1、精選優質文檔-傾情為你奉上小型沉井機械下沉施工工法1 前言1.0.1在房建化糞池與市政污水接收井、頂管工作井施工過程中，往往采用沉井施工方法，對于較大尺寸的沉井的制作和下沉，均能使用機械化施工，比如有大開挖施工、井內采用小型反鏟挖土機挖掘下沉；但由于該類小型沉井，由于本身平面尺寸不大，常規挖土機械無法進入，多采用人工或風動工具挖土下沉，由于其沉井本身深度較深而平面尺寸較小，人工挖土下沉施工存在著工作面狹窄，工作效率低，具有較多的安全隱患，安全風險較大且費用成本較高，施工工期較長。1.0.2經多個工程的實踐，利用創新改進的小型沉井機械挖土下沉方法對小型沉井進行施工下沉，能在最短的工期內安全高效地

2、完成合同內容，有效提高工作效率，保障質量安全與合同承諾，施工效果明顯；具有技術先進、操作簡便，勞動強度低、施工安全可靠、下沉質量容易控制等優點，其工法運用已基本成熟，并有明顯的社會效益與經濟效益。2 工法特點2.0.1利用日立EX200型挖土機，創新改進其工作臂桿，將4.5米的工作臂桿提升至18米長臂，能使其工作臂桿的有效作業深度由原來的2米多增加至9米多，施工靈活便捷，能使其在較小較深的沉井內工作并游刃有余。2.0.2改變傳統沉井施工工藝做法，沉井制作與下沉過程更直接更簡單、化繁為易、測量監控手段更直觀有效。2.0.3以高效安全的機械作業替代普通的人工作業，并減少了沉井下沉挖土中安全平臺的搭

3、設、挖土中易產生的涌泥流砂淹井事故及突沉高處墜落物體打擊等對人身的傷害，降低了安全風險與安全措施費用的投入，大大縮短施工工期，節約工程成本，提高了作業安全系數。2.0.4將以往地下陰暗的濕作業轉變為地上陽光作業，用工少，下沉過程中井下基本不下人、下沉過程中井下無需臨時用電設施；施工季節適應性強，可在雨雪天氣照常施工。2.0.5機械設備組合靈活，無需另行購置特殊的長臂挖機，幾套液壓臂桿可隨時替換發揮不同的作用，一機多用，節約成本。3 適用范圍3.0.1適用于土質為軟土、粘土、砂土等（不含孤石、片石）的地質條件。3.0.2適用于房建化糞池與市政污水接收井、頂管工作井、小型消防水池等工程普通機械無法

4、下沉施工、氣候條件惡劣、土質較差的小型沉井。4 工藝原理4.0.1利用日立EX200型挖土機械本身液壓系統工程與結構條件，改進機械設備，卸除原 4.5米長的臂桿，另行將總長可達18米的加長臂替換改裝原有裝置，使其工作臂桿的有效作業深度由原來的2米多增加至9米多，組合加長其作業臂桿；但由于工作臂的加長，其臂桿所受彎矩相對增加，因此要相對減小挖斗容量，以保證臂桿所受力矩在其范圍內。經實踐與計算用0.5立方米以下小挖斗替代原0.8立方米挖斗，如此可維護原有液壓系統的可操作性與穩定性，使其挖掘能力與工作功率相匹配。機械創新改進后提升了原機械工作效力與范圍，無需進入井內即可對較深的小型沉井進行井內挖土，

5、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，并使不產生過大傾斜。4.0.2改變傳統沉井施工工藝做法，首節沉井直接澆筑在砼墊層上，省去沉井墊木支設與抽除，首節井筒拆模后即可直接挖土下沉。沉井接高采用凸縫設計，解決了水平接縫處的防水要求，有效避免滲漏水現象。模板采用定型大模板，裝拆方便，大大提高其工作效率。沉井外壁四角掛設四個線墜，便于司機觀察沉井下沉過程中的傾斜情況，直觀簡單有效；同時結合經緯儀在沉井角線處進行實時監控，適時糾偏，可保證沉井在下沉過程中不產生過大傾斜或超沉等。5 施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程（見圖5.1-1）5.2操作要點5.2.1日立EX200

