1、355 施 工 工 艺3551 重沉井(箱)的制作沉井（箱）的制作有一次制作和多节制作，地面制作及地坑制作等方案，如沉井（箱）高度不大时宜采用一次制作，可减少接高作业，加快施工进度；高度较大时可分节制作，但尽量减少分节节数。1制作工艺流程场地平整定位放线开挖基坑（应用于地坑制作）夯实基底抄平放线验线铺砂垫层、垫木或挖刃脚土模安设刃脚铁件、绑钢筋支刃脚、井身模板浇筑混凝土、养护、拆模抽出垫木或拆砖垫座。2分节高度的确定当沉井 (箱) 高度不大时，应尽量采取一次制作下沉，以简化施工程序，缩短作业时间。如高度和重量都大，重心高，如地基处理不好，操作控制不严，在下沉前很容易产生倾斜，这时应采取分节制作
2、，每节制作高度的确定，应保证地基及其自身稳定性，并有适当重量使其顺利地下沉，一般每节高度以 68m 为宜。每节下沉时应计算下沉系数，保证顺利下沉。3基坑开挖（1）沉井（箱）一般采用地坑制作，采用地坑制作法可减少沉井下沉的高度，同时也减小了沉井的施工高度，给施工带来便利。（2）地坑开挖的深度根据地质报告，地下水位，开挖的土方量综合考虑，确定施工方便，经济合理的开挖深度。（3）根据基坑的大小来确定机械开挖或人工开挖，机械开挖时一般预留 200mm 厚土方，用人工清除，以免扰动地基土体。外围应留出 20002500mm 工作面，以便搭设脚手架及混凝土灌注施工，也便于沉井（箱）接节施工。如地下水位较高
3、则还应设置排水沟及集水井，基坑上口设置挡水坝。（4）基坑开挖放坡系数，根据土质类别而定，对黏土、粉质黏土放坡系数宜取0.330.75；对砂卵石类土放坡系数宜取 0.50.75；对软质岩石放坡系数宜为0.10.35。4地基处理及刃脚的支设（1）根据地基土的承载力验算是否能承受沉井重量或分节的重量。如不能，应对地基进行处理，处理方法一般采用砂、砂砾、碎石、灰土垫层，用打夯机夯实或机械碾压等措施使其能够承受沉井重量或分节的重量。（2）刃脚的支设1）刃脚的支设，可视沉井（箱）重量、施工荷载和地基承载力情况，采用垫架法、半垫架法、砖胎模或土底模等。2）较大较重的沉井，在较软弱地基上制作，常采用垫架或半垫
4、架法，此法先在刃脚处整平地基夯实，或再铺设砂垫层，然后在其上铺承垫木或垫架，垫木常用16c20c（或 15c15cm）枕木，根数由沉井或每节的重量和地基（或砂垫层）的承载力计算得出。枕木应对称铺设。3）对重量较轻，土质较好，地基承载力能够满足要求，可采用砖胎模和土底模，砖胎模采用 MU7.5 砖（或 MU30 毛石）、M10 的水泥砂浆，沿周长分成 68 段，中间留 20mm空隙，以便拆除。土底模按刃脚的形状成型后，土底模及砖胎模内壁用 1：3 水泥砂浆抹平并压光，在浇筑混凝土前涂刷隔离剂，保证刃脚光滑，以减少摩擦便于下沉。5井（箱） 壁施工（1）模板支设1）井（箱）壁模板采用钢组合式定型模板
5、或木定型模组装而成，为便于后序工程钢筋绑扎先支内模，待钢筋验收完毕后再封外模。2）模板采用对拉螺栓紧固，由于一次浇筑混凝土较高，在支模前应对模板进行计算，避免胀模、暴模的现象出现。当有防渗要求或地下水位较高时，在对拉螺栓中间设mm：1001003 钢板止水片，止水片与对拉螺栓必须满焊。为防止在浇捣混凝土时模板发生位移，保证模板整体稳定，应与内部的脚手架及外部脚手架、基坑边坡连接牢固。模板拼缝要严密，避免漏浆形成蜂窝麻面，模板应涂刷脱模剂，使混凝土表面光滑，减小阻力便于下沉。3）模板及其支架安装和拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。（2）钢筋绑扎1）在支好沉井一面模板即可进行钢筋绑扎，每节
