精品沉井下沉技术交底.docx
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精品沉井下沉技术交底
一、沉井下沉
1、下沉验算
沉井下沉前应进行砼强度检查、外观检查。
并根据规范要求，对各种形式的沉井在施工阶段应进行结构强度计算、下沉验算和抗浮验算。
沉井下沉时，第一节砼强度达到设计强度，其余各节应达到设计强度的70%。
沉井下沉，其自重必须克服井壁与土间的摩阻力和刃脚、隔墙、横梁下的反力，采取不排水下沉时尚需克服水的浮力。
因此，为使沉井能顺利下沉，应进行分阶段下沉系数的计算，作为确定下沉施工方法和采取技术措施的依据。
下沉系数按下式计算：
k0=（G－B）/Tf
式中：
G——井体自重；
B——下沉过程中地下水的浮力；
Tf——井壁总摩阻力；
K0——下沉系数，宜为1.05~1.25，位于淤泥质土中的沉井取小值，位于其他土层中取大值。
井壁摩阻力可参考下表
土的种类
井壁摩阻力（Kn/m2）
流塑状粘性土
10~15
软塑及可塑状粘性土
12~25
粉砂和粉性土
15~25
砂卵石
17.7~29.4
泥浆套
3~5
当下沉系数较大，或在软弱土层中下沉，沉井有可能发生突沉时，除在挖土时采取措施外，宜在沉井中加设或利用已有的隔墙或横梁等作防止突沉的措施，并按下式验算下沉稳定性：
k’0=G－B/Tf+R
式中：
R——沉井刃脚、隔墙和横梁下地基土反力之和；
k’0——沉井下沉过程中的下沉稳定系数，取0.8~0.9。
当下沉系数不能满足要求时，可在基坑中制作，减少下沉深度；或在井壁顶部堆放钢、铁、砂石等材料以增加附加荷重；或在井壁与土壁间注入触变泥浆，以减少下沉摩阻力等措施。
2、垫架、排架拆除
大型沉井应待砼达到设计强度的100%始可拆除垫架（枕木、砖垫座），拆除时应分组、依次、对称、同步地进行。
抽除次序是：
圆形沉井先抽除一般承垫架，后拆除定位垫架，矩形沉井先抽除内隔墙下垫架，再分组对称抽除外墙两短边下的垫架，然后抽除长边下一般垫架，最后同时抽除定位垫架。
抽除时先将枕木底部的土挖去，利用绞磨或推土机的牵引将枕木抽出。
每抽出一根枕木，刃脚下应立即用砂填实。
抽除时应加强观测，注意沉井下沉是否均匀。
隔墙下排架拆除后的空穴部分用草袋装砂回填。
3、井壁孔洞处理
沉井壁上有时留有与地下通道、地沟、进水口、管道等连接的孔洞，为避免沉井下沉时地下水和泥土涌入，也为避免沉井各处重量不均，使重心偏移，易造成沉井下沉时倾斜，所以在下沉前必须进行处理。
对较大孔洞，在沉井制作时在洞口预埋钢框、螺栓，用钢板、方木封闭，中填与空洞砼重量相等的砂石或铁块配重。
对进水窗则采取一次做好，内侧用钢板封闭。
沉井封底后拆除封闭钢板、挡木等。
二、沉井下沉施工方法
1、下沉方案选择
沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方案。
一般应采用排水下沉。
当土质条件较差，可能发生涌土、涌砂、冒水或沉井产生位移、倾斜及沉井终沉阶段下沉较快有超沉可能时，才向沉井内灌水，采用不排水下沉。
当决定由不排水下沉改为排水下沉，或部分抽除井内灌水时，必须慎重，并应加强观察。
排水下沉常用的排水方法有：
⑴、井点降水
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，使井内保持挖干土。
适于地质条件较差，有流砂发生的情况时使用。
2、下沉挖土方法
⑴、排水下沉挖土方法
排水下沉挖土方法，常用的有：
人工或用风动工具挖土；在沉井内用小型反铲挖土机挖土；在地面用抓斗挖土机挖土。
挖土应分层、均匀、对称地进行，使沉井能均匀竖直下沉。
有底架、隔墙分格的沉井，各孔挖土面高差不宜超过1m。
如下沉系数较大，一般先挖中间部分，沿沉井刃脚周围保留土堤，使沉井挤土下沉；如下沉系数较小，应事先根据情况分别采用泥浆润滑套、空气幕或其他减阻措施，使沉井连续下沉，避免长时间停歇。
井孔中间宜保留适当高度的土体，不得将中间部分开挖过深。
