沉井施工工艺工法

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1、沉井施工工艺工法1 简介1.1 工艺工法概况沉井是修筑深基础和地下构筑物的一种施工工艺。沉井类型很多，按材料分，有混凝土、钢筋混凝土、砖石等，但应用最多的还是 钢筋混凝土沉井。按平面形状分，有圆形、方形、矩形、多边形、多孔形等，主要取 决于其用途。由于圆形沉井受力性能好、易于控制下沉，应用最多。沉井的剖面，有 圆筒形、锥形、阶梯形等。沉井施工有下列几种方式：一次制作、一次下沉；分节制作、一次下沉；分节制 作、分节下沉（制作与下沉交替进行）。如沉井过高，下沉时易倾斜，宜分节制作、 分节下沉。沉井分节制作的高度，应保证其稳定性并能使其顺利下沉。采用分节制作、 一次下沉时，制作高度不宜大于沉井短边或

2、直径，总高度超过12m时，需有可靠的计 算依据和采取确保稳定的措施。沉井的下沉工艺主要有排水下沉和不排水下沉两种。 本工艺针对圆形沉井分节制作一次下沉、不排水下沉法进行阐述。1.2 工艺原理不排水下沉法即保持井内水位比地下水位高出 1.0m 以上，启动高压水泵，潜水 员下潜到水底，手持高压水枪对井底土、砂进行冲扫，使土、砂和水搅和成一定浓度 的浆液后，启动吸泥机，吸排出井外至泥浆中转池。当潜水在一定范围内冲吸到要求 深度时，再移动冲枪和吸泥管。吸泥管的升降多少由潜水员通知浮排上操作人员，开 启升降葫芦，调整吸泥管的深度，移至下一工作面，循环作业。2 工艺工法特点沉井施工工艺的优点是可在场地狭窄

3、的情况下施工较深的地下工程，且对周围环 境影响较小，可在地质、水文复杂地区施工，施工不需复杂的机具设备，与大开挖相 比，可减少挖、运、回填的土方量，减少深基坑的支护施工和高空作业的危险程度； 缺点是施工工序较多，技术要求高，质量控制难。3 适用范围沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作井、 深地下室、取水口等工程施工。4 主要引用标准建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202）、基坑工程设计规程、建筑施工手册。5 沉井施工方法 沉井施工一般先在地面或基坑内制作开口的钢筋混凝土井身，待其达到规定强度 后，采取高压水枪配合吸泥机进行取土，沉井井身借其自重或在其他

4、措施协助下克服 与土壁间的摩阻力和刃脚反力，不断下沉，直至设计标高就位，然后进行封底。6 工艺流程及操作要点6.1 沉井施工工艺流程（见图 1）监理单位复核认可岸边筑岛围堰施沉井下沉段分节制作需测量校核养护及砖封堵口水力机械及钢平台安IH_不排水下沉监理对水平垂直度及标高复核认沉井基底压密注浆_蚪沉井下沉到位沉井接高T -沉井封底及底板 沉井隔墙及顶板上部纟结构勾施工I泵房设备安装调试结束图 1 沉井施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 沉井砂垫层及刃脚制作1 放样定位、开挖基坑1）根据设计图纸上沉井坐标，定出沉井中心桩位和纵横轴线控制桩。2）基坑开挖 考虑到坑内排水，沿基坑四周开挖盲沟，

5、并设置集水井，总共4 口，以便能及 时排除坑内积水，确保砂垫层的稳定。 土方开挖采用挖掘机施工，人工配合进行边坡修整和基底土修整。2 砂垫层施工1）按照要求采用全断面开挖，开挖后及时分层回填，井壁刃脚处砂垫层与底梁 处砂垫层标高不等，回填时须合理布置并安排各工序施工。2）砂垫层施工采用中粗砂、分段分层振实，要求密实度达到 95以上。现场砂 垫层密实度可用土工法普查，即用长196cm，巾16mm圆钢，在距砂面约50cm的垂直 高度上自由下落，钢钎头部沉入砂面层深度W7cm者为合格。3 刃脚胎膜砌筑刃脚斜坡段采用砖砌胎膜，采用 M5 水泥砂浆进行砌筑，砌筑时要求接缝严密， 竖向不能有通缝现象。具体

