鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法編寫人：孫磊 張榮根沉井是修建深基礎和地下深構筑物的主要基礎類型， 按平面形狀可分為圓形、方形、矩形、多邊形等，由于自身的一些特點，在實際工程中得到廣泛的應用。1、特點1.1沉井結構截面剛度大，承載力高，抗滲和耐久性能好。1.2施工工序較多，技術、質量要求高，但下沉機具設備簡單。1.3可用于各種復雜的地形和地質條件， 特別適用于地下水豐富、滲透系數大、排水有困難、地下有流沙等土質情況的施工。1.4不需要開挖土方，可以加快施工進度，降低工程成本。2、適用范圍適用于工業建筑的深坑、地下室、水泵房、設備深基礎等工程及松軟、不穩定含水層、粘性土、沙土等地基中。3、工作原理在地面上按照施工圖紙對鋼筋混凝土筒身進行制作， 待筒身達到一定強度后，在筒內用預先安設在沉井外壁的水槍借助高壓水沖刷土層， 依靠筒身自重克服與土壁之間的摩阻力，不斷下沉、就位，直至符合設計要求。4、施工程序平整場地 測量放線 開挖基坑與處理 沉井制作沉井下沉 沉井封底 澆筑底板混凝土 驗收5、平整場地按照設計圖紙和施工方案的標高平整場地， 拆遷沉井施工涉及范圍內的地上障礙物，清除地面下 3米以內的埋設物。6、測量放線依據建設單位提供的基準點及設計院設計定位圖布設現場施工平面控制第1 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法網；依據建設單位提供的水準基點控制沉井施工高程。7、開挖基坑采用挖土機開挖到設計標高以上 20cm處，余土用人工修整，然后一般采用砂、砂礫、碎石、灰土墊層，用機械碾壓或打夯機夯實。8、沉井制作8.1刃腳制作根據沉井重量、施工荷載和地基等情況，刃腳可采用墊架法、半墊架法、磚墊座或土底模制作。采用墊架（或半墊架）法，首先在刃腳處鋪設砂墊層，再在上面鋪設墊木和墊架（墊架的數量根據設計計算確定） ，間距一般為 0.5米—1米。墊架鋪設應對稱，一般先設 8組定位墊架，每組由 2—3個墊架組成，矩形沉井常設4組定位墊架，其位置在長邊兩端 0.15L（L為矩形長邊長），在其中間支設一般墊架，墊架應垂直井壁鋪設（圓形沉井沿刃腳圓弧部分對準圓心鋪設） 。墊木施工時應保持其頂面在同一水平面上 （誤差控制在10毫米以內），墊木中線應與刃腳中心線相重合。沉井刃腳墊架（或半墊架）施工如下圖。2 21 13 7＜500 45度--60度 4 45度--60度 45656墊架施工半墊架施工1—刃腳2—模板3—墊架4—枕木5—夯實地基6—砂墊層7—半墊架第2 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法8.2井壁制作一般有三種制作方式： A）在地下水位高和凈空允許的情況下可采用在地面上制作。B）人工筑搗制作。C）在地下水位低、凈空不高的情況下可在基坑中制作。施工中一般采用基坑中制作。基坑中制作沉井，基坑應比沉井寬 2—米，四周布設排水溝和集水井，并在地面上設擋水堤，如下圖。1000-坑中制作沉井1—擋水堤 2—沉井3—排水溝4—地下水位線沉井制作方式又可分為：A）一次制作，一次下沉；B）分節制作，一次下沉；C）分次制作，制作與下沉交替進行。當沉井筒身小于 6米時可采用一次制作、一次下沉的施工方法；當沉井筒身大于 6米小于12米時可采用分節制作、一次下沉的施工方法；當沉井筒身大于 12米時可采用分次制作，制作與下沉交替進行的施工方法；9、沉井下沉9.1下沉系數驗算沉井下沉之前應對結構的外觀進行全面的檢查，主要檢查混凝土的強度、第3 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法抗滲等級、驗算地基極限承載力、下沉的分段摩阻力及分段的下沉系數。 