1、沉井施工沉井施工 一、沉井的工作原理 在深基础工程施工中，为了减少放坡大开挖的大量土方量， 并保证陡坡开挖边坡的稳定性，人们创造了沉井基础。这是 一种竖向的筒形结构物，通常用砖、素混凝土或钢筋混凝土 材料制成。 沉井施工过程：先在地面制作一个井筒形结构；然后从井筒 内挖土，使井筒失去支承靠自重作用而下沉，沉至设计高程 为止；最后封底，如图所示。沉井的井筒，在施工期间作为 支撑四周土体的护壁，竣工后即为永久性的深基础。 沉井的工作原理 二、沉井的用途 沉井在工程中应用较广泛，主要用做以下几种结构物。 (1)重型结构物基础：沉井常用于平面尺寸紧凑的重型结构 物，如烟囱、重型设备的基础，作为承重的深
2、基础。 (2)江河上的结构物：沉井的井筒不仅可以挡土，也可挡水， 因此也适用于江河上的结构物。 (3)取水结构物：当地面下不深处有含水的卵石层，常用沉 井作为取水的水泵站。有时沉井装好抽水滤管井封底后，利用 井简内的空间，作为水泵房。 (4)地下工程：地下工程包括地下厂房、地下仓库、地下油 库、地下车道和车站以及矿用竖井、地下水池等。 (5)邻近建筑物的深基础：在原有建筑物附近，进行深基坑 开挖时，将危及原有建筑物浅基础的稳定性，采用沉井，则可 防原有浅基础地滑动。 三、沉井的结构 沉井的结构，包括：沉井 是由刃脚、井筒、内隔墙 等组成的呈圆形或矩形的 筒状结构。刃脚、井筒、 内隔墙、底梁、封
3、底与顶 盖等部分，如下图所示。 沉井的结构 (1)刃脚与踏面：刃脚位 于沉井的最下端，形如刀 刃，在沉井下沉过程中起 切土下沉的作用。刃脚并 非真正的尖刃，其最底部 为一水平面，称为踏面， 踏面的宽度通常不小于 150mm，当土质坚硬时， 刃脚踏面用钢板或角钢加 以保护。刃脚内侧的倾斜 面的水平倾角通常为 40o60o。 (2)井筒：沉井的井筒为沉 井的主体。在沉井下沉过 程中，井筒是挡土的护壁， 应有足够的强度，承受四 周的土压力和水压力。同 时井筒又需要有足够的自 重，以克服井筒外壁与土 的摩擦阻力和刃脚踏面底 部土的阻力，使沉井能在 自重作用下徐徐下沉。另 一方面，井筒内部的空间， 要容
4、纳挖土工人或挖土机 械在井内工作，以及潜水 员排除障碍的需要，因此， 井筒内径不宜小于0.9m。 (3)内隔墙和底梁：大型沉 井为了增加其整体刚度，在 沉井内部设置内隔墙，可减 小受弯时的净跨度，以增加 沉井的刚度。同时，内隔墙 把整个沉井分成若干井孔， 各井孔分别挖土，便于控制 沉降和纠倾处理。有时在内 隔墙下部设底梁，或单独做 底梁。内隔墙与底梁的底面 高程，应高于刃脚踏面 0.51.0m，以免妨碍沉井 刃脚切土下沉。 (4)封底与沉井底板：当沉 井下沉至设计标高后，需 用混凝土封底，以阻止地 下水和地基土进入井筒。 为使封底的现浇混凝土底 板与井筒联结牢固，在刃 脚上方井筒的内壁预先设
5、置一圈凹槽。 (5)顶盖：当沉井作为水 泵站等地下结构的空心沉 井时，在沉井顶部需做钢 筋混凝土顶盖。必要时， 在水泵站等空心沉井顶面 建造一间房屋为工作室。 四、沉井的施工 1、准备工作 (1)平整场地：沉井施 工场地要仔细平整， 平整范围要大于沉井 外侧13m； (2)放线定位：沉井的 平面位置应仔细测量， 把沉井的中轴线和外 围轮廓线放好，定位 要准确，并经验收合， 格才能正式施工，如 下图所示。 沉井的放线定位 (1)承垫木方法：承垫木方法为传统方法。在经过平整、放线定 位的场地上铺一层砂垫层，厚0.5m左右。在砂垫层上，于沉井 刃脚部位，对称，成对地安置适当的承垫木。再在各垫木之间
