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一級建造師考試市政工程考點19：沉井施工技術

一、沉井的構造

沉井的組成部分包括井筒、刃腳、隔墻、梁、底板，如圖1K24-1所示。

(1)井筒。即沉井的井壁，是沉井的主要組成部分，它作為地下構筑物的圍護結構和基礎，要有足夠的強度，其內部空間可充分利用。井筒是靠它的自重或外力克服筒壁周圍的土的摩阻力而下沉。井筒一般用鋼筋混凝土、砌磚或鋼材等材料制成。

(2)刃腳。刃腳在沉井井筒的下部，形狀為內刃環刀，其作用是使井筒下沉時減少井壁下端切土的阻力，并便于操作人員挖掘靠近沉井刃腳外壁的土體。刃腳的高度視土質的堅硬程度而異，當土質松軟時應適當加高。刃腳下端有一個水平的支承面，通稱刃腳踏面，其底寬一般為150～300mm，刃腳踏面以上為刃腳斜面，在井筒壁的內側，它與水平面的夾角一般為50º～60º。當沉井在堅硬土層中下沉時，刃腳踏面的底寬宜取150mm;為防止腳踏面受到損壞，可用角鋼加固;當采用爆破法清除刃腳下的障礙物時，要在刃腳的外緣用鋼板包住，以達到加固的目的，如圖1K24-2所示。

(3)隔墻、壁柱和橫梁。為滿足沉井在交工后的使用要求，增加井筒的剛度及防止井筒在施工過程中的突然下沉，一般在較大的沉井井筒內設置橫、縱隔墻或梁，隔墻的底標高高出刃腳踏面500～mm;如因設置隔墻而影響使用和井筒下沉的操作，可改用橫梁或由上、下橫梁和壁柱組成的框架加固井壁。

(4)底板。沉井的底板在井筒的下部，是沉井的井底。為增強井壁與底板的連接，在刃腳上部井筒壁上留有連接底板的企口凹槽，深度為100～200mm。

二、沉井準備工作

(一)基坑準備

(1)按施工方案要求，進行施工平面布置，設定沉井中心樁，軸線控制樁，基坑開挖深度及邊坡。

(2)沉井施工影響附近建(構)筑物、管線或河岸設施時，應采取控制措施，并應進行沉降和位移監測，測點應設在不受施工干擾和方便測量地方。

(3)地下水位應控制在沉井基坑以下0.5m，基坑內的水應及時排除;采用沉井筑島法制作時，島面標高應比施工期最高水位高出0.5m以上。

(4)基坑開挖應分層有序進行，保持平整和疏干狀態。

(二)地基與墊層施工

(1)制作沉井的地基應具有足夠的承載力，地基承載力不能滿足沉井制作階段的荷載時，應按設計進行地基加固。

(2)刃腳的墊層采用砂墊層上鋪墊木或素混凝土，且應滿足下列要求：

1)墊層的結構厚度和寬度應根據土體地基承載力、沉井下沉結構高度和結構形式，經計算確定;素混凝土墊層的厚度還應便于沉井下沉前鑿除;

2)砂墊層分布在刃腳中心線的兩側范圍，應考慮方便抽除墊木;砂墊層宜采用中粗砂，并應分層鋪設、分層夯實;

3)墊木鋪設應使刃腳底面在同一水平面上，并符合設計起沉標高的要求;平面布置要均勻對稱，每根墊木的長度中心應與刃腳底面中心線重合，定位墊木的布置應使沉井有對稱的著力點;

4)采用素混凝土墊層時，其強度等級應符合設計要求，表面平整。

(3)沉井刃腳采用磚模時，其底模和斜面部分可采用砂漿、磚砌筑;每隔適當距離砌成垂直縫。磚模表面可采用水泥砂漿抹面，并應涂一層隔離劑。

三、沉井預制

(1)結構的鋼筋、模板、混凝土工程施工應符合1K21有關規定和設計要求;混凝土應對稱、均勻、水平連續分層澆筑，并應防止沉井偏斜。

(2)分節制作沉井

1)每節制作高度應符合施工方案要求，且第一節制作高度必須高于刃腳部分;井內設有底梁或支撐梁時應與刃腳部分整體澆搗。

2)設計無要求時，混凝土強度應達到設計強度等級75%后，方可拆除模板或澆筑后節混凝土。

3)混凝土施工縫處理應采用凹凸縫或設置鋼板止水帶，施工縫應鑿毛并清理干凈;內外模板采用對拉螺栓固定時，其對拉螺栓的中間應設置防滲止水片;鋼筋密集部位和預留孔底部應輔以人工振搗，保證結構密實。

4)沉井每次接高時各部位的軸線位置應一致、重合，及時做好沉降和位移監測;必要時應對刃腳地基承載力進行驗算，并采取相應措施確保地基及結構的穩定。

5)分節制作、分次下沉的沉井，前次下沉后進行后續接高施工：

①應驗算接高后穩定系數等，并應及時檢查沉井的沉降變化情況，嚴禁在接高施工過程中沉井發生傾斜和突然下沉;

