小型沉井机械下沉施工工法G

小型沉井机械下沉施工工法

1前言

1.0.1在房建化粪池与市政污水接收井、顶管工作井施工过程中，往往采用沉井施工方法，对于较大尺寸的沉井的制作和下沉，均能使用机械化施工，比如有大开挖施工、井内采用小型反铲挖土机挖掘下沉；但由于该类小型沉井，由于本身平面尺寸不大，常规挖土机械无法进入，多采用人工或风动工具挖土下沉，由于其沉井本身深度较深而平面尺寸较小，人工挖土下沉施工存在着工作面狭窄，工作效率低，具有较多的安全隐患，安全风险较大且费用成本较高，施工工期较长。

1.0.2经多个工程的实践，利用创新改进的小型沉井机械挖土下沉方法对小型沉井进行施工下沉，能在最短的工期内安全高效地完成合同内容，有效提高工作效率，保障质量安全与合同承诺，施工效果明显；具有技术先进、操作简便，劳动强度低、施工安全可靠、下沉质量容易控制等优点，其工法运用已基本成熟，并有明显的社会效益与经济效益。

2工法特点

2.0.1利用日立EX200型挖土机，创新改进其工作臂杆，将4.5米的工作臂杆提升至18米长臂，能使其工作臂杆的有效作业深度由原来的2米多增加至9米多，施工灵活便捷，能使其在较小较深的沉井内工作并游刃有余。

2.0.2改变传统沉井施工工艺做法，沉井制作与下沉过程更直接更简单、化繁为易、测量监控手段更直观有效。

2.0.3以高效安全的机械作业替代普通的人工作业，并减少了沉井下沉挖土中安全平台的搭设、挖土中易产生的涌泥流砂淹井事故及突沉高处坠落物体打击等对人身的伤害，降低了安全风险与安全措施费用的投入，大大缩短施工工期，节约工程成本，提高了作业安全系数。

2.0.4将以往地下阴暗的湿作业转变为地上阳光作业，用工少，下沉过程中井下基本不下人、下沉过程中井下无需临时用电设施；施工季节适应性强，可在雨雪天气照常施工。

2.0.5机械设备组合灵活，无需另行购置特殊的长臂挖机，几套液压臂杆可随时替换发挥不同的作用，一机多用，节约成本。

3适用范围

3.0.1适用于土质为软土、粘土、砂土等（不含孤石、片石）的地质条件。

3.0.2适用于房建化粪池与市政污水接收井、顶管工作井、小型消防水池等工程普通机械无法下沉施工、气候条件恶劣、土质较差的小型沉井。

4工艺原理

4.0.1利用日立EX200型挖土机械本身液压系统工程与结构条件，改进机械设备，卸除原4.5米长的臂杆，另行将总长可达18米的加长臂替换改装原有装置，使其工作臂杆的有效作业深度由原来的2米多增加至9米多，组合加长其作业臂杆；但由于工作臂的加长，其臂杆所受弯矩相对增加，因此要相对减小挖斗容量，以保证臂杆所受力矩在其范围内。经实践与计算用0.5立方米以下小挖斗替代原0.8立方米挖斗，如此可维护原有液压系统的可操作性与稳定性，使其挖掘能力与工作功率相匹配。机械创新改进后提升了原机械工作效力与范围，无需进入井内即可对较深的小型沉井进行井内挖土，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，并使不产生过大倾斜。

4.0.2改变传统沉井施工工艺做法，首节沉井直接浇筑在砼垫层上，省去沉井垫木支设与抽除，首节井筒拆模后即可直接挖土下沉。沉井接高采用凸缝设计，解决了水平接缝处的防水要求，有效避免渗漏水现象。模板采用定型大模板，装拆方便，大大提高其工作效率。沉井外壁四角挂设四个线坠，便于司机观察沉井下沉过程中的倾斜情况，直观简单有效；同时结合经纬仪在沉井角线处进行实时监控，适时纠偏，可保证沉井在下沉过程中不产生过大倾斜或超沉等。

5施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程（见图5.1-1）

5.2操作要点

5.2.1日立EX200型挖土机械作业臂杆创新改进：维持其原有的液压系统不变，卸下原工作臂与挖斗，重置安装18米长的工作臂杆，因臂杆加长后其挖掘能相对削弱，用0.5立方米的自制小挖斗代替原0.8立方米的挖斗。改进中一定要注意其一次挖掘能力与工作功率的相匹配。

5.2.2沉井制作

1、铺设素混凝土垫层：垫层要有足够的厚度，以保证首节沉井制作时垫层不破裂。

制作过程中省去传统工艺中采用的垫木，井壁直接制在垫层上，故制作沉井的场地应预先清理、平整和夯实，使沉井在制作过程中不致发生不均匀沉降、倾折或井壁开裂。

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↓ ↓ ↓ ↓ 图5.1-1

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2、钢筋与模板施工

1）沉井钢筋一般均为网片，可现场绑扎或在地面预先绑扎成钢筋网后再在节点予以点焊，以保证其整体性，再用吊机就位。

2）模板选用定型大模板，其装拆方便，周转速度快；具有足够的强度、刚度与整体稳定性，并确保缝隙严密不漏浆。模板的固定采用对拉螺栓，当井壁有抗渗要求时，对拉螺栓中间设置止水片（见图5.2.2- 1）。

图5.2.2-1沉井井壁模板架设图

1 -下一节沉井（如有）；

2 - 定型钢模中嵌木条；

3 - ￠14螺栓；

4 - 2 [ 8围檩；

5 - 顶木；

6 - 上水片； 7-模板用搭设脚手架

3、沉井混凝土施工

1）当土质较好,沉井宜一次性制作完成，然后下沉，对于较高的应先挖除3~4M，在基坑中一次制作下沉或分节制作分节下沉。

2）沉井井壁混凝土应分段对称均匀、连续进行，防止倾斜、裂缝产生；分节浇筑时，第一节砼强度达到70%后，方可进行第二节的浇筑。

3）浇筑的井壁混凝土应振捣密实，表面平整、光滑，水平缝处设凸缝，形式如上图所示。

5.2.3沉井下沉

见图（5.2.3-1）沉井下沉与挖土示意图

图5.2.3-1沉井下沉与挖土示意图

1 –凹槽；

2 –刃脚；

3 –管孔；

4 –井壁；

5 –防水企口；

6 –改造创新后的加长臂杆；

7 -第一节沉井；

8 -挖掘机； 9-改进后的小挖斗

1、沉井前应进行井壁外观检查，检查混凝土强度等级的抗渗等级、检查机械设备与测量仪器是否正常。

2、沉井下沉施工应按"先中后边、分层对称取土、先高后低、均匀缓慢下沉、及时纠偏"的原则进行操作。

3、挖土前要先调整好挖掘机的位置，并在沉井外壁周围弹水平线在沉井外壁四角挂设线坠；挖土时应分层对称均匀进行，一般先在沉井中间开始挖、掘取土，每层约40~50CM，形成锅底,然后沿井壁向刃脚方向逐层全面、对称、均匀取土下沉，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，并使不产生过大倾斜。

4、弃土应离沉井较远处，避免造成沉井受到偏压，使沉井倾斜。

5、在施工过程中及时做好各项施工监控工作，特别要注意在沉井下沉影响范围内的地面构