沉井施工方案

沉井是在地面或地坑上，先制作開口鋼筋混凝土筒身，達到一定強度后，在井筒內分層挖土、運土，隨著井內土面逐漸降低，沉井筒身借其自重克服與土壁之間的摩阻力，不斷下沉而就位的一種深基或地下工程施工工藝。

沉井結構和沉井施工的特點是：沉井結構截面尺寸和剛度大，承載力高，抗滲、耐久性好，內部空間可資利用，可用于很大深度地下工程的施工，深度可達50m；施工不需復雜的機具設備，在排水和不排水情況下均能施工；可用于各種復雜地形、地質和場地狹窄條件下施工，對鄰近建筑物、構筑物影響較小；當沉井尺寸較大，在制作和下沉時，均能使用機械化施工；比大開挖施工，可大大減少挖、運、回填土方量河加快施工速度，降低施工費用。本工藝標準適用于工業與民用建筑的深坑、地下室、水泵房、設備深基礎、橋墩、碼頭等沉井工程。

一、材料要求

1．水泥

用425號或525號普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，新鮮無結塊。

2．砂

粗砂或中砂，含泥量不大于5％。

3.石子

卵石或碎石，粒徑5～40mm，含泥量不大于2％。

4、大卵石或塊石

質地堅硬，無風化剝落和裂紋，表面無泥污或水銹等污染。

5．外加劑

其品種及摻量，應根據施工需要通過試驗確定。

二、主要機具設備

1．沉井制作機具設備包括模板、鋼筋加工常規機具設備、混凝土攪拌機、自卸汽車、機動翻斗車、手推車、插入式振動器等。

2．沉井下沉機具設備包括15t履帶式起重機、QT6－15型塔式起重機，出上吊斗等。

3．排水機具設備包括離心式水泵或潛水電泵。

三、作業條件

1．在沉井施工地點進行了鉆探，了解該處地質（包括土的力學指標、休止角、摩擦系數。地質構造、分層情況等）和地下水文情況以及地下埋設物、障礙物情況，繪制了地質剖面圖。

2．已根據工程結構特點、地質水文情況、施工設備條件及技術的可能性，編制了切實可行的施工方案或施工技術措施，以指導施工。

3．場地已平整至要求標高，按施工要求拆遷沉井周圍土的破壞棱體范圍內的地上障礙物，如房屋、電線桿、樹木及其他設施，清除地面下3m以內的地下埋設物，如上下水管道、電纜線路及基礎、設備基礎和人防設施等。

4．按施工總平面圖布置，修建臨時設施，修筑道路、排水溝、截水溝，安裝臨時水、電線路，安設施工設備，并試水、試電、試運轉。

5、按設計總圖和沉井平面布置要求，已設置測量控制網和水準基點，進行定位放線，定出沉井中心軸線和基坑輪廓線，作為沉井制作和下沉定位的依據。在原有建筑物附近下沉的沉井，應在原建筑物上設置沉降觀測點，定期進行沉降觀測。

6．已進行技術交底，使施工人員了解并熟悉工程結構、地質和水文情況，了解沉井制作和下沉施工技術要點、安全措施、質量要求及可能遇到的各種問題和處理方法。

四、施工操作工藝

（一）施工程序

1．制作程序：場地整平→放線→挖土3～4m深→夯實基底，抄平放線驗線→鋪砂墊層→墊木或挖刃腳上模→安設刃腳鐵件、綁鋼筋→支刃腳、井身模板→澆筑混凝土→養護、拆模→外圍圍槽灌砂→抽出墊木或拆磚座。

2．下沉程序：下沉準備工作→設置垂直運輸機械、排水泵，挖排水溝、集水井→挖土下沉→觀測→糾偏→沉至設計標高、核對標高→降水→設集水井、鋪設封底墊層→底板防水→綁底板鋼筋、隱檢→底板澆筑混凝土→施工內隔墻、梁、板、頂板、上部建筑及輔助設施→回填土。

（二）沉井制作

1．在軟弱地基上制作沉井，應采用砂、砂礫或碎石墊層，用打夯機夯實使之密實，厚度根據計算確定。

2．當地基土質較好，宜分節一次制作完成，然后下沉；對于較高（≥12m）的沉井應先挖下3～4m土方，在基坑中一次制作下沉，或分節制作，分節下沉，以減少沉井自由高度，增加穩定，防止傾斜。

3．沉井制作宜采取在刃腳下設置木墊架或磚墊座的方法，其大、小和間距應根據荷重計算確定。安設鋼刃腳時，要確保外側與地面垂直，以使其起切土導向作用。

4．沉井刃腳及簡身混凝土的澆筑應分段、對稱均勻、連續進行，防止發生傾斜、裂縫。第一節混凝土強度等級達到70％，始可澆筑第二節。

5．澆筑的簡身混凝土應密實，外表面平整、光滑。有防水要求時，支設模板穿墻螺栓應在其中間加焊止水環；筒身在水平施工縫處應設凸縫或設鋼板止水帶，突出筒壁面部分應在拆模后鏟平，以利防水和下沉。