6、见图 2。图 2 刃脚砖模砌筑图4 素混凝土制作素砼垫层宽度为刃脚踏面宽度两边各增加20cm，素砼垫层厚20cm，垫层砼标号 为C20，根据有关规范要求立模、振捣、养护，素砼地坪标高必须准确，由测量找平、 复测，相对高差值不大于土 3mm。6.2.2 沉井结构制作1 沉井制作分下沉和接高两节进行施工，下沉段主要包括底梁、刃脚和墙身接高 段主要是墙身段，待下沉段下沉稳定后进行接高，然后封底及底板施工。2 沉井采用木模板，竖向采用方木加固，横向采用钢管加固，横向间距为 500mm，竖向间距为500mm，相互用扣件扣牢。3浇注混凝土采用070振动棒，钢筋间距过密处配置部分050的振动棒，振动间 距不

7、大于500mm，并辅以附着式振动棒振捣。4混凝土下料时要求沿井壁周围均匀进行，不得在某一处的井壁内集中下料，分 层平铺厚度控制在30cm左右。5砼浇筑时浇筑的自由高度不应大于2m，如超过2m应加串筒浇筑。砼浇筑时应 对称平衡进行,，振捣时防止漏振和过振现象，以确保砼的质量。6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，更不得有积水，在井壁设置施工缝进行凿毛冲洗干净，使骨料外露。用同 标号水泥浆接浆，厚10T5mm。在施工缝处设热镀锌止钢板，止水片用300X 1.5mm钢板。6.2.3沉井下沉沉井采用不排水下沉法，水力机械吸泥下沉，潜水员配合，沉井分为初沉阶

8、段、 正常下沉阶段和终沉阶段三个阶段，最后沉井实施水下封底。水力机械吸泥下沉施工工艺流程如图4：高压水泵安装第一节沉井制作继续冲泥排泥及井监测循环施工下沉到位第二节沉井制作沉井封底准备图 4 水力机械吸泥下沉施工工艺流程图1 初沉阶段（干下沉）沉井下沉深度在04 m范围内为初沉阶段，下沉时采用履带吊抓斗干挖下沉， 并进行24昼夜施工。1）施工步骤如下：挖去刃脚底斜面30cm以上的覆盖层，同时拆除该部分内侧支垫一拆去刃脚外侧 高度平均为1m左右的砖模，用砂、卵石及时回填一挖除刃脚踏面土层及内侧砖模， 直至显出砖底模一用跳槽法挖取砖底模。2）刃脚挖土顺序如下：由中央向四周挖，每层挖土厚0.4-0.

9、5m，在刃脚处留l-1.5m台阶；沿井壁，每2-3m 一段向刃脚方向逐层全面对称、均匀地削落台阶,每次削5-10cm； 当土层经不住刃脚的挤压破裂，沉井便在自重作用下均匀破土下沉。图 5 沉井底挖土顺序3）井内挖土下沉时，以井壁和底梁交接形成一个施工仓格进行挖土。为保证沉 井平稳下沉，各施工仓格同步均匀对称进行挖土，高差不超过500mm,4）先挖底梁下部土，再挖中间部分，后刃脚部分。5）挖土时，井内打入许多小竹板桩作挖土标高的控制点，每2X2 m左右各设一 根，用水平仪测量，以确保挖土标高。6）初沉阶段每2小时测量一次，必要时连续观测。2正常下沉阶段（不排水下沉）挖土下沉见水后采用水力吸泥法不

10、排水下沉，潜水员配合。用高压水泵将高压水 通过进水管分别送进高压水枪和水力吸泥机，利用高压水枪射出的水流冲切土体，使 其形成一定稠度的泥浆汇流至水力吸泥机处，由水力吸泥机将泥浆排出井外。图6沉井水力排土法下沉施工示意图3终沉阶段1）终沉确定刃脚踏面为警示标高，暂定比设计高程抛高200mm，（实际抛高量也 可根据终沉情况而定）。当沉井的进尺到最后2m时即进入终沉阶段。挖土锅底形状由“凹”面逐步过渡到“凸”形反锅底，并且适当放慢取土速度和数量，严格按照均匀 对称的原则布置挖土范围。终沉阶段是沉井的关键时刻，故一定要加强观测，测量在 最后阶段应每隔不少于1小时，提供一份测量报告，严格控制沉井的下沉速

