污水主干管泵站沉井施工方案

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1、 東外環(huán) 3＃泵站沉井施工方案 1 施工準(zhǔn)備 （1）概況及水文、地質(zhì)：原地面標(biāo)高 2.9 米，泵房沉井長 13.8 米，寬 11.2 米，刃腳底標(biāo)高－7.5 米，井壁及底板混凝土均為 C25 混凝土，抗?jié)B等級 S6。平均穩(wěn)定地下水位 2.36－2.77 米，土層特征：（1）層粉質(zhì)粘土褐黃色、飽和、可塑、中高壓縮性，厚 0.76 米；（2）層淤粉質(zhì)粘土灰色、飽和、流塑、高壓縮性，厚 0.9 米；（3－2）層粉土，粘質(zhì)粉土灰色、濕、中－密實、中等壓縮性，厚 3.1 米；（3－3）層粘質(zhì)粉土灰色、很濕、稍密、中等壓縮性，厚 7.8~8.4 米；（3－4）層砂質(zhì)粉土灰色、濕、中－密實

2、、中等壓縮性，厚 4.8~5.5 米。 （2）場地已平整至要求標(biāo)高，按施工要求拆遷沉井周圍土的破壞棱體范圍內(nèi)的地上障物，如電線桿、樹木及其他設(shè)施，清除地面下 3m 以內(nèi)的地下埋設(shè)物，如上下水管道、電纜線路及基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)和人防設(shè)施等。（3）按施工總平面圖布置，修建臨時設(shè)施，修筑道路、排水溝、截水溝，安裝臨時水、電路，安設(shè)施工設(shè)備，并試水、試電、試運轉(zhuǎn) （4）按設(shè)計總圖和沉井平面布置要求，設(shè)置測量控制網(wǎng)和水準(zhǔn)基點，進行定位放線，定出沉井中心軸線和基坑輪廓線，作為沉井制作和下沉定位的依據(jù)。在原有建筑物附近下的沉井，應(yīng)在原建筑物上設(shè)置沉降觀測點，定期進行沉降觀測。 （5）施工前充分

3、進行技術(shù)交底，使施工人員了解并熟悉工程結(jié)構(gòu)、地質(zhì)和水文情況，了解沉井制作和下沉施工技術(shù)要點、安全措施、質(zhì)量要求及可能遇到的各種問題和處理方法。 2 操作工藝 3 沉井制作工藝流程（見圖） 4 沉井制作 （1）、施工坑開挖 沉井采取在基坑中制作，將表層 0.76 米耕植土全部挖除，沉井坐落在淤粉質(zhì)粘土層上（地基承載力 80Kpa）。開挖為大開挖，坡度1:1.25。考慮到拆除墊架和支模操作的需要，基坑比沉井寬 1.5 米，基坑四周挖坡度為 2%排水溝，四角設(shè)集水井，集水井應(yīng)比排水溝低0.5m，挖土采用 1 臺反鏟挖掘機進行。配合人工修坡和平整坑底，挖出的土方用自卸車

4、運至棄土場堆放。 （2）、施工坑地基處理 為保證沉井下沉?xí)r井身安全和控制下沉標(biāo)高，在沉井刃腳施工時，同時澆筑完成地梁，地梁和刃腳下設(shè)置 10cm 厚 C10 混凝土墊層和砂墊層提高地基承載。砂墊層厚度采用下式計算后確定： hs=G0/fk-L 其中：hs 為砂墊層厚度，G0 為沉井單位長度重量（kN/m），fk為地基承載力（kPa），L 為刃腳擴大后踏面寬度（m） 制作時采用級配較好的中粗砂，分層灑水夯實，每層厚度為 2 0 - 3 0 c m為宜，其深度根據(jù)以保證砂墊層的密實度，控制其干容重以 Rd=16.5KN/m3 為宜，素混凝土

5、墊層制作過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制其平整 度，其平整度偏差應(yīng)控制在±10mm 內(nèi)，以免在沉井開始制作時就出 現(xiàn)不必要的傾斜。 （3）、刃腳支設(shè) 沉井制作下部刃腳的支設(shè)采用磚墊座法，如下圖所示，支墊間距一般為 0.5～1.0 米，位置設(shè)在長邊兩端，墊座應(yīng)對稱鋪設(shè)。內(nèi)外應(yīng)設(shè)置排水溝。 水泥砂漿砌 機制磚 坡度1：1.25 一氈兩油 砼墊層 砂墊層 沉井刃腳磚墊座法示意圖 （4）、模板 現(xiàn)澆沉井內(nèi)所用模板以鋼模

6、為主，鋪以少量木模，井壁內(nèi)外模用 Φ14 串心螺栓固定，中間設(shè)置止水片，兩端設(shè)置鐵片控制井壁尺寸， 圓鋼兩端頭上鉸成螺紋，用定制鋼螺帽固定，拆模時拆去鋼螺帽，割 去外露部分，再用 1:2 防水砂漿二度抹平，確保不滲水。支模順序為 先架立內(nèi)模板，然后綁扎鋼筋，最后在架立外模板，施工時嚴(yán)禁將沉 井壁鋼筋作為模板支持或固定點。 （5）、鋼筋制作 進場鋼筋須有出廠質(zhì)報單和有關(guān)的試驗報告單，使用的鋼筋應(yīng)保持表面潔凈，無油漬及嚴(yán)重銹蝕。配料前按設(shè)計圖、鋼筋圖編制下料翻樣單，加工成型的鋼筋按翻樣編號分批堆放。沉井鋼筋分三次綁扎成型：豎筋可一次綁扎到位，水平筋采用分段