下沉前混凝土的強度應達到設計強度的 100%，沉井下沉必須克服井壁與地基土間摩擦力、地層刃腳的反力和克服水的浮力。 沉井制作到擬定的高度后，按下式驗算下沉系數。計算簡圖如下圖。K=(Q-B)/(T+R)=(Q-B)/[ πD(H-2.5)f+R]式中：K—下沉安全系數，一般應大于 1.15；00B05TTQ0H005-HRfR沉井下沉受力平衡圖沉井下沉摩擦力計算簡圖Q—沉井自重及附加荷載（KN）；B—被井壁排開的水重（KN）；T—沉井與地基土間的摩擦力（KN）；D—沉井外徑（m）；H—沉井下沉高度（m）；R—刃腳反力（KN）；f—井壁與地基土的摩擦系數2（按下表取用）。當下沉范圍內土層由不(KN/m)同土層構成時，取平均摩擦系數，其計算方法為：第4 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法f=（f1n1+f2n2+ +fnnn）/(n1+n2+ +nn)f1f2fn—各層土與井壁的摩擦系數(KN/m2)；n1n2nn—各層土的厚度（m）。地基土與沉井外壁間的摩擦系數地基土與井壁的摩擦系數 地基土與井壁的摩擦系數土的種類(KN/m2)土的種類(KN/m2)粘性土24.5—49.0砂卵石17.7—29.4軟土9.8—11.8砂礫石14.7—19.6砂土11.8—24.5泥漿潤滑套2.9—4.99.2下沉準備1）清除井內散落的混凝土、腳手管、木板等雜物。2）井壁上的對拉螺栓應割掉，并作抗滲處理，刃腳部位的預插筋加裝PVC防護套管，以防鉤破潛水服等。3）井內外均應設置鋼梯，并加防護欄。設計好下沉排泥管路，確保排泥暢通至指定排泥場地。4）沉井四角短邊設立下沉標尺，用水準儀控制沉井下沉量，用經緯儀控制沉井四角位移，及時調整，保證其偏差在規范允許的范圍內。9.3墊架、排架的拆除沉井混凝土強度達到100%后墊架方可拆除，刃腳下的墊架的拆除應分區、分組、對稱、同步進行。拆除方法是：將墊木底部的土挖去，利用人工或機械將墊木抽出，抽出時應進行下沉觀測，注意下沉是否均勻。9.4下沉速率控制目的：通過控制井內取土，使沉井下沉速率保持在一定的范圍內，從而保證下沉偏差符合設計及規范要求。（1）初沉階段：即下沉深度2.0米內，為使沉井形成穩定準確的正常軌跡，此時應以慢為主，速率控制在0.3米/天。第5 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法2）中沉階段：即距設計標高2.0米前，速率可加快，控制在0.5—0.8米/天范圍內。3）終沉階段：即距設計標高2.0米時，此時應減慢下沉速度，控制在0.2—0.3米/天，以糾偏為主，做到有偏必糾，嚴格控制底梁、隔墻下取土，鍋底挖深應減小。沉井下沉離設計標高 0.1米時應停止下沉施工，靠自重下沉至設計標高，下沉達到設計標高，經24小時沉降觀測，沉降量不大于10毫米后進行封底施工。9.5遇到問題的預防和處理措施在沉井下沉各階段，應及時加強觀測，若發生偏移應立即采取措施予以糾正。1）沉井傾斜：即沉井垂直度出現偏差、歪斜。因此應加強觀測資料的校核和分析，在刃腳高的一側加強取土，低的一側少取土或不取土，待正位后再均勻分層取土下層。2）沉井偏移：即沉井軸線產生位移現象。首先加強測量資料的校核，然后控制沉井不再向偏移方向傾斜，當幾次傾斜糾正后即可恢復到正確位置。3）沉井下沉過快：即沉井下沉速率超過挖土速度，出現異常情況，則應控制底梁等處取土。