（三）沉井下沉

1．下沉前應進行井壁外觀檢查，檢查混凝土強度及抗滲等級，并根據勘測報告計算極限承載力，計算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系數（≥1．15～1．25），作為判斷每個階段可否下沉，是否會出現突沉以及確定下沉方法及采取措施的依據。

2．下沉前應分區、分組、依次、對稱、同步的抽除（拆除）刃腳下的墊架（磚墊座），每抽出一根墊木后，在刃腳下立即用砂、卵石或礫砂境實。

3．小型沉井挖土多采用人工或風動工具；大型沉井，在井內用小型反鏟挖土機挖掘。挖土須分層、對稱、均勻地進行，一般在沉井中間開始逐漸挖向四周，每層高0．4～0．5m，沿刃腳周圍保留0．5～1.5m寬的土堤，然后沿沉井壁，每2～3m一段向刃腳方向逐層全面、對稱、均勻的削薄土層，每次削5～10cm，當土層經不住刃腳的擠壓而破裂，沉井便在自重作用下均勻垂直擠土下沉，使不產生過大傾斜。各倉土面高差應在50cm以內。

4．在挖土下沉過程中，工長、測量人員、挖土工人應密切配合，加強觀測，及時糾偏。

5．沉井下沉多采用排水挖土下沉方法，常用方法是：設明溝、集水井排水，在沉井內離刃腳2～3m挖一圈排水明溝，設3～4個集水井，深度比開挖面底部低1．0～1．5m，溝和井底深度隨沉井挖土而不斷加深。在井壁上設離心式水泵或井內設潛水泵，將地下水排出井外。當地質條件較差，有流砂發生的情況，可在沉井外部周圍設置輕型井點、噴射井點或深井井點以降低地下水位，或采用井點與明溝排水相結合的方法進行降水。

6．沉井下沉觀測方法為在沉井外壁周圍彈水平線，井筒內按4等分或8等分標出垂直軸線，各吊線墜一個，對準下部標板來控制。觀測時間，每班三次，接近設計標高時兩小時一次。隨時掌握分析觀測數值，當線墜偏離垂線達50mm或標高差在100mm，應立即糾正。挖土過程中可通過調整挖土標高或勞動力進行糾偏。

7．筒壁下沉時，外測土會隨之出現下陷，與筒壁間形成空隙，一般干筒壁外側填砂，保持不少于30cm高，隨下沉灌入空隙中，以減小下沉的摩阻力，并減少了以后的清淤工作。雨季應在填砂外側作擋水堤，以阻止雨水進入空隙，防止出現筒壁外的摩阻力接近于零，而導致沉井突沉或傾斜的現象。

8．沉井下沉接近設計標高時，應加強觀測，防止超沉。可在四角或筒壁與底梁交接處砌磚墩或墊枕木垛，使沉井壓在磚墩或枕木垛上，使沉井穩定。

9．沉井下沉出現傾斜，如調整挖土仍不能糾正時，可加荷調整，但若一側已到設計標高，則直采用旋轉噴射高壓水的方法，協助下沉進行糾偏。

10．沉井挖出之土方用吊斗吊出，運往棄土場，不得堆在沉井附近。

（四）沉井封底

1．沉井下沉至設計標高，再經2～3d下沉穩定，或經觀測在8h內累計下沉量不大于10mm，即可進行封底。

2．封底前應先將刃腳處新舊混凝土接觸面沖洗干凈或打毛，對井底進行修整使之成鍋底形，由刃腳向中心挖放射形排水溝，填以卵石作成濾水盲溝，在中部設2～3個集水井與盲溝連通，使井底地下水匯集于集水井中用潛水電泵排出，保持水位低于基底面0．5m以下。

3．封底一般鋪一層150～500mm厚卵石或碎石層，再在其上澆一層混凝土墊層，在刃腳下切實填嚴，振搗密實，以保證沉井的最后穩定，達到50％強度后，在墊層上鋪卷材防水層，綁鋼筋，兩端伸入刃腳或凹槽內，澆筑底板混凝土。

4．混凝土澆筑應在整個沉井面積上分層、不間斷地進行，由四周向中央推進，并用振動器搗實，當井內有隔墻時，應前后左右對稱地逐孔澆筑。

5．混凝土養護期間應繼續抽水，待底板混凝土強度達到70％后，對集水井逐個停止抽水，逐個封堵。封堵方法是將集水井中水抽干，在套管內迅速用干硬性混凝土填塞并搗實，然后上法蘭盤用螺栓擰緊或四周焊接封閉，上部用混凝土墊實搗平。

