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沉井施工施工方案

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2020年4月19日
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沉井施工施工方案
第一节 施工工序流程
第二节 施工方法和技术措施
第三节 安全及环境保护保障措施

第一节 施工工序流程
沉井施工包括沉井制作和沉井下沉及封底几个主要部分。沉井采取三次制作一次排水下沉；一般施工顺序为：
施工准备→基坑开挖→抽排水→铺砂垫层、垫木→支刃脚内侧模板→　 绑扎刃脚钢筋→支刃脚外侧模板→浇筑刃脚砼→养护→支井壁内侧模板→绑扎钢筋→立井壁外侧模板→浇筑井壁砼→养护→拆除井壁和刃脚的模板→挖土、下沉→（抛块石，滤水挤淤，仅顶管井施工）→浇筑封底砼→绑扎钢筋→浇筑底板砼→养护→对沉井内及上部结构施工。
第二节 施工方法和技术措施
2．1施工准备
1． 施工前主要工作
(1)施工现场供水、供电的管线布置及排水沉淀池砌筑、排水管道铺设：
①临时用水：从集水坑处抽取作为施工用水，生活用水拟接自来水管；
②临时用电：拟从附近协调搭接网电，同时配备发电机组作为备用电源；
③沉淀池砌筑、排水管道铺设：在距沉井10m以外开挖一个规格为6.0*2.0*1.5m沉淀池，经沉淀过滤后的水用水泵抽取排市政污水管网中；
(2)调查、收集在沉井施工及排水影响范围内的原有地上、地下建、构筑物及管线的位置、标高、结构形式等；
(3)施工前根据场地设计标高，对施工现场范围内的场地进行平整。
(4)调查、收集工程地质、水文地质资料。工程地质资料包括岩土性质及均匀性、地基承载力、井外壁与土的摩擦力等。水文地质资料包括地下水的类型、最高和最低水位、渗透系数等。
2．测量放线
　　(1)根据业主、监理所交工程控制网的桩、点，布置各井位的控制桩，作好拴桩、桩位记录工作，并对施工范围内的测量标志，采取可靠的保护措施，防止丢失、移位、下沉、损坏等；
(2)根据提业主、监理提供的水准点，在施工现场引测、设置临时水准点。临时水准点设置在便于施工测量观测、稳定牢固不受施工影响的地段，其数量少于2个，并应统一编号、标识。引测临时水准点应闭合、复测，并与己建成相关工程、部位核对，误差小于允许误差时（详见附表）作好记录，方可使用。每次水准测量时，都应核对两个临时水准点，确认无误后方可使用。
(3)根据各井位的中桩，先将基坑开挖边线放出。开挖临时控制点以小木桩标记，基坑开挖到合适高程后，撤去小木桩标记，放出井筒刃脚内、外沿边线，仍以小木桩标记。
(4)根据批准的测量成果、控制桩，设置沉井轴线及中心位置控制桩。
(5)设置沉降观测点，在沉井施工不影响的原有建筑物及地面上设沉降观测点，该观测点设在不影响视线的地方；
(6)测量控制
在沉井过程中应设几个下沉观测点，发现沉井偏斜时，或井项中心位移时，立即以予纠正．
3．技术培训与技术交底
施工前，由项目总工负责组织有关技术人员对该项目全体施工人员按不同岗位、工种，分别进行培训，并向工长进行技术交底。贯彻施工组织设计、施工规范、规程、质量检验标准等。
4． 工程材料试验、混凝土配合比设计
施工前应对沉井施工所用的钢材、商品砼抽检试验，在合格的基础上经过比较，报呈监理工程师并择优选购。
2．2沉井制作场地施工准备