6、型挖土機械作業臂桿創新改進：維持其原有的液壓系統不變，卸下原工作臂與挖斗，重置安裝18米長的工作臂桿，因臂桿加長后其挖掘能相對削弱，用0.5立方米的自制小挖斗代替原0.8立方米的挖斗。改進中一定要注意其一次挖掘能力與工作功率的相匹配。5.2.2沉井制作 1、鋪設素混凝土墊層：墊層要有足夠的厚度，以保證首節沉井制作時墊層不破裂。制作過程中省去傳統工藝中采用的墊木，井壁直接制在墊層上，故制作沉井的場地應預先清理、平整和夯實，使沉井在制作過程中不致發生不均勻沉降、傾折或井壁開裂。施工準備（場地平整、放線）挖土12米深、基地夯實 澆筑刃腳下砼墊層安設刃腳鐵件、綁扎鋼筋支刃腳、井身模板澆筑混凝土、養護挖

7、土機就位圖5.1-1拆模、下沉準備工作 機械挖土下沉 沉至設計標高、鋪設底板墊層底板防水、綁扎底板鋼筋澆筑底板砼（封底）經緯儀旁邊監測、糾偏排水 2、鋼筋與模板施工1）沉井鋼筋一般均為網片，可現場綁扎或在地面預先綁扎成鋼筋網后再在節點予以點焊，以保證其整體性，再用吊機就位。2）模板選用定型大模板，其裝拆方便，周轉速度快；具有足夠的強度、剛度與整體穩定性，并確保縫隙嚴密不漏漿。模板的固定采用對拉螺栓，當井壁有抗滲要求時，對拉螺栓中間設置止水片（見圖5.2.2- 1）。圖5.2.2-1沉井井壁模板架設圖1 -下一節沉井（如有）； 2 - 定型鋼模中嵌木條； 3 - 14螺栓； 4 - 2 8圍檁；

8、 5 - 頂木； 6 - 上水片； 7-模板用搭設腳手架3、沉井混凝土施工1）當土質較好,沉井宜一次性制作完成，然后下沉，對于較高的應先挖除34M，在基坑中一次制作下沉或分節制作分節下沉。2）沉井井壁混凝土應分段對稱均勻、連續進行，防止傾斜、裂縫產生；分節澆筑時，第一節砼強度達到70%后，方可進行第二節的澆筑。3）澆筑的井壁混凝土應振搗密實，表面平整、光滑，水平縫處設凸縫，形式如上圖所示。5.2.3沉井下沉見圖（5.2.3-1）沉井下沉與挖土示意圖圖5.2.3-1沉井下沉與挖土示意圖1 凹槽； 2 刃腳； 3 管孔； 4 井壁； 5 防水企口；6 改造創新后的加長臂桿； 7 -第一節沉井； 8

9、 -挖掘機； 9-改進后的小挖斗1、沉井前應進行井壁外觀檢查，檢查混凝土強度等級的抗滲等級、檢查機械設備與測量儀器是否正常。2、沉井下沉施工應按"先中后邊、分層對稱取土、先高后低、均勻緩慢下沉、及時糾偏"的原則進行操作。3、挖土前要先調整好挖掘機的位置，并在沉井外壁周圍彈水平線在沉井外壁四角掛設線墜；挖土時應分層對稱均勻進行，一般先在沉井中間開始挖、掘取土，每層約4050CM，形成鍋底,然后沿井壁向刃腳方向逐層全面、對稱、均勻取土下沉，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，并使不產生過大傾斜。4、棄土應離沉井較遠處，避免造成沉井受到偏壓，使沉井傾

10、斜。5、在施工過程中及時做好各項施工監控工作，特別要注意在沉井下沉影響范圍內的地面構筑物和地下管線的沉降觀測和現場監護工作。6、沉井下沉接近基底標高約50CM時，應暫停挖土，待下沉較為穩定時，再繼續挖至設計標高，防止超挖超沉；沉井下沉到位穩定后應馬上進行封底。7、暴雨季節施工，應加強井四周的排水措施，防止雨水浸泡沉井降低井外壁摩阻力，從而導致沉井下沉過程中發生突沉或大幅傾斜。5.2.4沉井下沉中的糾偏措施沉井下沉過程中，有時會出現傾斜、位移及扭轉等情況，應加強觀測,及時發現并采取措施糾正。1、可能產生傾斜的原因主要有: 1）刃腳下土質軟硬不均;2）挖土不均，使井內土面高低懸殊; 3）刃腳局部被