沉井下沉过程中，如井壁外侧土体发生塌陷，应及时采取回填措施，以减少下沉时四周土体开裂、塌陷对周围环境的影响。
沉井下沉过程中，每8h至少测量2次。
当下沉速度较快时，应加强观测，如发现偏斜、位移时，应及时纠正。
对普通土层从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖土厚0.4~0.5m，沿刃脚周围保留0.5~1.5m土堤，然后再沿沉井壁，每2~3cm一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层，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。
本法可有效地提高工作效率。
如下沉很少或不下沉，可再从中间向下挖0.4~0.5m，并继续向四周均匀掏挖，使沉井平稳下沉。
3、井内土方运出方法
沉井内土方运出通常采用的方法是：
在沉井边设置塔式起重机或履带式起重机等，将土装入斗容量1~2m3的吊斗内，用起重机吊出井外卸入自卸汽车运至弃土处。
沉井内土方吊运出井时，对于井下操作工人必须有安全措施，防止吊斗及土方落下伤人。
三、测量控制
沉井位置标高的控制，是在沉井外部地面及井壁顶部四周设置纵横十字中心控制线、水准基点，以控制位置和标高。
沉井垂直度的控制，是在井筒内按4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，并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。
挖土时，随时观测垂直度，当线坠离墨线达50mm，或四面标高不一致时，即应纠正。
沉井下沉的控制，系在井筒周围弹水平线，或在井外壁上两侧用白铅油画出标尺，用水平尺或水准仪来观测沉降。
沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，每班至少观测两次（于班中及每次下沉后检查一次），接近设计标高时应加强观测，每2h一次，预防超沉。
由专人负责并做好记录，如有倾斜、位移和扭转，应及时通知值班队长，指挥操作人员纠正，使偏差控制在允许范围内。
四、沉井封底
当沉井下沉到距设计标高0.1m时，应停止井内挖土和抽水，使其靠自重下沉至设计或接近设计标高，再经2~3d下沉稳定，或经观测在8h内累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底。
封底方法有排水封底和不排水封底两种，宜尽可能采用排水封底。
1、排水封底（干封底）
方法是将新老砼接触面冲刷干净或打毛，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，填以卵石作成滤水暗沟，在中部设2~3个集水井，深1~2m，井间用盲沟相互连通，插入Φ600~800mm四周带孔眼的钢管或砼管，外包二层尼龙窗纱，四周填以卵石，使井底的水流汇集在井中，用潜水泵排出，保持地下水位低于基底面0.5m以下。
封底一般铺一层150~500mm厚碎石或卵石层，再在其上浇一层厚约0.5~1.5m的砼垫层，在刃脚下切实填严，振捣密实，以保证沉井的最后稳定。
达到50%设计强度后，在垫层上绑钢筋，两端伸入刃脚或凹槽内，浇筑上层底板砼。
封底砼与老砼接触面应冲刷干净；浇筑应在整个沉井面积上分层、不间断地进行，由四周向中央推进，每层厚30~50cm，并用振捣器捣实；当井内有隔墙时，应前后左右对称地逐孔浇筑。
砼采用自然养护，养护期间应继续抽水，待底板砼强度达到70%并经抗浮验算后，对集水井逐个停止抽水，逐个封堵。
封堵方法是将滤水井中水抽干，在套管内迅速用干硬性的高强度砼进行堵塞并捣实，然后上法兰盘用螺栓拧紧或四周焊接封闭，上部用砼垫实捣平。
五、沉井下沉施工常遇问题和预防处理方法
沉井下沉施工常遇问题和预防处理方法见下表：
常遇问题
原因分析
预防措施及处理方法
下沉困难（沉井被搁置或悬挂，下沉极慢或不下沉）
1、井壁与土壁间的摩阻力过大
2、沉井自重不够，下沉系数过小
3、遇有地下管道、树根等障碍物
4、遇流砂、管涌