沉井在地面上施工时，为减少下沉的深度,一般在沉井井筒制作前先开挖基坑，基坑的位置应根据设计图纸中的坐标确定，按照沉井轴线控制桩和中心桩，在地面上放沉井基坑线，基坑底的平面尺寸比刃脚外壁每侧各大0.5ｍ以上。基坑开挖的深度，可根据土质、地下水位、现场施工条件而定，一般高于地下水位0.5 m以上。基坑底部设排水沟，四周设集水井坑，集水坑比排水沟至少低0.5 m。基坑平面尺寸比沉井大2m，四周设不小于2.0m的护道和地面排水沟，以防雨水等淌入。基坑挖出的土运至符合规定的弃土场平整堆放。
2．3沉井井筒制作
沉井井筒的制作分为两部分，即刃脚的制作和井壁的制作。
1.制作刃脚
(1)刃脚支模
本沉井拟采用砖模支模，方法如下：
井筒的重量较大，且原地基的允许承载力小于井筒自重(地基处理后视具体情况而定)，在刃脚下先浇一层12cm厚的C10砼，然后砌筑刃脚内砖模(如插图8-1所示)。

砌筑刃脚内砖模 插图8-1
2. 井壁制作
(1)模板施工
①模板安装顺序
刃脚斜面模板→井孔模板→安扎钢筋→架立外模→调整各部尺寸→全面紧固支撑拉片、拉箍等。
②模板选用及加固支设
在安装钢模以前，要先在沉井的内外钢筋挂上同标号的细石混凝土垫块。混凝土主体模板使用3015组合模板，模板竖向支设。圆型井，模板加固采用钢围囹加固，对拉片固定。由于该施工地段地下水丰富，施工对拉片应做防水处理，处理不好容易造成沉井漏水，影响沉井质量和使用。模板加固，能够用Ф14钢筋，横向进行加固，间距为150cm，如插图8-2：

圆形井模板支撑图 插图8-2
模板安装时，模板水平钢筋平行弯曲，与竖模板保持平面面接触，钢管的垂直间距为120cm，钢筋的水平间距为150cm。
模板施工时，要对所有模板进行编号，同时，在模板浇筑混凝土一面涂脱模剂。在混凝土浇筑5天后，能够对沉井内外模板进行拆除，按照编号，分类分批堆放，严禁乱堆放。若背面油漆脱落，应该及时补刷防锈漆。
在第二次支模板时，要严格控制此次模板与地面的高度，一般保持在35cm以上，这样，能够防止在第二次浇筑混凝土时，沉井出现下沉，将模板与脚手架分离，从而避免质量、安全事故。
③模板支护
a.沉井分内、外层模板两次支护，先支外模，在支内模；外侧模板要求板缝应顺垂直方向，安装时上口不宜大于下口尺寸，以利下沉；在基坑中制作时，四周设排水沟，集水井，使地下水位降至基坑底面的0.5m，同时防止地表水向基坑流入，以免土体塌方。
b.模板拼缝及垂直度控制：为使砼浇筑时不发生大量漏浆现象，支模板时尽可能少的采用对拉片，或在两块模板拼缝处用双面胶将拼缝堵严密；模板垂直度要在根本上得到控制，首先在浇筑垫层砼时使其水平，其次在支刃脚模板时使每个方向上的模板达到规范要求，在之后的模板安装中才能有效控制其垂直度。
c. 井壁模板采用组合式定型钢模板，内外模用2mm厚、55mm宽的对拉钢板固定；井筒接高时，利用第一节段模板的最上排对拉片孔插入钢筋作接高节段模支承；
d. 当对必须分节制作、分节下沉的沉井井壁接高时，第二节及其以上各节的模板不得支撑于地面上，以免应自重增加产生新的沉降，使新浇筑的砼造成裂缝；
e.沉井与脚手架不允许有联结处；小横杆一端与模板距离保持20～25cm；大横杆一端与模板距离保持30～40cm；脚手架在转角处必须连接成整体；每两步架设立一排抛撑，每三根立柱设立一根抛撑；沉井壁与脚手架之间离超过50cm以上，要设立安全网；沉井外脚手架与内脚手架在最高处要连成整体。
(2)钢筋施工
a.先在本工程场内的钢筋加厂加工好钢筋钢筋，自检合格后运往沉井施工现场。
b.钢筋绑扎、钢筋接头、间距等应符合设计规定。
c.钢筋绑扎完，关模前应检查保护层厚度及其它模板尺寸并请监理工程师确认。