11、大石塊或其他障礙物擱住;4）井外棄土或施工荷載對沉井一側產生偏壓。5）遇地下涌泥流砂等。6）在飽和軟粘土中下沉，常發生“突沉”，一次下沉中幅度過大，極易造成偏斜。2、糾偏措施有:1）加強沉井過程觀測和資料分析,發現傾斜及時糾正。 如沉井已經傾斜，可采取在刃腳較高一側加強挖土并可在較低的一側適當回填砂石，使偏斜得到糾正。待其正位后，再均勻分層取土下沉。2）從傾斜高起的一端,或從土質硬的一端挖土,同時向土質軟的一端遞減挖土深度逐漸開挖,使沉井兩端基本保持在同一水平面上,這樣沉井就由傾斜逐漸擺平。3）位移糾正措施一般是有意使沉井向位移相反方向傾斜，再沿傾斜方向下沉，至刃腳中心與設計中心位置吻合時,

12、再糾正傾斜，因糾正傾斜重力作用產生的位移，可有意向位移的一方傾斜后，使其向位移相反方向產生位移糾正。4）遇地下涌泥流砂時，應暫停施工，同時在井四周加強井點排水等措施，待穩定后再行施工。5）如遇刃腳局部被大石塊或其他障礙物擱住，則應分析具體情況后，適當配合人工取出障礙物施工。6）增加偏土壓或偏心壓載進行糾偏：在沉井低的一側回填砂土，進行夯實，使低的一側產生較大的偏土壓，而在高的一側挖除部分土體，使兩邊的土壓力差值加大，可以達到沉井糾偏目的。6 材料與設備6.1本工法無需特別說明的材料，沉井下沉主要采用的機具設備見表6.1-16.2勞動力安排或勞動組織(以一個沉井為例):表6.2-1表6.2-1名

13、稱EX200挖掘機司機測量人員指揮普工人數(人)1111表6.1-1 機具設備表序號設備名稱單位數量備注1經緯儀臺2下沉觀測2水泵臺4備用抽水3泥漿泵臺1備用抽泥漿4日立EX200挖掘機臺1視工作班組數而定518米以上加長桿臺1與改進挖掘機設備配套60.5方小挖斗只1與改進挖掘機設備配套7 質量控制7.1工程質量控制標準7.1.1本工法施工可按照國標建筑工程質量檢驗標準CBJ301-88(一般沉井工程)或行業標準給水排水構筑物施工及驗收規范GBJ141-90（給排水泵房沉井工程）、市政排水渠工程質量檢驗評定標準GJJ3-90(排水泵站沉井)等有關規定執行。7.1.2沉井允許偏差表（市政排水渠工

14、程質量檢驗評定標準GJJ3-90）序號項目允許允許偏差檢驗頻率檢驗方法小型大型范圍點數1軸線位移1%H每座4用經緯儀測量2底板高程+40-60+40-60+10·(H-10)4用水準儀測量3垂直度0.7%H1%H2有垂線或經緯度儀檢驗,縱、橫各取1點注:1、表中H為沉井下沉深度（單位：m） 2、沉井的外壁平面面積大于或等于250，且下沉深度H10M，按大型檢驗；不具備以上的兩個條件，按小型檢驗。7.2質量保證措施7.2.1沉井必須在混凝土強度達到設計強度后才能開始下沉，下沉前作好以下準備工作：     1)井壁外畫觀測標志，在沉井四角設水準觀測

15、點、掛線錘，觀測下沉量及平衡情況；在中軸線處設垂直線，觀測沉井位移及平衡。     2)拆除模板。     3)挖除表層灰土。  4)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（115125），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。下沉系數計算     下沉系數公式：     KQ/(f·h·L)1 (

16、7.2.1-1)     式中Q沉井自重重力     f摩擦系數，軟土取9.811.76kN/m2     h最大下沉深度     L沉井外壁周長 摩擦系數取軟土的最大值，一般結構沉井自重力下沉系數尚可達到3.0，何況淤泥之中，絕無滯沉問題。存在的問題是下沉深度達到要求時仍會下沉不止，故必須采取控制措施。5)挖掘機司機的選擇是沉井下沉質量控制的關鍵之一，司機的操作技能與熟練程度直接關系到沉井下沉質量的好壞，一定要選擇經驗相對豐富的司機進行操作。7

17、.2.2 沉井下沉主要質量控制1）沉井下沉中要加強觀測，觀測方法為在沉井外壁周圍彈水平線，井壁外四角各吊線墜一個，對準下部標板來控制。觀測時間，每班至少二次，做好記錄，接近設計標高時半小時一次。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進行糾偏。2）井壁中的預留孔洞，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，在下沉前應用砌塊進行填塞封閉處理，使之下沉均勻。 3）封底控制：當沉井下沉到設計標高，經23天 ，下沉已穩定，在8h內累計不超過10mm時，即應立即進行沉井封底。8 安全措

