钢筋混凝土沉井施工专项方案.docx
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钢筋混凝土沉井施工专项方案
钢筋混凝土施工方案
卷内目录
前言
第一章：
沉井施工概述
第二章：
施工前准备工作
第三章：
基坑垫层
第四章：
沉井制作
第五章：
沉井下沉
第六章：
沉井封底
第七章：
沉井下沉过程中经常发生的问题及处理
第八章：
沉井质量验收标准
前言
沉井是一种结构形式，现在有较为广泛的使用。
当构筑物埋设较深时采用沉井方式是较经济的，构筑物附近存在已有的建筑物，施工会产生不利影响的就应考虑沉井。
护城河截污管网中顶管工程中工作井及接收井采用沉井施工，工程项目部对施工现场进行勘察，集合图纸及《给排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规范》针对施工现场的特点、地质水文情况编制此施工方案。
第一章：
沉井施工概述
沉井，是深基础和地下工程的一种结构形式，也是常用的施工方法之一。
沉井是在经过整平或处理的地基上制作第无盖、无底的结构物，采取不同的方式取出井内的土体，主要靠其本身自重克服与土的摩阻力和刃脚下的阻力下沉到设计标高。
经封底后形成的地下空间，科作为地下构筑物或作为基础使用。
一、沉井特点
沉井制作场地较为灵活，本工程陈井全部采用陆地制作；沉井结构刚度大，井壁能承受井外的水土压力，取土是无需加设支护；沉井下沉时对周围的土体有扰动，对在井周的构筑物、管线、须采取有效的保护和监测。
二、施工工艺
沉井施工工艺包括施工准备、地基处理、井壁制作、沉井下沉、沉井封底五大部分。
三通一平基坑开挖砂垫层立内模
材料设备进场素混凝土垫层架内脚手架
钢筋模板
制作制作
绑扎钢筋立外模混凝土浇筑前混凝土
安置预埋件检查签署浇筑申请浇筑
商品混凝土或自拌
混凝土
混凝土保养破除素混凝土沉井下沉至封底前
垫层设计标高检查
浇筑素混凝土浇筑钢筋混凝土
垫层或水下封底底板
三、施工要求
1、沉井制作
做地基处理，控制砂垫层的质量，使沉井第一次制作时的重量通过素混凝土垫层扩散后的荷载小于下卧层地基土的承载力特征值；
为防止出现冷裂缝，应具备足够的混凝土熟料；
当沉井多次制作下沉时，每次接高都必须满足沉井的稳定要求，及传送到刃脚下土层的荷载，应小于该土层的极限承载力。
必要时须在井周围回填砂土或向井内灌水，保持刃脚下土层的稳定性。
2、沉井下沉
对与高压缩性的软土层，如淤泥质土，要严格控制“锅底”深度，防止因“锅底”超深而引起沉井突然下沉；
按确保沉井稳定的需要掌握临界挖深；
按勤测勤纠偏的原则进行沉井下沉。
在终沉阶段，刃脚的标高差和平面轴线偏差，要始终控制在规范容许的范围内。
3、沉井封底
排水法施工封底
沉井达到终沉标高后8小时的累计下沉≤1cm时，可进行混凝土干封底。
干封底法可采用分格浇筑，但要根据下沉终止时刃脚高差及井格内涌土情况而定；封底前要将锅底整平，与封底混凝土接触的刃脚和井壁须凿毛并洗净，四周设置集水井并于排水沟相连，集水井须等混凝土达到设计强度后才可以封堵。
不排水法施工封底
在水下清洗刃脚及井壁隔墙的混凝土面层并凿毛，浇筑水下混凝土时，需确保连续不断地供料，水下混凝土到达设计强度时方可抽除井内的集水。
四、质量标准
沉井必须按照设计图纸及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）中的相应规定进行施工，并按《建筑安装工程质量检验评定标准》的有关章节进行质量检验与评定。
五、机械设备
沉井的主要机械设备有沉井的制作、下沉封底三部分组成，见下表
序号
名称
规格
用途
1
正反向铲
1.0m3以内
基坑开挖
2
钢筋三机
切断机（11kw）、弯曲机（11kw）、对焊机（75~100kw）