7、綁扎，即在墊層施工完畢具有足夠強度后，首先綁扎井壁施工縫以下鋼筋，第一次井壁混凝土澆注結(jié)束達(dá)到一定強度后綁扎剩余井壁及底板鋼筋，頂管結(jié)束頂板模板安裝后第三次綁扎頂板鋼筋。鋼筋保護層用砂漿墊塊，頂、底板鋼筋的上、下層采用馬凳型鋼筋來控制，側(cè)墻內(nèi)外層用拉結(jié)型鋼筋來控制。 （6）、預(yù)埋件、預(yù)留孔洞的施工 ○1、沉井制作時應(yīng)嚴(yán)格按圖留出頂留孔和預(yù)留鋼筋。凡預(yù)留孔處四周的主筋在施工時不準(zhǔn)割斷，應(yīng)按設(shè)計增加加固環(huán)孔筋，井壁預(yù)留孔洞在制作井壁時預(yù)埋鋼圓環(huán)板， 鋼圓環(huán)在井壁內(nèi)采用焊接預(yù)設(shè)，鋼板外采用水泥、膨脹珍珠巖復(fù)合材料填充，和井外出洞加固土體一起作為工具管出洞前止水擋土結(jié)構(gòu)。 ○2、用振搗器搗實

8、預(yù)埋件周邊混凝土?xí)r，應(yīng)盡量避免碰撞預(yù)埋件，并輔以人工振搗，確保預(yù)埋件周邊混凝土能振搗密實。 （7）、砼的澆筑 設(shè)計沉井高度為 11.4m，采用兩次澆注，第一次澆注高度 8.9m。第一節(jié)下沉到設(shè)計高程且封底及底板混凝土強度等級達(dá)到 70%，可澆筑第二節(jié)。 澆筑采用輸送泵運送混凝土并作均勻澆筑，澆筑采用分層平鋪， 每層混凝土的澆筑厚度控制在 300～500mm，分片定人加強內(nèi)插式振搗，并必須保證在混凝土初凝時間內(nèi)澆筑完畢一層，避免出現(xiàn)冷縫。砼的振搗采用插入式振搗器振搗，振搗棒插入時應(yīng)避開鋼筋和模板，振搗點間距不應(yīng)超過其作用半徑的 1.5 倍，插入下層砼 5～10cm，每一處

9、振動完畢應(yīng)邊振邊徐徐提出。密實的狀態(tài)是砼停止下沉，不再帽 出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。砼澆筑成型后及時養(yǎng)護，砼外露面一般采用塑料薄膜覆蓋并定時澆水濕潤。 （8）、施工縫設(shè)置和處理 本沉井工程采用現(xiàn)澆混凝土，為確保混凝土供應(yīng)的速度和質(zhì)量，現(xiàn)場澆搗混凝土采用商品混凝土。根據(jù)以往的工程實踐發(fā)現(xiàn)，施工縫是沉井滲漏的薄弱環(huán)節(jié)。施工中采取以下措施妥善處理： ①井壁施工縫留設(shè)成 200mm 高、300mm 寬的凹槽形，外高內(nèi)低，沉井在分節(jié)制作時，節(jié)與節(jié)之間應(yīng)預(yù)埋止水鍍鋅鋼板（寬 200，厚3mm）。 ②井壁二次鋼筋綁扎及混凝土澆搗前，必須將新老結(jié)合施工縫處松

10、動石子、浮漿鑿除，清除干凈，灑水濕潤，先鋪一層與混凝土配比相同的水泥砂漿，厚度宜為 15～30mm；混凝土應(yīng)細(xì)致?lián)v實，使新舊混凝土緊密結(jié)合。 ③沉井井壁與后澆隔墻相連接處，按設(shè)計要求進行留設(shè)凹槽。④為防止今后井壁發(fā)生滲水現(xiàn)象，在拆模后對對拉螺栓孔處進行防水處理。對拉螺栓孔的內(nèi)外端部，均事先將小墊木除掉，在凹進部位用 1：2 水泥砂漿抹平，外層做 10 毫米厚防水砂漿灰餅，再涂刷 2 層防水膠將其覆蓋。 ⑤拉桿螺栓加焊三道止水片。 （9）、防腐處理 沉井需經(jīng)一月養(yǎng)護，并達(dá)到混凝土表面水分含量應(yīng)低于 6%，表 面清潔、干燥、無油脂和其他污染物。 涂

11、刷材料及施工方法見管道防腐工藝設(shè)計。在經(jīng)檢查后按規(guī)范規(guī) 定進行內(nèi)外壁防腐、防水涂料的涂刷。 （10）、沉井制作的允許偏差表 4-1-1 制作沉井時的允許偏差 偏 差 名 稱 允 許 偏 差 （毫米） 沉井?dāng)嗝娉? 長、寬 ±0.5%，且不得大于 100 曲線部分半徑 ±0.5%，且不得大于 50 寸 兩對角線長度 對角線長的 1% 沉井井壁厚度 ±15 井壁、隔墻垂直度 1% 預(yù)埋件、預(yù)留孔位移 ±20 5、沉井下沉 (1)、沉井下沉前的準(zhǔn)備工作： ○1、以毛砂回填沉井外基坑至現(xiàn)

12、場自然地面，以利減小沉井下沉過程 中與土體側(cè)摩阻力及沉井內(nèi)取土 16 噸吊站位。 ○2、對無砂管降水井進行清洗，確保降水高度在-7.5m 以下。 ○3、檢驗井壁砼強度，按同條件養(yǎng)護之砼試塊強度等級值為準(zhǔn)，刃腳 部分砼強度達(dá) 100%，井壁砼強度達(dá) 70%以上。 ○4、對原來的定位樁，高程點進行復(fù)查，并在四面井壁上部做出與控 制樁對應(yīng)點的標(biāo)志，以檢驗沉井的位移。 ○5、在井壁內(nèi)側(cè)引出六條鉛直線，其中南北墻各一條，東西墻各兩條， 以吊線錘觀察沉井的傾斜。 ○6、在井壁外側(cè)四角上用紅漆化出標(biāo)尺，每一標(biāo)志線間距 100mm， 并標(biāo)出下沉前的實際高度和下沉完畢后的標(biāo)高，以觀測沉井下沉

