1K414024　沉井施工技术

　　一、沉井的构造

　　沉井的组成部分包括井筒、刃脚、隔墙、梁、底板，如图1K414024-1所示。

　　(1)井筒。即沉井的井壁，是沉井的主要组成部分，它作为地下构筑物的围护结构和基础，要有足够的强度，其内部空间可充分利用。井筒是靠它的自重或外力克服筒壁周围的土的摩阻力而下沉。井筒一般用钢筋混凝土、砌砖或钢材等材料制成。

　　(2)刃脚。刃脚在沉井井筒的下部，形状为内刃环刀，其作用是使井筒下沉时减少井壁下端切土的阻力，并便于操作人员挖掘靠近沉井刃脚外壁的土体。刃脚的高度视土质的坚硬程度而异，当土质松软时应适当加高。刃脚下端有一个水平的支承面，通称刃脚踏面，其底宽一般为150～300mm，刃脚踏面以上为刃脚斜面，在井筒壁的内侧，它与水平面的夹角一般为50º～60º。当沉井在坚硬土层中下沉时，刃脚踏面的底宽宜取150mm;为防止脚踏面受到损坏，可用角钢加固;当采用爆破法清除刃脚下的障碍物时，要在刃脚的外缘用钢板包住，以达到加固的目的，如图1K414024-2所示。

　　(3)隔墙、壁柱和横梁。为满足沉井在交工后的使用要求，增加井筒的刚度及防止井筒在施工过程中的突然下沉，一般在较大的沉井井筒内设置横、纵隔墙或梁，隔墙的底标高高出刃脚踏面500～1000mm;如因设置隔墙而影响使用和井筒下沉的操作，可改用横梁或由上、下横梁和壁柱组成的框架加固井壁。

　　(4)底板。沉井的底板在井筒的下部，是沉井的井底。为增强井壁与底板的连接，在刃脚上部井筒壁上留有连接底板的企口凹槽，深度为100～200mm。

　　二、沉井准备工作

　　(一)基坑准备

　　(1)按施工方案要求，进行施工平面布置，设定沉井中心桩，轴线控制桩，基坑开挖深度及边坡。

　　(2)沉井施工影响附近建(构)筑物、管线或河岸设施时，应采取控制措施，并应进行沉降和位移监测，测点应设在不受施工干扰和方便测量地方。

　　(3)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;采用沉井筑岛法制作时，岛面标高应比施工期最高水位高出0.5m以上。

　　(4)基坑开挖应分层有序进行，保持平整和疏干状态。

　　(二)地基与垫层施工

　　(1)制作沉井的地基应具有足够的承载力，地基承载力不能满足沉井制作阶段的荷载时，应按设计进行地基加固。

　　(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：

　　1)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;

　　2)砂垫层分布在刃脚中心线的两侧范围，应考虑方便抽除垫木;砂垫层宜采用中粗砂，并应分层铺设、分层夯实;

　　3)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;

　　4)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)沉井刃脚采用砖模时，其底模和斜面部分可采用砂浆、砖砌筑;每隔适当距离砌成垂直缝。砖模表面可采用水泥砂浆抹面，并应涂一层隔离剂。

　　三、沉井预制

　　(1)结构的钢筋、模板、混凝土工程施工应符合1K414021有关规定和设计要求;混凝土应对称、均匀、水平连续分层浇筑，并应防止沉井偏斜。

　　(2)分节制作沉井

　　1)每节制作高度应符合施工方案要求，且第一节制作高度必须高于刃脚部分;井内设有底梁或支撑梁时应与刃脚部分整体浇捣。

　　2)设计无要求时，混凝土强度应达到设计强度等级75%后，方可拆除模板或浇筑后节混凝土。

　　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辅以人工振捣，保证结构密实。

　　4)沉井每次接高时各部位的轴线位置应一致、重合，及时做好沉降和位移监测;必要时应对刃脚地基承载力进行验算，并采取相应措施确保地基及结构的稳定。

　　5)分节制作、分次下沉的沉井，前次下沉后进行后续接高施工：

　　①应验算接高后稳定系数等，并应及时检查沉井的沉降变化情况，严禁在接高施工过程中沉井发生倾斜和突然下沉;