6、竖筋可一次绑到顶部，在顶部用几道环向钢筋固定，水平筋可分段绑扎。竖筋与上一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接或搭接连接，接头错开，在 35d 并不小于 500mm 区域内或 1.3 倍的搭接长度区域内，接头面积的百分比不应超过 50。为确保钢筋位置和保护层厚度正确，内外钢筋之间加设批 4 支撑钢筋，每 1.0 m 不少于 1 个，梅花形布置。在钢筋外侧垫置水泥砂浆保护层垫块或塑料卡。钢筋用挂线控制垂直度，用水平仪测量并控制水平度。2）钢筋安装时受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。（3）混凝土浇筑和养护1）根据沉井（箱）的大小选择混凝土拌和物输送机械，可采用塔吊或汽车吊吊运，最好选用臂
7、长能完全覆盖整个浇筑面的混凝土泵车进行浇筑。浇筑前应在沉井四周搭设操作平台，便于混凝土浇筑作业。2）混凝土浇筑应分层进行，每层厚度 300500mm（振动捧作用部分长度的 1.25 倍）。为防止模板变形或地基不均匀下沉，浇筑时应从沉井（箱）两侧对称进行、匀衡下料，外壁和隔墙同时上升。每节沉井（箱）的混凝土应一次连续完成，不留施工缝。待下一节混凝土强度达到 70时方可浇筑上一节混凝土。当井壁有抗渗要求时，上下节井壁的水平施工缝应留成凸形或加止水带。支设下一节模板前，应将施工缝处剔除水泥薄膜和松动的石子以及软弱混凝土层，并冲洗干净，但不得积水。继续浇筑下节混凝土前，宜先在施工缝处铺一层与混凝土内成
8、分相同的水泥砂浆。3）混凝土养护：混凝土浇筑完毕后 12h 内对混凝土表面覆盖和浇水养护，井壁侧模拆除后应悬挂草袋并浇水养护，每天浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。浇水养护时间，当混凝土采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥时不得少于 7d，当混凝土内掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求时不得少于 14d。3552 沉井(箱)下沉1下沉工艺流程下沉准备工作设置垂直运输机械、排水泵，挖排水沟、集水井挖土下沉观测纠偏沉至设计标高、核对标高降水设集水井、铺设封底垫层底板防水绑底板钢筋、隐检底板浇筑混凝土施工内隔墙、梁板、顶板、上部建筑及辅助设施回填土。2下沉施工方法选择根据地下水和土质情况及施工条
9、件，沉井下沉常用方法有排水下沉和不排水下沉两种。当沉井、沉箱所穿过的土层透水性较低，地下涌水量不大，不会因排水而产生流砂，或因排水造成井周地面过大沉降时，可采用排水挖土下沉法施工。排水下沉可以在干燥的条件下施工，挖土方便，容易控制均衡下沉，土层中的孤石等障碍物易于发现和清除，下沉时一旦发生倾斜也容易纠正；当土层不稳定、涌水量很大时，在井内排水挖土很容易产生流砂，此时可采用水下挖土不排水下沉。采用不排水下沉，井内水位应始终保持高出井外水位 12m，井内出土可视土质情况采用机械抓斗水下挖土或用高压水泵破土，再用吸泥机排出泥浆。但此方法需一定的冲土吸泥设备。3下沉施工（1）大型沉井（箱）混凝土应达到
10、设计强度 100，小型沉井达到 70以上，便可拆除垫木，进行下沉施工。抽除刃脚下的垫木应分区、分组、依次、对称、同步进行。（2）排水下沉1）排水方法的选择a设明沟、集水并排水：在沉井（箱）内离刃脚 23m 挖一圈排水明沟，设 34 个集水井，深度比地下水位深 11.5m，沟和井底深度随沉井挖土而不断加深，在井内或井壁上设水泵，将地下水排出井外。为不影响井内挖土操作和避免经常搬动水泵，一般采取在井壁上预埋铁件，焊钢操作平台安设水泵，或设木吊架安放水泵，水泵下加草垫或橡皮垫，避免振动。水泵抽吸高度控制不大于 5m。如果井内渗水量很少，则可直接在井内设高扬程潜水电泵将地下水排出井外。本法简单易行，费