13、情 況。 ○7、搭設(shè)沉井內(nèi)保護棚，先期可利用沉井內(nèi)預(yù)制樁，在靠近內(nèi)壁處以 鋼腳手連接四根預(yù)制樁（2600×2200），高度 2.5m，上鋪以 U 型連接 的鋼模，截樁后利用樁頭加設(shè)鋼架桿，立桿棚頂作法同前，每個沉井 內(nèi)設(shè)四處防護棚。 (2)、下沉方案 為確定采用哪種方法下沉，先要進行沉井結(jié)構(gòu)受力計算，下沉系 數(shù)計算式如下： K1=(Q-B)/(T+R)（理想沉降系數(shù)為：1.15～1.25） 式中 K1——下沉系數(shù)； Q——沉井自重及附加荷載（kN）； B——浮力（被井壁排出的水量）（kN）；（此處取 0 計算） T——井

14、壁與土壤間的總摩擦阻力（kN）； R——沉井刃腳、底梁下地基土反力（正面阻力）之和（kN）； T=U×(H-2.5)×f； U——與土壤接觸部分的井壁周長（m）； H——沉井下沉入土深度（m）； f——井壁與土壤單位面積摩擦阻力（kN/m2），軟塑及可塑狀態(tài) 的粘性土取 f=20 kN/m2。 沉井下沉穩(wěn)定系數(shù)計算： K =G/（R +R +R ）＜1.0 2 f 1 2 式中 G—沉井總重力(kN) R —沉井外壁摩阻力總和(kN) f R —刃腳踏面及斜面下土的支承力(kN) R1—沉井內(nèi)部隔墻和底梁下土的

15、支承力(kN) 2 經(jīng)計算，得沉井下沉各階段的下沉系數(shù)在 1.12～1.17，下沉設(shè)計標(biāo)高后穩(wěn)定系數(shù)為 0.75～0.99。綜合考慮決定采用排水下沉方案，排水下沉有挖土深度便于控制、下沉偏差容易糾正、遇到孤石等障礙物容易處理、封底質(zhì)量有保證等優(yōu)點。 (3)、素混凝土墊層的鑿除 ①待沉井混凝土達(dá)到設(shè)計強度的 100%，并做好沉井混凝土表面 防腐處理，才可拆除素混凝土墊層。 ②混凝土墊層的鑿除應(yīng)分區(qū)、分組、依次對稱同步進行 ③每鑿除一部分混凝土后，立即用中粗砂將空隙填實，同時在刃腳內(nèi)外側(cè)應(yīng)填筑成小土堤，并分層夯實。 ④鑿除墊層時要加強觀測，注意下

16、沉是否均勻。 ⑤在沉井外模板拆除后，應(yīng)由測量人員進行刃腳高程測量和沉井中心測量，并繪出測量標(biāo)記。 ⑥拆除沉井刃腳斜面下的支撐前后，對刃腳圓周的點高程各觀測 一次，清除墊層時，對沉井四周高程變化進行觀測。 (4)、排水除土下沉 采用排水下沉法，具體排水措施為設(shè)明溝、集水井排水（見圖），在沉井內(nèi)離刃腳 2-3m 挖一圈排水明溝，設(shè) 3-4 個集水井，深度比開挖面底部低 1.0-1.5m，溝和井底深度，隨沉井挖土而不斷加深。在井壁上設(shè)離心式水泵或井內(nèi)設(shè)潛水泵，將地下水排出井外。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差，有流砂發(fā)生的情況，可在沉井外部周圍設(shè)置輕型井點以降低地下水位，或采用井點與明溝

17、排水相結(jié)合的方法，進行降水。 圖 明溝排水方法 (a)鋼支架上設(shè)水泵排水；(a)吊架上設(shè)水泵排水 1 水泵；2 膠管；3 排水溝；4 集水井；5 鋼支架；6 吊架 圖 井點降水示意 （a) 井點與明溝結(jié)合降水 （b）真空井點降水 1 真空井點；2 降低后的水位線；3 明溝；4 潛水泵； 沉井挖土采用人工或風(fēng)動工具，挖土須分層、對稱、

18、均勻地進行，由沉井中間開始逐漸挖向四周，每層高 0.4-0.5m，沿刃腳周圍保留 0.5-1.5m 寬的土堤，然后沿沉井壁，每 2-3m 一段，向刃腳方向逐層、全面、對稱、均勻的削薄土層，每次削 5-10cm，當(dāng)土層經(jīng)不住刃腳的擠壓而破裂，沉井便在自重作用下，均勻垂直擠土下沉，使不產(chǎn)生過大傾斜。各倉土面高差應(yīng)在 50cm 以內(nèi)。 (5)、下沉觀測 沉井位置的控制是在井外地面設(shè)置縱橫十字控制樁、水準(zhǔn)基點。下沉?xí)r，在井壁上設(shè)十字控制線，并在四側(cè)設(shè)水平點。于壁外側(cè)用紅鉛油畫出標(biāo)尺，以測沉降，井內(nèi)中心線與垂直度的觀測系在井內(nèi)壁四邊標(biāo)出垂直軸線，各吊垂球一個，對準(zhǔn)下部標(biāo)志板來控制，并定時用兩

