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沉井结构和沉井施工的特点
2025-09-25 03:04:07 责编:小OO
文档
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001 

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002 

本工艺标准适用于工业与民用建筑的深坑、地下室、水泵房、设备深基础、桥墩、码头等沉井工程。 

沉井是在地面或地坑上,先制作开口钢筋混凝土筒身,达到一定强度后,在井筒内分层挖土、运土,随着井内土面逐渐降低,沉井筒身借其自重克服与土壁之间的摩阻力,不断下沉而就位的一种深基或地下工程施工工艺。 

沉井结构和沉井施工的特点是:沉井结构截面尺寸和刚度大,承载力高,抗渗、耐久性好,内部空间可资利用,可用于很大深度地下工程的施工,深度可达50m;施工不需复杂的机具设备,在排水和不排水情况下均能施工;可用于各种复杂地形、地质和场地狭窄条件下施工,对邻近建筑物、构筑物影响较小;当沉井尺寸较大,在制作和下沉时,均能使用机械化施工;比大开挖施工,可大大减少挖、运、回填土方量,

可加快施工速度,降低施工费用。

图沉井平面及剖面形式(a)平面形式;(b)竖剖面形式 

图沉井平面及剖面形式(a)平面形式;(b)竖剖面形式 

2.1、材料要求 

2.1.1.水泥 

用32.5号或42.5号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,新鲜无结块。 

2.1.2.砂 

粗砂或中砂,含泥量不大于5%。 

2.1.3.石子 

卵石或碎石,粒径5~40mm,含泥量不大于2%。 

2.1.4.大卵石或块石, 

质地坚硬,无风化剥落和裂纹,表面无泥污或水锈等污染。 

2.1.5.外加剂. 

其品种及掺量,应根据施工需要通过试验确定。: 

2.2、主要机具设备 

2.2.1.沉井制作机具设备包括模板、钢筋加工常规机具设备、混凝土搅拌机、自卸汽车、动翻斗车、手推车、插入式振动器等。 

2.2.2.沉井下沉机具设备包括15t履带式起重机、QT6-15型塔式起重机,出土吊斗等。 

2.2.3.排水机具设备包括离心式水泵或潜水电泵。 

2.3、作业条件 

2.3.1.在沉井施工地点进行了钻探,了解该处地质(包括土的力学指标、休止角、摩擦剩地质构造、分层情况等)和地下水文情况以及地下埋设物、障碍物情况,绘制了地质剖面图 

2.3.2.已根据工程结构特点、地质水文情况、施工设备条件及技术的可能性,编制了切实行的施工方案或施工技术措施,以指导施工。 

2.3.3.场地已平整至要求标高,按施工要求拆迁沉井周围土的破坏棱体范围内的地上障物,如房屋、电线杆、树木及其他设施,清除地面下3m以内的地下埋设物,如上下水管道、缆线路及基础、设备基础和人防设施等。 

2.3.4.按施工总平面图布置,修建临时设施,修筑道路、排水沟、截水沟,安装临时水、电路,安设施工设备,并试水、试电、试运转。 

2.3.5.按设计总图和沉井平面布置要求,已设置测量控制网和水准基点,进行定位放线,定出沉井中心轴线和基坑轮廓线,作为沉井制作和下沉定位的依据。在原有建筑物附近下的沉井,应在原建筑物上设置沉降观测点,定期进行沉降观测。 

2.3.6.已进行技术交底,使施工人员了解并熟悉工程结构、地质和水文情况,了解沉井制和下沉施工技术要点、安全措施、质量要求及可能遇到的各种问题和处理方法。 

 3.操作工艺

3.1工艺流程 

3.1.1制作工艺流程:场地整平——放线——挖土3~4m深——夯实基底——抄平放线验线铺砂垫层——垫木或挖刃脚土模——安设刃脚铁件、绑钢筋——支刃脚、井身模板——浇筑混凝土——养护、拆模——外围围槽灌砂——抽出垫木或拆砖座 

3.1.2下沉工艺流程:下沉准备工作——设置垂直运输机械、排水泵,挖排水沟、集水井——挖土下沉——观测——纠偏——沉至设计标高、核对标高——降水——设集水井、铺设封底垫层——底板防水——绑底板钢筋、隐检——底板浇筑混凝土——施工内隔墙、梁、板、顶板、上部建筑及辅助设施——回填土。 

3.2.1在软弱地基上制作沉井,应采用砂、砂砾或碎石垫层,用打夯机夯实使之密实,厚度根据计算确定。 

3.2.2当地基土质较好,宜分节一次制作完成,然后下沉;对于较高(≥12m)的沉井应先挖下3~4m土方,在基坑中一次制作下沉,或分节制作,分节下沉,以减少沉井自由高度,增加稳定,防止倾斜。 