钢筋制作安装
3
木工三机
电锯（11kw）、电刨（11kw）、压刨（11kw）
模板制作
4
卷扬机
1t~5t
取土、上下料及现场用
5
吊车
50t
6
电焊机
钢筋安装、模板安装
7
高压水泵
180kw
沉井下沉冲洗
8
潜水泵
管径75~100mm
排水、进水、封底
9
井底水泵
降水下沉、封底
10
配套安全用电设备
不小于200A
全过称使用
六、劳动组织
1、沉井施工根据沉井的规模配备一定数量的具有上岗操作证的测量员、木工、泥工、混凝土工、钢筋工、电工、起重工、钳工、机械工等人员。
2、沉井施工应连续施工不要停歇
3、沉井下沉时分三班连续作业。
七、施工安全
1、沉井施工按照有关安全操作规程及规定进行；
2、沉井的脚手平台应与模板脱开，避免沉井下沉引起的脚手倾斜；
3、沉井在高压缩性软土中下沉时，井内施工平台及扶梯不应与井壁及隔墙焊固，防止突然下沉。
第二章施工准备
一、施工准备工作
施工现场准备工作主要内容是：
施工场地的障碍物处理机“三通一平”
1、将施工场地内及工作面内的一切障碍物采取相应的措施进行清理或对重要对象进行保护；
2、施工场地要按图纸设计的走向及范围进行平整；
3、现场道路即临时材料运输路线的敷设，应尽量考虑以降低成本，缩短工期为主；
4、施工现场的临时设施的布置，应该方便施工及生活且要符合安全及问，文明施工的标准；
5、施工供电已考虑本工程的用电负荷及范围较广的原因，除设置变压器供电外，另购3套50kw的发电机组；
6、施工用水已管道供应的城市用水为主；
7、施工现场从项目经理到施工班组长每人配备对讲机，时刻保持联系；
8、其它的各单项施工技术交底工作正同时进行。
第三章：
基坑垫层
一、基坑
1、沉井施工时，首先根据设计图纸进行定位放线工作，即在地面上定出沉井纵横两个方向的中心轴线、基坑的轮廓及水准点、作为施工的依据。
2、基坑的开挖尺寸一定要比沉井的平面尺寸大一些，同时考虑支模及搭设脚手架及排水沟的需要；
3、基坑开挖深度就是采取砂垫层的深度选择2M以内，视土层的条件及地下水的深度在考虑可否将开挖深度加深。
深度在5M以内基坑边坡的最大坡值在坑上作业不大于0.80/。
二、砂垫层
1、砂垫层的厚度确定主要以图纸设计为准，若有与设计不符之处按以下公式去计算砂垫层的厚度。
其计算公式如下：
G≤fa
l+hs
式中hs—砂垫层的厚度（m）；
G—沉井的单位长度重量（KN/m）
fa—地基承载力设计值（KN/㎡）
l—承垫木的长度
2、砂垫层的宽度
以开挖截面确定砂垫层的宽度，主要采用满铺的方式。
3、砂垫层的施工
砂原材料的控制采用颗粒级配良好的中砂、粗砂，同时可采取细沙同时掺入一定数量的碎石，但碎石的最大颗粒不大于5cm；
砂垫层的铺填先在开挖好的基坑内做好排水工作，在清除浮土后即可进行砂垫层的铺填工作，设置集水井的深度可比施工中的地面深50cm，以防止坑槽底的土层破坏或隆起。
砂垫层要夯填密实，选用平板振动器及机械打夯的方式逐层铺设，同时要对施工的砂或砂石进行浇水，要逐层浇水控制施工时的最佳含水量，并从集水井内及时不断地排水。
砂垫层的质量检查有二种方法：
1、环刀取样法，2、贯入测定法，这里选用第二种使用贯入仪、钢叉或钢筋等工具，以贯入度大小检查砂垫层的质量。
检查时以不大于通过试验所确定的数值为合格。
三、混凝土垫层
直接在填实的砂垫层上浇筑混凝土，按设计要求的强度值及配合比施工，控制原材料的进场质量，在砂垫层上直接施工可有效防止因沉井下沉造成的裂缝发生。
第四章：
沉井制作
一、模板工程
1、考虑到沉井的模板安装要求标准较高但又和现浇混凝土结构的模板基本相同，应具备足够的强度、刚度、整体稳定性和缝隙严密不漏浆等；模板还考虑减少混凝土与土之间的摩阻力，沉井单次浇筑混凝土的高度考虑不高于6~8米，高度大操作不便也不安全。