(3)浇筑混凝土
a. 本标段沉井使用商品砼，沉井井筒分成三段浇筑，砼泵车沿沉井周围进行分布均匀浇筑。浇筑砼应对称均匀分层进行，每层厚30cm，避免高差悬殊、压力不均匀，造成地基不均匀下沉或产生倾斜；砼宜一次连续浇筑完成，井筒第一节砼强度达到70%后方可浇筑第二节井筒。
b. 由于井壁有抗渗要求，上、下节井壁的施工缝可作成凹式 ，施工缝处凿毛并冲洗处理后，先浇一层 (配比中石子用量减半)混凝土，然后再继续正常浇筑混凝土。
(4)沉井制作的允许偏差（见下表）

沉井制作的允许偏差 表8-1
项 目
允许偏差
平面尺寸
长宽(L)
±0.5%L，且不得大于100mm
曲线部分半径(R)
±0.5%R，且不得大于50mm
两对角线差
对角线长的1%
井壁厚度
±15mm

2．4井筒下沉
1. 下沉准备
(1)当沉井井筒的砼强度达到不低于设计强度的75%时拆除刃脚模板；
(2)井筒下沉前，先在内外井壁上各对称弹出4条垂线，以测定井筒下沉时的倾斜度。在井筒内部4条垂线的顶端，悬挂垂球，并在刃脚处设标盘，井筒下沉施工时，随时观测井筒偏斜，以便及时纠偏。
(3)检查井筒下沉使用的挖土、出土、运土等机械、设备、工具是否完好，数量是否能满足要求；
(4)当沉井下沉时，应在有关位置处设置沉降变形观测点，并在井筒下沉和施工排水期间定期观测其变形情况，直至沉井封底完毕施工停止抽水满3个月为止。
2．井筒下沉的施工方法
（1）计算确定沉井下沉系数、下沉稳定系数计算、砼垫层厚度、、基坑开挖尺寸。
（2）沉井下沉
采用人工挖土，吊车垂直提升运土，翻斗车运土。设专人指挥，统一操作。普通土层，应分层挖掘，每层厚度约为30cm，中央部分的土面应始终高于四周的土面30 cm以上。沉井下沉时，按平面轴线的中央位置逐层沿外边四周挖去土台，每层挖土厚0.3～0.5m，在刃脚处留1～1.5m台阶，之后，沿井壁每2～3m一段向刃脚方向诼层全面对称，均匀的削落台阶，每次削5～10cm，当土台经不住沉井刃脚的挤压时土体破坏坍落，沉井便均匀地下沉，每次下沉宜控制在20cm左右。在挖除刃脚附近和刃脚下部的土时，要求对称、均衡，挖土的速度要相同，土面的高程要保持一致（纠编时除外）。要加强施工力量，争取在最短的时间挖完，以保持沉井的均匀下沉，下沉时要掌握土层情况，做好下沉测量记录，随时分析和检验土的阻力与井筒重量的关系，初沉和终沉阶段要增加观测次数，必要时要连续观测。沉井在沉入基底以上2m时，要控制井内除土量和位置，并注意正位和调平井筒。沉井内的排水沟、集水井，应随着沉井的下沉而随时施做，其断面和深度应不小于规定值。
3．沉井的纠偏
沉井在下沉的过程中，时常出现井筒倾斜（沉井垂直度歪斜超过允许限度）、沉井位置偏移（沉井轴线产生位移）等情况，应立即分析原因，进行纠偏。
（1）沉井倾斜纠偏
A.原因分析
a. 沉井刃脚下的土质软硬不均；
b.没有对称的抽除垫木或没有及时回填夯实；井外四周的回填土夯实不均；
c. 没有均匀挖土，使沉井内土面高差悬殊；
d. 刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜；
e.刃脚一侧被障碍物拦住，未及时发现和处理；
f.排水开挖时井内涌砂；
g.井外面有弃土或堆物等井上附加荷重分布不均，造成对井壁的偏压。
B.纠正倾斜的方法
a. 沉井四周土质软硬不均及挖土不当引起井筒倾斜，可用以下3种方法纠偏：