19、臺經(jīng)緯儀進行垂直偏差觀測。挖土?xí)r隨時觀測垂直度，當(dāng)垂球離墨 線邊達(dá) 50mm 或四面標(biāo)高不一致時，立即糾正，沉井下沉過程中，每班至少觀測兩次，并在每次下沉后進行檢查，做好記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)傾斜、位移、扭轉(zhuǎn)時，及時通知值班隊長，指揮操作工人糾正，使允許偏差范圍控制在允許范圍以內(nèi)。沉井在下沉過程中，最大沉降差均控制在 250mm 以內(nèi)。當(dāng)沉至離設(shè)計標(biāo)高 2m 時，對下沉與挖土情況應(yīng)加強觀測，以防超沉。 (6)、下沉糾偏 沉井下沉過程中，有時會出現(xiàn)傾斜、位移及扭轉(zhuǎn)等情況，應(yīng)加強觀測,及時發(fā)現(xiàn)并采取措施糾正。 產(chǎn)生傾斜的可能原因有： ⑴ 刃腳下土質(zhì)軟硬不均；

20、⑵ 拆刃腳墊架時，抽出承墊木未對稱同步進行，或未及時回填； ⑶ 挖土不均，使井內(nèi)土面高低懸殊； ⑷ 刃腳下掏空過多，使沉井不均勻突然下沉； ⑸ 排水下沉，井內(nèi)一側(cè)出現(xiàn)流砂現(xiàn)象； ⑹ 刃腳局部被大石塊或埋設(shè)物擱住； ⑺ 井外棄土或施工荷載對沉井一側(cè)產(chǎn)生偏壓。 操作中可針對原因予以預(yù)防見表 ,如沉井已經(jīng)傾斜，可采取在刃腳較高一側(cè)加強挖土并可在較低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石，必要時配以井外射水，或局部偏心壓載，都可使偏斜得到糾正。待其正位后，再均勻分層取土下沉。位移產(chǎn)生的原因多由于傾斜導(dǎo)致，如沉井在傾斜情況下下沉，則沉井向傾斜相反方向位移，或在傾斜糾正時，如傾斜一側(cè)土質(zhì)較

21、松軟時,由于重力作用，有時也沿傾斜方向產(chǎn)生一定位移，因此預(yù)防位移應(yīng)避免在傾斜情況下下沉，加強觀測,及時糾正傾斜。位移糾正措施一般是有意使沉井向位移相反方向傾斜，再沿傾斜方向下沉，至刃腳中心與設(shè)計中心位置吻合時, 再糾正傾斜，因糾正傾斜重力作用產(chǎn)生的位移，可有意向位移的一方傾斜后，使其向位移相反方向產(chǎn)生位移糾正。 沉井下沉產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的原因是多次不同方向傾斜和位移的復(fù)合作用引起的，可按上述糾正位移、傾斜方法糾正位移，然后糾正傾斜，使偏差在允許范圍以內(nèi)。 6. 沉井封底 1.沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高，經(jīng)過連續(xù)觀測在 8 小時內(nèi)累計下沉量不大于 10 毫米，或沉降率在允許范圍內(nèi)時，沉井下沉已

22、經(jīng)穩(wěn)定時，即可進行沉井封底。本沉井對封底質(zhì)量要求嚴(yán)格，不允許出現(xiàn)滲漏，因此確定采取排水封底方案，分兩步進行。第一步進行土形整理，使之呈鍋底形，自刃腳向中心挖放射形排水溝，填以石子做成濾水暗溝，在中部設(shè) 2～4 個集水井, 井深 1～2m ，插入直徑 0.6～0.8m，周圍 有孔的混凝土或鋼套管，四周填以卵石，使井中的水都匯集到集水井中，用潛水泵排出，使地下水位保持低于井底面 30～50cm。刃腳混凝土鑿毛處洗刷干凈，然后，在井底對稱均勻澆一層 0.7～0.9m 厚的混凝土墊層，強度達(dá)到 30% 后，綁鋼筋，澆筑防水混凝土底板。澆筑應(yīng)在整個沉井面積上分層由四周向中央進行，每層厚

23、 30～40cm , 并搗固密實。混凝土養(yǎng)護 14d 期間，在封底的集水井中應(yīng)不間斷地抽水，待底板混凝土達(dá)到 70%設(shè)計強度后，進行第二步，對集水井逐個停止抽水,逐個進行封堵。方法是在抽除井筒水后，立即向濾水井管中灌入 C30 早強干硬性混凝土搗實，裝上法蘭，再在上面澆筑一層混凝土，使之與底板平。封底時因上部結(jié)構(gòu)尚未施工，設(shè)備管道未安裝，應(yīng)驗算沉井的抗浮穩(wěn)定性。 地下水對沉井的浮力為 F＝ρghs 1 其中ρ－水的密度，取 103 Kg/m3 h－水面至井底高度取 10.27 m s －井底面積， 154.56 m2 1 F－水對沉井的浮力 F＝1556

24、t 井壁與土層的摩擦力 f＝s μ 2 s －井壁表面積 取 277 m2 2 μ—單位摩擦力，取最小值 20 Kpa f＝555 t 井壁及封底砼自重： p＝ρv＝1725 t F＝1556

25、、沉井施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （1）沉井工程中間檢查驗收按以下各項進行，并填寫檢查記錄： ①沉井場地的地基土質(zhì)情況； ②每節(jié)沉井的制作質(zhì)量； ③沉井鋼閘門的制作和安裝質(zhì)量； ④井壁預(yù)留孔洞和預(yù)埋件的設(shè)置質(zhì)量； （2）沉井制作尺寸和允許偏差見表 4-1-1。 （3）沉井下沉結(jié)束后，其偏差應(yīng)符合以下規(guī)定：①刃腳平均標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高的偏差不得超過 100 毫米；②沉井水平位移不得超過下沉總量的 1%；③矩形沉井刃腳底面四角中的任何兩角的高差，不得超過該兩角水平距離的 1%，且不得大于 300mm；④下沉總深度是沉井下沉前刃腳底面標(biāo)高與下沉結(jié)束后刃腳底面標(biāo)高差。

