沉井法工序

哈大铁路客运专线长春西动车存车场污水泵井沉井工法编制：审核：批准：中铁建设集团有限公司哈大客专长春西动车存车场项目经理部一、前言建筑业发展至今，地下结构物形式越来越复杂，深度越来越深，传统的大开挖在深基础施工中存在的问题无法得到有效的解决；为解决这些问题，一种新工艺----沉井施工应运而生。

沉井施工在建筑业中应用已经很久，但具体到某施工单位，能采用沉井施工的概率很小，无法形成一套完整、简捷、经济合理的施工方法。

我部在污水泵井施工中采用旱地沉井施工，获得了良好的经济效益和社会效益，因此，结合沉井施工编制本工法，以望对以后施工中有所帮助。

二、特点1．旱地沉井工法施工的工序可分为沉井制作、沉井下沉、沉井封底三大工序，每道工序施工简单，施工质量可靠。

2. 本工法在施工工艺上采用了在沉井井筒制作前开挖基坑，在基坑中制作沉井。

这样既减小了开挖下沉的深度，又增加了沉井及周边土体的整体稳定。

3. 本工法采用了井内开挖和井内排水施工方法。

井内开挖，土方工程中无需放坡，不超挖；井内地下水采用内排水，无需井点降水，对周围固有土壤、建筑物的影响比较小，环境效益明显，在施工过程中土方坍塌，水淹等安全隐患小，施工安全系数高。

4. 本工法采用排水开挖和排水封底的施工方法，加快了施工进度，保证了封底混凝土的质量。

三、适用范围本工法适用于地下构筑物的外壳、竖井、给排水泵井等的旱地沉井施工。

四、工艺原理沉井是将一个井筒状的结构物，从井内挖土、依靠自身重力客服井壁摩擦阻力后下沉到设计标高，然后采用混凝土封底并填塞井孔的施工方法。

沉井施工工艺简单，沉井施工顺序包括施工前的准备工作——三通一平（地基处理）、开挖基坑、沉井制作、沉井下沉、沉井封底、封顶等主要施工工序。

五、工艺流程及操作要点1.工艺流程2. 操作要点1) 施工准备除做好场地清理和人、机、料、等方面的工作准备外，由于井内、外土体的高差达到一定程度后，井外土体在自重的作用下挤入井内而造成周围土体和沉井一起下沉，因此，在施工前应对沉井下沉的整体稳定进行验算。

验算采用瑞典条分法进行，计算土体稳定示意图见图5.2.1—1；ɑiOBD WiWiNiTiτib iW iX i E iT iN iE i+1X i+1h iz i图（5.2.1-1）用条分法计算土坡稳定示意图αiNi¦Αi施工准备 清槽、铺砂垫层 装钢刃脚 支立井孔模板 砌筑砖垫座 基坑开挖 立外模浇筑底节混凝土、养护拆模板、破垫层排水挖土下沉接高再下沉绑扎钢筋 封底清理基底计算公式采用：式中 K s ——稳定安全系数；R ——圆弧的半径，（m ）； L ——弧长，（m ）；W ——滑动土块的重量，（KN ）； C ——粘聚力，Kpa ； φ——土的内摩擦角，度；αi ——第i 土条底面中点的法线与竖直线的夹角，度；如验算不能满足要求，应采用搅拌桩或白灰桩对基底进行加固处理，处理后方可进行基坑的开挖。

2) 基坑开挖1 测量放线：根据图纸和地面导线控制点进行实地放线，同时在沉井周围，且在施工影响范围之外布置坐标控制点和临时水准点，建立的控制点精度为±1mm 范围内。