②后續各節的模板不應支撐于地面上，模板底部應距地面不小于1m;搭設外排腳手架應與模板脫開。

四、下沉施工

(一)排水下沉

(1)應采取措施，確保下沉和降低地下水過程中不危及周圍建(構)筑物、道路或地下管線，并保證下沉過程和終沉時的坑底穩定。

(2)下沉過程中應進行連續排水，保證沉井范圍內地層水疏干。

(3)挖土應分層、均勻、對稱進行;對于有底梁或支撐梁沉井，其相鄰格倉高差不宜超過0.5m;開挖順序應根據地質條件、下沉階段、下沉情況綜合運用和靈活掌握，嚴禁超挖。

(4)用抓斗取土時，井內嚴禁站人，嚴禁在底梁以下任意穿越。

(二)不排水下沉

(1)沉井內水位應符合施工設計控制水位，井內水位不得低于井外水位;下沉有困難時，應根據內外水位、井底開挖幾何形狀、下沉量及速率、地表沉降等監測資料綜合分析調整井內外的水位差;流動性土層開挖時，應保持井內水位高出井外水位不少于1m。

(2)機械設備的配備應滿足沉井下沉以及水中開挖、出土等要求，運行正常;廢棄土方、泥漿應專門處置，不得隨意排放。

(3)水中開挖、出土方式應根據井內水深、周圍環境控制要求等因素選擇。

(三)沉井下沉控制

(1)下沉應平穩、均衡、緩慢，發生偏斜應通過調整開挖順序和方式隨挖隨糾、動中糾偏。

(2)應按施工方案規定的順序和方式開挖。

(3)沉井下沉影響范圍內的地面四周不得堆放任何東西，車輛來往要減少震動。

(4)沉井下沉監控測量：

1)下沉時標高、軸線位移每班至少測量一次，每次下沉穩定后應進行高差和中心位移量的計算;

2)終沉時，每小時測一次，嚴格控制超沉，沉井封底前自沉速率應小于10mm/8h;

3)如發生異常情況應加密量測;

4)大型沉井應進行結構變形和裂縫觀測。

(四)輔助法下沉

(1)沉井外壁采用階梯形以減少下沉摩擦阻力時，在井外壁與土體之間應有專人隨時用黃砂均勻灌入，四周灌入黃砂的高差不應超過500mm。

(2)采用觸變泥漿套助沉時，應采用自流滲入、管路強制壓注補給等方法;觸變泥漿的性能應滿足施工要求，泥漿補給應及時以保證泥漿液面高度;施工中應采取措施防止泥漿套損壞失效，下沉到位后應進行泥漿置換。

(3)采用空氣幕助沉時，管路和噴氣孔、壓氣設備及系統裝置的設置應滿足施工要求;開氣應自上而下，停氣應緩慢減壓，壓氣與挖土應交替作業;確保施工安全。

(4)沉井采用爆破方法開挖下沉時，應符合國家有關爆破安全的規定。

五、沉井封底

(一)干封底

(1)在井點降水條件下施工的沉井應繼續降水，并穩定保持地下水位距坑底不小于0.5m;在沉井封底前應用大石塊將刃腳下墊實。

(2)封底前應整理好坑底和清除浮泥，對超挖部分應回填砂石至規定標高。

(3)采用全斷面封底時，混凝土墊層應一次性連續澆筑;有底梁或支撐梁分格封底時，應對稱逐格澆筑。

(4)鋼筋混凝土底板施工前，井內應無滲漏水且新、老混凝土接觸部位鑿毛處理，并清理干凈。

(5)封底前應設置泄水井，底板混凝土強度達到設計強度等級且滿足抗浮要求時，方可封填泄水井、停止降水。

(二)水下封底

(1)基底的浮泥、沉積物和風化巖塊等應清除干凈;軟土地基應鋪設碎石或卵石墊層。

(2)混凝土鑿毛部位應洗刷干凈。

(3)澆筑混凝土的導管加工、設置應滿足施工要求。

(4)澆筑前，每根導管應有足夠的混凝土量，澆筑時能一次將導管底埋住。

(5)水下混凝土封底的澆筑順序，應從低處開始，逐漸向周圍擴大;井內有隔墻、底梁或混凝土供應量受到限制時，應分格對稱澆筑。

(6)每根導管的混凝土應連續澆筑，且導管埋入混凝土的深度不宜小于1.0m;各導管間混凝土澆筑面的平均上升速度不應小于0.25m/h;相鄰導管間混凝土上升速度宜相近，最終澆筑成的混凝土面應略高于設計高程。

(7)水下封底混凝土強度達到設計強度等級，沉井能滿足抗浮要求時，方可將井內水抽除，并鑿除表面松散混凝土進行鋼筋混凝土底板施工。

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