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1、7.4沉 井沉井施工是一种经常使用的特种施工方法。一般用于深基础工程 (如桥梁和高大 构筑物等的支承结构)和地下构筑物工程 (如各类泵房或水池、盾构或顶管工作井、隧道、 矿井等)。适用于埋深较大、土质较软、场地较小的工程。按照工程埋深和水文地质情况， 沉井下沉施工一般可分为排水下沉和不排水下沉两大类，沉井封底施工可分为干封底和水 下封底两大类。在沉井埋深大，井底土质极软弱，井底附近有承压水，或在砂性土层中缺 乏降水设施时，宜用不排水下沉及水下封底施工法，反之用排水下沉及干封底施工法，以 缩短工期和节省工程费用。在施工实践中由于缺乏经验和管理不善等原因，使沉井工程不 能正常施工，且浪费大量人力和
2、物力，并延误工期，甚至发生一些工程质量问题，以致影 响沉井的正常使用。所以要在工程施工前制订好科学合理而又切实可行的施工方案和技术 措施，并在施工中认真细致地实施，抓好沉井施工的技术关键 (砂垫层质量、下沉纠偏、 终沉标高控制、封底防渗漏等)，确保工程质量。7.4.1 沉井基坑7.4.1.1 基坑底非原状土未处理好1.现象沉井制作时发生严重倾斜及大幅度沉降。2.原因分析事先未掌握现场地层情况，基坑内暗浜或回填的松软土层没有挖除换填，或者基 坑底下杂填土中障碍物末探明，施工时又不按技术要求进行地基处理。3.预防措施施工前要深入了解现场地层情况，施工中要按有关技术要求对地基认真处理。如 有松软土层
3、或杂填土层，则挖除换填砂层;如有障碍物则加以清除。4.治理方法对已发生严重倾斜的沉井可在高位处井底局部挖除砂垫层使井位纠正。7.4.1.2 砂垫层密实度不均匀或不密实1.现象沉井制作时沉降过大或明显倾斜。2.原因分析基坑砂垫层承载力很差或明显不均匀，砂垫层施工末按分层摊铺振实的技术要 求施 I。3.预防措施砂垫层施工必需按技术要求分层摊铺(每层松砂厚 2025cm)，分层振实(密实度 要求砂的千重力密度，中砂为 l6kN/m，粗砂为 I7kN/m3)。4.治理方法 沉井倾斜较大的可在井身高位处挖除局部砂垫层加以纠偏。 7.4.1.3 基坑排水松未做好 l.现象 基坑砂垫层被水淹没。 2.原因分
4、析 对基坑内地下水或下雨等流人的地面水末及时排除。 3.预防措施 施工前要准备排水设备和做好集水井等设施，并要采取拦截措施，不便地面水流人基 坑。4.治理方法增补地表与基坑内的排水技术措施。7.4.2 沉井制作7.4.2.1 沉降或倾斜过大l.现象沉井制作浇筑混凝土过程中或刚浇筑完不久，沉井产生过大的沉降或倾斜。2.原因分析(1)沉井制作时基坑底下土层或其下卧土层支承强度不够，或地基软硬不均匀，如 有暗浜、大型障碍物等;(2)砂垫层厚度不够或施工质量差(不密实、不均匀、被地下水浸泡等)，致使其支 撑强度达不到要求;(3)多次下沉的沉井接高时刃脚入土深度少，或井内水浮力不够，或井底及其下卧 土层
5、支撑强度不够;(4)沉井制作高度偏大，井身较小，重心过高;(5)刃脚下承垫枕木末对称均匀地抽出，或末及时填塞好枕木抽出后的空隙。3.预防措施 (1)事先查清沉井基坑地层及其下卧层情况，并采取相应技术措施;(2)加强砂垫层的施工设计及施工质量控制。砂垫层应有足够厚度，砂垫层质量要 达到规定要求;(3)多次下沉的沉井接高施工时，应事先核算其下沉稳定系数，并采取稳定沉井的 技术措施 (刃脚处多留土、井内灌水、填土或砂等);(4)适当控制小面积沉井下沉前的制作高度，井高不宜大于沉井短边或直径，超过 l2m 时要采取保证沉井稳定的措施;(5)抽除刃脚承垫枕木时要按技术要求进行施工，或改用素混凝土底模垫层