2 基坑底面的尺寸应比刃脚外壁大2—3m ；根据土质、现场条件确定开挖深度，一般在2.0m 左右，以及确定基坑边坡。

3 基坑底部四周应挖设断面不小于30cm ×30cm 的排水沟，并接入基坑内的排水井中，集水井应比排水沟深50cm ，用排水泵将水排到远离基坑的地方。

4 挖土时应人工配合修坡和清理基槽，挖出的土方除部分堆放在周围修筑0.3m 高、0.8m 宽的护道挡地面雨水，多余土方不得堆积基坑周围，运至指定土场。

基坑示意图见图5.2.2—13) 铺砂垫层砂垫层厚度的确定：厚度按下式计算确定：边坡沉井排水沟 图5.2.2—1 基坑示意图K s ＝R ∑W i sin αiR ∑（cl i ＋W i con αi tan φ） I ＝1 nnI ＝15.2.1—1h＝（G/R－L）÷2tgφ 5.2.3—1式中 h——砂垫层的厚度（m）；G——沿沉井第一节圆周单位长度上的重量（KN/m）；R——砂垫层下土层的承载力（KN/m2）；L——混凝土垫宽度（m）；φ——砂垫层扩散角。

砂垫层宽度的确定：砂垫层宽度按下式计算B≥L＋2 hstanφ且B≥b＋2L式中：b—沉井刃脚踏面的宽度（m），B—砂垫层底面的宽度（m），L—混凝土垫的宽度（m）。

砂垫层厚度、宽度确定后分层铺填、分层夯实。

4)刃脚支设沉井制作下部刃脚的支设采用砖垫座。

砖垫座砌筑为保证刃脚踏面的宽度和刃脚斜面的推力作用而做成宽高比为1：2台阶，砖座砌筑完毕后内壁用1：3水泥砂浆抹平。

砖座顶部支出刃脚100mm以供支模作为平台。

5)模板支设1沉井模板采用木定型模组装而成，每节模板的长度视井的总长而定成3m或4m或5m。

采用木模时，外模靠混凝土一侧刨光，涂脱模剂两度，沿模板长度方向间隔1m设一道肋模。

模板支设时先支井内模，一次支到比施工缝高约100mm处，竖缝处用方木支撑在内部脚手架上，外模亦一次支到施工缝略高100mm处，竖缝亦用木方或脚手管杆与外脚手架紧固。

模板支设时内设钢筋撑子以保证井壁的厚度，设钢筋对拉片以使外模稳固，如为圆形沉井则在外模上增设间距为2m的钢丝绳环箍，以增强模板整体的稳定性。

外模中央每隔1.5m水平方向设300mmX600mm浇筑口。

支第二及以后诸节模板时不准支撑在地面上，以免沉井因加重而自动下沉造成新浇筑的混凝土发生裂纹；模板支设过程中应进行垂直度、平整度校正。

2模板安装顺序：刃脚斜面及隔墙底面模板→井孔模板→绑扎钢筋→设内外模间支顶→支立外模板→设内外模间拉筋→调整各部尺寸→全面紧固支顶、拉杆、拉箍→固定撑杆和拉缆。

6)钢筋绑扎绑扎顺序为：先内后外，先由下至上。

为了加快工程进度，钢筋在加工场机械成型，然后运到现场就位，人工绑扎；每节井壁竖筋一次绑扎好，水平筋分段绑扎竖筋可一次绑好，水平筋分段绑扎，与前一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接连接，接头错开1/4，以保证钢筋位置和保护层正确，内侧钢筋之间要设φ14mm钢筋铁码，每1.5m不少于一个。

钢筋用挂线法控制垂直度，用水平仪控制水平度，用木恰卡尺控制间距，用水泥砂浆垫块控制保护层厚度。

7)混凝土浇筑1 混凝土采用商品混凝土。

浇筑运输采用混凝土运输车和混凝土输送泵；2 混凝土浇筑做到定人、定位、定机。

沉井浇筑混凝土时应沿井壁四周对称进行，避免混凝土面高低相差悬殊，以防产生不均匀下沉造成裂缝。

每节沉井的混凝土都应分层、均匀、连续地浇筑直至完成。

每层混凝土的厚度应300mm，对使用插入式振捣器层厚应小于振捣器作用长度的1.25倍。

第一节混凝土强度达到70%后方可浇筑下一节。

8)沉井下沉1 沉井下沉应具有一定强度，第一节混凝土达到设计强度的100%，其上一节达到70%后，方可开始下沉。

并计算沉井自重下沉系数。

计算公式如下： G－Pfw/ Tf≥Ks；式中：G—沉井自重（KN）；Pfw—沉井承受的水的浮托力（KN）；Tf—沉井外壁承受的土的总摩擦力（KN）；Ks—下沉系数。

