CN106088127A - 沉井施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉井施工方法，解决了无法明确纠偏的时机的问题，其技术方案要点是，将对应的沉井施工方式分成三个阶段，分别为初沉阶段、正常下沉阶段、终沉阶段，并且明确在对应阶段需要达到对应的条件下，可以进行纠偏，同时可以采用一种或者多种纠偏措施来对沉井进行纠偏，而且对各个阶段的情况进行严格的监控，以使得一旦发生偏移即可被监测到，并直接进行纠偏，本发明的沉井施工方法，能够在沉井的施工中进行实时的监测，并把控对应纠偏的时机以及纠偏的方式，使得沉井过程中更加的规范，能够更好的完成沉井的施工。

Description

沉井施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工方法，特别涉及沉井施工方法。

背景技术

建筑施工是指工程建设实施阶段的生产活动，是各类建筑物的建造过程，也可以说是把设计图纸上的各种线条，在指定的地点，变成实物的过程。它包括基础工程施工、主体结构施工、屋面工程施工、装饰工程施工等。施工作业的场所称为“建筑施工现场”或叫“施工现场”，也叫工地。

沉井基础是一种井筒状的结构物，它是从井内挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后采用混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。沉井基础的特点是埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水的围堰结构物。当基础埋置比较深时，如果采用明挖法施工，则因基坑深，坑壁支撑或板桩围堰所承受的土压力和水压力大，则需更长、更强的板桩和支撑结构，施工很不方便，也不经济。这个时候，宜采用沉井施工法。但沉井在下沉过程中，沉井倾斜和偏移是经常发生的。

尤其是在沉井下沉初期，重心较高、井壁四周尚无约束力或约束力不大或井内不均匀都容易造成沉井倾斜。此外，地层土质不均匀，也会引起沉井倾斜。在沉井下沉过程中，不管采用何种下沉方案，都易产生沉井在下沉过程的倾斜和偏移，但是现有的沉井施工方法无法直接明确的了解到合适进行纠偏，往往造成不及时的情况，故沉井的施工方法具有一定的改进空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种沉井施工方法，能够更好的完成纠偏。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种沉井施工方法，包括以下步骤：

S1、在沉井壁上四周均匀设置若干观测点以及基准轴线，并以所预设的周期进行观测井体轴线的位移，并对应记录各个观测点的沉井下沉数据以进行分析；

S2、定义沉井下沉深度在0～3米范围内为初沉阶段；初沉阶段包括一下步骤：

a1、凿除井壁外圈的素混凝土垫层、内圈砖胎模及砼垫层；

a2、在沉井挖土之前，沉井的刃脚先采用人工全面同时分段掏挖，挖除的土方先集中在锅底中央，让沉井逐渐下沉部分，使沉井刃脚埋在土层中；

a3、沉井进行初期下沉，沉井过程中的挖土顺序为中间稍低于四周，沉井内的挖土高差在1米以内；

a4、根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉是否发生倾斜；若发生倾斜，则采用纠偏措施；根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉是否过快；若下沉的速度过快，则在沉井外壁回填粗砂和石子增大侧壁磨阻力；

S3、定义深度3米至距离底部2米之间的范围为正常下沉阶段； 正常下沉阶段包括一下步骤：

b1、沉井下沉时，应对称挖土，均匀下沉，先掏挖中央部位的土体，再掏挖刃脚下土，且井内土面高差不得大于1米；

b2、根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉是否发生倾斜；若发生倾斜，则采用纠偏措施；

S4、定义沉井下沉至距离底部2米时为终沉阶段；终沉阶段包括一下步骤：

c1、放慢取土速度和数量，按照均匀对称的原则布置挖土范围；

c2、根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉是否发生倾斜；当沉井四周控制点高差大于20mm时，则采用纠偏措施；

c3、将沉井底隔梁全部搁置在土面上，并有适当的涌土塞高度；若沉井刃脚踏面标高达到所预设的标高并上抛10厘米后，则停止取土；

c4、根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉的速递；若下沉趋势明显，则向井格内抛填大石块压重、镇脚；

c5、若24小时内沉井下沉不大于10毫米，则进行封底。

采用上述方案，对于观测点以及基准轴线设置，能够对后期的监控带来更大的便捷，保证整个沉井的过程能够被实时监控，以获取最准确的信息，并根据对应所记录下来的数据进行分析，以判断需要纠偏；在沉井壁上设4个观测点，每天定时测量，一般每1小时测量一次。测量结果的整理是以4个点下沉量的平均值作为沉井每次的下沉量，以下沉量最大的一点为基准与其他各点的下沉量相减作为各点的高差，来指导纠偏下沉施工。下沉过程中应根据测量资料随时纠偏。当沉井偏斜达到允许值有1/4时必须纠偏；同时将沉井过程分成三个步骤，并分别对三个步骤进行不同程度的监控，对容易发生倾斜的情况的，则提高检测的频率，有效的避免后期无法进行纠偏的情况出现，能够一出现倾斜等情况就进行纠偏，提高整个沉井过程的可靠性，同时明确在三个步骤中各自对应出现什么情况时就需要进行纠偏，更加明确需要纠偏的情况，便于执行纠偏措施。

作为优选，对记录的沉井下沉数据以进行分析的步骤如下：

沉井刃脚平面位移x按下式计算：

x=a±e(h/b)=a±c；

式中b、h为沉井的宽和高；e为井顶处垂直于沉井中轴线的平面内，两个边缘点的高差；a为井顶中心的位移量。

作为优选，对记录的沉井下沉数据以进行分析的步骤如下：

沉井的倾斜量按下式计算：

s=tg(e/a)

式中e为井顶处垂直于沉井中轴线的平面内，两个边缘点的高差；a为井顶中心的位移量。

采用上述方案，对所对应的数据进行计算，为判断是否需要纠偏通过数据上的基础，跟对应的基准进行比较，以判断是否需要纠偏，能够保证纠偏的程度更加的准确以及可靠。

作为优选，步骤S1中在对沉井本体监测的方法如下：

每天二十四小时观测井体轴线位移情况，并做好沉井下沉记录，若累计位移超过50毫米或刃脚踏面高差超过100毫米时，则调整井下取土位置，采取纠偏措施。

作为优选，刃脚标高每班至少测量三次；轴线位移每天测一次，当沉井每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量。