3.2.3沉井制作宜采取在刃脚下设置木垫架或砖垫座的方法,其大、小和间距应根据荷重计算确定。安设钢刃脚时,要确保外侧与地面垂直,以使其起切土导向作用。 

图沉井刃脚支设(a)垫架法;(b)砖垫座法;(c)土胎模法 

3.2.4沉井刃脚及筒身混凝土的浇筑应分段、对称均匀、连续进行,防止发生倾斜、裂缝。第一节混凝土强度等级达到70%,始可浇筑第二节。 

3.2.5浇筑的筒身混凝土应密实,外表面平整、光滑。有防水要求时,支设模板穿墙螺栓应在其中间加焊止水环;筒身在水平施工缝处应设凸缝或设钢板止水带,突出筒壁面部分应在拆模后铲平,以利防水和下沉。

 

3.2.4沉井刃脚及筒身混凝土的浇筑应分段、对称均匀、连续进行,防止发生倾斜、裂缝。第一节混凝土强度等级达到70%,始可浇筑第二节。 

3.2.5浇筑的筒身混凝土应密实,外表面平整、光滑。有防水要求时,支设模板穿墙螺栓应在其中间加焊止水环;筒身在水平施工缝处应设凸缝或设钢板止水带,突出筒壁面部分应在拆模后铲平,以利防水和下沉。 

3.3.1下沉前应进行井壁外观检查,检查混凝土强度及抗渗等级,并根据勘测报告计算极限承载力,计算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系数(≥1.15~1.25),作为判断每个阶段可否下沉,是否会出现突沉以及确定下沉方法及采取措施的依据。 

3.3.2下沉前应分区、分组、依次、对称、同步的抽除(拆除)刃脚下的垫架(砖垫座),每抽出一根垫木后,在刃脚下立即用砂、卵石或砾砂填实。 

3.3.3小型沉井挖土多采用人工或风动工具;大型沉井,在井内用小型反铲挖土机挖掘。挖土须分层、对称、均匀地进行,一般在沉井中间开始逐渐挖向四周,每层高0.4~0.5m,沿刃脚周围保留0.5~1.5m宽的土堤,然后沿沉井壁,每2~3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的削薄土层,每次削5~10cm,当土层经不住刃脚的挤压而破裂,沉井便在自重作用下均匀垂直挤土下沉,使不产生过大倾斜。各仓土面高差应在50cm以内。 

3.3.4在挖土下沉过程中,工长、测量人员、挖土工人应密切配合,加强观测,及时纠偏。 

3.3.5沉井下沉多采用排水挖土下沉方法,常用方法是:设明沟、集水井排水,在沉井内离刃脚2~3m挖一圈排水明沟,设3~4个集水井,深度比开挖面底部低1.0~1.5m,沟和井底深度随沉井挖土而不断加深。在井壁上设离心式水泵或井内设潜水泵,将地下水排出井外。当地质条件较差,有流砂发生的情况,可在沉井外部周围设置轻型井点、喷射井点或深井井点以降低地下水位,或采用井点与明沟排水相结合的方法进行降水。 

 

3.3.6沉井下沉观测方法为在沉井外壁周围弹水平线,井筒内按4等分或8等分标出垂直轴线,各吊线坠一个,对准下部标板来控制。观测时间,每班三次,接近设计标高时两小时一次。随时掌握分析观测数值,当线坠偏离垂线达50mm或标高差在100mm,应立即纠正。挖土过程中可通过调整挖土标高或劳动力进行纠偏。 

3.3.7筒壁下沉时,外侧土会随之出现下陷,与筒壁向形成空隙,一般于筒壁外侧填砂,保持不少于30cm高,随下沉灌入空隙中,以减小下沉的摩阻力,并减少了以后的清淤工作。雨季应在填砂外侧作挡水堤,以阻止雨水进入空隙,防止出现筒壁外的摩阻力接近于零,而导致沉井突沉或倾斜的现象。 