（五）上部建筑結構施工

同常規方法（略）。

五、質量標準

（一）保證項目

1．沉井工程中的模板、鋼筋、混凝土等均應符合施工規范的規定。

2．混凝土抗壓強度和抗滲等級及下沉前混凝土的強度等級，必須符合設計要求和施工規范的規定。

3．沉井外壁應平滑。

4．沉井封底必須符合設計要求和施工規范的規定。

（二）允許偏差項目

沉井制作和下沉后的允許偏差及檢驗方法見表3－36。

沉井的允許偏差及檢驗方法

表3－36

項次

項目

允許偏差

檢驗方法

制作質量

平面尺寸

長度、寬度

±L/200，且不大于100

尺量檢查

曲線部分半徑

±R/200，且不大于50

拉線和尺量檢查

對角線差

B/100

尺量檢查

井壁厚度

±15

尺量檢查

下沉后質量

刃腳平均標高

±100

用水準儀

底面中心位置偏移

H＞10m

≤H/100

吊線和尺量檢查或用經緯儀檢查

H≤10m

刃腳底面高差

L＞10m

L/100,且不大于300

用水準儀檢查

注：1．L為長度或寬度；R為半徑；b為對角線長；H為下沉總深度；L為最高與最低兩角間距離；

2．檢查數量：沉井的制作質量按澆筑段（節）內外各抽查1～5處；下沉后的質量按每座沉井檢查。

六、成品保護

1．沉井下沉第一節混凝土應達到設計強度的100％，其上各節達到70％以后，方可開始下沉。

2．深井墊架拆除、下沉系數、封底厚度和封底后的抗浮穩定性，均應通過施工計算，滿足設計要求，避免使沉井出現裂縫、不能下沉或上浮。

七、安全措施

1．沉井施工前，應查清沉井部位的地質水文及地下障礙物情況，摸清對鄰近建筑物、地下管道等設施的影響情況，并采取有效措施，防止施工中出現問題，影響正常、安全施工。

2．嚴格遵循沉井墊架拆除和土方開挖程序，控制均勻挖土速度，防止發生突然性下沉。嚴重傾斜現象，導致人身事故。

3．作好沉井下沉中的降排水工作，并設備用電源，以保證沉井挖土過程中不出現大量涌水、涌泥或流砂現象，以避免造成淹井事故。

4．沉井上部應設安全平臺，周圍設欄桿，井內上下層立體交叉作業，設安全網、安全擋板；避開出土的垂直下方作業；井下作業應戴安全帽、穿膠皮鞋。

5．沉井內土方吊運，應由專人操作和專人指揮，統一信號，預防發生碰撞或脫鉤；起重機吊運土方和材料靠近沉井邊坡行駛時，應加強對地基穩定性的檢查，防止發生塌陷、傾翻事故。

6．沉井挖土應分層、分段、對稱、均勻地進行，達到破土下沉時，操作人員要離開刃腳一定距離，防止突然性下沉而造成事故。

7．加強機械設備維護、檢查、保養；機電設備由專人操作，認真遵守用電安全操作規程，防止超負荷作業，并設漏電保護器；夜間作業，沉井內外應有足夠的照明，沉井內應采用36V安全電壓。

八、施工注意事項

1．沉井壁中如預留孔洞，為防止下沉時泥土和地下水大量涌入井內，影響施工操作，或因每邊重量不等重心偏移，使沉井產生傾斜，在下沉前應進行填塞封閉處理，使之下沉均勻。

2．沉井下沉位置的正確與否，其每一、二節占70％，開始5mm以內，要特別注意保持平面位置與垂直度正確，以免繼續下沉不易調整。

3．沉井下沉被擱置或懸掛，下沉極慢或不下沉時，可采取繼續澆灌混凝土增加重量或在井頂加載；或挖除刃腳下的土，或在井內繼續進行第二層碗形破土；或在井外壁裝射水管沖刷井周圍上，減少摩阻力；或在井壁與土間灌入觸變泥漿或黃土，降低摩擦力；或清除障礙物；采取控制流砂。管涌等措施。

4．沉井下沉如速度過快，超過挖土速度，出現異常情況時，可采取用木垛在定位墊架處給以支承，并重新調整挖土；在刃腳下不挖或部分不挖土；在沉井外壁間填粗糙材料，或將井筒外的土夯實，加大摩阻力；如沉井外部的土液化發生虛坑時，可填碎石處理；或減少每一節筒身高度，減輕沉井重量。

5．沉井下沉最易發生傾斜或位移。施工中應加強下沉過程中的觀測和資料分析，發現傾斜和位移應及時糾正。當沉井垂直度出現歪斜超過允許限度，可采取在刃腳高的一側加強取土，低的一側少挖土或不挖土，待正位后再均勻分層取土；或在刃腳較低的一側適當回填砂石或石塊，延緩下沉速度；或在井外深挖傾斜反面的土，回填到傾斜一面，增加傾斜面的摩阻力等措施。當沉井軸線與設計軸線不重合，而產生一定位移的現象時，因位移大多由于傾斜引起的，控制沉井不再向偏移方向傾斜，并有意使沉井向偏位的相反方向傾斜，幾次傾斜糾正后，即可恢復到正確位置。