26、 附錄 1 沉井施工的問題與處理對策 下沉過快 1．現(xiàn)象 沉井下沉速度超過挖土速度，出現(xiàn)異常情況，施工難以控制。 2．原因分析 (1)遇軟弱土層，土的承載力很低，使下沉速度超過挖土速度。 (2)長期抽水或因砂的流動，使井壁與土的摩阻力下降。 (3)沉井外部土體出現(xiàn)液化。 3 ． 預(yù) 防 措 施 (1)發(fā)現(xiàn)下沉過快，可重新調(diào)整挖土，在刃腳下不挖或部分不挖土。 (2)將

27、排水法改為不排水法下沉，增加浮力。 (3)在沉井外壁間填粗糙材料，或?qū)⒕餐獾耐梁粚崳龃竽ψ枇Α? 4．治理方法 (1)可用木垛在定位墊架處給以支承，以減緩下沉速度。 (2)如沉井外部土液化出現(xiàn)虛坑時，可填碎石處理 2 下沉過慢 1．現(xiàn)象 沉井下沉速度很慢，甚至出現(xiàn)不下沉的現(xiàn)象。 2．原因分析 (1)沉井自重不夠，不能克服四周井壁與土的摩阻力和刃腳下土的正面阻 力。 (2)井壁制作表面粗糙，高洼不平，與土的

28、摩阻力加大。 (3)向刃腳方向削土深度不夠，正面阻力過大。 (4)遇孤石或大塊石等障礙物，沉井局部被擱住，或刃腳被砂礫擠實。 (5)遇摩阻力大的土層，未采取減阻措施，或減阻措施遭到破壞，側(cè)面摩阻力增大。 (6)在軟粘性土層中下沉，因故中途停沉過久，側(cè)壓力增大而使下沉過慢或停沉。 3．預(yù)防措施 (1)沉井制作應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求和工藝標(biāo)準(zhǔn)施工，保持尺寸準(zhǔn)確，表面平整光滑。 (2)使沉井有足夠的下沉自重，下沉前進行分階段下沉系數(shù) X 的計算(X 值應(yīng)控制不小于 1．10～1．2

29、5)，或加大刃腳上部空隙。 (3)在軟粘性土層中，對下沉系數(shù)不大的沉井，采取連續(xù)挖土，連續(xù)下沉，中間停歇時間不要過長。 (4)在井壁上預(yù)埋射水管，遇下沉緩慢或停沉?xí)r，進行射水以減少井壁與土層之間的摩阻力。 (5)在井壁周圍空隙中充填觸變泥漿(膨潤土 20％、火堿 5％、水 75％)或黃泥漿，以降低摩阻力，并加強管理，防止泥漿流失。泥漿應(yīng)根據(jù)土層特性按下表選用。 不同土層對泥漿要求 土層名 土層特點  對泥漿要求 稱 粘土層

30、 砂 層  應(yīng)采用密度較大、失水量較小的泥漿， 粘土層結(jié)構(gòu)緊密，地下水滲透緩 以防粘土遇水膨脹，而造成土壁坍落破 慢，土體側(cè)壓力較大 壞 砂層結(jié)構(gòu)松散，易坍落，有地下水 應(yīng)采用粘度較高，靜切力較大，產(chǎn)生的 滲透 泥皮薄而堅韌的泥漿，以防止砂層塌落 和泥漿流失 卵石間孔隙較大，結(jié)構(gòu)較松散，地 應(yīng)采用粘度高，靜切力大、密度較小的 卵石層 下水滲流較暢通 泥漿，以防止泥漿流失 4．治理方法 (1)如因沉井側(cè)面摩阻力過大造成，一般可在沉井外側(cè)用 0．2～0．4

31、MPa 壓力水流動水針(或膠皮水管)沿沉井外壁空隙射水沖刷助沉。下沉后，射水孔用砂子填滿。 (2)在沉井上部加荷載，或繼續(xù)澆筑上一節(jié)井壁混凝土，增加沉井自重使之下沉。 (3)將刃腳下的土分段均勻挖除，減少正面阻力；或繼續(xù)進行第二層(深 40～50cm)碗形破土，促使刃腳下土失穩(wěn)下沉。 (4)對于不排水下沉，則可以進行部分抽水，以減少浮力，借以加重沉井。 (5)遇小孤石或塊石擱住，可將四周土挖空后取出；對較大孤石或塊石，可用炸藥或靜態(tài)破碎劑進行破碎，然后清除。如果采用不排水下沉，則應(yīng)由潛水員進行水下清理。

32、(6)遇硬質(zhì)膠結(jié)土層時，可用重型抓斗或加大水槍的射水壓力和水中爆破聯(lián)合作業(yè)；也可用鋼軌沖擊破壞后，再用抓斗抓出。 (7)如因沉井四壁減阻措施被破壞，應(yīng)設(shè)法恢復(fù)。 (8)采用振動裝置(振動錘或振動器)振動井壁，以減低摩阻力，但僅限于小型沉井使用。 瞬間突沉 1．現(xiàn)象 沉井在瞬時間內(nèi)失去控制，下沉量很大，或很快，出現(xiàn)突沉或急劇下沉，嚴(yán)重時往往使沉井產(chǎn)生較大的傾斜或使周圍地面塌陷。 2．原因分析 (1)在軟粘土層中，沉井側(cè)面摩阻力很小，當(dāng)沉井內(nèi)挖土較深，或刃腳下土層掏空過多，