6、施工法。4.治理方法 (1)一次下沉的沉井可在井位高处挖除部分刃脚处砂垫层进行纠偏; (2)多次下沉的沉井接高时的倾斜，则按沉井纠偏方法施工。7.4.2.2 沉井模板及支架损坏1.现象沉井制作浇筑混凝土时模板构件或支架变形、损坏。2.原因分析(1)沉井在第二节开始制作时沉降较大，产生模板及支架变形、损坏的情况;(2)由于脚手架及支架与模板固定连接，并且脚手架及支架刚度相对较大，当两者 沉降差较大时，模板易被拉坏。3.预防措施(1)外脚手架可与模板基本脱开，只在极少几处用拉结件联系，当沉井高度不很大 时，可只在井顶以上与内模支架拉结;(2)在沉井第二节的内模支架不采用落地式，而应采用支撑式，即支
7、架支撑在沉井 底梁或临时性钢梁上，便其与沉井同步下沉; (3)第一节沉井制作高度不宜过大(一般不宜大于 6m)，否则要适当加厚砂垫层并保 证质量，以减少沉井沉降量，保证模板安全。4.治理方法当发现模板开始被脚手架或支架拉坏时，则暂停浇筑混凝土，适当加固模板构件，并尽可能将脚手架及支架与模板间改用活络套等方式联系，以减少其相互影响。7.4.2.3 沉井壁渗漏 1.现象(1)井壁施工缝处渗漏;(2)井壁收缩裂缝处渗漏;(3)井壁模板拉条处渗漏;(4)井壁其他部位的混凝土渗漏 (冷缝或不密实处)。2.原因分析(1)井壁施工缝未处理好，缝内夹有垃圾，或原有混凝土表面凿毛未达到要求，止 水片制作、安装质
8、量不好，位置偏移或接头有缝隙;(2)井壁收缩裂缝超过一定宽度;(3)井壁模板拉条的止水片未制作好，或在混凝土末硬化时被转动过;(4)制作时由于混凝土供应不及时等原因而产生冷缝，或局部混凝土振捣不密实。3.预防措施(1)施工中要保证施工缝处理及止水片的制作、安装质量;(2)采取防止井壁混凝土产生收缩裂缝的技术措施，例如合理选用水泥品种、掺合 料、外加剂，加强湿治养护，适当降低强度等级及入模温度等;(3)模板拉条的止水片制作质量要保证，在混凝土浇筑后拉条不可转动;(4)井壁制作时，混凝土要保证及时供应，对大型沉井，混凝土浇筑程序要控制好， 以免出现冷缝，要保证混凝土振捣质量。4.治理方法 (1)局
9、部渗漏处凿除保护层后，用防水水泥砂浆或环氧砂浆等加以封堵;(2)渗漏面积较大处，应在混凝土表面另加防水层或采用压浆堵漏措施。 7.4.2.4 沉井壁收缩裂缝1.现象沉井壁产生间距不等、长度不同的竖向收缩裂缝。2.原因分析 (1)沉井平面尺寸太大;(2)混凝土强度太高，坍落度过大;(3)水泥及掺合料的收缩量过大;(4)浇筑时气温过高、风速大、空气湿度低;(5)混凝土养护措施及时间不够。3.预防措施(1)沉井平面尺寸不要太大;(2)混凝土强度及坍落度尽可能小些;(3)采用收缩量小的水泥品种及掺合料;(4)浇筑混凝土时，尽可能避开高温天气;(5)混凝土要加强湿治养护两周以上。4.治理方法凡渗漏裂缝的
10、宽度超过有关规定，应按使用要求来确定裂缝修补措施，例如采用 防水水泥砂浆、环氧砂浆、甲凝与环氧、环氧沥青漆或粘贴玻璃纤维布等防水嵌缝材料。7.4.2.5 沉井壁结构裂缝1.现象在刃脚下铺设承垫枕木及砂垫层来制作的沉井，当抽除枕木时，井身出现竖向或斜向结构裂缝 (特别集中在大型孔洞两侧)。2.原因分析(1)抽承垫枕木不对称、不均匀，或末填塞好枕木抽除后的孔隙，使井产生过大的 不均匀沉降，井身纵向挠曲变形过大而导致井身开裂;(2)当井身很大而高度很小时，因井身纵向刚度很小，而地基及砂垫层不均匀沉降 较大使井身纵向变形过大而开裂;(3)内、外墙大型孔洞缺口处结构薄弱部位未采取加固措施，或加固强度不够
11、。3.预防措施(1)抽承垫枕木时应对称、均匀，并要及时将枕木抽除处的孔隙填塞密实;(2)大型沉井井身制作时高度不宜过小，应保证适当的纵向刚度;(3)内、外墙大型孔洞缺口处应采取适当的加强措施，如用刚性墙封堵孔洞或缺口 处设置加固梁，分节施工缝尽量避开大型孔洞。4.治理方法按使用要求对宽度超过有关规定的井身裂缝采用修补或结构补强措施，例如采用 防水水泥砂浆、环氧砂浆、甲凝与环氧、环氧沥青漆或粘贴玻璃纤维布等防水嵌缝材料。7.4.3 排水下沉7.4.3.1 井身偏斜过大l.现象沉井在排水下沉施工中，井身偏斜过大。2.原因分析(1)井内挖土不当，各部位挖土范围及深度不对称;(2)井底碰到较大障碍物;
