1. 施工方案準(zhǔn)備

沉井制作前應(yīng)作好下列準(zhǔn)備工作:

(1) 對施工場地進行勘察,查清和排除地面及地面 3m 以內(nèi)的障礙物(如房屋構(gòu)筑物、管道、樹根、電纜線路等)。

(2) 熟悉工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工圖紙等資料,熟悉場地的地質(zhì)情況、地下水情況以及地下障礙物情況等。

(3) 施工前,應(yīng)在沉井施工地點進行鉆孔。

(4) 敷設(shè)水電管線、修筑臨時道路,平整場地,即三通一平;搭建必要的臨時設(shè)施,集中必要的材料、機具設(shè)備和勞動力。

(5) 根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點、地質(zhì)水文情況、施工設(shè)備條件、技術(shù)的可能性,編制切實可行的施工方案或施工技術(shù)措施,以指導(dǎo)施工。

(6) 按沉井平面設(shè)置測量控制網(wǎng),進行抄平放線,并布置水準(zhǔn)基點和沉降觀測點。在原有建筑物附近下沉的沉井,應(yīng)在沉井(箱)周邊的原有建筑物上設(shè)置變形(位移)和沉降觀測點,對其進行定期沉降觀測。

2. 開挖基坑及砂墊層、混凝土墊層

制作沉井的場地應(yīng)預(yù)先清理、平整和夯實,使地基在沉井制作過程中不致發(fā)生不均勻沉降,制作沉井的地基應(yīng)具有足夠的承載力,以免沉井在制作過程中發(fā)生不均勻沉陷,以致傾斜甚至井壁開裂。在松軟地基上進行沉井制作,應(yīng)先對地基進行處理,防止由于地基不均勻下沉引起井身裂縫。處理方法一般采用砂、砂礫、混凝土、灰土墊層或人工夯實、機械碾壓等措施加固。

沉井制作一般有三種方法:在修建構(gòu)筑物地面上制作,適用于地下水位高和凈空允許的情況;人工筑島制作,適于在淺水中制作;在基坑中制作,適用于地下水位低、凈空不高的情況,可減少下沉深度、摩阻力及作業(yè)高度。以上三種制作方法可根據(jù)不同情況采用,使用較多的是在基坑中制作。

采取在基坑中制作,基坑應(yīng)比沉井寬 2~3m,四周設(shè)排水溝、集水井,使地下水位降至比基坑底面低 0.5m,挖出的土方在周圍筑堤擋水,要求護堤寬不少于 2m,如圖 25-7 所示。

沉井過高,常常不夠穩(wěn)定,下沉?xí)r易傾斜,一般高度大于 12m 時,宜分節(jié)制作;在沉井下沉過程中或在井筒下沉各個階段間歇時問,繼續(xù)加高井筒。

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(1) 不開挖基坑制作沉井

當(dāng)沉井制作高度較小或天然地面較低時可以不開挖基坑,只需將場地平整夯實,以免在澆筑沉井混凝土過程中或撤除支墊時發(fā)生不均勻沉陷。如場地高低不平應(yīng)加鋪一層厚度不小于 50mm 的砂層,必要時應(yīng)挖去原有松軟土層,然后鋪設(shè)砂層。

(2) 開挖基坑制作沉井

a. 應(yīng)根據(jù)沉井平面尺寸決定基坑底面尺寸、開挖深度及邊坡大小,定出基坑平面的開挖邊線,整平場地后根據(jù)設(shè)計圖紙上的沉井坐標(biāo)定出沉井中心樁以及縱橫軸線控制樁,并測設(shè)控制樁的攀線樁作為沉井制作及下沉過程的控制樁。亦可利用附近的固定建筑物設(shè)置控制點。以上施工放樣完畢,須經(jīng)技術(shù)部門復(fù)核后方可開工。

b. 刃腳外側(cè)面至基坑底邊的距離一般為 1.5~2.0m,以能滿足施工人員綁扎鋼筋及樹立外模板為原則。

c. 基坑開挖的深度視水文、地質(zhì)條件和第一節(jié)沉井要求的澆筑高度而定。為了減少沉井的下沉深度,也可加深基坑的開挖深度,但若挖出表土硬殼層后坑底為很軟弱淤泥,則不宜挖除表面硬土,應(yīng)通過綜合比較決定合理的深度。