作为优选，在初沉阶段时，每小时对刃脚标高以及轴线位移至少测量一次；在正常下沉阶段时，每二小时对刃脚标高以及轴线位移至少测量一次；在终沉阶段时，每小时对刃脚标高以及轴线位移至少测量一次；当沉井下沉接近所预设的标高时，增加观测频率以进行连续观测跟踪测量。

采用上述方案，采用不同的监测频率，以对不同的阶段进行监控，并且不同阶段对应获取不同数量的数据以得到所需要的信息，对于无需高频率检测的阶段，能够降低对应的工作量，在保证沉井稳定下沉的情况下，又能降低工作量，整个施工过程更加的合理。

作为优选，步骤S1中在对沉井本体监测的同时还包括沉井四周土体、附近道路监测，步骤如下：

在道路的左、中、右均设置对应的道路观测点以进行观察，定时监测四周土体、路面沉降、位移并记录对应数据，若出现裂缝、坍方，则采取防护措施。

采用上述方案，对沉井四周土体以及附近道路进行监测，能够有效的避免出现土体裂缝以及路面沉降的情况，保证施工的安全性。

作为优选，纠偏措施采用偏除土纠偏，其实施方法如下：

对刃脚高的一侧取土，在沉井高的一侧减少刃脚下正面阻力，在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力，使的沉井的偏差在下沉过程逐渐纠正。

作为优选，纠偏措施采用压重纠偏，其实施方法如下：

在沉井高的一侧通过预设的压重件进行压重，沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力，使沉井高的一侧下沉量大以纠正沉井倾斜。

作为优选，纠偏措施采用井外射水纠偏，其实施方法如下：

步骤一、先将高压射水管沿沉井高的一侧井壁外面插入土中；

步骤二、采用偏除土纠偏和/或压重纠偏。

采用上述方案，多种纠偏方式可以单独使用也可以两种或多种相互结合实施，能够保证将沉井下沉过程中发生的倾斜等状况进行纠正，提高纠正的效果同时也能提高纠正的效率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：。

1、能够在沉井的施工中进行实时的监测，并把控对应纠偏的时机以及纠偏的方式，使得沉井过程中更加的规范，能够更好的完成沉井的施工。

附图说明

图1为沉井施工的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本实施例公开的一种沉井施工方法，包括以下步骤：沉井地基处理施工、沉井结构制作、沉井下沉施工方法。而对于细而高的沉井，根据规范要求及对沉井施工的经验，沉井制作高度在下沉前不宜超过沉井的外包直径。因此，对沉井拟采用二次制作，二次下沉的施工工艺。在沉井制作的过程中，加强对沉井沉降的观测，根据地质详勘资料及现场监测情况调整沉井分节高度，严格确保沉井制作的质量和安全。由于沉井高度较高，因此沉井下沉过程中应加强测量，并注意两侧对称出土，防止沉井下沉中产生位移、扭转，以保证沉井顺利下沉和减少沉井下沉对周边土体的扰动。

在确定明确的施工方案之前，需要对沉井制作、接高、下沉进行分析。

本实施例的沉井分二次制作，二次下沉，沉井砂垫层厚0.8m，采用承载力较高的粗砂，刃脚素砼垫层宽0.70m，厚25cm的C15混凝土浇筑。

沉井第一节制作高度为5.0m（刃脚高度3.65m+第一次井壁高度1.65m）。

第一、沉井刃脚砂垫层及下卧层验算：

1、沉井二次制作时砂垫层和下卧层的承载力验算；

沉井第一次制作高度为5.0m，砂垫层厚度需确保沉井在制作时砂垫层及下卧层满足承载力要求，以保证沉井制作时的要求。 W51#沉井砂垫层下卧层为2层淤泥质粉质粘土层。