11、用很低，适于地质条件较好时使用。b井点降水、井点与明排水相结合的方法：在沉井外部周围设置轻型井点、喷射井点或深井井点以降低地下水位，使井内保持干燥挖土。适于地质条件较差，有流砂发生的情况下使用。如采用此方法应编制详细的降水施工方案。2）挖土方法常用人工或风动工具，或在井内用小型反铲挖土机，在地面用抓斗挖土机分层开挖，挖土必须对称，均匀进行，使沉井均匀下沉，挖土方法随土层情况而定。a普通土层：从沉井中间开始逐渐向四周挖，每层挖土厚度为 0.40.5m，在刃脚处留 11.5m 宽台阶，然后沿沉井壁每 23m 一段，向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的开挖土层，每次挖去 510 cm，当土层经不住刃脚的
12、挤压而破裂，沉井便在自重作用下均匀破土下沉，当沉井下沉很少或不下沉时，可再从中间向下挖 0.40.5m，并继续向四周均匀掏挖，使沉井平稳下沉。b砂夹卵石或硬土层：从沉井中间开始逐渐向四周挖土，当挖到刃脚，沉井仍不下沉或下沉不平稳，则须按平面布置分段的次序逐段对称地将刃脚下挖空，并超出刃脚外壁约10cm，每段挖完用小卵石填塞夯实，待全部挖填后，再分层挖掉回填的小卵石，可使沉井均匀减少承压面而平衡下沉。c 岩层、风化或软质岩层：可用风镐或风铲等从中间向四周开挖，在刃脚口打炮孔，进行松动爆破，炮孔深 1.3m，以 lm 的间距梅花形交错排列，使炮孔伸出刃脚口外1530cm，以便开挖宽度可超出刃脚口
13、510 cm，下沉时，按刃脚分段顺序，每次 lm 宽用小卵石进行回填，如此逐段进行，至全部回填后，再去除小卵石，使沉井平稳下沉。3）排水下沉注意事项沉井下沉开始 5m 以内，要特别注意保持水平与垂直度，以免继续下沉时，不易调整。为减少下沉的摩擦力和以后的清淤工作，最好在沉井的外壁采用随下沉随填砂的方法，以减轻下沉困难。挖土应分层进行，防止中部锅底挖得太深，或刃脚挖土太快，突沉伤人。在挖土时，刃脚处，隔墙下不准有人操作或穿行，以避免刃脚处切土过多或突沉伤人。在沉井开始下沉和将沉至设计标高时，周边每层开挖深度应小于 30cm 或更薄些，避免发生倾斜，在离设计标高 20cm 左右应停止取土，依自重下
14、沉到设计标高。（3）不排水下沉一般采用抓斗、水力吸泥机或水力冲射空气吸泥等方法在水下挖土。1）抓斗挖土用吊车或卷扬机吊抓斗挖掘井底中央部分的土，使形成锅底，在砂或砾石类土中，一般当锅底比刃脚低 11.5m 时，沉井即可靠自重下沉，而将刃脚下土挤向中央锅底，再从井孔中继续抓土，沉井即可继续下沉。在黏性土或密实土中，刃脚下不易向中央坍落，则应配以射水管冲土。2）水力机械冲土用高压水泵将高压水流通过进水管分别送进沉井内的高压水枪和水力吸泥机处，利用高压水枪射出的高压水冲刷土层，使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后用水力吸泥机（或空气吸泥机）将泥浆吸出，通过排泥管排出井外。水力吸泥机冲土，适用于粉
15、质黏土、粉土、粉细砂土，在淤泥或粉砂层中使用水力吸泥时，为防止涌泥、流砂现象，应保持井内水位高出井外水位 12m。a机械选择及布置水力挖土机械设备包括：高压水泵、水力冲泥机（又称水枪）、水力吸泥机以及进水和输泥管线等，根据沉井（箱）的面积选择机械设备的型号。整个水力机械装置的进水管、排泥管及工作室内的连接管线，都采用橡胶垫座、法兰接头。安装和固定在沉箱顶板上或沉井上口的进水及排泥管宜采用直径 150mm 无缝钢管，并装设直径 150mm 阀门；排泥总管直径宜为 250mm;工作室内进水管与水力冲泥机及吸泥相连接的管线宜为直径 100 mm，箱外管线与水泵站及排泥总管相连通。b水力机械系统的布置