1、继续浇筑砼增加重量，在井顶均匀加铁块或其他荷重
2、挖除刃脚下的土，或在井内继续进行第二层碗形破土；用小型药包爆破振动，但刃脚下挖空宜小，药量不宜大于0.1kg，刃脚应用草垫等防护
3、不排水下沉改为排水下沉，以减少浮力
4、在井外壁装置射水管冲刷井周围土，减少摩阻力；射水管亦可埋于井壁砼内，此法仅适用于砂及砂类土
5、在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土，降低摩阻力，泥浆槽距刃脚高度不宜小于3m
6、清除障碍物；控制流砂、管涌
下沉过快（沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况）
1、遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度
2、长期抽水或因砂的流动，使井壁与土间摩阻力减小
3、沉井外部土体液化
1、可用木垛在定位垫架处给以支撑，并重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土
2、将排水法下沉改为不排水法下沉，增加浮力
3、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
4、减少每一节筒身高度，减轻沉井重量
突沉（沉井下沉失去控制，出现突然下沉的现象）
1、挖土不注意，将锅底挖得太深，沉井暂时被外壁摩阻力和刃脚托住，使处于相对稳定状态，当继续挖土时，土壁摩阻力达极限值，井壁阻力因土的触变性而突然下降，发生突沉
2、流砂大量涌入井内
1、适当加大下沉系数，可沿井壁注一定的水，减少与井壁的摩阻力
2、控制挖土，锅底不要挖太深；刃脚下避免掏空过多
3、在沉井梁中设置一定数量的支撑，以承受一部分土反力
4、控制流砂现象发生
倾斜（沉井垂直度出现歪斜，超过允许限度）
1、沉井刃脚下的土软、硬不均
2、没有对称地抽除垫木或没有及时回填夯实；井外四周的回填土夯实不均
3、没有均匀挖土，使井内土面高差悬殊
1、加强沉静过程中的观测和资料分析，发现倾斜要及时纠正
2、分区、依次、对称、同步地抽除垫木，及时用砂或砂砾填夯实
3、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
4、在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度
4、刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜
5、刃脚一侧被障碍物搁住，未及时发现和处理
6、排水开挖时，井内一侧涌砂
7、井外弃土或堆物，井上附加荷重分布不均，造成对井壁的偏压
5、在井外深挖倾斜反面的土方，回填到倾斜一面，增加倾斜面的摩阻力
6、不排水下沉，在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石；在井外射水或开挖，增加偏心压载，以及施加水平外力等措施
偏移（沉井轴线与设计轴线不重合，产生一定的位移）
1、大多由于倾斜引起的，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一侧下部产生一定位移，位移大小，随土质情况及向一边倾斜的次数而定
2、测量定位差错
1、控制沉井不再向偏移方向倾斜
2、有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正
3、加强测量的检查复核工作
遇障碍物（沉井被地下障碍物搁置或卡住，出现不能下沉的现象）
沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、地下管沟、圬工、管线、钢筋、树根等，造成沉井搁置、悬挂，难以下沉