①挖土纠偏，即经过调整挖土的高差，及调整沉井刃脚处保留土台的宽度，进行纠偏。 在下沉较慢的一侧多挖土，逐步挖掉刃脚处的土台使刃脚悬空，其高度宜为20cm，沿刃脚四周长度宜为沉井直径的1/2，促使该侧下沉。同时在下沉较快的一侧沿刃脚四周长度宜为直径的1/2多保留刃脚处土台的宽度；若该处土体松软时，应夯实或填碎石作为加固处理，并在该处井筒外部地面上堆土夯实，以增加其抗力和摩阻力。采用上述的方法，如果一次不能全部纠正偏斜，可按上述的方法重复进行，直至误差在规定范围内为止，而后按正常下沉挖土。
②射水纠偏。沉井在下沉进程中发生偏斜而用挖土纠偏仍不见效时，采用向下沉较慢一侧的沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水，使该处的土成泥浆，以减小土的抗力，泥浆还起润滑的作用，减小沉井外壁与土之间的摩阻力，促使沉井较高的一侧迅速下沉。当纠偏到接近正常位置时应停止射水，并应将沉井外壁与土之间的空隙用细土或砂填充。
③局部增加荷载纠偏。当井筒在下沉进程中出现倾斜时，可在井筒较高的一侧增加荷载（一般采用铁块、砂石袋加压），或用震动机震动，促使井筒较高侧较快下沉，一般讲，该方法适用于小型沉井的情况。
上述纠偏方法可单独使用，也可综合使用。可是，在井筒下沉中及时发现偏差，采取有效措施纠偏，减小每次的偏斜量是控制沉井中心偏移，保证下沉质量的关键。具体如何纠偏，则要根据现场土质，井筒断面大小、倾斜程度及现场条件而定。
b.没有对称的抽除垫木或没有及时回填夯实；井外四周的回填土夯实不均，可采用：分区、依次、对称、同步地抽除垫木，及时用砂或砂砾填夯实。
c. 没有均匀挖土，使沉井内土面高差悬殊，可采用：在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后在均匀分层取土。
d. 刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜，可采用：在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度。
e. 因刃脚一侧被障碍物挡住，引起井筒倾斜的纠偏方法为：
①如遇较小孤石，可将四周土掏空后将孤石取出；较大孤石可用风动工具或松动爆破方法将大孤石破碎成小块取出；
f.排水开挖时井内涌砂，可采用：
①降水，使井内外水头差控制在1.5～2.0m；
②挖土时避免在刃脚下掏挖，以防流砂大量涌入，中间挖土也不宜挖成锅底；
③穿过流砂层应快速，最好加荷，使沉井刃脚切入土层；采用土井或井点降低
下水位，防止井内流淤，土井宜安置在井外、井点则可设置在井外或内。
g. 因井外弃土或堆物等井上附加荷重分布不均造成的倾斜，其纠偏方法为：
①将井外弃土或堆物清除；
②调整井上附加荷重的位置，使其荷载均匀。
（2） 沉井位移纠偏
A．原因分析
井筒下沉中发现位移，大多是由于倾斜引起的，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一侧的下部增加较大压力，因而产生一定位移，位移的大小随土质情况及向一侧倾斜的次数而定，一般为：
a. 井筒制作场地高低不平，土层软硬不匀，地质条件不好。
b. 抽垫的方法不妥，回填不及。
c. 刃脚制作质量差，不平、不垂直，井壁制造有问题，其中线与刃脚不在一根直线上。
d.开挖土不对称不均匀，在沉井时有突沉和停沉的现象。
e. 井筒的正面和侧面的阻力不对称。
f. 盲目排水迫沉或井内补水不及时等。
g.测量定位差错。
B．纠正位移的方法：
a.控制沉井不再向偏移的方向倾斜，可在高侧多挖土，低侧少挖土的办法纠正。