及時將下沉方法改為注水下沉，增加浮力。4）沉井下沉過慢：沉井下沉至一定深度后，井壁與土體摩阻力增加，可能導致下沉緩慢。此時可以采用的方法是：在井壁四周壓觸變泥漿護壁、設置空氣幕降低井壁與土的摩阻力或在沉井頂部壓鐵塊增加自重。9.6沉井糾正措施沉井傾斜是沉井下沉過程中必然會出現的一種現象，糾正自然也是必然的一種手段，一般均將傾斜度控制在規范允許的范圍內進行下沉，碰到突發情況則有可能則有可能致使沉井傾斜超過允許范圍內，如遇到地下障礙物、地質分布嚴重不均等（這些現象在事先的相關資料中均未反映而無法預知），一旦沉井發生傾斜，均應采取措施進行糾正。（1）允許傾斜：傾斜程度在允許范圍內，只需要按 9.5所述調整取土方第6 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法法即可解決。2）超限傾斜：即傾斜程度超過規范允許范圍，則應立即采取措施進行沉井糾偏。1）沉井已傾斜，但傾斜不再快速擴大，則通過低的一側停止取土，并在其外側加強回土，而高的一側井內加強取土，甚至外側要采用取土減阻方式以利于高的一側沉井下沉，直至傾斜度接近零時再進行正常下沉。2）沉井已傾斜且傾斜仍快速擴大：這種狀況往往在遇突發情況時發生，其處理方法則分兩步：首先向井內快速增加注水，甚至將井內注滿，以增加沉井浮力而減少自重，使沉井停止下沉，然后再分析致斜原因而采取相應措施。第一種情況是遇到障礙物，此時致使沉井一側不動，另一側繼續下沉而導致傾斜，采用的處理方法：通過潛水員配合采用取土掏物的辦法將障礙物排除，然后逐步降水、井內取土的方式糾偏，恢復沉井下沉。第二種情況是遇到不良地質，在實際地質情況與地質報告嚴重不符，且地質分布又不均勻等條件下易于發生沉井超限傾斜，采用的處理方法：先加額注水穩定沉井。再通過調整井內取土、調整井外回填來糾偏，而且高的一側取土時可以將刃腳掏空，以達到糾偏效果，如果糾偏效果仍不明顯，則可以采用一些加強措施，如低的一側進行壓密注漿以加強地基承載力，或高的一側井上加載輔助下沉，或高的一側井壁旁加注空氣幕減阻加強下沉等。9.7井壁孔洞處理沉井井壁中如有預留管道、地溝等孔洞時，在下沉前必須進行適當的處理。對較大的孔洞采用預埋鋼框、螺栓，用鋼板、方木封閉，里面填塞與孔洞混凝土重量相等的砂石或鐵件配重，在沉井封閉后拆除。9.8沉井下沉（水力機械沖土）工作原理用高壓水泵將高壓水流通過進水管分別送進沉井內的高壓水槍和吸泥機，利用高壓水槍射出的高壓水流沖刷土層，使其形成一定稠度的泥漿匯流至集泥坑，然后用吸泥機將泥漿吸出，從排泥管排出井外。第7 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法9.9主要設備主要設備包括：吸泥器（水力吸泥機或空氣吸泥機）、吸泥管、揚泥管、高壓水管、離心式高壓清水泵和空氣壓縮機（空氣吸泥）等。9.10技術參數吸泥器內部高壓水噴嘴處的有效水壓與揚泥所需的水壓的比值平均約7.5。適宜的泥漿稠度：砂類土為1.08—1.18噸/立方米；粘性土為1.09—1.20噸/立方米。吸入泥漿所需的高壓水流量≈泥漿量。吸入的泥漿與和高壓水混合以后的稀釋泥漿，在管內的流速不超過2—3米/小時，噴嘴處的高壓水流速一般約為30—50米/小時。一般的吸泥機的射水管與高壓水噴嘴的截面比275 6314水力吸泥器沖土1—沉井2—供水管 3—水位4—排泥管5—沖刷管 6—水力吸泥導管7—履帶起重機約為4—10，吸泥管與噴嘴的截面比約15—20。水力吸泥機的有效作用約為高壓水泵效率的0.1—0.2倍。吸泥器配備數量與沉井的規模及土質有關，一般第8 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法為2—6套。