16、：一般干线管路铺设于场外，冲泥机一般布置在所分担挖土区段的中部，吸泥机布设在其附近。冲泥机应尽可能地采用两个工作面交替进行，每台冲泥机的移动距离，宜恰等于一节水管长度。c.水力机械冲土施工水力冲土从中间开始，先在水力吸泥机水龙头下方冲 1 个直径 25m 的集泥坑，其深度应使吸泥管吸口下方有足够的容积，以便泥浆来源暂时中断时，其存量仍足以维持23min，同时吸泥龙头又可伸至浆面下 0.50.75m，避免带人空气。然后用水枪成辐射形开拓通向集泥坑的土沟 46 条，沟坡度为 810，最后向四周用“顺向挖土方法”拓宽开挖井（箱）底土体使其成锅底形，用高压水柱切割箱底土层与土体混合成为相应稠度的泥浆，
17、顺土沟流向集泥坑内，经水力机械排出沉井（箱）外，泥浆含量一般在1030之间，浓度愈大则效率愈高。为不使集泥坑和排泥沟内的泥砂沉淀，应经常用水枪轮流冲射搅动，如此循环作业分层冲土使锅底达到一定深度。为了便于控制沉降偏斜，减少附近土体扰动破坏，必要时在刃脚部位可辅以适当人工作业，为了防止沉井（箱）突然下沉引起过大的偏斜和发生安全事故，减少井（箱）外土体扰动，在靠近工作室四周刃脚 1.01.5m 应保留一土堤。d注意事项挖土时应注意创造自由面以提高效率；几台冲泥机在同一地点工作时，应密切配合协同动作；水力必须集中使用不要分散，特别应防止水锋交织，抵消力量；泥浆流运送时，要注意经常清除和冲洗沟槽底部淤
18、泥，避免堵塞和泥浆外溢；沉井（箱）底面以上应保留0.30.5m 厚土层，采用其他机械或人工方法挖除，以保持土体的天然结构和承载力，每次下沉以后的高度应能保持工作室内的自由高度不小于 1.6m。（4）沉箱人工挖土下沉方法在开始进行时，气压沉箱和开口沉井完全相同，直到水压力增加到必须施加压缩空气时，才在气压下挖土。人工挖土下沉方法，也采用开口沉井挖土相类似的方法，采取分段、分层开挖，碗形挖土，自重破土方式，从中间开始向四周，在刃脚部位则沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行，使均衡平稳下沉，刃脚下部土方边挖边清理，对各种土层具体挖土方法按沉井排水下沉法施工方法。沉箱挖出的土体放在吊桶内吊出，在下沉时，宜
19、每次将气压适当降低，促进沉箱下沉，但不得将气压降低到施工时气压半以上。初次下沉每次不得超过 30cm，以后每次不超过50cm。如果挖的是砂，则可用“吹出法”，利用工作室中和外界压力之差除去泥砂，只需在沉箱内装一根柔性蛇管到箱外即可。如遇到基岩，刃脚周边的沟道被挖至设计标高，并使空气压力始终等于或略大于沟槽底面处的静水压力，同时在四角及中部沿沉箱保留地段的全宽度设枕木支柱，使沉箱支在枕木支柱上。待刃脚下面等于沟槽深度的岩石全部挖掉后，遂将支柱取去，并且稍稍降低工作室内的空气压力，使沉箱分 34 次下沉，使降落到设计标高处。人工挖土下沉方法需用工具设备简单，操作方便，费用较低，但需较多的劳动力，施
20、工速度较慢，再者工人在高气压条件下作业，条件差，如注意不够，则影响健康。4测量控制与观测沉井（箱） 位置标高的控制，是在沉井（箱）外部地面及井壁顶部四面，设置纵横十字中心控制线和固定的观测点及水准点与沉降观测点，以控制位置和标高。沉井（箱）垂直度的控制，是在井筒内壁按 4 或 8 等分标出垂直轴线，各吊线逐个对准下部标板来控制，并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测，挖土时，随时观测垂直度，当线坠离墨线达50mm，或四面标高不一致时，即应纠正。沉井（箱）下沉的控制，系在井（箱）：筒外壁周围弹水平线，或在井（箱）外壁上四侧用红铅油画出标尺，每 10 mm 一格，用水准仪观测沉降。沉井（箱）下沉中应加
