沉井不排水下沉(沉井制作，详细讲解)

1. 施工方案准备

沉井制作前应作好下列准备工作：

（1） 对施工场地进行勘察，查清和排除地面及地面 3m 以内的障碍物(如房屋构筑物、管道、树根、电缆线路等)。

（2） 熟悉工程地质、水文地质、施工图纸等资料，熟悉场地的地质情况、地下水情况以及地下障碍物情况等。

（3） 施工前，应在沉井施工地点进行钻孔。

（4） 敷设水电管线、修筑临时道路，平整场地，即三通一平；搭建必要的临时设施，集中必要的材料、机具设备和劳动力。

（5） 根据工程结构特点、地质水文情况、施工设备条件、技术的可能性，编制切实可行的施工方案或施工技术措施，以指导施工。

（6） 按沉井平面设置测量控制网，进行抄平放线，并布置水准基点和沉降观测点。在原有建筑物附近下沉的沉井，应在沉井(箱)周边的原有建筑物上设置变形(位移)和沉降观测点，对其进行定期沉降观测。

2. 开挖基坑及砂垫层、混凝土垫层

制作沉井的场地应预先清理、平整和夯实，使地基在沉井制作过程中不致发生不均匀沉降，制作沉井的地基应具有足够的承载力，以免沉井在制作过程中发生不均匀沉陷，以致倾斜甚至井壁开裂。在松软地基上进行沉井制作，应先对地基进行处理，防止由于地基不均匀下沉引起井身裂缝。处理方法一般采用砂、砂砾、混凝土、灰土垫层或人工夯实、机械碾压等措施加固。

沉井制作一般有三种方法：在修建构筑物地面上制作，适用于地下水位高和净空允许的情况；人工筑岛制作，适于在浅水中制作；在基坑中制作，适用于地下水位低、净空不高的情况，可减少下沉深度、摩阻力及作业高度。以上三种制作方法可根据不同情况采用，使用较多的是在基坑中制作。

采取在基坑中制作，基坑应比沉井宽 2～3m，四周设排水沟、集水井，使地下水位降至比基坑底面低 0.5m，挖出的土方在周围筑堤挡水，要求护堤宽不少于 2m，如图 25-7 所示。

沉井过高，常常不够稳定，下沉时易倾斜，一般高度大于 12m 时，宜分节制作；在沉井下沉过程中或在井筒下沉各个阶段间歇时问，继续加高井筒。

（1） 不开挖基坑制作沉井

当沉井制作高度较小或天然地面较低时可以不开挖基坑，只需将场地平整夯实，以免在浇筑沉井混凝土过程中或撤除支垫时发生不均匀沉陷。如场地高低不平应加铺一层厚度不小于 50mm 的砂层，必要时应挖去原有松软土层，然后铺设砂层。

（2） 开挖基坑制作沉井

a. 应根据沉井平面尺寸决定基坑底面尺寸、开挖深度及边坡大小，定出基坑平面的开挖边线，整平场地后根据设计图纸上的沉井坐标定出沉井中心桩以及纵横轴线控制桩，并测设控制桩的攀线桩作为沉井制作及下沉过程的控制桩。亦可利用附近的固定建筑物设置控制点。以上施工放样完毕，须经技术部门复核后方可开工。

b. 刃脚外侧面至基坑底边的距离一般为 1.5～2.0m，以能满足施工人员绑扎钢筋及树立外模板为原则。

c. 基坑开挖的深度视水文、地质条件和第一节沉井要求的浇筑高度而定。为了减少沉井的下沉深度，也可加深基坑的开挖深度，但若挖出表土硬壳层后坑底为很软弱淤泥，则不宜挖除表面硬土，应通过综合比较决定合理的深度。