(1)砂垫层承载力；

σ=（G/B）≤[σ]；

每延长米沉井自重，沉井刃脚和第一次浇筑井壁每延长米自重为：64.87（m3）×24.5（密度）/27.6（长度）=57.58（KN/m）；

B—刃脚下素砼垫层宽度（m），素砼垫层宽度为0.70m；

[σ]—砂垫层极限承载力，根据市政工程施工手册取250Kpa；

经计算：σ=57.58/0.7=82.26Kpa，承载力满足施工要求。

(2) 下卧层承载力；

σ_下=G/（B+2Htgθ）+ Hγ_砂≤[σ]；

G—每延长米沉井自重（KN/m）；

B—刃脚下素砼垫层宽度（m）；

tgθ—砂垫层内摩擦正切值，取其内摩擦角为22.5度；

H—砂垫层厚度，取0.8m；

γ砂—砂容重取16KN/m3；

经计算：

σ_下=57.58/(0.7+2×0.8×tg22.5) +0.8×16=50.55KPa；

下卧层地基极限承载力为55 Kpa，其承载力能满足施工要求。

第二、沉井下沉稳定性验算：

沉井下沉稳定性可按下式计算：

下沉稳定系数：K₂=(G- B₁)/(T+ R₁)＜1；

式中：G—井位自重（KN），沉井砼共浇筑64.87+26.14+65.42=156.43m³；自重156.43*24.5=3832.54KN。

T—井壁总摩阻力，4419.07KN (详见沉井下沉系数分析)；

B₁—地下水浮力，浮力为220.48（KN）；

R₁—刃脚踏面及斜面下土的支承力（KN）；

R₁= A_RR_j=56.16*75=1693.9KN；

A_R—刃脚踏面及刃脚斜面与井内土壤接触面56.16（m²）(22.8*2.1+27.6*0.3)；

R_j—土的极限承载力75（KN/m²）。

经计算：

K₂=(G-B₁)/(T+R₁)=(3832-220.48)/(4419.07+1693.9)=0.591＜1；

满足沉井接高稳定性要求。

第三、下沉系数分析；

1、下沉中土层与井壁的总摩阻力计算；

沉井下沉时，土层与井壁的总摩阻力按下式计算：

T=UA=28.8*(8.122-0.45)*20=4419.07；

式中：U—井壁的外围周长28.8（m）；

A—单位周长摩阻力（KN/m），

A=（H-1.5）f；其中0.45为地下水位标高；

f—单位面积摩阻力20（KN/m²）；

H——沉井下沉深度（m）。

2、沉井下沉系数计算；

(1)初沉时的下沉系数验算：

沉井采用二次制作，二次下沉。初沉时沉井总重64.87（刃脚）+26.14（第一节井壁）=91.01M³，91.01*2.45=222.97t。

式中：K—下沉系数；

G—沉井自重222.97t；

W—水的浮托力,下沉前W=0；

R₁—刃脚正投影面积×砂垫层极限承载力=（0.3×27.6）m²×40t/m²=331.2t；

R₂—底梁下砼垫层正投影面积×砂垫层极限承载力；

F—井壁摩阻力=沉井外围周长×侧壁摩阻系数=28.8×1×2.0=57.6t(砂土摩阻力取2.0t/m²)。

K=222.97/（331.2+57.6）=0.57；

K=0.57，下沉系数较小，表示沉井处于稳定平衡状态，需继续掏空刃脚下的砂垫层，沉井就开始下沉。刃脚下的砂堤采用人工挖除，挖除时遵循平面对称的原则。挖除时要加强沉降观测，防止突沉和不均匀沉降。

(2)沉井刃脚入土7.0m时下沉系数验算：

沉井总重64.87+26.14+65.42=156.43M³；

计156.43*2.45=383.25t；

R₁—刃脚正投影面积×下卧层土极限承载力=（0.3×27.6）m²×25t/m²=207t；

R₂—底梁正投影面积×下卧层土极限承载力=m²×t/m²=t（此沉井为无底梁沉井）；

F—井内、外壁摩擦阻力=22.8×2.0×2+27.6×5×0.8=201.6t（砂摩阻力取2t/m²,土侧壁摩阻力取0.8t/m²）。

K=383.25/（207+201.6）=0.938；

沉井下沉了7米接近设计标高时系数较大，应加强沉降观测防止超沉。

沉井地基处理施工：

第一、测量放线；

施工前，应根据设计图纸坐标及业主方提供的基准点测量定位，同时在沉井周围，且在施工影响范围之外布置座标控制点和临时水准点，建立的控制点精度为±1mm。并应填写测量复核单，由业主和监理认可，施工过程中控制点应加以保护，并应定期检查和复测。在沉井四周设置龙门桩，并用石灰粉划出井中心轴线、基坑轮廓线，作为沉井制作和下沉定位的依据。

1、导线测量；

导线点应根据总平面图布设，所选点位应选择净空地带，并应考虑便于使用、安全和长期保存。

2、角度测设；

角度观测采用全圆测回法进行，测回数及测量限差与方格网角度观测要求相同。

3、高程测量；

高程测量控制网采用三、四等水准测量方法建立。水准网的绝对高程应从业主提供的高级水准点引测并联系于网中一点，作为推算高程的依据。

4、标桩埋设；

导线控制点和高程控制点均应远离沉井下陷区范围以外，至少保持50m以外的安全距离，点桩应深埋，并设置保护装置，定期检查和校核。

第二、基坑开挖；

为减少沉井下沉深度，降低施工作业面，采取在基坑中制作沉井，基坑开挖深度为2.0米。考虑到放坡支模操作等工作的需要，基坑底边比沉井周边宽1.0米，按1：1放坡。基坑开挖时，在四周挖排水盲沟，四角设置集水井，在沉井两边设置两只观察井，使地下水位降至基坑底面以下0.5米，基坑开挖采用一台0.6m³反铲挖土机开挖，同时配合人工修边和平整坑底，土方随挖随运。开挖至距坑底标高20cm左右时应采用人工修坡、平底，防止扰动基地土层，坑底如遇淤泥或松软土质应彻底清除并采用砂性土回填、整平夯实。施工时应尽量减少基坑暴露时间。

基坑开挖过程中，应利用排水沟结合集水坑进行排水。挖出土方应及时运走，不得堆置在坑边。

在沉井两边设置两只观察井,以便及时了解地下水位情况。

第三、铺筑砂垫层、砼垫层；

1、砂垫层铺筑

基坑开挖结束后，及时铺筑砂垫层，砂垫层厚度0.8m，砂垫层采用中粗砂，每30cm铺一层，边洒水边振实，同时应分层进行测试干容量，干容量应不小于1.56t／m³，铺筑砂垫层应在四周设置集水井，基坑底部设置盲沟，施工期间应不停抽水，严禁砂垫层浸泡在水中。

2、素砼垫层浇筑

为了扩大沉井刃脚的支承面积，减轻对砂垫层的压力，在砂垫层上铺上一层C15素砼垫层，素砼垫层的厚度为25cm。素砼宽度分别取井壁外20cm。

砂垫层铺设完毕经干容重测试合格后，即可在砂垫层上浇筑素砼垫层，素砼垫层保证水平，误差小于5mm，以便模板施工，且表面抹光以此作为刃脚的底模。

沉井结构制作：

第一、起重设备及脚手方法；

1、起重设备；

沉井结构在制作及下沉阶段，选用25t履带吊作为起重设备。

2、脚手工程；

特点是沉井制作与下沉交替施工，因此沉井外脚手与内脚手的搭设有所不同。

沉井第一次内外脚手是直接在沉井外的砂垫层上搭设的。在沉井制作期间，由于沉井可能出现不同程度的沉降，为安全起见，内外脚手与井壁是脱离的，距离约30cm，在沉井下沉期间，由于沉井周围土体可能出现沉陷或塌方，脚手必须拆除。

