垫木。抽垫应分区、依次、对称、同步地向沉井外抽出。其顺序为:先内壁下, 再短边, 最后长边。长边下垫木隔一根抽一根, 以固定垫木为中心, 由远而近对称地抽, 最后抽除固定垫木, 并随抽随用砂土回填捣实, 以免沉井开裂、移动或偏斜。

1.4除土下沉

沉井宜采用不排水除土下沉, 在稳定的土层中, 也可采用排水除土下沉。除土方法可采用人工或机械除土, 排水下沉常用人工除土。人工除土可使沉井均匀下沉和易于清除井内障碍物, 但应有安全措施。不排水下沉时, 可使用空气吸泥机、抓土斗、水力吸石筒、水力吸泥机等除土。通过粘土、胶结层除土困难时, 可采用高压射水破坏土层。

沉井正常下沉时, 应自中间向刃脚处均匀对称除土, 排水下沉时应严格控制设计支承点土的排除, 并随时注意沉井正位, 保持竖直下沉, 无特殊情况不宜采用爆破施工。

1.5接高沉井

当第一节沉井下沉至一定深度 (井顶露出地面不小于0.5m, 或露出水面不小于1.5m) 时, 停止挖土, 接筑下节沉井。接筑前刃脚不得掏空, 并应尽量纠正上节沉井的倾斜, 凿毛顶面, 立模, 然后对称均匀浇筑混凝土, 待强度达设计要求后再拆模继续下沉。

1.6基底检验和处理

沉井沉至设计标高后, 应检验基底地质情况是否与设计相符。排水下沉时可直接检验;不排水下沉则应进行水下检验, 必要时可用钻机取样进行检验。

当基底达设计要求后, 应对地基进行必要的处理。砂性土或粘性土地基, 一般可在井底铺一层砾石或碎石至刃脚底面以上200mm。未风化岩石地基, 应凿除风化岩层, 若岩层倾斜, 还应凿成阶梯形。要确保井底浮土、软土清除干净, 封底混凝土、沉井与地基结合紧密。200mm

1.7沉井封底

基底检验合格后应及时封底。排水下沉时, 如渗水量上升速度≤6mm/min可采用普通混凝土封底;否则宜用水下混凝土封底。若沉井面积大, 可采用多导管先外后内、先低后高依次浇筑。封底一般为素混凝土, 但必须与地基紧密结合, 不得存在有害的夹层、夹缝。1.76mm/min

2水中沉井施工

2.1水中筑岛

当水深小于3m, 流速≤1.5m/s时, 可采用砂或砾石在水中筑岛 (图2a) , 周围用草袋围护;若水深或流速加大, 可采用围堤防护筑岛 (图2 b) ;当水深较大 (通常<15m) 或流速较大时, 宜采用钢板桩围堰筑岛 (图2c) 。2.13m 1.5m/s 2a2 b<15m2c

a) b) c) 注:a) 无围堰防护土岛;b) 有围堰防护土岛;c) 围堰筑岛

岛面应高出最高施工水位0.5m以上, 砂岛地基强度应符合要求, 围堰筑岛时, 围堰距井壁外缘距离b≥H tg (45°-φ/2) , 且≥2m, (H为筑岛高度, φ为砂在水中的内摩擦角) 。其余施工方法与旱地沉井施工相同。

2.2浮运沉井

10m若水深 (如大于10m) 人工筑岛困难或不经济时, 可采用浮运法施工。即将沉井在岸边作成空体结构, 或采用其它措施 (如带钢气筒等) 使沉井浮于水上, 利用在岸边铺成的滑道滑入水中 (图3) , 然后用绳索牵引至设计位置。在悬浮状态下, 逐步将水或混凝土注入空体中, 使沉井徐徐下沉至河底。若沉井较高, 需分段制造, 在悬浮状态下逐节接长下沉至河底, 但整个过程应保证沉井本身稳定。当刃脚切人河床一定深度后, 即可按一般沉井下沉方法施工。

3结论

总之, 沉井基础施工可分为旱地施工、水中筑岛及浮运沉井3种。施工前应详细了解场地的地质和水文条件。水中施工应做好河流汛期、河床冲刷、通航及漂流物等的调查研究, 充分利用枯水季节, 制订出详细的施工计划及必要的措施, 确保施工安全。

参考文献

[1]杨思运.基于土体位移的沉井基础施工技术探讨[J].山西建筑, 2008 (14) .