　　②后续各节的模板不应支撑于地面上，模板底部应距地面不小于1m;搭设外排脚手架应与模板脱开。

　　四、下沉施工

　　(一)排水下沉

　　(1)应采取措施，确保下沉和降低地下水过程中不危及周围建(构)筑物、道路或地下管线，并保证下沉过程和终沉时的坑底稳定。

　　(2)下沉过程中应进行连续排水，保证沉井范围内地层水疏干。

　　(3)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;开挖顺序应根据地质条件、下沉阶段、下沉情况综合运用和灵活掌握，严禁超挖。

　　(4)用抓斗取土时，井内严禁站人，严禁在底梁以下任意穿越。

　　(二)不排水下沉

　　(1)沉井内水位应符合施工设计控制水位，井内水位不得低于井外水位;下沉有困难时，应根据内外水位、井底开挖几何形状、下沉量及速率、地表沉降等监测资料综合分析调整井内外的水位差;流动性土层开挖时，应保持井内水位高出井外水位不少于1m。

　　(2)机械设备的配备应满足沉井下沉以及水中开挖、出土等要求，运行正常;废弃土方、泥浆应专门处置，不得随意排放。

　　(3)水中开挖、出土方式应根据井内水深、周围环境控制要求等因素选择。

　　(三)沉井下沉控制

　　(1)下沉应平稳、均衡、缓慢，发生偏斜应通过调整开挖顺序和方式“随挖随纠、动中纠偏”。

　　(2)应按施工方案规定的顺序和方式开挖。

　　(3)沉井下沉影响范围内的地面四周不得堆放任何东西，车辆来往要减少震动。

　　(4)沉井下沉监控测量：

　　1)下沉时标高、轴线位移每班至少测量一次，每次下沉稳定后应进行高差和中心位移量的计算;

　　2)终沉时，每小时测一次，严格控制超沉，沉井封底前自沉速率应小于10mm/8h;

　　3)如发生异常情况应加密量测;

　　4)大型沉井应进行结构变形和裂缝观测。

　　(四)辅助法下沉

　　(1)沉井外壁采用阶梯形以减少下沉摩擦阻力时，在井外壁与土体之间应有专人随时用黄砂均匀灌入，四周灌入黄砂的高差不应超过500mm。

　　(2)采用触变泥浆套助沉时，应采用自流渗入、管路强制压注补给等方法;触变泥浆的性能应满足施工要求，泥浆补给应及时以保证泥浆液面高度;施工中应采取措施防止泥浆套损坏失效，下沉到位后应进行泥浆置换。

　　(3)采用空气幕助沉时，管路和喷气孔、压气设备及系统装置的设置应满足施工要求;开气应自上而下，停气应缓慢减压，压气与挖土应交替作业;确保施工安全。

　　(4)沉井采用爆破方法开挖下沉时，应符合国家有关爆破安全的规定。

　　五、沉井封底

　　(一)干封底

　　(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)封底前应整理好坑底和清除浮泥，对超挖部分应回填砂石至规定标高。

　　(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)封底前应设置泄水井，底板混凝土强度达到设计强度等级且满足抗浮要求时，方可封填泄水井、停止降水。

　　(二)水下封底

　　(1)基底的浮泥、沉积物和风化岩块等应清除干净;软土地基应铺设碎石或卵石垫层。

　　(2)混凝土凿毛部位应洗刷干净。

　　(3)浇筑混凝土的导管加工、设置应满足施工要求。

　　(4)浇筑前，每根导管应有足够的混凝土量，浇筑时能一次将导管底埋住。

　　(5)水下混凝土封底的浇筑顺序，应从低处开始，逐渐向周围扩大;井内有隔墙、底梁或混凝土供应量受到限制时，应分格对称浇筑。

　　(6)每根导管的混凝土应连续浇筑，且导管埋入混凝土的深度不宜小于1.0m;各导管间混凝土浇筑面的平均上升速度不应小于0.25m/h;相邻导管间混凝土上升速度宜相近，最终浇筑成的混凝土面应略高于设计高程。

　　(7)水下封底混凝土强度达到设计强度等级，沉井能满足抗浮要求时，方可将井内水抽除，并凿除表面松散混凝土进行钢筋混凝土底板施工。