b.终沉或其它阶段的偏斜，可用井外射水或喷气破坏高一侧土层进行纠偏。
c.有意使沉井向偏移的相反方向倾斜，经几次纠偏后，即可恢复到正确位置。
d.加强测量的检查复核工作。
4. 沉井下沉完毕后的允许偏差
沉井下沉完毕后的允许偏差见下表：

沉井下沉完毕后的允许偏差表 表8-2
项 目
允许偏差
刃脚平均高程与设计高程的偏差
＜100ｍｍ
刃脚平面轴线位置偏差（下沉总深度H＞10ｍ时）
＜H /100（ｍｍ）
刃脚平面轴线位置偏差（下沉总深度H＜10ｍ时）
≤100ｍｍ
沉井四角中任何两角刃脚底面高差（两角距离B＞10ｍ）
＜B /100且≤300ｍｍ
沉井四角中任何两角刃脚底面高差（两角距离B＜10ｍ）
≤100ｍｍ
注：下沉总深度系指下沉前与下沉完毕后刃脚高程之差。
5．沉井封底
当沉井下沉到设计标高，再观测8h，累计下沉量不大于10mm时，即应进行沉井封底工序，封底及技术要求见下表：
施工方法
技术要求
排水封底
（干封底）
1.排干沉井内积水，并将浮泥清除干净
2.在除集水井（用钢套管作集水井）以外的沉井底上浇筑垫层和钢筋砼底板。
3.待底板砼强度达到设计规定的强度，且沉井满足抗浮要求时，方可停止抽水，用法兰盖堵封钢套管集水井，或用快硬水泥混凝土封堵集水井
(1) 封底前的准备工作
当沉井下沉到设计标高后，需保持较低的地下水位，清除井底余土，整平土基，使土基面由沉井内壁四周向集水井倾斜，在集水井处为最低。再由集水井向井壁四周辐射状挖排水沟，然后在土基上铺5－10㎝厚的粗砂，在砂上和排水沟底（沟壁）铺土工布，尔后，在土工布上和排水沟内填铺碎石或卵石滤料（滤料的厚度应根据地下水涌水量的多少而定，一般不得小于50㎝），使井底的地下水经过滤料层及排水盲沟汇集到集水井中，用泵排出。
为防止浇筑垫层砼时污染滤料，以及防止新浇筑的砼在凝固前被地下水冲刷，应在滤料上铺土工布或塑料布，作为砼和滤料的隔离层，在隔离层上浇筑砼垫层和钢筋砼底板。垫层和底板留出集水井的位置，待强度达到要求时封底。
封底前应检查封底用的导管、管件、砼上料搅拌运输设备及材料是否齐备完好。
(2) 封底的施工方法
本工程采用排水封底（干封底），其做法如下：
①法兰盘短管封底法。浇筑沉井底板砼时，在集水井处预埋带止水环的法兰钢管，其内径为60㎝左右（见图11）。法兰钢管法兰盘面的高程，应低于底板混凝土面20－30㎝，而后从法兰钢管中排除地下水，待底板砼强度达到设计要求，且满足抗浮要求时，停止抽水，将排水泵吸水管从法兰钢管中拔出，并迅速盖上法兰盖堵和止水垫圈，用螺栓拧紧盖堵至不漏水，经检查确认不漏水后，将该处底板砼补齐。补浇砼前应将新旧砼接茬处冲洗干净，剔除浮石，清净杂物。
集水井
后浇封底砼
(a)直接封底法
集水井
后浇封底砼
法兰钢管
(b)预埋法兰钢管封底

(3) 封底的施工要点
①将砼接触面冲刷干净或打毛，对井底进行休整使之成锅底形，由刃脚向中心挖排水沟，填以卵石作成滤水暗沟，在中部设2～3个深1～2m的集水井，井间用盲沟连同，插入φ600～800mm穿孔钢管，四周填以卵石，使井底水流汇集在集水井中用泵排出，保持地下水位低于基底面0.3m以下。
②封底先浇一层设计要求的砼垫层。达到50%设计强度后绑钢筋，钢筋与底板预留筋进行焊接，焊接长度为10d，所有环筋均采用焊接接头，焊接长度不小于10d。钢筋焊接要求：搭接焊时，焊接端钢筋应预弯，并使两钢筋的轴线在一直线上；焊接时用两点固定，定位焊缝与搭接端部的距离应大于或等于20mm；焊接时，应在搭接焊形成焊缝中引弧，在端头收弧前填满弧坑，并使主焊缝与定位焊缝的始端和终端熔合，焊接时，第一层焊缝应在中间引弧，平焊时应从中间向两端施焊，立焊时，应从中间向上端施焊，再从下端向中间施焊，搭接焊接头焊缝厚度不得小于主筋直径的0.3倍，焊缝宽度不得小于主筋直径的0.7倍，其次，焊缝间遗留焊渣应随焊随敲落，经检查达到上述要求后，浇筑上层底板砼。
