沉井施工技術(shù)

1、沉井施工,一、沉井的工作原理在深基礎(chǔ)工程施工中，為了減少放坡大開挖的大量土方量，并保證陡坡開挖邊坡的穩(wěn)定性，人們創(chuàng)造了沉井基礎(chǔ)。這是一種豎向的筒形結(jié)構(gòu)物，通常用磚、素混凝土或鋼筋混凝土材料制成。沉井施工過程：先在地面制作一個井筒形結(jié)構(gòu)；然后從井筒內(nèi)挖土，使井筒失去支承靠自重作用而下沉，沉至設(shè)計高程為止；最后封底，如圖所示。沉井的井筒，在施工期間作為支撐四周土體的護壁，竣工后即為永久性的深基礎(chǔ)。,沉井的工作原理,二、沉井的用途

2、 沉井在工程中應(yīng)用較廣泛，主要用做以下幾種結(jié)構(gòu)物。 (1)重型結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)：沉井常用于平面尺寸緊湊的重型結(jié)構(gòu)物，如煙囪、重型設(shè)備的基礎(chǔ)，作為承重的深基礎(chǔ)。 (2)江河上的結(jié)構(gòu)物：沉井的井筒不僅可以擋土，也可擋水，因此也適用于江河上的結(jié)構(gòu)物。 (3)取水結(jié)構(gòu)物：當?shù)孛嫦虏簧钐幱泻穆咽瘜?，常用沉井作為取水的水泵站。有時沉井裝好抽水濾管井封底后，利用井簡內(nèi)的空間，作為水泵房。 (4)地下工程：地下工程包括地下

3、廠房、地下倉庫、地下油庫、地下車道和車站以及礦用豎井、地下水池等。 (5)鄰近建筑物的深基礎(chǔ)：在原有建筑物附近，進行深基坑開挖時，將危及原有建筑物淺基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，采用沉井，則可防原有淺基礎(chǔ)地滑動。,三、沉井的結(jié)構(gòu)沉井的結(jié)構(gòu)，包括：沉井是由刃腳、井筒、內(nèi)隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀結(jié)構(gòu)。刃腳、井筒、內(nèi)隔墻、底梁、封底與頂蓋等部分，如下圖所示。,沉井的結(jié)構(gòu),(1)刃腳與踏面：刃腳位于沉井的最下端，形如刀刃，在沉井下沉過程中起切土

4、下沉的作用。刃腳并非真正的尖刃，其最底部為一水平面，稱為踏面，踏面的寬度通常不小于150mm，當土質(zhì)堅硬時，刃腳踏面用鋼板或角鋼加以保護。刃腳內(nèi)側(cè)的傾斜面的水平傾角通常為40o~60o。,(2)井筒：沉井的井筒為沉井的主體。在沉井下沉過程中，井筒是擋土的護壁，應(yīng)有足夠的強度，承受四周的土壓力和水壓力。同時井筒又需要有足夠的自重，以克服井筒外壁與土的摩擦阻力和刃腳踏面底部土的阻力，使沉井能在自重作用下徐徐下沉。另一方面，井筒內(nèi)部的空間，要

5、容納挖土工人或挖土機械在井內(nèi)工作，以及潛水員排除障礙的需要，因此，井筒內(nèi)徑不宜小于0.9m。,(3)內(nèi)隔墻和底梁：大型沉井為了增加其整體剛度，在沉井內(nèi)部設(shè)置內(nèi)隔墻，可減小受彎時的凈跨度，以增加沉井的剛度。同時，內(nèi)隔墻把整個沉井分成若干井孔，各井孔分別挖土，便于控制沉降和糾傾處理。有時在內(nèi)隔墻下部設(shè)底梁，或單獨做底梁。內(nèi)隔墻與底梁的底面高程，應(yīng)高于刃腳踏面0.5~1.0m，以免妨礙沉井刃腳切土下沉。,(4)封底與沉井底板：當沉井下沉至設(shè)計

6、標高后，需用混凝土封底，以阻止地下水和地基土進入井筒。為使封底的現(xiàn)澆混凝土底板與井筒聯(lián)結(jié)牢固，在刃腳上方井筒的內(nèi)壁預(yù)先設(shè)置一圈凹槽。,(5)頂蓋：當沉井作為水泵站等地下結(jié)構(gòu)的空心沉井時，在沉井頂部需做鋼筋混凝土頂蓋。必要時，在水泵站等空心沉井頂面建造一間房屋為工作室。,四、沉井的施工1、準備工作(1)平整場地：沉井施工場地要仔細平整，平整范圍要大于沉井外側(cè)1~3m；(2)放線定位：沉井的平面位置應(yīng)仔細測量，把沉井的中軸線和外圍輪廓