用水力吸泥器示意如上圖。9.11測量控制沉井施工的測量控制包括沉井的位置標高控制、 沉井垂直度的控制和沉井下沉的控制。沉井的位置標高控制是在沉井外部地面及井壁頂部設置縱橫十字中心控制線和水準基點，用經緯儀和水準儀進行控制。 沉井垂直度的控制是在沉井外壁垂直控制線，用兩臺經緯儀進行垂直偏差的觀測，當垂直偏差的角度達到arcsin(50/H)(H 為沉井高度，單位毫米)時或四面標高不一致時，應立即進行校正。沉井下沉的控制是在沉井外壁的四周彈出水平線或在外壁上用白鉛油畫出標尺，用水準儀進行沉降觀測。測量控制如下圖。測量控制要求：沉井下沉中應加強位置、垂直度和沉降量的觀測，每班至少測量兩次，接近設計標高時應加強觀測，每 2小時觀測一次，目的是防止超沉。測量記錄有專人負責，如出現傾斜、位移或扭轉，應及時通知現場技術負責人，采取科學有效的措施，使偏差控制在允許的范圍內。1 132 51421

1--1測量控制第9 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法1—中心線控制點 2—下沉控制點 3—沉井4—外壁下沉標尺 5—沉降觀測點10、沉井封底當沉井下沉到設計標高0.1米時，應停止下沉施工，靠自重下沉至設計標高，在8小時內觀測累計下沉量不大于10毫米時，可以進行沉井封底。首先將井底浮泥清除干凈，新老混凝土接觸面用水沖刷干凈，并拋入碎石做墊層，采用提升導管法澆筑封底混凝土。待水下混凝土達到規定強度后（一般養護 7天），才可以抽水檢查封底情況和檢修補漏，然后進行底板混凝土的施工。導管法澆筑封底混凝土如下圖。98 7654312導管法澆筑封底混凝土1—沉井2—封底混凝土 3—導管4—水位5—機動車跑道 6—平臺7—下料漏斗 8—大梁9—混凝土澆筑料斗第10 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法11、施工質量標準沉井施工質量標準見下表。序號 項 目平長度、寬度制面曲線部分半徑作尺1質寸對角線差量井壁厚度下刃腳平均標高沉底面中心H＞10米后位置偏移H≤10米質 刃腳底面 L＞10米量 標高 L≤10米12、安全保證措施

允許偏差（毫米） 備注L為沉井的l/200且不大于100長度或寬度；±R/200且不大于50R為半徑；b為對角線b/100長；H為下沉總±15深度；L為最高與±100最低兩角間距離。≤H/100100L/100且不大于300100施工中做到符合安全生產規定要求，確保設備完好率大于 95%，人身安全無事故。各分項施工時，安全部門及時做好安全技術交底工作， 讓每個施工人員懂得安全生產的重要性，自覺遵守安全操作規程。特殊工種應通過專業培訓持證上崗。12.1 施工作業時，安全員應按規定進行巡回檢查，發現 “三違”現象應立即制止，督促其按規范作業，遇有安全隱患，嚴格按 “三不放過”的原則處理。12.2 工作井頂面、走道、爬梯必須設欄桿，上下人員不得擁擠，進場人員必須戴好安全帽。潛水員必須做好體檢工作，不合格人員嚴禁下潛，下沉時，井面必須安放救生圈。12.3 各種機械與電器設備必須有可靠的防護裝置、限位裝置，防止機械傷人事故的發生。冬期施工時，做好防滑、防凍、保溫等措施。第11 頁共12頁鋼筋混凝土沉井（不排水下沉）施工方法13、工程實例通安泵房基礎工程為鋼筋砼內階梯式沉井，是蘇州市水環境綜合整治工程——引水泵站工程之單項工程，工程位于蘇州市相城區通安鎮街西村，南為金墅取水站，西為太湖，北面為漁民新村，場地為農田，古北角一部分為魚池。沉井的