沉井施工在工程中的應用

沉井施工在工程中的應用

摘要：本文對某工程采用沉井施工方法進行簡單介紹。
關鍵詞：沉井施工  工程  應用
        0 引言   
        沉井是修建深基礎和地下深構筑物的主要基礎類型，它具有結構截面尺寸和剛度大，承載力高，抗滲，耐久性好，內部空間可有效利用等特點，施工時不需要復雜的機具設備，對地質較復雜的狀況下均可施工。缺點是施工工序較多，施工工藝較為復雜，技術要求高，質量控制要求嚴。下面對某工程采用沉井施工方法進行簡單介紹。
        1 沉井施工工藝
        基坑測量放樣→基坑開挖→刃腳墊層施工→立井筒內模和支架→鋼筋綁扎→立外模和支架→澆搗混凝土→養護及拆模→封砌預留孔→井點安裝及降水→鑿除墊層、挖土下沉→沉降觀察→鋪設碎石及混凝土墊層→綁扎底板鋼筋、澆搗底板混凝土→混凝土養護→素土回填。
        2 基坑測量放樣
        根據沉井設計圖紙和工程地質報告所揭示的地質情況，沉井基坑開挖深度取2米，沉井刃腳外側面至基坑邊的工作距離取2米，基坑邊坡采用1:1。整平場地后，根據沉井的中心座標定出沉井中心樁、縱橫軸線控制樁及基坑開挖邊線。施工放樣結束后，須復核準確無誤后方可開工。
        3 基坑開挖
        基坑開挖邊線確定后，即可進行挖土工序的施工。挖土采用1米3的單斗挖掘機，并與人工配合操作。基坑底面的浮泥應清除干凈并保持平整和干燥，在底部四周設置排水溝與集水井相通，集水井內匯集的雨水及地下水及時用水泵抽除，防止積水而影響刃腳墊層的施工。
        4 刃腳墊層施工
        刃腳墊層采用砂墊層和混凝土墊層共同受力。
        4.1 砂墊層厚度的確定 
        砂墊層厚度Ｈ可采用如下公式計算：
        Ｎ/Ｂ＋γ砂Ｈ≤〔σ〕
        根據計算結果，無論是工作井還是接收井，砂墊層厚度Ｈ均為 60（厘米）。砂墊層采用加水分層夯實的辦法施工，夯實工具為平板式振搗器。
        4.2 混凝土墊層厚度的確定 
        混凝土墊層厚度可按下式計算公式計算：
        ｈ＝（Ｇ0/Ｒ－ｂ）/2
        根據計算結果，混凝土墊層厚度h為10～15厘米（工作井為15厘米，接收井為10厘米）。混凝土墊層表面應用水平儀進行校平，使之表面保持在同一水平面上。
        5 立井筒內模及支架
        由于頂管沉井高度達8米左右，因此，井身混凝土分三節澆搗，內模同樣分三節按裝。井筒模板采用組合鋼模與局部木模互相搭配，以保證內模的密封性。刃腳踏腳部分的內模采用磚砌結構，寬度與刃腳同寬。井身內模支架采用空心鋼管支撐。鋼管支架必須架設穩固，如有必要，可采用對撐支架，增加內模的穩定性。
        6 鋼筋綁扎
        鋼筋的表面應潔凈，使用前將表面油漬、鱗銹等清理干凈；鋼筋應平直，無局部彎折，成盤的鋼筋均應調直；預制構件中的主鋼筋均采用對焊、焊接并按照有關規定抽樣送檢；鋼筋接頭應互相錯開，并嚴格按照國家標準《混凝土結構工程施工及驗收規范》（GB50204—92）中的有關規定執行；現場鋼筋綁扎時，其交叉點應用21＃鐵絲綁扎結實，必要時用電焊焊牢。鋼筋規格、尺寸應符合設計圖紙要求和規定，綁扎鋼筋時應采用撐件將二層鋼筋位置固定，保證鋼筋設計間距。為了保證保護層的厚度，應在鋼筋與模板之間設置同強度標號的水泥砂漿墊塊，墊塊應與鋼筋扎緊并互相錯開。鋼筋綁扎完成后，應上報監理工程師進行隱蔽驗收。隱蔽驗收合格后，方可進行立外模。
        7 立外模和支架
        鋼筋綁扎驗收后，應進行架立外模和支架。井壁內外模用串心螺絲固定，串心螺絲采用φ16的圓鋼，中間設置止水片，兩端設置鐵片控制井壁厚度尺寸，圓鋼兩端頭上鉸成螺紋，用定制鋼螺帽固定，拆模時拆去鋼螺帽，割去外露部分，再用同標號防水砂漿二度抹平，確保不滲水。外模支架必須穩、牢、強，保證在澆搗混凝土時，模板不變形，不跑模。
        8 澆搗混凝土
        模板和支架工序完成后，必須經監理工程師進行驗收。驗收合格后，方可進行混凝土的澆搗。為縮短施工周期和保證工程質量，采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可將輸送管的軟管直接放入澆搗段，距離澆搗面1米左右，保證混凝土不離析。混凝土澆搗前應嚴格檢查各種預留孔、預留管和預埋件的位置和幾何尺寸，嚴禁漏放和錯放。混凝土振搗采用插入式振搗器振搗，振搗棒插入時應離開鋼筋，但應防止混凝土振搗不勻和振搗過密而產生混凝土離析現象的發生。混凝土在搗振時應注意和隨時檢查模板受力和鋼筋受力的情況，防止模板因混凝土振搗的原因而跑模。

