施工手册(第四版)第六章土方与基坑工程6-2-12 沉井施工

6-2-12 沉井施工

沉井是修筑深基础和地下构筑物的一种施工工艺。施工时先在地面或基坑内制作开口的钢筋混凝土井身，待其达到规定强度后，在井身内部分层挖土运出，随着挖土和土面的降低，沉井井身藉其自重或在其他措施协助下克服与土壁间的摩阻力和刃脚反力，不断下沉，直至设计标高就位，然后进行封底。

沉井施工工艺的优点是：可在场地狭窄情况下施工较深（可达50余米）的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；施工不需复杂的机具设备；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。其缺点是施工工序较多；技术要求高、质量控制难。

沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑（料坑、铁皮坑、翻车机室等）、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作井、深地下室、取水口等工程施工。

6-2-12-1 沉井类型

沉井类型很多，按材料分，有混凝土、钢筋混凝土、砖石等，但应用最多的还是钢筋混凝土沉井。按平面形状分，有圆形、方形、矩形、多边形、多孔形等，主要取决于其用途。由于圆形沉井受力性能好、易于控制下沉，应用最多。沉井的剖面，有圆筒形、锥形、阶梯形等。为减少下沉摩阻力，井壁在刃脚外缘处常缩进20~30mm，呈圆柱带台阶形，井壁表面呈1/1000的坡度。

图6-202 沉井平面及剖面形式

（a）平面形式；（b）竖剖面形式

1-圆形；2-方形；3-矩形；4-多边形；5-多孔形；

6-圆柱形；7-圆柱带台阶形；8-圆锥形；9-阶梯形

6-2-12-2 沉井制作与下沉

1．施工准备工作

沉井施工前的准备工作，除去常规的场地平整；修建临时设施；水、电、风等动力供应外，着重作好下述工作：

（1）地质勘察

在沉井施工处需进行钻探，钻孔设在井外，距外井壁距离宜大于2m，需有一定数量和深度的钻孔，以提供土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况，对各土层要提供详细的物理力学指标，为制订施工方案提供技术依据。

（2）编制施工方案

施工方案是指导沉井施工的核心技术文件，要根据沉井结构特点、地质水文条件、已有的施工设备和过去的施工经验，经过详细的技术、经济比较，编制出技术上先进、经济上合理的切实可行的施工方案。在方案中要重点解决沉井制作、下沉、封底等技术措施及保证质量的技术措施，对可能遇到的间题和解决措施要做到心中有数。

（3）布设测量控制网

事先要设置测量控制网和水准基点，用于定位放线、沉井制作和下沉的依据。如附近存在建（构）筑物等，要设沉降观测点，以便施工沉井时定期进行沉降观测。

2．沉井制作

沉井的施工程序为：

平整场地→测量放线→开挖基坑→铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座→沉井浇筑→布设降水井点或挖排水沟、集水井→抽出垫木→沉井下沉封底→浇筑底板混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板及辅助设施。

（1）刃脚支设

沉井下部为刃脚，其支设方式取决于沉井重量、施工荷载和地基承载力。常

用的方法有垫架法、砖砌垫座和土模。

在软弱地基上浇筑较重的沉井，常用垫架法（图6-203a）。垫架的作用是将上部沉井重量均匀传给地基，使沉井井身浇筑过程中不会产生过大不均匀沉降，使刃脚和井身产生裂缝而破坏；使井身保持垂直；便于拆除模板和支撑。采用垫架法施工时，应计算井身一次浇筑高度，使其不超过地耐力，其下砂垫层厚度亦需计算确定。直径（或边长）不超过8m的较小的沉井，土质较好时可采用砖垫座（图6-203b），砖垫座沿周长分成6~8段，中间留20mm空隙，以便拆除，砖垫座内壁用水泥砂浆抹面。对重量轻的小型沉井，土质较好时，甚至可用土胎模（图6-203c），土胎模内壁亦用水泥砂浆抹面。

图6-203 沉井刃脚支设

（a）垫架法；（b）砖垫座法；（c）土胎模法

1-刃脚；2-砂垫层；3-枕木；4-垫架；5-模板；

6-砖垫座；7-水泥砂浆抹面；8-刷隔离层；9-土胎模

刃脚支设用得较多的是垫架法。采用垫架法时，先在刃脚处铺设砂垫层，再在其上铺枕木和垫架，枕木常用断面16cm×22cm，垫架数量根据第一节沉井的重量和地基（或砂垫层）的容许承载力计算确定，间距一般为0.5~1.0m。垫架应对称，一般先设8组定位垫架，每组由2~3个垫架组成。矩形沉井多设4组定位垫架，其位置在距长边两端0.15L处（L为长边边长），在其中间支设一般垫架，垫架应垂直井壁。圆形沉井垫架应沿刃脚圆弧对准圆心铺设。在枕木上支设刃脚和井壁模板。枕木应使顶面在同一水平面上，用水准仪找平，高差宜不超过10mm，在枕木间用砂填实，枕心中心应与刃脚中心线重合。如地基承载力较低，经计算垫架需要量较多时，应在枕木下设砂垫层，将沉井重量扩散到更大面积上。

（2）井壁制作

沉井制作可在修建构筑物的地面上进行，亦可在基坑中进行，如在水中施工还可在人工筑岛上进行。应用较多的是在基坑中制作。

沉井施工有下列几种方式：一次制作、一次下沉；分节制作、一次下沉；分节制作、分节下沉（制作与下沉交替进行）。如沉井过高，下沉时易倾斜，宜分节制作、分节下沉。沉井分节制作的高度，应保证其稳定性并能使其顺利下沉。采用分节制作、一次下沉时，制作高度不宜大于沉井短边或直径，总高度超过12m 时，需有可靠的计算依据和采取确保稳定的措施。

分节下沉的沉井接高前，应进行稳定性计算，如不符合要求，可根据计算结果采取井内留土、填砂（土）、灌水等稳定措施。

井壁模板可用组合式定型模板（图6-204），高度大的沉井亦可用滑模浇筑。分节制作时，水平接缝需做成凸凹型，以利防水。如沉井内有隔墙，隔墙底面比刃脚高，与井壁同时浇筑时需在隔墙下立排架或用砂堤支设隔墙底模。隔墙、横梁底面与刃脚底面的距离以500mm左右为宜。

图6-204 沉井井壁钢模板支设

1-下一节沉井；2-预埋悬挑钢脚手铁件；3-组合式定型钢模板；4-2[8钢楞；

5-对立螺栓；6-－100×3止水片；7-木垫块；8-顶撑木；9-钢管脚手架钢筋由人工绑扎，亦可在沉井近处地面上预制成钢筋骨架或网片；用起重机进行大块安装。

混凝土浇筑可用塔式起重机或履带式起重机吊运混凝土吊斗，沿沉井周围均匀、分层浇筑；亦可用混凝土泵车分层浇筑，每层厚不超过300mm。

沉井浇筑宜对称、均匀地分层浇筑，避免造成不均匀沉降使沉井倾斜。每节沉井应一次连续浇筑完成，下节沉井的混凝土强度达到70%后才允许浇筑上节沉