2、由于沉井的自重比较大，在混凝土浇筑过称中可能会产生较大的沉降，所有我们施工中不考虑使用斜支撑，以免在混凝土浇筑过程中，因沉井继续下沉而造成斜支撑的折断；
3、本沉井施工采用木制模板，木模板安装灵活机动性强，可以散拼，使用工具固定。
也可以制成定形大块模板，可以提高模板的周期使用效率，节约大量的木材，而且还可以进行整块吊装，有效地提高机械化程度和劳动生产效率，加快工程的施工进度。
4、圆形沉井井壁模板的配置，应先确定模板的分块数和分块圆弧模块的放样制作模板的支护及加固采用以下的安装模式，如下图：
5、圆形沉降模板的特点：
圆形沉井井壁的模板安装，主要考虑混凝土的侧向压力，混凝土越浇内模越严密，，不易崩裂。
但是井壁外模受压却不同，要特别注意防范，采取在弧形木带之外加立大方楞。
然后每隔40cm*60cm用螺杆螺栓对拉拉紧，并可用楞木外围用多道钢丝绳后小直径钢筋围绕加固。
二、钢筋安装工程
1、钢筋的接头采用对焊接头和电弧焊接头；
2、水平钢筋搭接按照受拉区的规定留出钢筋的搭接长度；
3、竖直钢筋接头配置在同一截面，板扎接头的截面面积占受拉钢筋总截面面积率按照国家规范规定：
对梁、板及墙类构件不宜大于25%，柱类构件不宜大于50%。
但在
沉井的实际操作过程中发现井壁的竖向钢筋如按25%接头，则因钢筋细而且长，不易竖立，并且影响工人操作，在施工中均按50%接头配置。
在软土基的沉井设计中，沉井上部不会被卡住而下部出现悬吊状态，所以井壁竖向钢筋一般是构造筋。
因此按井壁钢筋的50%接头配置，对沉井的工程质量不会影响，但不因大于50%。
4、钢筋的绑扎
（1）刃脚钢筋绑扎
刃脚钢筋的绑扎比较复杂，因为刃脚的钢筋设计的大量钢筋直径较粗，绑扎弯曲比较难。
刃脚钢筋的施工顺序是：
内模板
号钢筋
号钢筋
号钢筋
号钢筋立外模板。
施工方面的要求，应征得设计方面的同意。
（2）井壁钢筋的绑扎
井壁钢筋的绑扎和刃脚的绑扎基本相同，主要是考虑工人操作上的实际需要。
沉井的井壁与地板的连接留有大量的插筋，沉井在下沉过程中操作困难，下沉时必须将插筋弯曲，最合适使用机械套丝连接。
三、混凝土施工
（1）沉井常年处于地下水位以下，因此对井壁混凝土的抗渗要求较高。
（2）防水混凝土集料级配与普通混凝土相似，在混凝土内加适当防渗剂，或调整砂、石粒径。
使混凝土的密实性提高，增加混凝土的抗渗能力，从而起到防水作用。
水灰比：
规范规定0.50以下；
水泥用量：
混凝土的水泥用量最好为300~350kg/m3,最少不小于250kg/m3
砂粒：
控制在35%~45%之间，但石子采用大小级配时不收此限制。
（3）防水混凝土的关键在于搅拌均匀
（4）混凝土的外加剂对混凝土有促凝作用，在混凝土施工中，由于量较大如不能及时供料，容易超过混凝土的初凝时间造成冷缝，据有关资料记载，在混凝土内掺入一定量的减水剂可以延缓混凝土的初凝时间。
（5）沉井混凝土的浇筑振动器使用内部振捣器，通常浇筑方法有分层浇筑和斜面浇筑二种。
本沉井的深度小于8M可以不设施工缝采用一次性浇注。
（6）钢板止水带的设置板厚选择2~3mm，钢板的宽度为500mm左右。
在浇筑上层混凝土时，应将表面凿毛清洗干净。
在浇筑混凝土时先用水湿润，在表面再铺上一层10~15mm厚的水泥砂浆一层，然后再浇筑混凝土。
（7）拉杆螺栓止水，沉井多采用拉杆螺栓固定，这是造成漏水的重要环节，故螺栓要加焊止水片。
止水片一般用3mm*80mm*80mm的钢板制成。
止水片要焊接牢固，这样既可以防止螺栓转动又可以防止渗水。
还可以使用垫支小木块，待井壁模板拆除后，剔除木块，将洞穴洗净后用环氧砂浆填实。
第五章：
沉井下沉
沉井下沉主要是通过从井内用机械或人工的办法均匀取土，消除或减小沉井侧土的摩阻力及刃脚下的正面阻力，有事业同样采取减小井壁外侧土的摩阻力办法，使臣井依靠自身的重量逐渐从地面沉入地下。