6、填实砂土，然后按照设计的尺寸立模板、扎钢筋、浇筑第一节 沉井。如图(a)所示。 (2)无垫木方法：在均匀土层上，可采用无垫木方法。浇筑一 层与沉井井壁等厚的混凝土，代替承垫木和砂垫层。浇筑的混 凝土为圆环状，位于沉井刃脚的下方。其目的在于保证沉井制 作过程与沉井下沉开始时，处于竖直方向。如图(b)所示。 2、沉井制作 通常沉井在原位制作，可采用三种不同的方法。 (3)土模法：如地基为均匀的粘性土，呈可塑或硬塑状态，则可 采用土模法制作沉井。在定位放线的刃脚部位，按照设汁的尺 寸，仔细开挖粘性土基槽。利用地基粘性土作为天然模板，以 砂垫层、承垫木及人工制作刃脚木模。因而，这种方法可节省 时间和费
7、用。如图(c)所示。 沉井的制作方法 应当注意：浇筑沉井混凝土时，要对称和均匀地 进行，以防止沉井发生倾斜。当沉井采取分节制 作时，第一节混凝土达到设计强度70后，方可 浇筑其上节沉井的混凝土。沉井制作的总高度， 不宜超过沉井的短边或直径的尺度，并不应超过 12m。 3、沉井下沉 (1)材料强度要求：待沉井第一节的混凝土或砌筑的砂浆达到 设计强度以后，且其余各节混凝土或砂浆达到设计强度的70 后，方可下沉 (2)抽出承垫木的要求：沉井刃脚下的承垫木不能由一人顺次 抽出，而必须由多人对称地、同步地抽出承垫木。在每次抽出 承垫木以后，应立即用砂填实其空位应严格防止由于抽承垫 木不当，造成沉井倾斜。
8、 (3)沉井下沉方法：通常沉井在天然地面下沉。如在水面下沉， 还需预先填筑砂岛或搭支架下沉。沉井在地面下沉的方法可分 为下列几种 人工挖土法：当场地无地下水，或地下水水量不大的小型沉 井，可用人工挖土法。挖土应分层、均匀、对称地进行，使沉 井均匀竖直下沉，避免发生倾斜通常不应从沉井刃脚踏面下 直接挖土，否则会造成局部沉井悬空。如土质较软，应先开挖 沉井锅底中间部位，沿沉井刃脚周围保留土堤，使沉井挤土下 沉。 排水下沉法：先用高压水枪，把沉井底部的泥土冲散(水枪 的水压力通常为2.53.OMPa)并稀释成泥浆，然后用水力吸泥 机吸出井外。这种方法适用于地层土质稳定、不会产生流砂的 情况。 不排水
9、下沉法：不排水下沉法要求将沉井内的水位始终保 持高于井外水位12m，采用机械抓斗，水下出土。当地层土 质不稳定、地下水涌水量较大时可用此法，以防止井内排水产 生流砂。在大型多孔沉井挖土下沉时，要求各孔同步挖土，各 井孔中的土面高差不应超过lm，以利于沉井均匀下沉。 (4)测量监控：为了保证沉井均匀下沉，测量监控十分重要。尤 其对于平面尺寸大或深度大的沉井更为关键。通常，大中型沉井 要求每班至少测量2次若发现沉井倾斜，应立刻通报，并迅速 采取相应措施，及时进行纠倾。 (5)沉井封底：当沉井下沉至设计标高时，应进行沉降观测若 8h内沉井的下沉量不大于l0mm，方可进行封底。沉井封底方法 分为两种；
10、 干封法：干封法适合于沉井底部无地下水的情况下浇筑底板 混凝土，这种方法成本低、工期短、质量好。这是最常用的封底 方法，具体做法如下所述。当沉井底部土层全部挖至设计标高后， 清除虚土，并在底部挖一个深坑钩0.51.0m，作为集水井；用水 泵在集水井中抽水，使地下水面下降至沉井底面以下；将集水井 以外的全部底板一次浇筑混凝土，可以掺入早强剂，使底板混凝 土尽快达到设计强度；最后快速封堵集水井。 沉井封底方法 五、沉井纠偏与处理 沉井倾斜 沉井倾斜是沉 井下沉过程中经常发生 的问题，需注意防止并 及时纠正。沉井倾斜应 以预防为主，加强测量 监控，发现倾斜及时通 报并迅速采取措施，如 在下沉较小的一侧，加 紧挖土(图示)，在沉井顶 部加荷载等。 沉井倾斜后纠倾 有时在沉井井内挖土后不下沉，甚至将刃脚 底掏空还不下沉。遇到这类情况，应先调查 分析其原因，再采取相应的措施。如因沉井 外壁摩擦阻力太大，可采用在井筒外挖土、 冲水或灌膨润土泥浆等方法，以减去其摩擦 阻力。
