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一級(jí)建造師考試市政工程考點(diǎn)19：沉井施工技術(shù)

一、沉井的構(gòu)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(gòu)筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，要有足夠的強(qiáng)度，其內(nèi)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(nèi)刃環(huán)刀，其作用是使井筒下沉?xí)r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(zhì)的堅(jiān)硬程度而異，當(dāng)土質(zhì)松軟時(shí)應(yīng)適當(dāng)加高。刃腳下端有一個(gè)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(nèi)側(cè)，它與水平面的夾角一般為50º～60º。當(dāng)沉井在堅(jiān)硬土層中下沉?xí)r，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(dāng)采用爆破法清除刃腳下的障礙物時(shí)，要在刃腳的外緣用鋼板包住，以達(dá)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(guò)程中的突然下沉，一般在較大的沉井井筒內(nèi)設(shè)置橫、縱隔墻或梁，隔墻的底標(biāo)高高出刃腳踏面500～mm;如因設(shè)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(qiáng)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(zhǔn)備工作

(一)基坑準(zhǔn)備

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

(2)沉井施工影響附近建(構(gòu))筑物、管線或河岸設(shè)施時(shí)，應(yīng)采取控制措施，并應(yīng)進(jìn)行沉降和位移監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不受施工干擾和方便測(cè)量地方。

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

(4)基坑開(kāi)挖應(yīng)分層有序進(jìn)行，保持平整和疏干狀態(tài)。

(二)地基與墊層施工

(1)制作沉井的地基應(yīng)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(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)進(jìn)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(yīng)滿足下列要求：

1)墊層的結(jié)構(gòu)厚度和寬度應(yīng)根據(jù)土體地基承載力、沉井下沉結(jié)構(gòu)高度和結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)計(jì)算確定;素混凝土墊層的厚度還應(yīng)便于沉井下沉前鑿除;

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

3)墊木鋪設(shè)應(yīng)使刃腳底面在同一水平面上，并符合設(shè)計(jì)起沉標(biāo)高的要求;平面布置要均勻?qū)ΨQ，每根墊木的長(zhǎng)度中心應(yīng)與刃腳底面中心線重合，定位墊木的布置應(yīng)使沉井有對(duì)稱的著力點(diǎn);

4)采用素混凝土墊層時(shí)，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，表面平整。

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

三、沉井預(yù)制

(1)結(jié)構(gòu)的鋼筋、模板、混凝土工程施工應(yīng)符合1K21有關(guān)規(guī)定和設(shè)計(jì)要求;混凝土應(yīng)對(duì)稱、均勻、水平連續(xù)分層澆筑，并應(yīng)防止沉井偏斜。

(2)分節(jié)制作沉井

1)每節(jié)制作高度應(yīng)符合施工方案要求，且第一節(jié)制作高度必須高于刃腳部分;井內(nèi)設(shè)有底梁或支撐梁時(shí)應(yīng)與刃腳部分整體澆搗。

2)設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)75%后，方可拆除模板或澆筑后節(jié)混凝土。

3)混凝土施工縫處理應(yīng)采用凹凸縫或設(shè)置鋼板止水帶，施工縫應(yīng)鑿毛并清理干凈;內(nèi)外模板采用對(duì)拉螺栓固定時(shí)，其對(duì)拉螺栓的中間應(yīng)設(shè)置防滲止水片;鋼筋密集部位和預(yù)留孔底部應(yīng)輔以人工振搗，保證結(jié)構(gòu)密實(shí)。

4)沉井每次接高時(shí)各部位的軸線位置應(yīng)一致、重合，及時(shí)做好沉降和位移監(jiān)測(cè);必要時(shí)應(yīng)對(duì)刃腳地基承載力進(jìn)行驗(yàn)算，并采取相應(yīng)措施確保地基及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

5)分節(jié)制作、分次下沉的沉井，前次下沉后進(jìn)行后續(xù)接高施工：

①應(yīng)驗(yàn)算接高后穩(wěn)定系數(shù)等，并應(yīng)及時(shí)檢查沉井的沉降變化情況，嚴(yán)禁在接高施工過(guò)程中沉井發(fā)生傾斜和突然下沉;

②后續(xù)各節(jié)的模板不應(yīng)支撐于地面上，模板底部應(yīng)距地面不小于1m;搭設(shè)外排腳手架應(yīng)與模板脫開(kāi)。

四、下沉施工

(一)排水下沉

(1)應(yīng)采取措施，確保下沉和降低地下水過(guò)程中不危及周圍建(構(gòu))筑物、道路或地下管線，并保證下沉過(guò)程和終沉?xí)r的坑底穩(wěn)定。

(2)下沉過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行連續(xù)排水，保證沉井范圍內(nèi)地層水疏干。

(3)挖土應(yīng)分層、均勻、對(duì)稱進(jìn)行;對(duì)于有底梁或支撐梁沉井，其相鄰格倉(cāng)高差不宜超過(guò)0.5m;開(kāi)挖順序應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、下沉階段、下沉情況綜合運(yùn)用和靈活掌握，嚴(yán)禁超挖。