桥梁承台沉井施工技术探讨 篇9

厦门同丙大桥工程位于翔安区与同安区之间的丙洲海域上, 桥墩采用矩形板式墩墩身厚度1.2m, 横向与箱梁底板同为6.93m, 桥墩承台厚2.2m, 基础采用桩径1.5m的钻孔灌注桩, 桥台承台厚2m, 基础采用桩径1.2m的钻孔灌注桩。大桥南北幅共有承台 (桥台) 8座, 墩身4座, U型桥台4座。承台采用筑岛围堰施工, 根据施工前测量, 河底标高为-3.23～-2m, 实际筑岛的填筑高度为2～4m, 为了方便承台施工, 在承台四周采用了止水效果较好的粘土填筑, 平台顶标高为0.5～1.5m, 填筑边坡坡度为1∶1.5 (靠水体侧) , 筑岛作为桩基施工和承台墩身施工平台。其中P1、P2承台处于丙洲水道中筑岛围堰内, 现桥址西侧便道边缘或便道坡脚, 丙洲水道及便道施工时水道底下抛了很多石头, 特别是便道曾经垮塌几次, 修复时抛填大量石头, 且便道下埋设两处连通管 (每处各埋设8根并排的连通管, 均用钢筋砼管座包裹) , 承台底面在平时水位下6米左右, 虽然在桩基施工前挖除抛石、钢筋砼管座及淤泥, 换填粘性土, 但基本上-0.2m标高水下作业, 很难保证将抛石、钢筋砼管座全部翻挖干净, 设计承台开挖支护方案采用高压旋喷桩及拉森钢板桩工艺, 在施工过程一旦碰到一小块抛石或砼管座就很难进行, 且无法保证止水效果, 高压旋喷桩起止水与土体加固的作用, 水平抗侧刚度较差;拉森钢板桩支护需设内钢支撑才能保证其刚稳定性, 但横竖交错的内钢支撑会占用承台墩身施工的操作空间, 影响施工进度, 承台开挖深度较大且靠近行车道, 水位比较高, 侧压力非常大, 如采用原设计的支护方法施工难度将很大。因此拟对P1、P2四个承台支护采用沉井施工, 做为4个承台施工的工作井, 根据设计图纸, 沉井内壁净空为9.0米*10.0米, 四周壁厚下部3米为0.4米, 上部3.5米为0.35米, 沉井全高为6.5米, 下沉深度约为6.5米。井壁超出承台高度部分, 承台及墩柱施工完成后用机械破除。

2 工程特点

沉井井壁采用C25混凝土, 下沉时采用不排水下沉, 不封底。沉井内壁与设计承台外边均预留有0.75米的空间, 作为排水边沟、承台施工操作空间用。根据设计要求先在原地面向下开挖到0.5～1米之后施工沉井, 制作下部首节沉井约3.5米高、第二节3.0米高。限于工期紧, 任务重, 并结合现场实际情况, 在征得业主单位、设计单位和监理的同意, 在严把质量关的前提下, 我们采取施工完第一、第二节结构砼施工后进行一次下沉到位的施工方法。提供的“工程地质勘察报告”显示, 第一层为素填土层, 第二层为粗砂层, 刃脚基础持力层选用第二层上。