工作井第二节接高制作时，重新在井外搭设外脚手。沉井内脚手的搭设平台是在沉井井壁的预埋件上焊接牛腿，牛腿上焊接32号槽钢4根，组成方框架平台。沉井连续制作，脚手便连续接高。

内外脚手架均为扣件式钢管脚手架，钢管为外径48mm，壁厚3.5mm的高频焊接钢管。外脚手沿沉井井壁四周组成整体框架结构，每4m设抛撑一根，外侧用粗眼安全网封闭，内外脚手的作业层均铺竹笆。

第二、模板方法；

1、模板方法；

模板拼装、围令、立筋应按模板的翻样图施工，模板要有脚手架提供操作立模条件，予埋件及穿墙洞应在内模架立后完成，并应确保其位置、标高、轴线的正确。

高位井为二次制作两次下沉，模板均采用18mm厚胶合板模，在预留洞、井壁底板位置等特殊部位采用木模，在沉井插筋部位用5cm木板间隔拼装，拼装的木模其表面应进行刨光，拼缝严密平整不漏浆，所有模板表面平整度符合规范要求。围檩立筋采用Φ48钢管或8#槽钢，拉杆螺栓采用Φ14mm圆钢，模板內侧拉杆两端各留2cm，焊上限位卡进行限位和放置50×50×20cm³的木方，待拆除模板后凿除木块，并用比结构高一强度的水泥砂浆抹平，通过外侧的拉杆中间焊一块50mm×50mm×3mm的止水钢板，钢板与拉杆周边满焊，以防拆模时拉杆松动而导致墙体渗水损坏墙内钢筋。拉杆螺栓设置水平间距50cm，垂直间距50cm。为防止浇砼时爆模，在水平加固模板用的2×Φ25钢筋两端接头处上点焊，所有拼缝及模板接缝处要逐个检查嵌实，防止漏浆，模板架立好后应请业主、监理工程师进行验收，验收重点是平面尺寸和断面尺寸，平整度，予埋件、穿墙洞等项目。

内外模板立模顺序。原则上先立内模，后立外模。模板与钢筋安装应相互配合进行，若妨碍绑扎钢筋的模板、应待钢筋安装完毕后再立模。

2、模板支架稳定性验算；

采用内部振捣器振捣新浇筑砼侧压力标准值，按下列二式计算，并取两式中的较小值：

F₁=0.22γt₀β₁β₂V½；

F₂=24h；

式中: γ—砼重力密度,普通钢筋混凝土取24.5KN/m³；

t₀—新浇筑砼初凝时间, t₀=200/（T＋15）,T为砼温度；

T—常温下取25℃, t₀=5；

V—砼浇筑速度3m/h；

β₁—外加剂影响系数,加外加剂时取1.2；

β₂－砼坍落度修正系数,泵送砼取1.15；

h—有效压头,当浇筑速度V较快时, t₀V＞H,则应取h=H；

新浇混凝土自重标准值：24.5 KN/m³；

振捣混凝土时产生的荷载标准值：2.0 KN/m² ；

已知：大模板高度488㎜，模板为整体拼装式木胶合板，面板δ=18㎜,外侧为竖背肋为50㎜×80㎜木方间距250㎜,外侧为横背肋为直径20螺纹钢筋@500mm,内侧采用定型木模，现对大模板的强度与刚度进行验算。

⑴荷载计算：

①浇筑砼对模板侧压力计算：

F₁=0.22×24.5×5×1.2×1.15×3½=64.416KN/㎡；

F₂=24h=24×4.88=117.12 KN/㎡；

②振捣砼对垂直模板所产生的荷载为4KN/㎡；

②直模板侧压力设计值为：

F=64.416KN/㎡＋4KN/㎡=68.4KN/㎡；

⑵对拉螺栓计算

对拉螺栓水平间距500㎜, 垂直间距500㎜, 对拉螺栓所承受的拉力为：N_t=0.5m×0.5m×68.4KN/㎡=17.1KN；

选用M14对拉螺栓，A_n=105㎜²,f_b=215N/㎜²,

则对拉螺栓承载力为A_n×f_b=105×215=22.575KN＞N_t=17.1KN；

故满足要求。

⑶竖背肋的计算；

竖背肋是支承在横背肋上的连续木方。

强度计算；

q=68.4KN/㎡×0.5m=34.2KN/m；

依据《建筑施工手册》，考虑荷载是最不利时，M_max=K_mq_l²；

式中K_m为弯矩影响系数，最不利情况下取0.125,查表得50mm×80mm木方W_X=53.33㎝³,I_X=256㎝⁴；

M_max=0.125×34.2KN/m×0.25²=0.267KN.m；

δ=M_max/W_X=0.267KN.m/53.33㎝³=5.01N/㎜²＜[f]= 5.13N/㎜²；

故强度满足要求。

⑷横背肋的计算；

横背肋是支承在竖背肋上的连续钢筋。

强度计算；

q=68.4KN/㎡×0.5m=34.2KN/m；

直径20螺纹钢筋屈服强度完全满足，故强度满足要求。

第三、钢筋：

钢筋规格、种类多，对进场钢筋要进行验收，按规格分批挂牌堆放在有衬垫的钢筋堆场上，防止底层钢筋锈蚀。对进场钢筋应按批按规格抽样试验，严格遵守“先试验、后使用”的原则。

为了保证施工质量，对上岗操作人员进行严格培训，培训合格者方可上岗操作，特别采用有闪光对焊接头，上岗人员须进场试件考核，合格者方可上机作业，做到万无一失，确保焊接接头质量。