7、線放好，定位要準確，并經(jīng)驗收合，格才能正式施工，如下圖所示。,沉井的放線定位,(1)承墊木方法：承墊木方法為傳統(tǒng)方法。在經(jīng)過平整、放線定位的場地上鋪一層砂墊層，厚0.5m左右。在砂墊層上，于沉井刃腳部位，對稱，成對地安置適當?shù)某袎|木。再在各墊木之間填實砂土，然后按照設(shè)計的尺寸立模板、扎鋼筋、澆筑第一節(jié)沉井。如圖(a)所示。,(2)無墊木方法：在均勻土層上，可采用無墊木方法。澆筑一層與沉井井壁等厚的混凝土，代替承墊木和砂墊層。澆筑的混凝土

8、為圓環(huán)狀，位于沉井刃腳的下方。其目的在于保證沉井制作過程與沉井下沉開始時，處于豎直方向。如圖(b)所示。,2、沉井制作通常沉井在原位制作，可采用三種不同的方法。,(3)土模法：如地基為均勻的粘性土，呈可塑或硬塑狀態(tài)，則可采用土模法制作沉井。在定位放線的刃腳部位，按照設(shè)汁的尺寸，仔細開挖粘性土基槽。利用地基粘性土作為天然模板，以砂墊層、承墊木及人工制作刃腳木模。因而，這種方法可節(jié)省時間和費用。如圖(c)所示。,沉井的制作方法,應(yīng)當注意：

9、澆筑沉井混凝土時，要對稱和均勻地進行，以防止沉井發(fā)生傾斜。當沉井采取分節(jié)制作時，第一節(jié)混凝土達到設(shè)計強度70％后，方可澆筑其上—節(jié)沉井的混凝土。沉井制作的總高度，不宜超過沉井的短邊或直徑的尺度，并不應(yīng)超過12m。,3、沉井下沉 (1)材料強度要求：待沉井第一節(jié)的混凝土或砌筑的砂漿達到設(shè)計強度以后，且其余各節(jié)混凝土或砂漿達到設(shè)計強度的70％后，方可下沉． (2)抽出承墊木的要求：沉井刃腳下的承墊木不能由一人順次抽出，而必須

10、由多人對稱地、同步地抽出承墊木。在每次抽出承墊木以后，應(yīng)立即用砂填實其空位．應(yīng)嚴格防止由于抽承墊木不當，造成沉井傾斜。 (3)沉井下沉方法：通常沉井在天然地面下沉。如在水面下沉，還需預(yù)先填筑砂島或搭支架下沉。沉井在地面下沉的方法可分為下列幾種．,①人工挖土法：當場地無地下水，或地下水水量不大的小型沉井，可用人工挖土法。挖土應(yīng)分層、均勻、對稱地進行，使沉井均勻豎直下沉，避免發(fā)生傾斜．通常不應(yīng)從沉井刃腳踏面下直接挖土，否則會造成局部

11、沉井懸空。如土質(zhì)較軟，應(yīng)先開挖沉井鍋底中間部位，沿沉井刃腳周圍保留土堤，使沉井擠土下沉。 ②排水下沉法：先用高壓水槍，把沉井底部的泥土沖散(水槍的水壓力通常為2.5～3.OMPa)并稀釋成泥漿，然后用水力吸泥機吸出井外。這種方法適用于地層土質(zhì)穩(wěn)定、不會產(chǎn)生流砂的情況。 ③不排水下沉法：不排水下沉法要求將沉井內(nèi)的水位始終保持高于井外水位1~2m，采用機械抓斗，水下出土。當?shù)貙油临|(zhì)不穩(wěn)定、地下水涌水量較大時可用此法，以防止井

12、內(nèi)排水產(chǎn)生流砂。在大型多孔沉井挖土下沉時，要求各孔同步挖土，各井孔中的土面高差不應(yīng)超過lm，以利于沉井均勻下沉。,(4)測量監(jiān)控：為了保證沉井均勻下沉，測量監(jiān)控十分重要。尤其對于平面尺寸大或深度大的沉井更為關(guān)鍵。通常，大中型沉井要求每班至少測量2次．若發(fā)現(xiàn)沉井傾斜，應(yīng)立刻通報，并迅速采取相應(yīng)措施，及時進行糾傾。 (5)沉井封底：當沉井下沉至設(shè)計標高時，應(yīng)進行沉降觀測．若8h內(nèi)沉井的下沉量不大于l0mm，方可進行封底。沉井封底方法

13、分為兩種； ①干封法：干封法適合于沉井底部無地下水的情況下澆筑底板混凝土，這種方法成本低、工期短、質(zhì)量好。這是最常用的封底方法，具體做法如下所述。當沉井底部土層全部挖至設(shè)計標高后，清除虛土，并在底部挖一個深坑鉤0.5~1.0m，作為集水井；用水泵在集水井中抽水，使地下水面下降至沉井底面以下；將集水井以外的全部底板一次澆筑混凝土，可以摻入早強劑，使底板混凝土盡快達到設(shè)計強度；最后快速封堵集水井。,沉井封底方法,五、沉井糾偏與處理