沉井制作与下沉

沉井制作与下沉

1、一般要求

【1】施工前应对施工现场进行踏勘，了解邻近建(构)筑物、堤防、地下管线和地下障碍物等状况，按要求做好沉降位移的定期监测及监护工作。

【2】施工前应设置测量控制网，进行定位放线、布置水准基点等工作。

定位放线工作在地面上定出沉井纵横两个方向的中心轴线、轮廓线以及水准点等，并布置水准基点作为沉井施工的依据，同时应做好保护工作。

【3】地基承载力不能符合沉井制作和接高稳定要求时，在施工前应进行地基处理。

【4】多次制作多次下沉时，每次接高均应符合稳定性要求。要求传至刃脚下土层的荷载应小于该层土的极限承载力，每次接高都应符合稳定性要求。

【5】沉井施工时落地外脚手架必须与模板系统脱开，且落地外脚手架应具有防倾覆的安全措施。

沉井本身会产生一定量的自沉，落地脚手架与模板系统连在一起，会影响混凝土的浇筑质量及脚手架的安全，所以必须脱开。落地脚手架制作高度较大时容易发生倾覆，可以通过增加抛撑或者宽度等方法进行防倾覆的安全设计。

【6】下沉前，应完成井壁防水层施工，并应做好下沉高差、平面偏差的观测。

【7】下沉前及下沉时，应做好地下水位的观测。

【8】应严格控制井(箱)内取土深度。沉井下沉时开挖所形成的类似锅底状的开挖面，在施工时要控制开挖深度，不得超挖。

【9】下沉应实时测量与纠偏，下沉至设计标高，且8h累计下沉量不大于10mm时可封底施工。

【10】大型沉井封底应分仓、均匀对称进行，且任一区域的混凝土封底工作均应一次连续浇筑完成。

2、垫层施工

【1】工作坑底部的平面尺寸应根据支模、搭设脚手架及排水等因素确定，开挖的深度应根据土质情况、地下水位、现场施工条件等综合确定。

为了保证工作坑的尺寸能符合工程的需求，需要考虑支模、搭设脚手架的空间，还应综合考虑周边环境及排水的需要。

【2】工作坑基底宜选择在低压缩性、高承载力的土层中，基底位于地下水位以下时，应做好降水、排水工作。

工作坑基底宜选择在低压缩性、高承载力的土层中，基底位于地下水位以下时，应做好降水、排水工作。

【3】砂垫层的铺设厚度不宜小于600mm，每层铺设厚度不应超过300mm，应逐层浇水控制最佳含水量。砂垫层宜采用颗粒级配良好的中砂、粗砂或砾砂。

砂垫层使用细砂时宜同时掺入一定数量的卵石或碎石，其掺入量应按设计规定，石子的最大粒径不宜大于50mm。每层砂垫层的铺设厚度不应超过300mm，同时控制含水量，使之达到良好的压实效果。

【4】铺筑砂垫层前，场地应预先清理、平整和夯实。工作坑底部应设置盲沟和集水井，集水井的深度宜低于基底500mm。在清除浮土后，方可进行砂垫层的铺填工作。施工期间应做好排水工作，严禁砂垫层浸泡在水中。

设置集水井的深度宜低于基底500mm，以防坑(槽)底的土层破坏或隆起。不应使砂垫层泡水，保证砂垫层的承载力。

【5】砂垫层的压实系数可采用环刀法或贯入仪等方法测定，压实系数不应小于0.93。砂垫层的压实系数的质量检测方法如下：

（1）环刀法质量检测砂垫层密实度时，用容积不小于200cm3的环刀取样。测定其干重度，以不小于通过试验所确定的该砂料在中密状态时的干重度数值为合格。检测时可在垫层中设置纯砂检查点，在同样施工条件下，按上述方法测定；

（2）贯入仪测定法使用贯入仪、钢叉或钢筋等工具，以贯入度大小检测砂垫层的质量。检测时，以不大于通过试验所确定的贯入度数值为合格。

【6】沉井砂垫层布置宜采用满堂铺筑形式，平面尺寸较大时，

可采用环井壁铺筑形式。当沉井平面尺寸不大时，可按工作坑开挖的范围满堂铺筑。沉井的平面尺寸的面积大于300m2时，可认为其平面尺寸较大，此时砂垫层铺设可采用环边铺设，达到节省工程造价的目的。