33、使沉井失去支撐，常導(dǎo)致突然大量下沉，或急劇下沉。 (2)當(dāng)粘土層中挖土超過刃腳太深，形成較深鍋底，或粘土層只局部挖除，其下部存在的砂層被水力吸泥機吸空時，刃腳下的粘土一旦被水浸泡而造成失穩(wěn)，會引起突然塌陷，使沉井突沉。當(dāng)采用不排水下沉，施工中途采取排水迫沉?xí)r，突沉情況尤為嚴(yán)重。 (3)沉井下遇有粉砂層，由于動水壓力的作用，向井筒內(nèi)大量涌砂，產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，而造成急劇下沉。 3．預(yù)防措施 (1)在軟土地層下沉的沉井可增大刃腳踏面寬度，或增設(shè)底梁以提高正面支承力；挖土?xí)r，在刃腳部位宜保留約50cm 寬的土堤，控制均勻削土，使沉井

34、擠土緩慢下沉。 (2)在粘土層中嚴(yán)格控制挖土深度(一般為 40cm)不能太多，不使挖土超過刃腳，可避免出現(xiàn)深的鍋底將刃腳掏空。粘土層下有砂層時，防止把砂層吸空。 (3)控制排水高差和深度，減小動水壓力，使其不能產(chǎn)生流砂或隆起現(xiàn)象；或采取不排水下沉的方法施工。 4．治理方法 (1)加強操作控制，嚴(yán)格按次序均勻挖土，避免在刃腳部位過多掏空，或挖土過深，或排水迫沉水頭差過大。 (2)在沉井外壁空隙填粗糙材料增加摩阻力；或用枕木在定位墊架處給以支撐，重新調(diào)整挖土。 (3)發(fā)現(xiàn)沉井有涌砂或軟粘土因

35、土壓不平衡產(chǎn)生流塑情況時，為防止突然急劇下沉和意外事故發(fā)生，可向井內(nèi)灌水，把排水下沉改為不排水下沉。 4 下沉擱置 1．現(xiàn)象 沉井被地下障礙物擱住或卡住，出現(xiàn)不能下沉或下沉困難的現(xiàn)象。 2。原因分析 (1)沉井下沉局部遇孤石、大塊卵石、礦渣塊、磚石、混凝土基礎(chǔ)、管線、鋼筋、樹根等被擱置、卡住，造成沉井難以下沉。 (2)下沉中遇局部軟硬不均地基或傾斜巖層。 3．預(yù)防措施 (1)施工前做好地基勘察工作，對沉井壁下部 3m 以內(nèi)的各種地下障礙物，下沉前挖井取

36、出。 (2)對局部軟硬不均地基或傾斜巖層，采取先破碎開挖較硬土層或傾斜巖層，再挖較弱土層，使其均勻下沉。 4．治理方法 (1)遇較小孤石，可將四周土掏空后取出；較大孤石或大塊石、地下溝道等，可用風(fēng)動工具或用松動爆破方法破碎成小塊取出。炮孔距刃腳不小于 50cm，其方向須與刃腳斜面平行，藥量不得超過 200g，并設(shè)鋼板、草墊防護，不得用裸露爆破。 (2)鋼管、鋼筋、樹根等可用氧氣燒斷后取出。 (3)不排水下沉，爆破孤石，除打眼爆破外，也可用射水管在孤石下面掏洞，裝藥破碎吊出。 沉井懸掛

37、 1．現(xiàn)象 沉井下沉過程中，刃腳下部土體已經(jīng)掏空，而沉井的自重仍不能克服摩阻力下沉，產(chǎn)生懸掛現(xiàn)象，有時將井壁拉裂。 2．原因分析 (1)井壁與土壁間的摩阻力過大，沉井自重不夠，下沉系數(shù)過小。 (2)沉井平面尺寸過小，下沉深度較大，遇較密實的土層，其上部有可能被土體夾住，使其下部懸空，有時將井壁拉裂。 3．預(yù)防措施 (1)使沉井有足夠的下沉自重；下沉前應(yīng)驗算沉井的下沉系數(shù)，應(yīng)不小于 1．1～1．25。 (2)加大刃腳上部空隙，使井壁與土體問有一定空間，以避免

38、被土體 夾住。 4．治理方法 (1)用 0．2～O．4MPa 的壓力流動水針沿沉井外壁縫隙沖水，以減少井壁和土體間的摩阻力。 (2)在井筒頂部加荷載；或繼續(xù)澆筑上節(jié)筒身混凝土增加自重和對刃口下土體的壓力，但應(yīng)在懸空部分下沉后進行，以免突然下沉破壞模板和混凝土結(jié)構(gòu)。 (3)繼續(xù)第二層碗形挖土，或挖空刃腳土，必要時向刃腳外掏深 100mm。 (4)在巖石中下沉，可在懸掛部位進行補充鉆孔和爆破。 筒體傾斜 1．現(xiàn)象 沉井下沉過程中或下沉后

39、，簡體發(fā)生傾斜，使筒體中心線與刃腳中心線不重合，沉井垂直度出現(xiàn)歪斜，超過允許限度。 2．原因分析 (1)沉井制作時，就出現(xiàn)歪斜，詳見“井筒歪斜”的原因分析(1)一(4)。 (2)土層軟硬不均，或挖土不均勻，使井內(nèi)土面高低懸殊；或局部超挖過深，使下沉不均；或刃腳下掏空過多，使沉井不均勻突然下沉，易導(dǎo)致沉井傾斜。 (3)不排水下沉沉井，未保持井內(nèi)水位高于井外，造成向井內(nèi)涌砂，引起沉井歪斜。 (4)刃腳局部被石塊或埋設(shè)物擱住，未及時處理；或排水下沉，井內(nèi)一側(cè)出現(xiàn)流砂。 (5)沉井壁上留有較大孔