11、率。2）旦沉井刃脚踏面标高达到设计要求的标高并上抛20cm后，应立即停止取土， 用大石块抛填在刃脚下，测量密切注意观测，24小时内沉井下沉不大于10mm，即为 刹车成功，沉井施工到位后，测量要求每隔46小时观测一次四方向高差。4潜水作业要求及注意事项1）潜水作业前对潜水工具逐一进行检查，特别是铜帽头顶阀、电话及线路、供 气软管及接头等重要部位均需仔细检查，不可马虎。2）水深 1020m 时，当天可进行两次潜水，但两次潜水时间间隔不得少于 2 小 时。3）潜水员作业时，潜水组的水面上的工作人员随时掌握输气管与腰绳，并专人 负责空气压缩机的工作。4）潜水员水下作业时，在同一孔内，禁止水面以上的重叠

12、作业。5 监测 沉井现场施工监测系统包括沉井自身状态监测系统，及施工对附近构筑物影响的 监测系统两部分。沉井自身状态监测系统包括：井身自身位置（深度、中心偏离）监测系统、姿态（倾 斜）监测系统及井身受力状况的监测系统。对周围环境影响的监测系统包括：地层沉降的监测系统；周围构筑物水平位移及 沉降监测系统；6 沉井接高 沉井下沉稳定后，在采取止沉措施后，方可进行上部井筒的接高施工。井筒接高 施工方法与下部井筒施工方法相同。7 沉井封底及底板施工1）沉井不排水封底当沉井下沉至设计标高后，观测8h，总下沉量不超过10mm即可进行封底施工。表 1 水下混凝土封底的要点序号项目技术要点1准备工作1清理基底

13、浮泥及其他杂物，超挖及软土基础应铺以碎石垫层2导管要求1导管内壁光滑，管段接头密封良好并便于拆装2当采用球塞时，导管下端距井底的距离比球塞直径大510cm3导管数量1每根导管混凝土的扩散半径为34m,其布置使各导管的浇注面积互 相交叉；4浇注1每根导管浇注前，准备足够的混凝土量，使开始浇注时，能一次将 导管底埋住；2每根导管的混凝土要连续浇注，且导管埋入混凝土的深度不宜小于1.0m3各导管间混凝土浇注面的平均上升速度不小于0.25m/h，坡度不小 于1： 5,相邻导管间混凝土上升速度相近，终浇时混凝土面高于设计 高程 0.21m。2）抽水封底后混凝土强度达到设计强度，且沉井能满足抗浮要求时（见

14、上抗浮验算，）开 始进行抽水。抽水之前，要对封底混凝土的强度进行试验，达到要求后，方可以抽水。后浇混凝土法兰盖、橡胶垫圈法兰钢3）底板施工螺栓图7底板集水井设置图抽完水后，开始进行底板施工。先将预埋在井壁上的接驳器凿得露出井壁，然后开始绑扎钢筋。在浇注混凝土之前，底板上预埋带法兰的钢管，见图所示。底板混凝 土浇注完毕后达到设计强度后，将集水井用混凝土进行最后封堵。7劳动力组织沉井工程工艺交叉较多，不同阶段所需劳动力有很大差别，但最低应保证表2配置方可满足24小时循环作业：表 2 人员配备计划表序号工种最低保证作业人数1测工及技术62机械工43电焊工104机械司机245电工46起重工67架子工258混凝土工209钢筋工2010木工611瓦工412管道工313潜水员414普工27合计合计1638 主要机具设备 本工艺工法所采用的主要机具设备见表3表 3 机械设备表序号设备名称规格数量单位1自卸汽车CQ30-2906辆2挖掘机Wy323台3汽车吊QY-252台4发电机组330KW2组5自升式门架SSE1台6高压清水泵150TSWX514台7水枪kc558c/698c24支8泥浆泵SNB14台9振动除砂机1台10抓铲机W1-1002台11潜水设备4套12钢筋切断机GJ403台13钢筋弯曲机Gj403