【7】素混凝土垫层施工前，应检查砂垫层的压实系数和平整度，符合要求后可沿墙浇筑混凝土垫层。

3、沉井制作

【1】沉井刃脚施工应符合下列规定：

（1）沉井刃脚内侧与底板连接的凹槽在浇筑前应进行凿毛处理；

（2）沉井刃脚内侧与底板连接的凹槽深度宜为150mm～200mm，连接点处不应漏水。

【2】沉井模板施工应符合下列规定：

（1）模板表面应平整光滑且具有足够的强度、刚度、整体稳定性，缝隙不应漏浆；

（2）模板的设计、安装及预埋件和预留孔洞设置偏差应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。

目前在沉井工程中，井壁模板常采用钢组合式定型模板或木定型模板组装而成，采用木模时，外模朝混凝土的一面应刨光。

【3】接高制作时模板下端应高出地面1000mm以上。 【4】沉井接高施工应符合下列规定：

（1）沉井首节制作高度应符合地基土下卧层的承载力要求；接高时，应进行接高稳定性验算，气压沉箱接高时应维持工作室内的气压稳定；

（2）井壁与后浇隔墙的连接处应在井壁上加设腋脚，并预留凹槽和连接钢筋；预留连接凹槽的深度不宜少于100mm，连接钢筋的直径和间距应与隔墙内的水平钢筋的布置一致；

（3）接高前应进行纠偏，符合终沉时的偏差允许值，接高水平施工缝宜做成凸型，应将接缝处的混凝土凿毛，清洗干净，充分润湿，并在浇筑上层混凝土前用水泥砂浆接浆。气压沉箱接缝和施工缝应用止水钢板。

【5】制作和接高时，脚手架和模板支撑的设计与施工应按国家现行有关标准及通过计算确定。

【6】混凝土浇筑应分层平铺，均匀对称，每层混凝土的浇筑厚度宜为300mm～500mm。混凝土浇筑时应分层进行，每层的厚度不宜过大，防止振捣不密实的现象出现，故建议每层浇筑厚度为300mm～500mm。

【7】水平施工缝应留置在底板凹槽、凸榫或沟、洞底面以下200mm～300mm。沉井井壁及框架不宜设置竖向施工缝。

沉井与气压沉箱主要是受水平作用力，故不宜设置竖向施工缝。水平施工缝的留设也不应在井(箱)结构的薄弱环节处，规定留设在距离薄弱环节200mm～300mm以外。

【8】顶板浇筑时应预留人孔、物料孔及供气、照明、封底混凝土浇筑等管路。

【9】浇筑完成后应及时养护，侧模板待混凝土强度达到能保证表面和棱角不受损伤时方可拆除，底模版拆除时混凝土的强度应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。

4、沉井下沉

【1】沉井下沉前应检查结构外观，并复核混凝土强度及抗渗等级。根据施工计算结果判断各阶段是否会出现突沉或下沉困难，确定下沉方法和相应技术措施。

【2】沉井采用排水法下沉前，应分析工程地质和水文地质资料，采取排水措施，确保顺利下沉。

【3】凿除混凝土垫层时，应先内后外，分区域对称凿除，凿断线应与刃脚底边平齐。凿除的混凝土垫层应立即清除，并立即用砂或砂夹碎石回填空穴。混凝土的定位支点处应最后凿除，不得漏凿。对于大型矩形沉井，支点的位置可沿周边均匀布置，支承点数量可根据沉井尺寸、砂垫层厚度和持力层的极限承载力确定。

【4】沉井下沉挖土时应符合下列规定： （1）挖土下沉时，应分层、均匀、对称；

（2）下沉系数较大时应先挖中间部分，保留刃脚周围土体，使

其切土下沉；

（3）下沉应按勤测勤纠的原则进行。

沉井在软土中下沉时，分层挖去井内泥土，并在沉井四周的刃脚处留有土堤，逐步削平刃脚四周土堤，边挖边沉；沉井在较坚实的土层中下沉时，先挖锅底，刃脚四周留土堤，再向四周均匀扩挖，最后削去土堤，使其下沉；沉井在坚硬的土层中下沉时，先开挖锅底，后分层掏挖刃脚，使其下沉。如采用干挖，条件许可时，在沉井刃脚设计标高处提前放置一定数量的混凝土块，使沉井最后坐落在混凝土块上。