制作成型钢筋，按其规格，绑扎先后，分别挂牌堆放，对其成型的具体尺寸，规格有工地质量员抽样检验把关，同一截面的钢筋接头要求严格按施工操作规程要求执行。

钢筋绑扎要结实，井壁的内外层钢筋之间要设定位撑。在钢筋绑扎后，采用同结配砂浆垫块，控制保护层，保证钢筋在砼中有效截面。

1）钢筋进场必须要有质保书，进场、后对原材料按规范要求进行试验，无证或试验不合格的钢筋严禁使用，需要替代其他规格品种的钢筋必须要设计单位认可及符合规范有关规定。

2）翻样加工：按设计要求依图出大样图，算出钢筋配料长度，机械成型，为规格堆放，主筋接头情况宜采用闪光接触焊。

3）钢筋绑扎：钢筋绑扎时钢筋的规格、数量、形状、间距均应按设计要求施工，绑扎接头、焊接接头按规定错开，每一截面内接头数不超过50%，砼保护层采用砼垫块，各类予埋件要有测量工精确测放，型号、数量、锚固长度应正确无误，严禁遗漏。

第四、砼：

1、浇筑砼前必须浇水湿润模板，模板内必须干净无杂圾，但不得有积水，并检查预埋件、孔洞位置及标高是否符合设计要求。2、沉井浇筑宜对称，均匀地分层浇筑，一次下料厚度不超过50cm，下料后必须采用插入式振动器振捣，避免造成不均匀沉降使沉井倾斜，每节沉井应一次性连续浇筑完成。3、对于井壁的一次浇筑高度较高超过2m的，一律采用串筒下料，以防砼离析。4、下节沉井的砼强度达到70%才允许浇筑上节沉井砼。

在施工中要注意做到：1）请有关单位对砼要求进行商品砼的配比设计。分别经试验室及现场试验确定砼配合及其性能参数。2）对要浇筑的砼的技术要求应书面通知砼搅拌站，应包括：砼的设计强度等级；砼原材料要求：石子粒径、水泥品种、标号、外加剂种类等；砼的坍落度、初终凝时间等；砼施工日期、砼施工部位、砼方量等。并向搅拌站索要砼施工配合比单。3）商品砼送到施工现场后要进行检查。包括：向司机索要送料单，以确定砼出机的时间；测量砼的坍落度，以确定砼的质量可靠度。对砼出机时间超过初凝时间，而且出料有离析、沉淀现象的，应予以处理，直至退货。4）商品砼送到施工现场后，应将滚筒高速旋转几转，使砼进一步均匀，而后才能出料，并要加强观察，是否有离析现象。水灰比调整应由搅拌站进行，在现场严禁任意加水。5）加强现场与搅拌站的通讯联络，及时向搅拌站报告现场施工情况和对砼的各种要求，以便砼搅拌站随时调整。尤其是当砼浇筑即将完成时，应准确预报所需的砼方量，保证砼搅拌数量的准确。6）施工现场按规定制作砼试块，并进行标准养护试压。同时也要向搅拌站索要砼试压报告单。

泵送砼的原材料：(1)泵送砼，应满足砼泵送进的流动性与稳定性要求，即可泵性要求。(2)应用外掺剂可增加砼坍落度和延长初凝时间，其技术标准均应按有关现行的国家标准《砼外加剂应用技术规范》(GBJ119-2001)及行业标准执行。(3)泵送砼的配合比应按要求确定：1)砼配合比必须符合规定的强度等级及和易性，耐久性的要求。2)应根据材料规格、泵送距离、输送管管径、浇灌方法、浇筑部位、气候条件等确定。3)砼配合比应根据计算，试配和试泵送后确定。4)泵送砼配合比还应使砼具有运输过程中的质量稳定性，除符合一般砼要求外，尚应符合：①主体结构砼强度等级为C30，抗渗等级为S6，水泥用量大于等于380kg/m3，水灰比小于等0.50，氯离子含量小于等于1%（占水泥用量）；封底砼强度等级为C25，抗渗等级为S6，水泥用量大于等于300kg/m3，水灰比小于等0.50，氯离子含量小于等于0.1%（占水泥用量）。②砂率宜为40%左右。③粗骨料粒径一般应为输送管径的1/3。碎石级配在刃脚、墙板等部位应采用5-20mm，其余部位可采用5-30mm。采用坚硬、膨胀系数小的级配良好的碎石，含泥量应小于1%。④砂采用模度细数不小于2.4的中粗砂，含泥量控制不大于2%。⑤外掺剂的应用一般应与水泥做相关试验。

砼施工缝的处理：1）在砼浇筑后，应及时清除砼施工缝处的表面浮浆或泌水，清除表面浮动石料，表面划毛。2）在施工缝处继续浇筑砼时，已浇筑的砼的抗压强度不得小于1.2Mpa。在施工缝进行模板钢筋施工前，应清除垃圾、水泥薄膜、表面松动和软弱砼层，用水表面凿毛凹凸度为6mm—8mm冲洗干净。3）施工缝处钢筋上的油污、水泥砂浆及浮锈亦应在模板封闭前清除。4）在施工缝处砼浇筑前，应对施工缝进行湿润，但不得有积水。同时先铺上一层15㎜厚的同砼配合比水灰比的水泥砂浆，以保证砼在施工缝处接合牢固。

砼表面的处理：1）在砼浇筑的同时，采用自动安平水准仪控制砼梁板面标高和浇筑厚度。2）只有通过加强砼的表面处理并加强养护可以达到控制砼的初期裂缝。在砼浇筑至板面后，用木蟹抹平；在初凝前采用铁滚滚压，人工木蟹抹压，砼抹光机打光；砼终凝前采用木蟹及铁板再次抹平抹光一次。在砼终凝后，及时覆盖塑料薄膜，进行砼的保温保湿养护。3）在砼表面抹光压平处理工作，应同水泥砂浆地坪做法一样，保证表面的平整光滑，同时加强砼的养护，在砼强度较低时应尽量减少其上部的操作作业。

商品砼施工对模板及钢筋的保护：1）泵送砼对模板要求：由于泵送施工使用的砼坍落度偏大，浇筑速度快，一次入模量大，且流动性大，特别是高柱和墙板等一次浇灌高度也大，所以分开浇筑砼，应考虑高墙柱模板支撑的增强措施，防止模板变形。2）现浇结构各节点部位的竖横向钢筋，宜采用电焊进行定位、控制措施，以控制钢筋保护层和钢筋间距，对输送管道下面受泵送冲击较大部位，应用拉条等牵拉牢固，施工过程中必须设专人检查校正。当砼压送困难，泵的压力升高，管路产生振动时，不得强行压送，应对管路进行检查，并放慢压送速度或使泵反转，防止堵塞。