40、洞，使重心偏移，未填配重使井壁各部達(dá)到平衡就下沉。 (6)井外臨時棄土或堆重對沉井產(chǎn)生偏心土壓；或在井壁上施加施工荷載，對沉井一側(cè)產(chǎn)生偏壓。 (7)在下沉過程中，未及時采取防偏、糾偏措施。 (8)在軟土中下沉封底時，未分格、逐段對稱進行，造成沉井不均勻下沉而引起傾斜 G 3．預(yù)防措施 (1)沉井制作時出現(xiàn)歪斜詳見“11．1．3 井筒歪斜”的預(yù)防措施(1)～(4)。 (2)根據(jù)不同土質(zhì)情況，采用不同的挖 1j 順序，分層開挖，使挖土對稱均勻，刃腳均勻受力，沉井均勻、豎直平穩(wěn)下沉。 對松軟土

41、質(zhì)，可先挖沉井中部土層(每層約深 40～50cm)，沿沉井刃腳周圍保留土堤，使沉井?dāng)D土下沉；對中等密實的土，如刃腳土堤挖出后仍很少下沉，可再從中部向刃腳分層均勻削薄土堤，使沉井平穩(wěn)下沉；對土質(zhì)軟硬不均的土層，應(yīng)先挖硬的一側(cè)，后挖軟的一側(cè)；對流砂層只挖中間不挖四周；對堅硬土層，可按撤除墊木州頃序分段掏空刃腳，并隨即回填砂礫，待最后幾段(即定位承墊木處)掏空并回填后，再分層逐步挖去回填填料，使均勻下沉。沉井傾斜如受地下水方向影響時，先挖背水方面的土，后挖迎水方向的土。 (3)不排水下沉應(yīng)常向井內(nèi)注水，保持井內(nèi)水位高于井外 1～2m，以防向井內(nèi)涌砂。排水下沉井內(nèi)側(cè)出現(xiàn)流砂，應(yīng)采

42、取措施減小或平衡動水壓力，或改用不排水下沉，或用井點降水。 (4)刃腳遇到小塊姜石、孤石擱住，可將四周土挖空后立即橇去；較大姜石或孤石，用風(fēng)動工具破碎，或鉆孔爆破成小塊取出，炮孔應(yīng)與刃腳斜面平行，藥量控制在 200g 以內(nèi)。 (5)井壁孔洞應(yīng)封閉，內(nèi)用填配重(塊石、鐵塊等)辦法，保持井壁各段重量均衡，以達(dá)到平衡下沉。 (6)井外卸土、堆重，井上施工荷載，務(wù)使均勻、對稱。 (7)下沉井過程中加強測量觀測，在沉井外設(shè)置控制網(wǎng)，沉井頂部設(shè)十字控制線和基準(zhǔn)點，在井筒內(nèi)壁按四或八等分劃垂線，設(shè)置標(biāo)板，吊錘球(圖 11-2)，以控制平

43、面和垂直度。下沉過程中，每班觀測不少于 2 次，發(fā)現(xiàn)傾斜(錘球偏離5cm)應(yīng)及時糾正。 4．治理方法 (1)在初沉階段，一般可采取在刃腳較高部位的一側(cè)加強挖土，在較低的一側(cè)少挖土或回填砂石來糾正。如系不排水下沉，一般可靠近刃腳較高的一側(cè)加強抓土。 (2)在終沉階段，一般可利用設(shè)在井外側(cè)的射水管沖刷土體或采取井外射水來糾正傾斜。 (3)在刃腳底的一側(cè)加墊木楔，刃腳高的一側(cè)多挖土。 (4)在井口上端加偏心壓載糾正，務(wù)使在沉井封底以前糾正達(dá)到合格。 偏移或扭位 1．現(xiàn)象

44、 沉井下沉過程中或下沉后，筒體軸線位置發(fā)生一個方向偏移(稱為位移)，或兩個方向的偏移 (稱為扭位 )。 2．原因分析 (1) 位移大多由于傾斜引起，當(dāng)沉井傾斜一側(cè)土質(zhì)較松軟，在糾正傾斜時，井身往往向傾斜一側(cè)下部產(chǎn)生一個較大的壓力，因而伴隨向傾斜方向產(chǎn)生一定位移。位移大小隨土質(zhì)情況及向一邊傾斜的次數(shù)而定。當(dāng)傾斜方向不平行軸線時，糾正后則產(chǎn)生扭位，多次不同方向的傾斜，糾正傾斜后拌隨產(chǎn)生位移的綜合復(fù)合作用，也常導(dǎo)致產(chǎn)生偏離軸線方向的扭位。 (2)沉井傾斜未糾正就繼續(xù)下沉，常會使沉井向傾斜相反方向產(chǎn)生一 定位移。。

45、 (3)測量偏差未及時糾正。 3．預(yù)防措施 (1)加強測量控制和檢測，在沉井外和井壁上設(shè)控制線，內(nèi)壁上設(shè)垂度觀測標(biāo)志，以控制平面位置和垂直度，每班觀測不少于 2 次，發(fā)現(xiàn)位移或扭位應(yīng)及時糾正。 (2)及時糾正傾斜，避免在傾斜情況下繼續(xù)下沉，造成位移或扭位。 (3)控制沉井不再向偏移方向傾斜。 (4)加強測量的檢查和復(fù)核工作。 4．治理方法 位移糾正方法一般是控制沉并不再向位移方向傾斜，同時有意識地使沉井向位移相反方向傾斜，糾正傾斜后，使其伴隨向位移相反方向產(chǎn)生一定