【5】下沉前应在沉井外壁四周沿竖向标出刻度尺，下沉中应对井体倾斜度和下沉量进行测量，每8h应至少测量2次。每下沉3m应测量1次，经清土校正后方可继续挖土下沉。

【6】排水法下沉时可选用机械挖土或高压水冲泥等下沉方法。不排水下沉时可选择空气吸泥或机械挖土等下沉方法，施工时井内水位不宜低于井外水位。不排水下沉中，应控制水位、井底开挖尺寸、下沉量和速度以稳定井底，防止突沉，控制终沉。挖流动性土时，应保持井内水位高出井外水位不少于1m。当井内水深超过5m～10m时，可采用空气吸泥法和钻吸法出土下沉。

【7】采用空气吸泥下沉施工应符合下列规定：

（1）在黏性土层下沉时，应在高压水冲碎土层后方可吸泥； （2）吸泥装置在水下的深度应大于5m，在初期下沉时可采用机械挖土等方式；

（3）吸泥施工时应保持井内外的水位平衡；

（4）吸泥施工时应及时掌握排出泥水的浓度和锅底各部位的标高。

空气吸泥法是比较常用的不排水下沉法之一，需配备一定数量的潜水作业人员。当空气吸泥装置工作时，压缩空气沿进气管进入空气箱以后，通过内壁上的一排排小孔眼进入混合管，在混合管内与水混合，形成比重小于1的气水混合物，与泥土混合通过混合管置换出去。

【8】沉井在下沉到距离设计标高2m时，应控制四角高差及下沉速度，下沉深度距设计标高应有一定的预留量，预留量宜为50mm～

200mm。

一般沉井下沉到距离设计标高2m时，应放慢下沉速度。为使得沉井结构符合使用时候的要求，沉井的下沉深度应有一定的预留量，具体预留量还可根据实际情况进行确定。在接近下沉标高500mm时，在软土地层中可以预留100mm～200mm，在砂土等硬土层中可以预留50mm～100mm。

【9】一般沉井下沉到距离设计标高2m时，应放慢下沉速度。为使得沉井结构符合使用时候的要求，沉井的下沉深度应有一定的预留量，具体预留量还可根据实际情况进行确定。在接近下沉标高500mm时，在软土地层中可以预留100mm～200mm，在砂土等硬土层中可以预留50mm～100mm。

【10】当沉井下沉系数小于1时，宜采用触变泥浆、空气幕、桩基反压法、压重法等助沉法配合沉井下沉，根据实际情况可选用一种或多种助沉措施。

对于下沉深度较深或侧摩阻力较大的沉井，为了让沉井能在土中顺利下沉，可采用触变泥浆套、空气幕、高压射水、压重下沉、抽水下沉、井壁外侧挖土下沉等措施配合施工，使沉井顺利下沉到设计标高。采用泥浆润滑套助沉措施时，泥浆管应预埋于井壁上，下沉过程中应经常检查输浆管的通畅情况。泥浆槽内的液面不宜过低，应维持在沉井基坑面下50mm左右。泥浆应定期检测置换。

砂性土层可采用空气幕法助沉。当沉井下沉速度较快时，可采取控制挖土范围、深度、井内水位、井壁外回填粗糙材料、夯实井壁外土体等止沉措施。

【11】采用触变泥浆助沉时，应符合下列规定： （1）井壁的外台阶宽度宜为100mm～200mm。

（2）触变泥浆物理力学指标可根据沉井下沉时所通过的不同土层选用。

（3）在沉井下沉到设计标高后，泥浆套应按设计要求处理，宜采用水泥浆或水泥砂浆置换触变泥浆。

【12】采用空气幕助沉时，应符合下列规定：

（1）施工前应根据计算确定空压机和储气包的数量，在刃脚外

踏面处应设置密封装置；

（2）空气幕压力值应小于水压力的1.5倍；

（3）压气顺序应自上而下进行，关气顺序应自下而上； （4）气龛的形状宜为倒梯形，在1.5m～3.0m内宜设置2个喷气孔，刃脚顶以上3.0m内不宜设置喷气孔，喷气孔的直径宜为1mm～3mm；