3 沉井制作

承台工作井采用沉井施工。先就地进行沉井制作, 达到一定的强度后将沉井沉到设计标高, 沉井分两节制作及一次下沉。根据现场地质, 在沉井制作前, 先把刃脚处地表一层约0.5～1.0米的杂填土清除掉, 然后换填上一层厚为40㎝宽1米砂垫层并夯实, 砂垫层上设10㎝厚60㎝宽的C15砼垫层。沉井制作时, 刃脚处地表要高出丙洲水道正常水位 (±0.0m) 约50㎝, 保证沉井制作的干施工。施工采用现场加工, 水平筋采用电焊搭接。竖直筋采用电渣压力焊焊接。钢筋直径Φ14以下的可采用绑扎。

4 沉井下沉施工

沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方案, 前者适用于渗水量不大、稳定的粘性土或在砂砾层中渗水量虽很大, 但排水并不困难时使用。后者适用于严重的流砂地层中和渗水量大的砂砾层中使用, 以及地下水无法排除或大量排水会影响附近建筑物的安全和生产的情况。因本工程实际情况, 故选择不排水下沉。

4.1 下沉方式

根据地质资料及现场实际情况, 本方案采用长臂勾机抓土不排水下沉, 待沉至设计标高后, 再设边沟集水井用水泵强排。下沉时采用长臂勾机取土, 抓土从中央开始向两侧进行, 井底中央形成锅底后, 其高度比刃脚低1～1.5m时, 沉井因刃脚承载力的下降而下沉, 并将刃脚下的土挤向中央锅底。取土时派一专人在岸上指挥, 必要时人工下井配合, 使沉井继续下沉。如遇到粘性土, 四周的土不易向锅底坍落, 采用高压射水松土。平均综合下沉速度控制在0.3～0.5m/d。待沉至设计标高后, 再设边沟集水井用水泵强排, 沉井下沉见图1。

4.2 下沉前的准备工作

以毛砂或粉煤灰加填沉井外基坑至现场自然地面, 以利减少沉井下沉过程中与土体侧摩阻力。检验井壁砼强度, 按同条件养护之砼试块强度等级值为准, 刃脚部分达砼强度100%, 井壁砼强度达70%以上。对原来的定位桩, 高程点进行复查, 并在四面井壁上部做出与控制桩对应点的标志, 以检验沉井的位移。在井壁内侧设垂线, 其中南北墙各一条, 东西墙各两条, 以吊线锤观察沉井的倾斜。在井壁外侧四角上用红漆画出标尺, 每一标志线间距500mm, 并标出下沉前的实际高度和下沉完毕后的标高, 以观测沉井下沉情况。

4.3 沉井下沉

4.3.1 取土原则

本工程采用长臂勾机人工配合取土, 取土时, 按照“先中间, 后四角, 先锅底, 后刃脚”的原则对称。当锅底开挖结束后, 在素填土中下沉时, 沉井由于自重而下沉, 会将刃脚下的土向中央挤;再继续开挖, 沉井可持续下沉, 如锅底形成后, 此时不沉, 可逐步均匀挖除原先保留的土埂;首先挖除刃脚周边的土埂, 最后挖除定位点处土埂, 整个沉井对称开挖, 尽量使格间高差不大于20cm, 避免沉井过大的偏差, 如此重复进行, 使沉井逐步均匀下沉。遇有块石及杂物时, 及时人工清理, 用长臂勾吊出井外。当沉至设计标高还有50cm时, 采用反锅底开挖, 减缓下沉速度, 首先挖除刃脚周边的土, 再挖井中间的土方, 使沉井逐步均匀下沉到设计标高。

4.3.2 下沉措施

(1) 出土顺序由内向外:根据下沉情况掏除井底中部的土, 最后形成全刃脚支承的大锅底, 使沉井安全下沉。

(2) 严格控制刃脚外土塞, 为保证沉井受力均匀, 内部应力没有集中现象, 在刃脚全支承不能满足下沉要求时, 需在刃脚处取土, 做到均匀、对称、同时、层层剥离, 循序渐进。

(3) 通过水准仪和全站仪对下沉量, 四角高差, 偏位进行测量, 及时了解下沉速度, 并进行纠偏, 当沉井达到允许偏差值1/4时必须纠偏。确保沉井在初始下沉阶段形成良好的下沉轨道。