18、施8.1施工中應嚴格執行國家頒發的建筑安裝工程安全技術規程、JGJ59-99建筑施工安全檢查標準和當地市政工程管理局有關安全的各項規定（除執行國家及本企業規定的常規安全規定外，尚應注意下列諸點要求）。8.2沉井施工前，應查清沉井區域的地質水文氣候環境及地下管線地下障礙物情況，摸清對鄰近建筑物及管線的影響，并預先采取有效措施，防止在施工過程中出現問題，影響正常施工。8.3沉井下沉施工開始前應對各項機電設施進行全面安全檢查，對現場工人進行班前安全交底，挖掘機司機持證上崗，選擇經驗相對豐富性格相對平和的司機。8.4嚴格遵循沉井土方開挖程序，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

19、傷害事故。8.5施工現場操作工人要戴安全帽，穿雨膠鞋。8.6因沉井施工往往在道路工程中居多，故行人車輛影響較為直接，施工現場應設置必要的路障指示與封閉隔斷。8.7沉井施工后應在沉井四周設置臨邊防護與醒目的警示標志，夜間應設紅色警示燈。9 環保措施9.1施工前，要先規劃好沉井挖泥的的棄土堆放，盡量減少對周圍的影響。9.2全部施工過程中,嚴格控制建筑垃圾、污水、挖土對周圍環境的污染。9.3在認真搞好安全文明施工的同時，注意對周圍建筑物、道路、樹木、人行便道的清潔衛生，土方開挖中，注意泥土落物及時清理。9.4為保護水源，嚴格控制泥漿水（如有）的排放，泥漿水應經二次沉淀后再排入管網。9.5挖土機械進出

20、施工場地，對出場道路，及時清理污染泥土，保持清潔。9.6施工現場做到工完場清，保持整潔衛生、文明施工。10 效益分析10.1本小型沉井機械下沉施工工法，在不改變施工機械主體液壓系統的前提下，無需單獨另外購置昂貴的長臂挖掘機，利用工作臂改進創新技術改進施工設備，一機多用。突破以往小型沉井只能采用人工或水力排土的施工方法，以高效安全的機械作業替代普通的人工作業，并減少了沉井下沉挖土中安全平臺的搭設、挖土中易產生的涌泥流砂淹井事故及突沉高處墜落物體打擊等對人身的傷害，大大降低了安全風險與措施費用。10.2該工法將以往地下作業轉變為地上作業，用工及機具材料大大減少，施工速度快，下沉過程中井下基本不下人

21、，具有技術先進、操作簡便，勞動強度低、施工安全可靠、下沉質量容易控制等優點。10.3本工法與常規施工方法相比,其不但提高了工作效率, 而且由于工作臂較長棄土較遠大大減少了泥土的二次搬運，節省了運輸費用。根據以往施工經驗，以3米×3米×9米的沉井為例，利用該工法下沉一天平均可以下沉2至3座，而采用普通人工（勞動力安排810人/座）或水力下沉，一座沉井至少需要二至三天。本工法大大縮短了施工工期，安全可靠，節約工程成本，具有明顯的社會效益與經濟效益。11 應用實例11.1臺電住宅小區（南區）室外配套工程11.1.1工程概況：小區室外配套工程,總造價869.5萬元，合同工期110天

22、，道路2.5KM，地下排水排污管線5KM，其中化糞池19座，分布較散，長×寬×深=3米×12米×9米，臨近建筑物最大距離僅3米，且建筑物外墻均已涂料裝飾，業主對該成品保護要求較高不允許一絲污染，地質條件：地表1.6米為粉質粘土，1.6米以下為淤泥質粉質粘土，大開挖施工放坡大易塌方，并嚴重影響周邊建筑物基礎的穩定與安全，松木樁或鋼板樁圍護成本較高又影響總工期，只能采用沉井施工，但沉井施工按常規采用人工挖土施工速度緩慢、安全隱患大，采用水力排土泥水無處可排，采用普通挖掘機無法滿足施工要求。面對如此緊張的施工工期與比較窘迫的施工環境，如何環保衛生安全及時高效地完成該項工程成了項目部的一大難題。11.1.2施工情況：項目部經探討決定采用該工法進行施工，施工過程中