(4)用抓斗取土?xí)r，井內(nèi)嚴(yán)禁站人，嚴(yán)禁在底梁以下任意穿越。

(二)不排水下沉

(1)沉井內(nèi)水位應(yīng)符合施工設(shè)計(jì)控制水位，井內(nèi)水位不得低于井外水位;下沉有困難時(shí)，應(yīng)根據(jù)內(nèi)外水位、井底開(kāi)挖幾何形狀、下沉量及速率、地表沉降等監(jiān)測(cè)資料綜合分析調(diào)整井內(nèi)外的水位差;流動(dòng)性土層開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)保持井內(nèi)水位高出井外水位不少于1m。

(2)機(jī)械設(shè)備的配備應(yīng)滿足沉井下沉以及水中開(kāi)挖、出土等要求，運(yùn)行正常;廢棄土方、泥漿應(yīng)專門(mén)處置，不得隨意排放。

(3)水中開(kāi)挖、出土方式應(yīng)根據(jù)井內(nèi)水深、周圍環(huán)境控制要求等因素選擇。

(三)沉井下沉控制

(1)下沉應(yīng)平穩(wěn)、均衡、緩慢，發(fā)生偏斜應(yīng)通過(guò)調(diào)整開(kāi)挖順序和方式隨挖隨糾、動(dòng)中糾偏。

(2)應(yīng)按施工方案規(guī)定的順序和方式開(kāi)挖。

(3)沉井下沉影響范圍內(nèi)的地面四周不得堆放任何東西，車輛來(lái)往要減少震動(dòng)。

(4)沉井下沉監(jiān)控測(cè)量：

1)下沉?xí)r標(biāo)高、軸線位移每班至少測(cè)量一次，每次下沉穩(wěn)定后應(yīng)進(jìn)行高差和中心位移量的計(jì)算;

2)終沉?xí)r，每小時(shí)測(cè)一次，嚴(yán)格控制超沉，沉井封底前自沉速率應(yīng)小于10mm/8h;

3)如發(fā)生異常情況應(yīng)加密量測(cè);

4)大型沉井應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形和裂縫觀測(cè)。

(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(shí)，在井外壁與土體之間應(yīng)有專人隨時(shí)用黃砂均勻灌入，四周灌入黃砂的高差不應(yīng)超過(guò)500mm。

(2)采用觸變泥漿套助沉?xí)r，應(yīng)采用自流滲入、管路強(qiáng)制壓注補(bǔ)給等方法;觸變泥漿的性能應(yīng)滿足施工要求，泥漿補(bǔ)給應(yīng)及時(shí)以保證泥漿液面高度;施工中應(yīng)采取措施防止泥漿套損壞失效，下沉到位后應(yīng)進(jìn)行泥漿置換。

(3)采用空氣幕助沉?xí)r，管路和噴氣孔、壓氣設(shè)備及系統(tǒng)裝置的設(shè)置應(yīng)滿足施工要求;開(kāi)氣應(yīng)自上而下，停氣應(yīng)緩慢減壓，壓氣與挖土應(yīng)交替作業(yè);確保施工安全。

(4)沉井采用爆破方法開(kāi)挖下沉?xí)r，應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)爆破安全的規(guī)定。

五、沉井封底

(一)干封底

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

(2)封底前應(yīng)整理好坑底和清除浮泥，對(duì)超挖部分應(yīng)回填砂石至規(guī)定標(biāo)高。

(3)采用全斷面封底時(shí)，混凝土墊層應(yīng)一次性連續(xù)澆筑;有底梁或支撐梁分格封底時(shí)，應(yīng)對(duì)稱逐格澆筑。

(4)鋼筋混凝土底板施工前，井內(nèi)應(yīng)無(wú)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(yīng)設(shè)置泄水井，底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)且滿足抗浮要求時(shí)，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(fēng)化巖塊等應(yīng)清除干凈;軟土地基應(yīng)鋪設(shè)碎石或卵石墊層。

(2)混凝土鑿毛部位應(yīng)洗刷干凈。

(3)澆筑混凝土的導(dǎo)管加工、設(shè)置應(yīng)滿足施工要求。

(4)澆筑前，每根導(dǎo)管應(yīng)有足夠的混凝土量，澆筑時(shí)能一次將導(dǎo)管底埋住。

(5)水下混凝土封底的澆筑順序，應(yīng)從低處開(kāi)始，逐漸向周圍擴(kuò)大;井內(nèi)有隔墻、底梁或混凝土供應(yīng)量受到限制時(shí)，應(yīng)分格對(duì)稱澆筑。

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

(7)水下封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，沉井能滿足抗浮要求時(shí)，方可將井內(nèi)水抽除，并鑿除表面松散混凝土進(jìn)行鋼筋混凝土底板施工。

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