12、(3)井身重量不对称;(4)井旁地面超载不对称，单侧长期停置大型挖土设备或堆土;(5)井旁土层条件不均匀，砂性和粘性土厚度或土层软硬程度不均匀;(6)井边井点降水效果不对称，单侧井点效果不好甚至失效。3.预防措施(1)井内挖土要对称、均匀，或按纠偏要求进行;(2)事先探明土层及地下大型障碍物的情况，并制订相应对策措施。(3)下沉施工中当井身偏斜较大，要及时纠偏，防止大幅度突沉 (特别在倾斜状 态下);(4)地面超载布置对称，大型挖土设备或堆土不要长期停置在单侧，井旁尽可能 不堆土或对称堆土;(5)当井旁土层条件不均匀时，应事先制订相应对策措施;(6)井点应保持完好，对失效井点应及时修好。4.治
13、理方法(1)在井内高位处多挖土;(2)高位处井外边采取冲高压水或气等助沉措施;(3)低位处井外边采用加支撑等阻沉措施。采取各种因地制宜的有效纠偏措施及时将井身纠正，使沉井封底完成后的刃脚 底面四角 (圆形沉井为互相垂直的两直径与圆周的交点)中的任何两角的高差不超过其水平 距离的 1%(泵房沉井为 0.7%)，并最大不超过 30cm(泵房沉井为 20cm)，如两角水平距离小 于 l0m 时则允许高差为 l0cm。7.4.3.2 邻近地面变形过大l.现象沉井在排水下沉施工时，井周土体产生严重塑流或流砂现象，地面出现大幅度沉 降。2.原因分析(1)井底土层很软弱，沉井埋深又较大;(2)井内外水土压差
14、较大。3.预防措施(1)当沉井附近有重要环保要求 (建筑物或地下管线等)时，则可将井周或井底土层 进行加固处理 (如井点降水、注浆加固、搅拌桩等);(2)有条件时可改用不排水施工法;(3)在外井壁制作时预留泥浆槽，采用触变泥浆护壁措施等。4.治理方法按现场施工及环保要求，及时将井周地面回填，并修复施工便道，必要时采取土 层加固措施。7.4.3.3 平面位移过大l.现象沉井下沉时平面位移过大。2.原因分析(1)沉井下沉施工中井位高差 (倾斜)末控制好，又未及时测量平面位移情况，致使 沉井在单向倾斜情况下下沉过多，而导致沉井平面位移过大;(2)井周有不对称水土压力长期作用 (例如不对称地面超载、井
15、点作用不对称及附 近打桩施工影响等)，使井位逐渐偏向水土压力较小的一侧。3.预防措施 (1)沉井下沉施工中要经常变换井位倾斜的方向，要经常观测平面位移情况和及时 调整沉井倾斜方向;(2)井周地面标高不能相差太多;(3)井周地面超载要保持对称;(4)井周井点作用 (布置及使用)要对称;(5)沉井附近如要打桩时，应在施工程序及隔离设施等方面采取对策措施，以减少 其对沉井位移的影响程度。4.治理方法在沉井下沉施工中要经常观测井位情况，及时采用纠偏措施，便沉井下沉到位时 轴线位置的偏差不超过下沉总深度的 1 始或 I0cm(下沉深度小于 l0m 时)。7.4.3.4 下沉极慢或停沉1.现象沉井排水下沉
16、时，下沉速度极其缓慢，甚至不下沉。2.原因分析(1)沉井井壁薄，自重相对较轻:(2)井底碰到硬土层;(3)沉井倾斜较大，为了纠偏，井底相当部分土体没有开挖，因而井底土体阻力大；(4)井底碰到大型硬质障碍物，井身被搁住。3.预防措施(1)施工设计时验算的沉井下沉系数不能过小，必要时要加厚井壁;(2)事先查清井底土层情况，对硬土层要准备好破土技术措施 (包括施工设备);(3)沉井下沉时要控制好井位高差，不便井身倾斜过大;(4)事先查清井底大型硬质障碍物情况，并准备好清除措施;(5)制订施工方案时，应准备好必要的助沉技术措施。4.治理方法(1)由于沉井自重较轻而下沉困难时，可采取井边减阻的助沉措施，例如在井边用 高压水冲枪或加压缩空气破土减阻，必要时可压注触变泥浆减阻或井顶加压载助沉;(2)当井底有硬土层，当刃脚斜面处土体挖除后沉井仍不下沉时，除了上述井边减 阻措施外，也可适当分层逐步挖除刃脚踏面下土体，使井下沉，但要严格控制挖除范围和 高度，以防沉井突沉和井外土体涌入井内;(3)当沉井倾斜较大在纠偏下沉施工时，可适当扩大井位高处的井底土体开挖范围， 使沉井