當(dāng)不設(shè)邊坡支護的基坑開挖深度在 5m 以內(nèi)且坑底在降低后的地下水位以上時,基坑最大允許邊坡如表 25-1 所示。

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d. 基坑底部若有暗浜、土質(zhì)松軟的土層應(yīng)予以清除。在井壁中心線的兩側(cè)各 1m 范圍內(nèi)回填砂性土整平振實,以免沉井在制作過程中發(fā)生不均勻沉陷。開挖基坑應(yīng)分層按順序進行,底面浮泥應(yīng)清除干凈并保持平整和疏干狀態(tài)。

e. 基坑及沉井挖土一般應(yīng)外運,如條件許可在現(xiàn)場堆放時距離基坑邊緣的距離一般不宜小于沉井下沉深度的兩倍,并不得影響現(xiàn)場交通、排水及下一步施工。用鉆吸法下沉沉井時從井下吸出的泥漿須經(jīng)過沉淀池沉淀和疏干后,用封閉式車斗外運。

(3) 人工筑島制作沉井

如沉井在淺水(水深小于 5m)地段下沉,可填筑人工島制作沉井,島面應(yīng)高出施工期的最高水位 0.5m 以上,四周留出護道,其寬度:當(dāng)有圍堰時,不得小于 1.5m;無圍堰時,不得小于 2.0m,如圖 25-8 所示。筑島材料應(yīng)采用低壓縮性的中砂、粗砂、礫石,不得用粘性土、細(xì)砂、淤泥、泥炭等,也不宜采用大塊礫石。當(dāng)水流速度超過表 25-2 所列數(shù)值時,須在邊坡用草袋堆筑或用其它方法防護。當(dāng)水深在 1.5m、流速在 0.5m/s 以內(nèi)時,亦可直接用土填筑,而不用設(shè)圍堰。

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各種圍堰的選擇條件如表 25-3,筑島施工要求如表 25-4。

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(4) 砂墊層

a. 砂墊層的厚度計算

當(dāng)?shù)鼗鶑姸容^低、經(jīng)計算墊木需用量較多,鋪設(shè)過密時,應(yīng)在墊木下設(shè)砂墊層加固,以減少墊木數(shù)量,如圖 25-9 所示。砂墊層厚度應(yīng)根據(jù)第一節(jié)沉井重量和墊層底部地基土的承載力進行計算,計算公式如下:

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b. 砂墊層寬度的計算

如沉井平面尺寸很大,而當(dāng)?shù)厣傲嫌直容^缺少,這時為了節(jié)約砂料,亦可將沉井外井壁及內(nèi)墻挖成條形基坑。砂墊層的底面尺寸(即基坑坑底寬度),如圖 25-10 所示,可由承墊木邊緣向下作 45°的直線擴大確定。

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同時,為了抽除承墊木的需要,砂墊層的寬度應(yīng)不小于井壁內(nèi)外側(cè)各有一根承墊木長度。

即:

B>b+2l (25-2)

式中:

B——砂墊層的底面寬度,m;

b——刃腳踏面或隔墻的寬度,m;

l ——承墊木的長度,m。

c. 砂墊層宜采用中粗砂,分層鋪設(shè),厚度為 250~300mm,用平板振搗器震實,并灑水。砂墊層密實度的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)用砂的干密度來控制,中砂取≥15.6~16kN/m3 ,粗砂還可適當(dāng)提高。

(5) 素混凝土墊層

a. 刃腳下素混凝土墊層

目前,沉井工程已不經(jīng)常采用承墊木法施工,而是改為直接在砂墊層上鋪筑一層素混凝土,此法在工程試件中取得了較顯著的經(jīng)濟效益。

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為了減輕沉井刃腳對砂墊層或地基土的壓力,擴大刃腳支承面積,省去刃腳支底模的步驟,故在傳統(tǒng)的砂墊層或地基上鋪設(shè)一層素混凝土墊層,其厚度一般在 10~30cm,素混凝土墊層的厚度太薄可能由于刃腳壓力較大而壓碎,墊層太厚可能導(dǎo)致沉井下沉困難。

b. 混凝土墊層厚度的計算

為了確保沉井下素混凝土的質(zhì)量,盡量減少混凝土在澆灌過程中所產(chǎn)生的沉降量,混凝土墊層厚度可按下式計算:

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混凝土墊層的厚度不宜過厚,以免影響沉井下沉,所以要控制沉井第一節(jié)結(jié)構(gòu)的重量

3. 模板

沉井模板與一般現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的模板基本上相同,應(yīng)具有足夠的強度、剛度、整體穩(wěn)定性和縫隙嚴(yán)密不漏漿。

井壁模板采用鋼組合式定型模板或木定型模板組裝而成。采用木模時,外模朝混凝土的一面應(yīng)刨光,內(nèi)外模均采取豎向分節(jié)支設(shè),每節(jié)高 1.5~2.0m,用 Φ(12~16)mm 對拉螺栓拉槽鋼圈固定,如圖 25-12 所示。有抗?jié)B要求的,在螺栓中間設(shè)止水板。第一節(jié)沉井筒壁應(yīng)按設(shè)計尺寸周邊加大 10~15mm,第二節(jié)相應(yīng)縮小一些,以減少下沉摩阻力。對高度大的大型沉井,亦可采用滑模方法制作。用滑動模板澆筑混凝土,可以不必搭設(shè)腳手架,也可以避免在高空進行模板的安裝及拆除工作;J窃谔厥庋b置下,以一小部分的模板,隨混凝土的澆筑工作進行,緩緩地連續(xù)上升,直至整個結(jié)構(gòu)澆筑完畢為止。

4. 鋼筋

沉井鋼筋可用吊車垂直吊裝就位,用人工綁扎,或在沉井近旁預(yù)先綁扎鋼筋骨架或網(wǎng)片,用吊車進行大塊安裝。豎筋可一次綁好,按井壁豎向

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鋼筋的 50%接頭配置。水平筋分段綁扎。在分不清是受拉區(qū)或受壓區(qū)時,應(yīng)按照受拉區(qū)的規(guī)定留出鋼筋的搭接長度。與前一節(jié)井壁連接處伸出的插筋采用焊接連接方法,接頭錯開 l/4。沉井內(nèi)隔墻可采取與井壁同時澆筑或在井壁與內(nèi)隔墻連接部位預(yù)留插筋,下沉完后,再施工隔墻。

5. 混凝土

(1) 單節(jié)式沉井混凝土的澆筑

a. 高度在 lOm 以內(nèi)的沉井可一次澆筑完成。

b. 澆筑混凝土應(yīng)對稱地進行施工。

c. 澆筑混凝土層厚度如表 25-5 所示。

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d.拆模時對混凝土強度要求:當(dāng)達到設(shè)計強度的 25%以上時,可拆除不承受混凝土重量的側(cè)模;當(dāng)達到設(shè)計強度的 70%或設(shè)計強度的 90%以上時,可拆除刃腳斜面的支撐及模板。

(2) 多節(jié)式沉井混凝土的澆筑

a. 第一節(jié)混凝土的澆筑與單節(jié)式混凝土的澆筑相同。

b. 第一節(jié)混凝土強度達到設(shè)計強度的 70%以上,可澆筑第二節(jié)沉井的混凝土,接觸面處須鑿毛、吹洗等處理。

c. 分節(jié)澆筑、分節(jié)下沉?xí)r,第一節(jié)沉井頂端應(yīng)在距離地面 0.5~lm 處,停止下沉,開始接高施工。

d. 每增加一節(jié)不少于 4m(一般 4~5m)。

e. 接高模板,不可支撐在地面上。

(3) 沉井混凝土運輸方式

a. 沿沉井周圍搭設(shè)腳手平臺,用 15m 皮帶運輸機將混凝土送到腳手平臺上,用手推車沿沉井通過串桶分層均勻地澆灌。

b. 用翻斗汽車運送混凝土,塔式或履帶式起重機吊混凝土吊斗,通過串桶沿井壁作均勻澆灌。

c. 用混凝土運輸攪拌車運送混凝土,混凝土泵車沿沉井周圍進行分層均勻澆灌。