        井身澆搗混凝土分三段施工：
        工作井——總高度為8.43米，分三次澆搗完成，一次下沉。第一次澆搗刃腳部分，高度2.4米，標高－5.73～－3.33米；第二次澆搗高度3米，標高－3.33～－0.33米；第三次全部澆搗完成，澆搗高度3.03米，標高－0.33～＋2.70米。
        接收井——總高度為7.85米，分三次澆搗完成，一次下沉。第一次澆搗刃腳部分，高度2.0米，標高－5.15～－3.15米；第二次澆搗高度2.9米，標高－3.15～－0.25米；第三次全部澆搗完成，澆搗高度2.95米，標高－0.25～＋2.70米。
        采用分段澆搗混凝土時，嚴格按規范要求做好施工縫。施工縫做成凸縫，并在后澆時將連接處的混凝土鑿毛，并用水清洗干凈，澆搗時先用12%的UEA砂漿座漿，然后輕倒第一層混凝土并振搗密實，以免形成蜂窩，影響沉井的質量。
        在混凝土澆搗過程中，還應做好混凝土的試塊工作，保證質保資料的完善。
        9 混凝土養護及拆模
        混凝土澆搗完成后應及時養護，養護方法可采用養護和塑料膜覆蓋法。在養護過程中，對混凝土表面需澆水濕潤，嚴禁用水泵噴射而破壞混凝土。養護時應確保混凝土表面不發白，至少養護七天以上。養護期內，不得在混凝土表面加壓、沖擊及污染。
        在拆模時，應注意時間和順序。拆模時間控制在混凝土澆搗后的3～4天內進行，過早或過晚的拆模對混凝土的養護都是不利的；拆模順序一般是先上后下，小心謹慎，以免對混凝土表面造成破壞。對于分段澆搗混凝土部位，應保留最后一排模板，利于向上接模。
        10 封砌預留孔
        嚴格按照設計圖紙的要求，設置和封砌各種預留孔，并保證在沉井下沉過程中，預留孔內不滲水。
        11 井點安裝及降水
        為確保沉井平穩下沉，采用排水下沉法施工。用井點抽除地下水，降低地下水位，井點在基坑外周布置，并至少預抽七天后，方可開始挖土。
        12 鑿除墊層挖土下沉
        沉井下沉需待混凝土強度達到設計要求后，方可開始挖土下沉。下沉時，應先鑿除刃腳下的混凝土墊層及磚砌內模。挖土工具采用蟹斗挖機挖土吊出井外。沉井挖土順序應中間稍低于四周，沉井內的挖土高差控制在1米以內，禁止深鍋底挖土，防止沉井突沉造成沉井傾斜的危險。另外，井壁外的灌砂必須均勻充實，使沉井下沉時四周摩阻力相近，均勻下沉。沉井下沉時，應防止傾斜，發現問題及時糾偏，若沉井下沉有困難時應另外想辦法，不準大量挖深，造成突沉。沉井挖土三班制連續作業，中途不停頓，確保沉井連續、安全地下沉就位。當刃腳距離設計標高在1.5米時，沉井下沉速度應逐漸放緩，挖土高差控制在50cm內，當沉井接近標高時，應預先做好止沉措施。止沉措施可采用在刃腳四周間隔挖出設計標高的槽，填入方木，并應注意拋高系數，禁止超沉和超挖。
        13 沉降觀測
        沉井在下沉過程中，必須隨時測定沉井標高，確保均勻下沉，并做好沉井下沉記錄。沉井下沉至設計標高（包括拋高）后，應先清除表面浮泥等雜物，超挖的土方必須用碎石夾砂填實，不得用土填，井內不得有積水，并確保井點的正常工作，不允許發生停泵，同時加強對水位的觀測，保證降水要求，地下水位必須距離墊層50cm以下。底板與刃腳的接觸面，必須將表面混凝土全部鑿毛并露出石子，便于新老混凝土的結合。當沉井在8小時內的累計下沉量不大于10mm時，方可澆搗底板碎石墊層。
        14 鋪設混凝土墊層
        在鋪筑碎石層時，應確保井底內無積水、無流砂、無翻漿等現象。20cm的碎石層應做到平整，無坑塘，必須時應用水平儀抄平，保證碎石層的水平。碎石層鋪筑完成后，即可在其上澆搗素混凝土墊層。在鋪筑素混凝土墊層后，應保證表面平整，無地下水上冒現象。
        15 綁扎底板，澆搗底板混凝土
        在素混凝土墊層完成后，就可在其上綁扎底板鋼筋。鋼筋在綁扎時，應保證刃腳鋼筋與底板鋼筋的連接、上下兩層鋼筋的間距，并將刃腳混凝土的表面鑿毛露出石子，便于刃腳混凝土與底板混凝土的結合。
        底板混凝土澆搗完成后應及時養護，確保其表面不露白，并應防止陽光及溫差的劇烈變化，以免底板出現收縮裂縫，影響沉井的施工質量和使用功能。

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