21、强位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，每班至少测量两次（于班中及每次下沉后检查一次），同时每层不小于一次，接近设计标高时，应加强观测，每 2h 一次，预防超沉，由专人负责并做好下沉施工记录，发现有倾斜、位移扭转，应及时通知值班技术人员，指挥操作人员随沉随纠正，使偏差控制在允许范围以内。3553 沉井 (箱) 封底（1）沉井封底分为湿封底和干封底两种，干封底施工设备和操作简单，质量易于控制，混凝土用量较少。沉井下沉至设计标高，经过观测在 8h 内累计下沉不大于 10 mm，沉井下沉已经稳定时，即可进行沉井封底。1）干封底当沉井下沉到设计标高后，井内继续降水保持较低的地下水位，使地下水涌入井中流速
22、小于 6mmmin 时采用于封底；整平基土使基土面由沉井内壁四周向集水井倾斜，在中部设 23 个集水井，深 12m，插入 600800 的带孔眼钢管或混凝土管，或钢筋笼外缠绕 12 号钢丝，间隙 35mm，外包两层尼龙窗纱，上口低于底板混凝土表面 100 mm，四周填以卵石。由集水井向井壁四周辐射 300mm200mm 排水沟，沟底铺 100 mm 细碎石，然后在沟内放 80 带孔 PVC 管外裹两层纱滤网，最后用细碎石填满形成排水盲沟，使与集水井相互连通。井底的水通过排水盲沟汇集到集水井，用泵排出，保持地下水位低于基底面 0.5m 以下，然后浇筑封底混凝土。封底一般铺一层 150500mm
23、厚碎石或卵石层，再在其上浇筑一层厚约 0.351.5m 的混凝土垫层，在刃脚下填严，振捣密实，以保证沉井的最后稳定。垫层混凝土达到 50设计强度后，在垫层上绑扎钢筋，两端伸入刃脚或凹槽内，浇筑上层底板混凝土。封底混凝土与老混凝土接触面应冲刷干净；封底混凝土浇筑时应在整个沉井面积上分层、同时、不间断地进行，由四周向中央推进，每层厚度 300500mm，并用振捣器捣实；当井内有隔墙时，应前后左右对称地逐孔浇筑。混凝土采用自然养护，养护期间应继续抽水。待底板混凝土强度达到 70的设计强度后，集水井逐个停止抽水、逐个封堵。封堵方法是将集水井中水抽干，在套管内迅速用于硬性高强混凝土或快硬水泥配制的混凝土
24、进行封堵并捣实，然后上法兰盘用螺栓拧紧或四周焊接封闭，上部用混凝土垫实抹平。2）湿封底井底向井中较大规模的涌水、涌砂、涌泥不可用于封底时，采用不排水封底（即在水下进行封底）。要求将井底浮泥清除干净，新老混凝土接触面用水冲刷干净，并铺碎石垫层，封底混凝土用导管法灌注，待水下封底混凝土达到所需要的强度后，即一般养护为714d，方可从沉井中抽水，检查封底情况，进行检漏补修，按干封底法施工上部钢筋混凝土底板。（2）沉箱封底沉箱下沉至设计深度，经 23d 稳定后，即可进行封底。封底前应将基底浮泥用人工挖除，送至吸泥机旁加以稀释成泥浆排往箱外，部分无法清除的软土，可掺加块石或砂砾夯实，使其稳定，然后再在整个沉箱底面铺设一层厚 200mm 的碎石并振实。刃脚内壁、墙内面及顶板底，均应事先用水冲洗干净，以保证与封底混凝土良好的结合。在浇筑时应分层浇筑，混凝土振捣密实。对于工作室大体积混凝土浇筑，要求不出现温度收缩裂缝，应采取降低混凝土内部温度的措施，如采用水化热较低的水泥、混凝土搅拌时用碎冰屑代替部分搅拌用水等措施。在浇筑混凝土时箱内气压须继续维持至混凝土达到足以抵抗静水上托浮力的强度后，方可停止供气。