4.4 下沉注意事项

(1) 井内除土从中间开始, 对称、均匀地逐步分层向刃脚推进。

(2) 在不稳定土层和砂土中下沉时, 应特别注意使井内水位高于井外, 防止翻砂。

(3) 为防止沉井偏斜, 施工中采取以下几种措施方法:①近刃脚处除清理块石及胶结层外, 取土面不能大于刃脚。②周边井孔的取土底面不能低于刃脚1～2m。

(4) 沉井下沉接近设计标高前2米时, 以控制抓土的速度来控制下沉的速度, 并注意调整沉井, 避免沉井发生大量下沉或大的偏斜, 造成超沉现象。

(5) 下沉过程中经常做好井底标高、下沉量、倾斜和位移地测量工作, 随时注意纠偏。每天派专人认真观测沉井周围地面有无坍塌和开裂情况, 以便采取有效措施, 确保附近设施及其他构筑物的安全。

(6) 尽量远弃土, 力求向沉井四周均匀弃土, 严防堆在沉井一侧, 产生偏压造成沉井偏斜。

(7) 当每节沉井下沉接高时, 应注意:①接高时沉井地顶面距离地面应不小于0.5m。②接高前应尽量纠正倾斜和正位, 并使接高后各节竖向中轴线在一条直线上。③为保证上下节间紧密结合, 除将下节混凝土顶面凿毛外, 并设连接钢筋, 增强其连接强度。④接高前不得将刃脚挖空, 必要时应在刃脚下回填或支垫, 以防突然下沉。

5 监控测量

沉井下沉过程中, 自始至终对沉井高程及平面位置进行测控, 具体方法如下:

5.1 高程控制

在不受施工影响的区域设置高程控制点 (离沉井周围40m以外) , 用油漆在沉井四角井壁上画出四个相同的标尺作为沉井水平观测点, 在下沉中测量人员三班运转, 采用水准仪每隔1小时全方位观测一次, 做好记录, 如发现倾斜立即纠偏;终沉严格控制刃脚标高及周边高差, 控制在设计充许的范围内。

5.2 平面位置控制

在沉井井壁上画出中线, 沿中线轴线方向在不受施工影响的地方设置坐标控制点, 用经纬仪及钢尺直接量测沉井中轴线位置, 及时做好记录, 按设计要求严格控制沉井平面位置。

6 施工时沉井纠偏方法

(1) 偏除土纠偏法:

沉井开挖必须四周对称开挖, 尽量减少偏斜。入土不深时可利用此法使沉井在下沉过程中逐渐纠正偏差。纠正偏斜时, 可在刃脚高的一侧除土, 刃脚低的一侧支垫, 随着沉井的下沉, 倾斜即可纠正。纠正位移时, 可先有意地偏除土使沉井向偏位方向倾斜, 然后沿倾斜方向下沉, 直至沉井底面中心与设计中心相重合 (或连接) 时再将其纠正。如位移量较大, 一次完不成, 可反复几次进行, 使其逐渐移近中心位置, 最后调整到使倾斜和位移都在允许偏差范围之内为止。

(2) 增加偏土压纠偏:

由于弃土偏堆在沉井一侧, 或由于上游河床受冲而形成沉井两侧土压力差, 能使沉井产生偏斜。同理, 可在沉井偏斜的一侧抛石填土, 使该侧土压力较彼侧为大, 也可纠正沉井的偏斜。

7 结束语

采用沉井工艺, 整体稳定性好, 结构安全系数高, 止水效果比高压旋喷桩好, 下沉过程中若遇到抛石或砼管座, 可人工下井持空压机风动钻破除, 基坑成型后其稳定性要比原支护方法施工基坑安全可靠。

摘要：沉井施工具有施工方便、挖土量少、占地面积小、设备简单、对环境影响小等优点。在地下工程施工中得到广泛的应用。本文根据厦门同丙大桥工程为例, 对桥梁承台沉井施工技术进行探讨。