（5）空气幕助沉时间应根据实际情况确定，不宜超过2h。 沉井下沉深度越深，其侧摩阻力越大，采用空气幕措施可减小井壁与土层之间的摩阻力，使沉井顺利下沉到设计标高。该法是在沉井井壁内预设一定数量的管路，管路上预留小孔，之后向管内压入一定压力的压缩空气，通过小孔向沉井井壁外喷射，形成一层空气帷幕，从而降低井壁与土层之间的摩阻力。整个空气幕系统一般由一套压气设备组成，包括空压机、储气包、井壁内的预埋管路、气龛，以及地面供气管路。每个气龛的供气能力宜大于0.023.m3/min。

【13】采用桩基反压法助沉时，应符合下列规定：

（1）开始下沉前，助沉系统应安装到位，检查连接的可靠性； （2）反压桩的抗拔承载力应符合助沉反压力的要求。 反压桩的抗拔能力可通过桩侧、桩底后注浆来提高。

【14】采用压重法助沉时，应均匀对称加重。堆载应确保下沉施工的空间及作业人员的安全。

【15】沉井纠偏可选用下列一种或几种方法： （1）挖土纠偏； （2）触变泥浆减阻纠偏； （3）空气幕减阻纠偏； （4）桩基反压装置协助纠偏； （5）压重纠偏。 【16】沉井纠偏的规定：

（1）挖土纠偏：沉井在入土较浅时，容易产生倾斜，但也比较容易纠正。纠正倾斜时，如系排水下沉，可在沉井刃脚高的一侧进行人工或机械出土。在刃脚低的一侧应保留较宽的土堤，或适当回填砂石。如系不排水下沉的沉井，一般可在靠近刃脚高的一侧吸泥

或抓土，必要时可有潜水员配合在刃脚下出土。

（2）压重纠偏：由于弃土堆在沉井一侧，或由于其他原因造成的沉井两侧有土压力差，使沉井产生偏斜。在沉井倾斜低的一侧回填砂或土，并进行夯实，使低的一侧产生的土压力大于沉井高的土压力，亦可起到纠偏的作用。如在沉井高的一侧压重，最好使用钢锭或生铁块，这时沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力，使沉井高的一侧下沉量大些，亦可起到纠正沉井倾斜的作用。

5、沉井封底

【1】沉井采用排水法下沉至设计标高，井内土体稳定时可采用干封底，井内土体不稳定及采用不排水下沉时应采用水下封底。

【2】沉井干封底，操作人员可下井施工，质量容易控制。但当井外水位较高时，井内抽水后大量地下水涌入井内，或者井内土体的抗剪强度不足以抵抗井外较高的土体重量，产生剪切破坏而使大量土体涌入，沉井不能稳定，则必须井内灌水，采用不排水封底。

【3】沉井干封底施工应符合下列规定：

（1）沉井基底土面、分仓封底可分仓挖至设计标高，混凝土凿毛处应清理干净；

（2）在井内应设置集水井，并不间断抽除积水与排气，保持井内无积水，集水井封闭应在底板混凝土达到设计强度及符合抗浮要求后进行；

（3）沉井封底应先铺设400mm～500mm的碎石或砂砾石反滤层并夯实；

（4）面积不大于100m2的沉井应一次连续浇筑；

（5）大于100m2的沉井宜分仓对称浇筑，每个分仓应连续浇筑。 【4】干封底时除用井点降水外，水下封底混凝土中埋设的排水管也能起到降水泄压的作用，管道布设、直径等应符合泄压要求。封底混凝土浇筑宜连续一次浇筑完毕，这样混凝土整体性良好，能保证混凝土的浇筑质量。大于100m2的沉井宜分仓浇筑，分仓浇筑时，间歇时间应小于混凝土的初凝时间。不同混凝土的允许间歇时间应根据环境温度、水泥性能、水胶比和外加剂类型等通过试验确

定。

【5】沉井水下封底时应符合下列规定： （1）封底混凝土与井壁结合处应清理干净；

（2）基底为软土层时应清除井底浮泥，修整锅底，铺碎石垫层；

（3）水下混凝土骨料最大粒径不应大于导管内径的1/6，水胶比不应大于0.6，坍落度宜为180mm～220mm，并应具有一定的流动性；

（4）导管的平面布置及初灌量的要求应符合以下规定，且每根导管的停歇时间不宜超过30min。沉井采用导管法进行水下混凝土封底时，导管的平面布置应符合下列规定：导管扩散半径不宜大于4.0m；导管插入深度不宜小于1.0m；导管浇筑时距离基底面高度宜为0.3m～0.4m；

（5）封底混凝土达到设计强度后方可抽除沉井内的水。