③砼浇筑应连续进行，由四周向中央推进。可分层浇筑，每层厚30～50cm，并用振捣器捣实。
④砼采用自然养护，养护期应继续抽水。
⑤待砼强度达到70%后，对集水井停止抽水，封堵。封堵的方法是将集水井中水抽干，在套管内迅速用干硬高强砼进行封堵并捣实。然后上法兰，用螺栓拧紧或焊固。上部用砼垫实捣平。
⑥封底后应作抗浮稳定验算，荷载组合包括结构自重和地下水的浮力。
(4) 封底后的施工控制
沉井封底后，连续七天进行沉降观测，观测至沉井不发生沉降为止。
第三节 安全及环境保护保障措施
3．1安全保证措施
1.实行封闭施工，工地周围必须用防护栏起来，而且在护栏上应有醒目的“注意安全或车辆慢行”等字样，在夜间时，每隔一定的距离应在护栏上安装放有强烈光线的灯，提醒夜间行驶的车辆，确保施工安全。
2.场区外接电路必须高架，并有配电及安保护装置。
3.电机引出的线必须高架离开地面，20KW以上的电机启动均安装补偿装置。
4.场区电路的安装、故障的排除均应由持证上岗的电工负责。凡未经受过专门训练的人员不得上岗。其它用电线、电缆均需严格检测，如药铺破损、漏电、短路等现象必须消除。
5.施工用电要合理布置，电器维护、搭接必须配持证装人负责，每台机械设备须分设开合熔断保险，严禁一闸多机，用电设备须采用接零或接地保护，移动式用电设备均在配电箱内装设保护装置，照明线路按标准架设，不准采用一根火线与一根地线的做法，不得用接地线作为零线，水泵、发电机的开关、线路及各种机械有专职人负责，并随时检查运行情况及电器绝缘状况，发现不安全隐患及时纠正。水泵不允许带电移位，开关盒应有防雨水覆盖绝缘保护。
6.工地配备适当数量的灭火器材。
7.进入工地的人员，劳保用品要配备齐全，必须带安全帽，不得赤脚，不得在上班前4小时喝酒。对第一次进入工地的职工和民工必须进行安全知识教育。
8.严格执行施工操作规程，技术工种必须是培训过取得合格证的人员上岗，无证人员不得上岗。
9.配合有关部门作好防火、防盗和社会治安工作，同时根据季节做好防冻、防洪、防雷击等准备工作。
10.掌握作业区及周围环境，制定落实防范措施。
11.操作平台及沉井四周设置围栏，进出井内要有梯子，严禁乘坐起吊设备上下。
12.井口操作人员应系好安全带。
13.经常检查起吊设备安全情况，井下作业人员在起重吊装时不应站在起吊物下方。
14.沉井不施工没有抽水时要有专人防护。
15.沉井下沉前和下沉过程中要对地面沉降进行观测，沉降较大时应采取处理措施，防止对周围建筑物造成破坏。
16.沉井各工作面上配备专职安全员1名，兼职安全员每个工作班配备1名。
3．2环境保护措施
1. 采用低噪音的施工方法和机械，噪音较大的机械避免在夜间施工。
2. 动力机械设置隔音措施，减少噪音量。
3. 夜间需施工应办理连续作业申请。
4.场地全部硬化，并经常洒水或清洗。
5.现场禁止焚烧任何物质。
6.装卸有粉尘材料时应有防止粉尘飞扬措施，或在仓库内进行。
7.施工污水须经处理后才能排放，严禁直接排放。
8.厕所设化粪池。
9.食堂污水和施工排水要设置隔油池。
10.车辆离开场地时应洗车，严禁泥车上路，沿途不得洒落泥尘。
11.做好植被绿化和地面排水设施。
12.严禁向周围乱倒垃圾。