沉井模板拆除：沉井模板拆除时间应在浇筑砼结束后4-5天后拆模，防止过早失水，影响砼的早期强度，拆模后清理表面用氧气割掉井壁内外露出对拉螺栓，凿掉垫板，清理干净刷界面剂一道用1：2防水砂浆分二层抹平整。

砼的养护

1）砼浇灌完毕后、砼终凝前，派专人负责浇水养护。

2）在浇水养护的时间内，砼应保持湿润状态，开始浇水时，不得直接冲在砼表面。

3）砼养护时间不得少于7昼夜。掺有缓凝剂外加剂、有抗渗要求的砼均不得少于14昼夜。

4）冬期施工砼应根据环境变化，采取更有效的保温养护措施，必要时在塑料薄膜上再覆盖一层草袋。

砼采用商品砼。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，采用分层平铺法，分层厚度控制在30cm左右，振捣时防止漏振和过振现象，以确保砼的质量。砼布置由专人统一负责指挥，并按规定顺序进行砼布料，由于井壁较薄，必要时为便于振捣在井壁模板上适当部位开门子板，位置视实际情况定。在浇筑过程中，加强沉井平面高差、下沉量的观测，随着砼浇筑总量有增大，测量密度相应增大，如出现意外情况采取相应措施确保沉井施工安全。每次浇筑砼前充分做好准备工作，每次浇砼根据规范做好坍落度抗渗、抗压的试验工作。钢筋、模板及各类预埋件经隐蔽验收合格。砼开浇前全面检查准备工作情况并进行技术交底，明确各班组分工、分区情况，砼入仓前清除仓内各种垃圾并浇水湿润，合格后方可浇注砼。施工中严格控制层差，杜绝冷缝出现，砼振捣时振捣器应插入下层砼10cm左右，注意不漏振、过振，钢筋密集处加强振捣，分区分界交接处要延伸振捣1.5m左右，确保砼外光内实，钢筋工、木工加强值班检查，发现问题及时处理，保证正常施工，交接班时交清情况后才能离岗。施工缝处理，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，但不得有积水，并在井壁内设置钢板止水条。沉井接高前，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1～2cm。砼浇注完毕后，须覆盖草包，当砼达到一定强度才能拆除模板，一般需养护72小时，承重模板必须达到设计强度后方可拆除。

回填砂方法：

在第一次下沉结束后，应立即井内回填黄砂，增加井体内壁磨阻力，保持井体内外压力平衡。

沉井下沉施工方法：

采用人工配合，长臂挖掘机挖土，翻斗汽车运土，运距按业主指定场地堆放。挖土时要有专人指挥，统一操作。沉井下沉按设计要求采用排水下沉，如遇地质情况较差无法采用排水下沉时可采用不排水下沉及至水下封底。为确保道路的安全，保证在沉井下沉过程中井体四周土体的稳定，最有效的办法就是采用排水下沉的下沉工艺。排水下沉取土方式为长臂挖机出土下沉。

第一、施工中，在沉井壁上设4个观测点，每天定时测量，一般每1小时测量一次。测量结果的整理是以4个点下沉量的平均值作为沉井每次的下沉量，以下沉量最大的一点为基准与其他各点的下沉量相减作为各点的高差，来指导纠偏下沉施工。下沉过程中应根据测量资料随偏随纠。当沉井偏斜达到允许值有1/4时必须纠偏。

第二、初沉阶段的控制措施：

①沉井下沉深度在0～3米范围内为初沉阶段。首先凿除井壁外圈的素混凝土垫层，然后再凿除内圈砖胎模及砼垫层。注意在凿除混凝土时应该对称施工，在凿除时原则上由周边向中心施工，凿除时由专人负责，测量要求在此期间加强观察，当沉井发生倾斜时，应及时调整凿除位置，尽可能使沉井平稳的切入土中。

②素混凝土垫层凿除后，沉井重心偏高，沉井井壁的四周无摩擦力，沉井的下沉系数很大，掏挖刃脚下的泥土若不均匀，将会使沉井很大的倾斜，所以在沉井挖土前，沉井的刃脚先采用人工全面同时分段掏挖，挖除的土方先集中在锅底中央，让沉井逐渐下沉部分，使沉井刃脚埋在土层中，降低沉井重心。由于沉井在初期下沉过程中，下沉系数较大，故采取挤土下沉。沉井挖土顺序中间稍低于四周，沉井内的挖土高差控制在1米以内，禁止深锅底挖土地，防止沉井突沉造成沉井倾斜的危险。

③沉井初沉阶段下沉系数较大，下沉应以纠偏为主，下沉为副，根据沉井四角高差情况来控制下沉速度，每天下沉量不宜超过50cm； 沉井进入轨道后,在平稳的前提下,每天的下沉量控制在1米左右；

④沉井下沉过程中如发现下沉系数较大而失控，立即在沉井外壁回填粗砂和石子增大侧壁磨阻力。

⑤为防止刃脚取土不均产生不均匀沉降，应加大下沉过程中的测量，及时调整各区域取土量，以保证沉井均匀下沉。

第三、正常下沉阶段；

①在初沉阶段的末期，如沉井的各项技术指标良好，可增加沉井锅底深度，一般锅底深度控制在1～2m左右，并可加快挖土速度，减少地基反力，从而降低下沉时的阻力，提高施工进度。

②沉井下沉时，应对称挖土，均匀下沉，先掏挖中央部位的土体，再掏挖刃脚下土，井内土面高差不得大于1.0米。施工时应随时观测下沉情况，若发现倾斜，及时采取纠偏措施，严禁出现井内刃脚中部被局部搁置等现象。施工中作好沉井下沉的记录工作，画出下沉的速度图，为终沉施工提供可靠的数据依据。由于沉井自重大，土质状况较差，沉井下沉时作业人员须特别注意突沉和超沉。