3.3.8沉井下沉接近设计标高时,应加强观测,防止超沉。可在四角或筒壁与底梁交接处砌砖墩或垫枕木垛,使沉井压在砖墩或枕木垛上,使沉井稳定。 

3.3.9沉井下沉出现倾斜,如调整挖土仍不能纠正时,可加荷调整,但若一侧已到设计标高,则宜采用旋转喷射高压水的方法,协助下沉进行纠偏。 

3.3.10沉井挖出之土方用吊斗吊出,运往弃土场,不得堆在沉井附近。 

3.4.1沉井下沉至设计标高,再经2~3d下沉稳定,或经观测在8h内累计下沉量不大于10mm,即可进行封底。 

3.4.2封底前应先将刃脚处新旧混凝土接触面冲洗干净或打毛,对井底进行修整使之成锅底形,由刃脚向中心挖放射形排水沟,填以卵石作成滤水盲沟,在中部设2-3个集水井与盲沟连通,使井底地下水汇集于集水井中用潜水电泵排出,保持水位低于基底面0.5m以下。 

3.4.3封底一般铺一层150~500mm厚卵石或碎石层,再在其上浇一层混凝土垫层,在刃脚 

62建筑分项工程施工工艺标准—地基与基础工程部分

下切实填严,振捣密实,以保证沉井的最后稳定,达到50%强度后,在垫层上铺卷材防水层,绑钢筋,两端伸人刃脚或凹槽内,浇筑底板混凝土。 

3.4.4混凝土浇筑应在整个沉井面积上分层、不间断地进行,由四周向推进,并用振动器捣实,当井内有隔墙时,应前后左右对称地逐孔浇筑。 

3.4.5混凝土养护期间应继续抽水,待底板混凝土强度达到70%后,对集水井逐个停止抽水,逐个封堵。封堵方法是将集水井中水抽干,在套管内迅速用干硬性混凝土填塞并捣实,然后上法兰盘用螺栓拧紧或四周焊接封闭,上部用混凝土垫实捣平。 

3.5上部建筑结构施工 

同常规方法(略)。 

 

4.1沉井是下沉结构,必须掌握确凿的地质资料,钻孔可按下述要求进行: 

4.1.1面积在200m2以下(包括200m2)的沉井(箱),应有一个钻孔(可布置在中心位置)。 

4.1.2面积在200m2以上的沉井(箱),在四角(圆形为相互垂直的两直径端点)应各布置一个钻孔。 

4.1.3特大沉井(箱)可根据具体情况增加钻孔。 

4.1.4钻孔底标高应深于沉井的终沉标高。 

4.1.5每座沉井(箱)应有一个钻孔提供土的各项物理力学指标、地下水位和地下水含量资料。 

4.2沉井(箱)的施工应由具有专业施工经验的单位承担。 

4.3沉井制作时,承垫木或砂垫层的采用,与沉井的结构情况、地质条件、制作高度等有关。无论采用何种型式,均应有沉井制作时的稳定计算及措施。 

4.4多次制作和下沉的沉井(箱),在每次制作接高时,应对下卧层作稳定复核计算,并确定确保沉井接高的稳定措施。 

4.5沉井采用排水封底,应确保终沉时,井内不发生管涌、涌土及沉井止沉稳定。如不能保证时,应采用水下封底。 

4.6沉井施工除应符合建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002规定外,尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204及《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208的规定。 

4.7沉井(箱)在施工前应对钢筋、电焊条及焊接成形的钢筋半成品进行检验。如不用商品混凝土,则应对现场的水泥、骨料做检验。 

4.8混凝土浇注前,应对模板尺寸、预埋件位置、模板的密封性进行检验。拆模后应检查浇注质量(外观及强度),符合要求后方可下沉。浮运沉井尚需做起浮可能性检查。下沉过程中应对下沉偏差做过程控制检查。下沉后的接高应对地基强度、沉井的稳定做检查。封底结束后,应对底板的结构(有无裂缝)及渗漏做检查。有关渗漏验收标准应符合现行国家标准《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208的规定。 

4.9沉井(箱)竣工后的验收应包括沉井(箱)的平面位置、终端标高、结构完整性、渗水等进行综合检查。 

4.10沉井(箱)的质量检验标准应符合表4.10的要求。 

4.10沉井(箱)的质量检验标准 

项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法
单位数值
主控 

项目

混凝土强度满足设计要求(下沉前必须达到70%设计强度) 