46、位移糾正。如位移較大，也可有意使沉井偏位的一方傾斜，然后沿傾斜方向下沉，直到刃腳處中心線與設(shè)計中心線位置吻合或接近時，再糾正傾斜，位移相應(yīng)得到糾正。扭位可按糾正位移方法糾正，使傾斜方向?qū)?zhǔn)沉井中心，然后糾正傾斜，扭位隨之得到糾正。亦可先糾正一個方向的傾斜、位移，然后糾正另一個方向的傾斜、位移，幾次傾斜方向糾正后，軸線即恢復(fù)到原位置。 下沉遇堅硬土層 1．現(xiàn)象 沉井挖土遇堅硬土層，出現(xiàn)難以開挖下沉的現(xiàn)象。 2。原因分析 遇厚薄不一的黃砂膠結(jié)層(姜結(jié)石)，質(zhì)地堅硬，用一般鎬、鍬開挖非常困難，使下沉十分緩慢。

47、 3．防治措施 (1)排水下沉?xí)r，以人力用鐵釬打入士中向上撬動、取出，或用鐵鎬、鋤開挖，必要時打炮孔爆破成碎塊。 (2)不排水下沉?xí)r，用重型抓斗、射水管和水中爆破聯(lián)合作業(yè)。先在井內(nèi)用抓斗挖 2m 深鍋底坑，由潛水工用射水管在坑底向四角方向距刃腳邊2m 沖 4 個 400mm 深的炮孔，各放 200g 炸藥進行爆破，余留部分用射水管沖掉，再用抓斗抓出。 下沉遇流砂 1．現(xiàn)象 沉井采取井內(nèi)排水時，井外的土、粉砂產(chǎn)生流動狀態(tài)，隨地下水一起涌入井內(nèi)，邊挖、邊冒，無法挖深；常造成沉井出現(xiàn)突沉、偏斜、

48、下沉過慢或不下沉等情況。 2．原因分析 (1)井內(nèi)鍋底開挖過深；井外松散土涌入井內(nèi)。 (2)井內(nèi)表面排水后，井外地下水動水壓力把土壓入井內(nèi)。 (3)爆破處理障礙物時，井外土受振進入井內(nèi)。 (4)挖土深超過地下水位 0．5m 以上。 3。預(yù)防措施 (1)采用排水法下沉，水頭宜控制在 1．5～2．0m。 (2)挖土避免在刃腳下掏挖，以防流砂大量涌入，中間挖土也不宜挖成鍋 底形。 (3)穿過流砂層應(yīng)快速，最好加荷，使沉井刃腳切入土

49、層。 4．處理方法 (1)當(dāng)出現(xiàn)流砂現(xiàn)象，可在刃腳堆石子壓住水頭，削弱水壓力，或周圍堆砂袋圍住土體，或拋大塊石，增加土的壓重。 (2)改用深井或噴射點井降低地下水位，防止井內(nèi)流淤。深井宜安設(shè)在沉井外，點井則可設(shè)置在井外或井內(nèi)。 (3)改用不排水法下沉沉井，保持井內(nèi)水位高于井外水位，以避免流 砂涌人。 鄰近建筑物下沉 1．現(xiàn)象 沉井周圍地面塌陷，鄰近建筑物局部下沉，出現(xiàn)裂縫或傾斜。 2．原因分析 (

50、1)建筑物離沉井過近，基礎(chǔ)未采取加固隔離措施。 (2)沉井下沉降低地下水位，使鄰近建(構(gòu))筑物地基土層局部壓密產(chǎn)生下 沉。 (3)沉井下沉遇粉砂層或下沉挖土刃腳外掏空過多，向沉井內(nèi)涌砂，造成周圍地面下陷。 3．預(yù)防措施 (1)在建筑物基礎(chǔ)靠沉井一側(cè)用板樁或噴粉樁加固。 (2)在沉井與建筑物之間設(shè)置回灌井，減少鄰近建筑物地下水的流失。 (3)遇粉砂層采用點井降水，使水頭差不過大，避免引起流砂。 (4)沉井挖土，避免在刃腳處向外掏空，盡量采取切土下沉方法。

51、 (5)在井壁外側(cè)不斷回填中砂，使靠近建筑物一側(cè)土不被擾動。 4．治理方法 遇流砂或向井內(nèi)涌泥引起建筑物下沉?xí)r，應(yīng)改排水下沉為不排水下沉，或在井外部加設(shè)點井降水下沉 下沉裂縫 1．現(xiàn)象 沉井下沉過程中，在沉井豎壁上出現(xiàn)縱向或水平方向裂縫，有的集中在隔墻上，或預(yù)留孔洞口兩側(cè)。 2．原因分析 (1)沉井卜沉?xí)r被大孤石、漂石或其他障礙物擱住，使井壁產(chǎn)生過大拉應(yīng)力而造成裂縫。 (2)圓形沉井下沉過程中，由于過大的傾斜受側(cè)向不均勻土壓力作用或一側(cè)突然下

52、沉，常導(dǎo)致在井壁內(nèi)側(cè)或外側(cè)產(chǎn)生豎向裂縫。 (3)沉井下沉?xí)r，當(dāng)刃腳踏面脫空，沉井被上部土體擠緊而懸掛在土層中，在井墻內(nèi)可能出現(xiàn)較大的豎向拉力，而將井筒水平拉裂。 3．預(yù)防措施 (1)做好地質(zhì)勘察工作，深 3m 以內(nèi)障礙物應(yīng)在沉井制作、下沉前挖除，下沉?xí)r采取先釬探，挖除障礙物再挖土下沉。 (2)考慮沉井受側(cè)向不均勻土壓力作用，按實測內(nèi)摩擦角，加減 5o～8o 計算井壁強度，提高受不均勻荷載強度的能力。下沉過程中注意避免過大的傾斜和突然下沉。 (3)考慮沉井脫空情況，驗算豎向鋼筋，一般按自重的 25％一 65％計算其最大拉斷力，或按最不利情況(在墻高度分節(jié)接頭處即施工縫位置)計算最大拉斷力。 4．治理方法 參見 “井筒裂縫”的治理方法。