第四、终沉阶段控制措施；

①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，当沉井四周控制点高差大于20mm时，应及时纠偏，纠偏方法以调整各仓挖土深度为主，外刃脚土塞部分土体易涌进，不准续挖。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1小时，提供一份测量报告，严格控制沉井的下沉速率。

②终沉确定刃脚踏面抛高100～200mm，（实际抛高量应根据终沉情况并结合最终土面反锅底情况而定），此时沉井底隔梁必须全部搁置在土面上并有适当的涌土塞高度。一旦沉井刃脚踏面标高达到设计要求的标高并上抛10cm后，应立即停止取土，测量密切注意观测，如果下沉趋势明显，应向井格内抛填大石块压重、镇脚， 24小时内沉井下沉不大于10mm，立即组织快速封底，沉井施工到位后，测量要求每隔4～6小时观测一次四方向高差。

③沉井下沉完毕后允许偏差：

刃脚底面平均标高偏差：偏上0~ 100mm（不另预留沉降量）；

刃脚平面轴线位置偏差：<120mm；

任何两角刃脚底面高差：不得超过该两角水平距离的0.5%、且不得超过100mm。

其余偏差按GB50202-2002、GBJ 141-90等规范执行。

沉井终沉后刃脚座落在淤泥质粉质粘土层上，因该层土土质较差，为保证沉井顺利下沉至底标高，防止沉井超沉，应通过以下手段加以控制：1)考虑到基底土层压缩性较大，在沉井终沉时根据实际情况预留一定的自沉深度。2)下沉时井体与土体之间空隙应灌砂,随沉随灌。3)封底时采用分格对称进行水下混凝土浇注，封底时保持沉井内外水位平衡，杜绝存在水头差，影响封底质量。4)在沉井封底结束后，及时进行底板施工，防止沉井建成后期产生较大沉降。

沉井下沉偏移原因：沉井下沉的过程就是不断纠偏的过程，保证沉井下沉质量的前提就是做好下沉阶段的纠偏工作，产生高差、位移的原因主要有：1、基土层软硬不均，或有块石等障碍；2、沉井挖土不对称，井格间土层高差偏大；3、下沉系数偏小，底梁和刃脚被掏空时产生突沉；4、沉井内产生流砂管涌，破坏了沉井的稳定状态；5、沉井四刃脚高差过大、沉井产生轴线偏移或产生较大的扭转；6、井周土体不对称或土质不均匀，使沉井四周井壁受力不均匀。

纠偏措施：1、下沉过程中，发现有块石等下沉障碍时，必须及时清除，防止障碍物被沉井压入土中而难于清理，影响下沉；2、各井格内以及井格之间应对称均匀地取土。一般高低差不得超过1m，终沉阶段高差不得超过50cm；3、发现流砂管涌，原因是地下水位高于取土深度，此时应根据观测井内地下水位标高，考虑采用不排水下沉；4、及时回填并密实井周坍陷土体区域，保持沉井壁四周正常的受力状态；5、沉井在下沉过程中发生倾斜偏转时，应根据沉井产生倾斜偏转的原因，可以用下述的一种或几种方法来进行纠偏。确保沉井的偏差在容许的范围以内。

纠偏措施的方法：1、偏除土纠偏：沉井在入土较浅时，容易产生倾斜，但也比较容易纠正。纠正倾斜时，一般可在刃脚高的一侧取土，必要时可由人工配合在刃脚下除土。随着沉井的下沉，在沉井高的一侧减少刃脚下正面阻力，在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力，使沉井的偏差在下沉过程逐渐纠正，这种方法简单，效果较好。纠偏位移时，可以预先使沉井向偏位方向倾斜。然后沿倾斜方向下沉，直至沉井底面中轴线与设计中轴线的位置相重合或接近时，再将倾斜纠正或纠至稍微向相反方向倾斜一些，最后调正至使倾斜和位移都在容许范围以内为止。2、井外射水、井内偏除土纠偏：当沉井入土深度逐渐增大，沉井四周土层对井壁的约束力亦相应增加，这样给沉井纠偏工作带来很大的困难。因此，当沉井下沉深度较大时，若纠正沉井的偏斜，关键在于破坏土层的被动土压力。高压射水管沿沉井高的一侧井壁外面插入土中，破坏土层结构，使土层的被动土压力大为降低。这时再采用上述的偏除土方法，可使沉井的倾斜逐步得到纠正。在有条件时，还可以在沉井顶部加偏压重的方法来纠正沉井的倾斜。3、压重纠偏：在沉井高的一侧压重，最好使用钢锭或生铁块，这时沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力，使沉井高的一侧下沉量大些，亦可起到纠正沉井倾斜的作用。这种纠偏方法可根据现场条件进行选用；4、沉井位置扭转时的纠正：沉井位置如发生扭转，可在沉井偏位的二角偏出土，另外二角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩，使下沉过程中逐步纠正其位置。

以上所述沉井的倾斜、位移、扭转，应在沉井下沉到距设计标高1米以上时基本纠正好，纠正后应谨慎下沉。在沉井刃脚接近设计标高30厘米以内时，必须不使再有超出容许范围的位置及方向偏差，否则难于纠正。

下沉过程中监测：下沉过程中，要进行以下方面的监测工作：沉井本体监测（下沉速度、下沉不均、整体漂移）、沉井四周土体监测（下沉、位移）。

1、沉井本体监测：在沉井井壁四周布置下沉观测点及观测轴线；每天二十四小时观测井体轴线位移情况，并做好沉井下沉记录，发现累计位移超过50mm，刃脚踏面高差超过100mm时，通知井下作业人员调整取土位置，采取纠偏措施；

在沉井下沉过程做到，刃脚标高每班至少测量三次，轴线位移每天测一次，当沉井每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量；

沉井初沉阶段每小时至少测量一次，及时纠偏，正常下沉阶段每二小时测量一次，终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度，连续观测跟踪测量；