Ks≥1.05，当沉井在软土层中下沉时，宜取1.05；在其他一般土层中下沉时，宜取1.15。

沉井涌水量计算Q＝K.H.U.q式中 Q——沉井内涌水量（m3/d）；K——土的渗透系数（m/d）；H——地下水面至沉井底的深度（m）；U——沉井刃脚的周长（m）；q——单位长度渗流量，即每沿米基坑周长在单位水头作用下，当渗透系数为1时的渗流量，（m3/h）；根据涌水量确定选用潜水泵的型号、规格、数量以满足施工排水需要。

2 根据土质情况，采用从中间开始挖向四周，均衡对称地进行，使其能均匀竖直下沉。

每层挖土厚度为0.3m左右，按顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层，每次削5～15cm，当土垅挡不往刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重作用下破土下沉。

削土量应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行，以便均匀平稳下沉。

刃脚下部土方必须边挖边清理。

3 沉井下沉至上口离地面50cm高时，即应停止下沉。

接高时上一节竖向中心与前一节的中心线重合或平行，沉井接缝和外壁应平滑，以利下沉。

4 沉井在下沉过程中，可能出现井筒倾斜、沉井位置偏移等情况，出现时应立即分析原因，进行纠偏。

5 在沉井开始下沉和将沉至设计标高时，周边开挖深度应小于30cm，避免发生倾斜。

尤其在开始下沉5m以内时，其平面位置与垂直度要特别注意保持正确，否则继续下沉不易调整。

在下沉至接近设计标高1米时，应减速下沉，记录下沉的速度。

最后20~30cm处停止开挖，观测沉井在不开挖的情况下的下沉速度，依自重下沉至设计标高，确保沉井下沉标高严格控制在范围内。

9)排水封底1 沉井采取排水封底的施工方法。

当沉井沉到设计标高，经观测8h累计下沉量不大于10mm时，即应进行沉井封底。

2封底前在井底挖3—4道小沟，沟内填大块碎石，其上面再填小块碎石，将水引到沉井中央用涵管或无底铁桶围成的集水井中，设泵抽水，保持封底混凝土在井底无水条件下灌注。

在碎石上铺土工布或塑料布，作为混凝土和滤料的隔离层，在隔离层上浇筑混凝土垫层和钢筋混凝土底板。

待混凝土终凝后，撤泵向集水井中充填水下混凝土。

混凝土应分层浇筑捣固，每层厚度30—50cm。

六、材料1.木楞、模板：木楞采用50×100松木方楞，模板采用九夹胶合板，其质量符合《木结构工程施工质量验收规范》（GB50206—2002）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）的规定。

2. 钢管、扣件：钢管采用φ48×3.5规格；扣件种类有：直角型式扣件、旋转型式扣件、对接型式扣件。

采购和租赁的钢管、扣件有产品合格证、质量技术监督部门颁发的生产许可证和法定检测机构的检测检验报告，其质量符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）、《钢管脚手架扣件》（GB15831—95）的规定和技术标准的要求。

3.钢材：钢板、钢筋等采用Q235钢，其质量符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700的规定。

4.混凝土：混凝土强度满足设计要求，其质量符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）、《预拌混凝土》（GB14902—2004）、《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）的规定。

七、工具设备机具设备：1 钢筋切断机、钢筋调直机、自卸汽车、搅拌机、商品混凝土运输车、插入式振动棒、电焊机、混凝土汽车泵、潜水泵、木工机具和发电机组等。

2 检测仪器：水准仪、经纬仪、钢卷尺、坍落度筒、混凝土试模等。

序号机械设备名称型号数量备注1 挖掘机PC220 1台——2 自卸汽车EQ1090F1 5辆——3 汽车吊QY25B 1台——4 钢筋加工机械Ф6 ~ 40 3套——5 木工加工机械——2套——6 电焊机BX1-300 4台——7 混凝土振动器Ф50/9m长4套——8 平板振动器——2台——9 全站仪1台——10 水准仪SD3 1台——11 排水设备15套——八、活动组织及安全1.人员组织所需操作人员主要有：钢筋加工及安装工、焊工、混凝土工、木工、电工、普工。