1、遇较小孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石或大块石、地下沟道、圬工等，可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出，炮孔距刃脚不少于50cm，其方向须与刃脚斜面平行，药量不得超过200g，并设钢板防护，不得用裸露爆破；钢管、钢筋、树根等可用氧气烧断后取出
2、不排水下沉，爆破孤石后，除打眼爆破外，亦可用射水管在孤石下面掏洞，装药破碎吊出
遇硬质土层（沉井破土遇坚硬土层，难以开挖下沉）
遇厚薄不等的黄砂胶结层、姜结石，质地坚硬，用常规方法开挖困难，使下沉缓慢
1、排水下沉时，以人力用铁钎打入土中向上撬开，取出或用铁镐、锄开挖，必要时打炮孔爆破成碎块
2、不排水下沉时，用重型抓斗、射水管和水中爆破联合作业，先在井内用抓斗挖2m深锅底坑，由潜水工用射水管在坑底向四周方向距刃脚边2m冲4个400mm深的炮孔，各用200g炸药进行爆破，余留部分用射水管冲掉，再用抓斗抓出
封底遇倾斜岩层（沉井下沉到设计深度后遇倾斜岩层，造成封底困难）
地质构造不均，沉井刃脚部分落在岩层上，部分落在较软土层上，封底后易造成沉井下沉不均，产生倾斜
应使沉井大部分落在岩层上，其余未到岩层部分，如土层稳定不向内崩坍，可进行封底工作；若井外土易向内坍，则可不排水，由潜水工一面挖土，一面以装有水泥砂浆或砼的麻袋堵塞缺口，堵完后再清除浮渣，进行封底。
井底岩层的倾斜面，应适当做成台阶
1、井内锅底开挖过深，井外松散土涌入井内
1、采用排水法下沉，水头宜控制在1.5~2.0m
遇流砂（井外土粉砂涌入井内的现象，造成沉井突沉、偏斜或下沉过慢或不下沉等现象）
2、井内表面排水后，井外地下水动水压力把土压入井内
3、爆破处理障碍物，井外土受振进入井内
4、挖土深超过地下水位0.5m以上
2、挖土避免在刃脚下掏挖，以防流砂大量涌入，中间挖土也不宜挖成锅底形
3、穿过流砂层应快速，最好加荷，如抛大块石增加土的压重，使沉井刃脚切入土层
4、采用深井或井点降低地下水位，防止井内流淤；深井宜安置在井外，井点则可设置在井外或井内
5、采用不排水法下沉沉井，保持井内水位高于井外水位，以避免流砂涌入
超沉（沉井下沉超过设计要求的深度）
1、沉井下沉至最后阶段，未进行标高观测
2、下沉接近设计深度，未放慢挖土下沉的速度
3、遇软土层或流砂，使下沉失去控制
1、沉井至设计标高，应加强观测
2、在井壁底梁交接处设置承台（砌砖），在其上面铺方木，使梁底压在方木上，以防过大下沉
3、沉井下沉至距设计标高0.1m时，停止挖土和井内抽水，使其完全靠自重下沉至设计标高或接近设计标高
4、避免涌砂发生
六、沉井的质量检验标准
沉井的质量检验标准
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数量
主控项目
1
砼强度
满足设计要求（下沉前必须达到70%设计强度）
查试块记录或抽样送检
2
封底前沉井的下沉稳定性
mm/8h
＜10
水准仪
3
封底结束后的位置：
刃脚平均标高（与设计标高比）
刃脚平面中心线位移
四角中任何两角的底面高差
注：
上述三项偏差可同时存在。
下沉总高度，系指下沉前、后刃脚之高差
mm
＜100
＜1%H
＜1%L
水准仪
经纬仪。
H为下沉总深度，H＜10m时，控制在100mm之内
水准仪。
L为两角的距离。
但不超过300mm，L＜10m时，控制在100mm之内
一般项目
1
钢材、对接钢筋、水泥、骨料等原材料检查
满足设计要求
查出厂质保书或抽样送检
2
结构体外观
无裂缝、蜂窝、空洞，不露筋
直观
一般项目
3
平面尺寸：
长与宽
曲线部分半径
两对角线差
预埋件
%
%
%
mm
±0.5
±0.5
1.0
20
尺量，最大控制在100mm之内
尺量，最大控制在50mm之内
尺量
尺量
4
下沉过程中的偏差
高差
%
1.5~2.0
水准仪。
最大不超过1m
平面
轴线
＜1.5%H
经纬仪。
H为下沉深度，最大控制在300mm之内，此数值不包括高差引起的中线位移
5
封底砼坍落度
mm
180~120
坍落度测定器
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