沉井位移与倾斜的计算：

沉井刃脚平面位移x按下式计算：

x=a±e(h/b)=a±c；

式中b、h为沉井的宽和高；e为井顶处垂直于沉井中轴线的平面内，两个边缘点的高差；a为井顶中心的位移量。

沉井的倾斜量按下式计算：

s=tg(e/a)；

式中e为井顶处垂直于沉井中轴线的平面内，两个边缘点的高差；a为井顶中心的位移量。

2、沉井四周土体、附近道路监测：对沉井四周土体、附近道路定时观察，发现裂缝、坍方要及时汇报，立即采取防护措施。每天观测四周土体、路面沉降、位移情况，并做记录，特别要加强对路面的监测，在道路的左、中、右设置观测点，定时监测，及时对测量数据进行分析。

3、场外道路及建筑物的监测：对沉井四周道路及建筑物定时观察，发现裂缝、坍方要及时汇报，必要时需采取防护措施；

4、排泥区监测：下沉过程中应指定专人观察排泥区，发现排泥区围堰高度不够或出现缺口，及时安排人员加高、加固围堰。

Claims (10)

1.一种沉井施工方法，其特征是：包括以下步骤：

S1、在沉井壁上四周均匀设置若干观测点以及基准轴线，并以所预设的周期进行观测井体轴线的位移，并对应记录各个观测点的沉井下沉数据以进行分析；

S2、定义沉井下沉深度在0～3米范围内为初沉阶段；初沉阶段包括一下步骤：

a1、凿除井壁外圈的素混凝土垫层、内圈砖胎模及砼垫层；

a2、在沉井挖土之前，沉井的刃脚先采用人工全面同时分段掏挖，挖除的土方先集中在锅底中央，让沉井逐渐下沉部分，使沉井刃脚埋在土层中；

a3、沉井进行初期下沉，沉井过程中的挖土顺序为中间稍低于四周，沉井内的挖土高差在1米以内；

a4、根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉是否发生倾斜；若发生倾斜，则采用纠偏措施；根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉是否过快；若下沉的速度过快，则在沉井外壁回填粗砂和石子增大侧壁磨阻力；

S3、定义深度3米至距离底部2米之间的范围为正常下沉阶段； 正常下沉阶段包括一下步骤：

b1、沉井下沉时，应对称挖土，均匀下沉，先掏挖中央部位的土体，再掏挖刃脚下土，且井内土面高差不得大于1米；

b2、根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉是否发生倾斜；若发生倾斜，则采用纠偏措施；

S4、定义沉井下沉至距离底部2米时为终沉阶段；终沉阶段包括一下步骤：

c1、放慢取土速度和数量，按照均匀对称的原则布置挖土范围；

c2、根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉是否发生倾斜；当沉井四周控制点高差大于20mm时，则采用纠偏措施；

c3、将沉井底隔梁全部搁置在土面上，并有适当的涌土塞高度；若沉井刃脚踏面标高达到所预设的标高并上抛10厘米后，则停止取土；

c4、根据各个观测点的沉井下沉数据进行判断沉井下沉的速递；若下沉趋势明显，则向井格内抛填大石块压重、镇脚；

c5、若24小时内沉井下沉不大于10毫米，则进行封底。

2.根据权利要求1所述的沉井施工方法，其特征是：对记录的沉井下沉数据以进行分析的步骤如下：

沉井刃脚平面位移x按下式计算：

x=a±e(h/b)=a±c；

式中b、h为沉井的宽和高；e为井顶处垂直于沉井中轴线的平面内，两个边缘点的高差；a为井顶中心的位移量。

3.根据权利要求1所述的沉井施工方法，其特征是：对记录的沉井下沉数据以进行分析的步骤如下：

沉井的倾斜量按下式计算：

s=tg(e/a)

式中e为井顶处垂直于沉井中轴线的平面内，两个边缘点的高差；a为井顶中心的位移量。

4.根据权利要求1所述的沉井施工方法，其特征是：步骤S1中在对沉井本体监测的方法如下：

每天二十四小时观测井体轴线位移情况，并做好沉井下沉记录，若累计位移超过50毫米或刃脚踏面高差超过100毫米时，则调整井下取土位置，采取纠偏措施。

5.根据权利要求1所述的沉井施工方法，其特征是：刃脚标高每班至少测量三次；轴线位移每天测一次，当沉井每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量。

6.根据权利要求1所述的沉井施工方法，其特征是：在初沉阶段时，每小时对刃脚标高以及轴线位移至少测量一次；在正常下沉阶段时，每二小时对刃脚标高以及轴线位移至少测量一次；在终沉阶段时，每小时对刃脚标高以及轴线位移至少测量一次；当沉井下沉接近所预设的标高时，增加观测频率以进行连续观测跟踪测量。

7.根据权利要求1所述的沉井施工方法，其特征是：步骤S1中在对沉井本体监测的同时还包括沉井四周土体、附近道路监测，步骤如下：

在道路的左、中、右均设置对应的道路观测点以进行观察，定时监测四周土体、路面沉降、位移并记录对应数据，若出现裂缝、坍方，则采取防护措施。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的沉井施工方法，其特征是：纠偏措施采用偏除土纠偏，其实施方法如下：

对刃脚高的一侧取土，在沉井高的一侧减少刃脚下正面阻力，在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力，使的沉井的偏差在下沉过程逐渐纠正。

9.根据权利要求1至7任意一项所述的沉井施工方法，其特征是：纠偏措施采用压重纠偏，其实施方法如下：

在沉井高的一侧通过预设的压重件进行压重，沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力，使沉井高的一侧下沉量大以纠正沉井倾斜。

10.根据权利要求1至7任意一项所述的沉井施工方法，其特征是：纠偏措施采用井外射水纠偏，其实施方法如下：

步骤一、先将高压射水管沿沉井高的一侧井壁外面插入土中；

步骤二、采用偏除土纠偏和/或压重纠偏。