沉井下沉的施工方法有：
机械抓土人工配合或人工挖土的排水明挖法下沉，用水力机械出土的排水下沉。
沉井下沉施工应考虑采用井壁外设置泥浆润滑剂或者在井壁外侧高压射水喷射压缩空气等办法来减低摩阻力。
也可采用井体加重、井内降低水位等措施，是沉井顺利地下沉至设计标高。
1、沉井排水及人工挖土下沉
视沉井所穿过的土层透水性，若透水性较差，渗水量不大，或者透水性好渗水量大，但不至于产生流砂现象应尽量使用将井内水排干，用明挖的方法下沉。
排水明挖法下沉劳动条件好，视线清除可以控制。
若出现障碍物易于发现和清除，发生倾斜也易于纠正。
沉井下沉至设计标高即可封底。
沉井排水分井外排水和静内排水相结合的原则。
井点降水适用范围按下表参数：
井点类别
土层渗透系数m/d
减低水位深度m
备注
单层轻型井点
多层轻型井点
喷射井点
0.1~50
0.1~50
0.1~20
3~6
5~12
8~20
适用于能用水冲沉管的土层
电渗井点
管井井点
深井井点
≮0.1
20~200
10~250
根据选用的井点设置
3~5
≯6
适用于导电率不过高的粘土
对各类土的渗透系数五地质勘探报告的按下表数据参考：
土的种类
K（m/d）
土的种类
K（m/d）
粉质粘土、粘土
含粘土的中砂或纯细砂
砂质粉土
含粘土的中砂及纯中砂
含粘土的粉土
纯粗砂
纯粉砂
粗砂夹砾石
含粘土的细砂
砾石
2、排水设备
主要使用单吸单级离心清水泵和潜水泵，水质污浊时采用PS型水泵。
3、集水坑与集水沟
集水坑和集水沟的设置应不妨碍井下工人的施工操作，宜设置在沉井四周，并应保持低于沉井锅底的开挖面。
集水坑的高度大于水泵进水阀的高度，抽水安排专人值班，保证坑不淤、阀不堵。
当地面透水性强时，应沉井四周土层结构遭到破坏，抽水应将排水管适当远引，以防止水顺着沉井四周土层裂缝回流到井内。
4、人工挖土
混凝土垫层一旦被破坏，沉井立即下沉，由于沉井重心偏高掏挖刃脚脚下的砂土若不均匀，将可能造成沉井很大的倾斜。
所以当沉井采用人工挖土时，沉井的四周刃脚宜采用人工全面同时分层（每层20cm左右）掏挖的办法，挖除的砂先集中于沉井中央，然后用吊土斗运出。
5、沉井的下沉按土质类型设置以下三种挖土方案：
（1）软土层的挖土方法
（2）比较坚硬土层中挖土方法
（3）坚硬土层中挖土方法
6、还可选用卷扬机，把杆上配套使用的卷扬机，一般以电动的为主。
选用双筒或三筒卷扬机，一个卷扬筒作悬臂俯仰角的改变，其余的卷扬筒作抓土用。
施工现场无电源也可采用机动卷扬机。
第六章：
沉井封底
当沉井下沉至设计标高时，并基本稳定以后8小时内下沉量不大于10mm，进行沉井的封底工作。
一、干封底
当沉井穿越的土层透水性低，井底涌水量小，且无流砂现象时，沉井应力争干封底，沉井干封底能节约混凝土等大量用材，确保封底混凝土的强度和密实性，并能加快工程进度，省去水下封底混凝土的养护和抽水时间。
1、准备工作，在沉井下沉同时就应做好封底的准备工作，因为有的沉井在软土中排水下沉是速度较快，当沉井下沉到设计标高时，若不及时封底就会出现偏差大，土体涌入等情况，给干封底带来难度。
2、在沉井封底前，基底土面应挖至设计标高，排除井内积水，对超挖的部分应回填砂石，刃脚上的污泥清洗干净；新老混凝土的接缝处还要凿毛等。
3、排水问题是关系到整个沉井封底的关键，因为新浇筑的混凝土还没有达到强度时是不能承受地下水的压力的。
因此在整个封底过程中都应该十分重视排水工作，在浇筑垫层之前在每个井底部至少放置一个集水井，集水井的深度应该保证水泵从井内抽水有足够的深度，但也不能太靠近刃脚，以免带走刃脚下的泥沙，使臣井倾斜值变大。
集水井采用钢板焊成圆形或方形，底部留有塞网孔，上部焊接法兰盘，以便封闭集水井是使用。
第七章：
沉井下沉过程中经常发生的问题及处理
一、沉井下沉中的测量工作