查试件记录或抽样送桕
封底前,沉井(箱)的下沉稳定

mm/8h

<10 水准仪
封底结束后的位置: 
刃脚平均标高 

(与设计标高比) 

mm <100 水准仪
刃脚平面中心线位移<1%H 经纬仪,H为下沉总深度,H<10m时,控制100mm之内

四角中任何两角的底面高差<1%1 水准仪,1为两角的距离但不超过300mm,1<10m时,控制在100mm之内

一般 

项目

钢材、对接钢筋、水泥、骨料等原材料检查符合设计要求查出厂质保书或抽送检
结构体外观无裂缝,无蜂窝、空洞,不 

露筋

直观
平面尺寸长与宽% ±0.5 

用钢尺量,最大控制在100mm之内

曲线部分半径% ±

0.5 用钢尺量,最大控制在50mm之内

两对角线差% 1.0 用钢尺量
预埋件mm 20 用钢尺量
下沉过程中的偏差高差% 1.5~2.0

水准仪,但最大不超过1m 

平面 

轴线

<1.5%H 经纬仪,H为下沉深度最大应控制在300mm之内,此数值不包括高差引走的中线位移

封底混凝土坍落度cm 18~

22 坍落度测定器
注:主控项目3的三项偏差可同时存在,下沉总深度,系指下沉前后刃脚之高差。 

5.1沉井下沉第一节混凝土应达到设计强度的100%,其上各节达到70%以后,方可开始下沉。 

5.2深井垫架拆除、下沉系数、封底厚度和封底后的抗浮稳定性,均应通过施工计算,满足设计要求,避免使沉井出现裂缝、不能下沉或上浮。 

6.1沉井壁中如预留孔洞,为防止下沉时泥土和地下水大量涌入井内,影响施工操作,或因每边重量不等重心偏移,使沉井产生倾斜,在下沉前应进行填塞封闭处理,使之下沉均匀。 

6.2沉井下沉位置的正确与否,其每一、二节占70%,开始5m以内,要特别注意保持平面位置与垂直度正确,以免继续下沉不易调整。 

6.3沉井下沉被搁置或悬挂,下沉极慢或不下沉时,可采取继续浇灌混凝土增加重量或在井顶加载;或挖除刃脚下的土,或在井内继续进行第二层碗形破土;或在井外壁装射水管冲刷井周围土,减少摩阻力;或在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土,降低摩擦力;或清除障碍物;采取控制流砂、管涌等措施。 

6.4沉井下沉如速度过快,超过挖土速度,出现异常情况时,可采取用木垛在定位垫架处给以支承,并重新调整挖土;在刃脚下不挖或部分不挖土;在沉井外壁间填粗糙材料,或将井筒外的土夯实,加大摩阻力;如沉井外部的土液化发生虚坑时,可填碎石处理;或减少每一节筒身高度,减轻沉井重量。 

6.5沉井下沉最易发生倾斜或位移。施工中应加强下沉过程中的观测和资料分析,发顶倾斜和位移应及时纠正。当沉井垂直度出现歪斜超过允许限度,可采取在刃脚高的一侧加强取土,低的一侧少挖土或不挖土,待正位后再均匀分层取土;或在刃脚较低的一侧适当填砂石或石块,延缓下沉速度;或在井外深挖倾斜反面的土,回填到倾斜一面,增加倾斜面部摩阻力等措施。当沉井轴线与设计轴线不重合,而产生一定位移的现象时,因位移大多由=}倾斜引起的,控制沉井不再向偏移方向倾斜,并有意使沉井向偏位的相反方向倾斜,几次伺斜纠正后,即可恢复到正确位置。 

7.1钢筋、水泥等原材料合格证及试验报告。 

7.2砼配比报告。 

7.3钢筋制作与安装检验记录。 

7.4砼施工记录。 

7.5砼试亚报告。 

8.1沉井施工前,应查清沉井部位的地质水文及地下障碍物情况,摸清对邻近建筑物、地下管遵等设施的影响情况,并采取有效措施,防止施工中出现问题,影响正常、安全施工。 

8.2严格遵循沉井垫架拆除和土方开挖程序,控制均匀挖土速度,防止发生突然性下沉、严重倾斜现象,导致人身事故。 

8.3作好沉井下沉中的降排水工作,并设备用电源,以保证沉井挖土过程中不出现大量涌水、涌泥或流砂现象,以避免造成淹井事故。 

8.4沉井上部应设安全平台,周围设栏杆,井内上下层立体交叉作业,设安全网、安全挡板;避开出土的垂直下方作业;井下作业应戴安全帽、穿胶皮鞋。 

8.5沉井内土方吊运,应由专人操作和专人指挥,统一信号,预防发生碰撞或脱钩;起重机吊运土方和材料靠近沉井边坡行驶时,应加强对地基稳定性的检查,防止发生塌陷、倾翻事故。 

8.6沉井挖土应分层、分段、对称、均匀地进行,达到破土下沉时,操作人员要离开刃脚一定距离,防止突然性下沉而造成事故。 

8.7加强机械设备维护、检查、保养;机电设备由专人操作,认真遵守用电安全操作规程,防止超负荷作业,并设漏电保护器;夜间作业,沉井内外应有足够的照明,沉井内应采用36V安全电压。 下载本文

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