1、在沉井外模拆除后，尚未破除素混凝土垫层时，应在井顶及外壁混凝土表面用红色油漆标明纵横中线，纵横中线必须正交。
对于圆形沉井来说，沉井的测点可设在两个互相垂直的直径与井壁的交点处。
用油漆在测点垂直线上画出四个相同的标尺，标尺的起点应从刃脚的底部算起，如果四个零点不在同一水平线上，取最低点为零点，其余个点的标尺计入相应的高差。
2、沉井下沉要及时测量及时采取纠正措施，测量以仪器为主，辅助标杆、带线锥测量架、水平连通管等。
在不受水流或其他障碍物影响的地方按沉井的中轴线设置固定桩。
用经纬仪及钢尺直接测量沉井中轴线位置。
沉井的高程测量水准仪应设置在地面不受影响的地方，或固定在建筑物上。
二、沉井的纠偏
1、沉井倾斜的原因有以下几种
（1）沉井的刃脚下土层的软硬不均匀；
（2）素混凝土垫层破除没有对称拆除；
（3）没有均匀的除土下沉，井孔内高低相差大；
（4）刃脚下掏空过多，沉井突然下沉产生倾斜；
（5）刃脚的一角或一侧被障碍物搁住没有及时发现及时处理；
（6）井外堆土或其他原因造成四周井壁偏压；
（7）排水下沉井内产生大量流砂。
2、纠偏的方式
（1）偏出土纠偏，沉井在入土较浅时容易倾斜，但也容易校正。
在倾斜低的一侧增加刃脚下的正面阻力，高的一层减少刃脚的正面阻力，即在靠近刃脚的位置吸泥或抓土，使沉井在下沉的过程中逐渐纠偏，操作简单，效果好
（2）井外射水井内偏除土纠偏，当沉井入土深度增大，沉井四周土层对井壁的约束力亦相应增加。
这样就给纠偏工作带来困难。
因此，当沉井下沉深度较大时纠偏关键在于减少一侧的摩阻力，可使用高压水枪沿沉井高的一侧井壁外面插入土中射水，破坏土层结构使侧井壁摩阻力降低。
达到纠偏的效果。
（3）用增加偏土压或偏心压重纠偏，由于弃土或其它原因造成的沉井两侧有土压力差，使沉井产生偏斜，在沉井低的一侧填土或砂石并进行夯实，使低的一侧土压力大于高的一侧的土压力，从而起到纠偏的作用。
（4）不管是倾斜还是偏移、或是扭转，应在沉井距设计标高1m以上时基本纠正到位，在沉井刃脚接近设计标高30cm以内时，不在有超出允许范围外的偏差，否则难以纠正。
三、防止发生流砂现象的措施
1、向井内灌水，灌水后，可采用水下挖土（即用吊车水下抓土或水下空气吸泥的方法），即改用带水下沉的方法。
2、井点降水，采用井点降水后，井内土体就没有地下水，挖土时砂土就不受动水压力作用，从根本上排除流砂产生的条件
3、地基处理，通过地基处理（如注浆加固），改变土体可能产生流砂的特性。
四、减少沉井对四周土体破坏的措施
1、加长刃脚，增加沉井的下沉系数，是刃脚埋入土层1.5~3.0米，形成一个沿刃脚四周的土堤，以阻碍土体从井外向井内涌入，这样对稳定井外的土体有利；
2、在粉质、细砂土层中下沉时，为了避免产生管涌现象和流砂大量流入井内，不应采用井内明排水施工，改用潜水员配合不排水下沉，在临近没有建筑物事采用井点降水。
3、四周如坍塌较严重时，应及时回填。
对四周不均匀的塌陷更应注意，以免由于沉井四周的土压力不均匀而引起沉井过大倾斜。
第八章：
沉井质量验收标准
一、沉井制作允许偏差
项目
允许偏差值
截面尺寸
长、宽
±0.5，且不大于100mm
曲线部分的半径
±0.5%且不大于50mm
对角线长度
对角线长的1%
井壁厚度
±15mm
井壁、隔墙垂直度
1%
预埋件、预留孔偏移
±20mm
沉井下沉完毕后允许偏差
项目
允许偏差值
刃脚平均标高
且＜100mm
沉井水位偏移
＜H/100下沉深度小于10米时水平位移可为100mm
刃脚底面四角任意两脚的高差
（圆形井为相互垂直的两直径与圆周的交点）
＜该两角之间水平距离的1/100且不大于300mm，两角之间水平距离小于10米时其刃脚的底面高差可为100mm
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