当不设边坡支护的基坑开挖深度在 5m 以内且坑底在降低后的地下水位以上时，基坑最大允许边坡如表 25-1 所示。

d. 基坑底部若有暗浜、土质松软的土层应予以清除。在井壁中心线的两侧各 1m 范围内回填砂性土整平振实，以免沉井在制作过程中发生不均匀沉陷。开挖基坑应分层按顺序进行，底面浮泥应清除干净并保持平整和疏干状态。

e. 基坑及沉井挖土一般应外运，如条件许可在现场堆放时距离基坑边缘的距离一般不宜小于沉井下沉深度的两倍，并不得影响现场交通、排水及下一步施工。用钻吸法下沉沉井时从井下吸出的泥浆须经过沉淀池沉淀和疏干后，用封闭式车斗外运。

（3） 人工筑岛制作沉井

如沉井在浅水(水深小于 5m)地段下沉，可填筑人工岛制作沉井，岛面应高出施工期的最高水位 0.5m 以上，四周留出护道，其宽度：当有围堰时，不得小于 1.5m；无围堰时，不得小于 2.0m，如图 25-8 所示。筑岛材料应采用低压缩性的中砂、粗砂、砾石，不得用粘性土、细砂、淤泥、泥炭等，也不宜采用大块砾石。当水流速度超过表 25-2 所列数值时，须在边坡用草袋堆筑或用其它方法防护。当水深在 1.5m、流速在 0．5m/s 以内时，亦可直接用土填筑，而不用设围堰。

各种围堰的选择条件如表 25-3，筑岛施工要求如表 25-4。

（4） 砂垫层

a. 砂垫层的厚度计算

当地基强度较低、经计算垫木需用量较多，铺设过密时，应在垫木下设砂垫层加固，以减少垫木数量，如图 25-9 所示。砂垫层厚度应根据第一节沉井重量和垫层底部地基土的承载力进行计算，计算公式如下：

b. 砂垫层宽度的计算

如沉井平面尺寸很大，而当地砂料又比较缺少，这时为了节约砂料，亦可将沉井外井壁及内墙挖成条形基坑。砂垫层的底面尺寸(即基坑坑底宽度)，如图 25-10 所示，可由承垫木边缘向下作 45°的直线扩大确定。

同时，为了抽除承垫木的需要，砂垫层的宽度应不小于井壁内外侧各有一根承垫木长度。

即：

B>b+2l (25-2)

式中：

B——砂垫层的底面宽度，m；

b——刃脚踏面或隔墙的宽度，m；

l ——承垫木的长度，m。

c. 砂垫层宜采用中粗砂，分层铺设，厚度为 250～300mm，用平板振捣器震实，并洒水。砂垫层密实度的质量标准用砂的干密度来控制，中砂取≥15.6～16kN／m3 ，粗砂还可适当提高。

（5） 素混凝土垫层

a. 刃脚下素混凝土垫层

目前，沉井工程已不经常采用承垫木法施工，而是改为直接在砂垫层上铺筑一层素混凝土，此法在工程试件中取得了较显著的经济效益。

为了减轻沉井刃脚对砂垫层或地基土的压力，扩大刃脚支承面积，省去刃脚支底模的步骤，故在传统的砂垫层或地基上铺设一层素混凝土垫层，其厚度一般在 10～30cm，素混凝土垫层的厚度太薄可能由于刃脚压力较大而压碎，垫层太厚可能导致沉井下沉困难。

b. 混凝土垫层厚度的计算

为了确保沉井下素混凝土的质量，尽量减少混凝土在浇灌过程中所产生的沉降量，混凝土垫层厚度可按下式计算：

混凝土垫层的厚度不宜过厚，以免影响沉井下沉，所以要控制沉井第一节结构的重量

3. 模板

沉井模板与一般现浇混凝土结构的模板基本上相同，应具有足够的强度、刚度、整体稳定性和缝隙严密不漏浆。

井壁模板采用钢组合式定型模板或木定型模板组装而成。采用木模时，外模朝混凝土的一面应刨光，内外模均采取竖向分节支设，每节高 1.5～2.0m，用 Φ(12～16)mm 对拉螺栓拉槽钢圈固定，如图 25-12 所示。有抗渗要求的，在螺栓中间设止水板。第一节沉井筒壁应按设计尺寸周边加大 10～15mm，第二节相应缩小一些，以减少下沉摩阻力。对高度大的大型沉井，亦可采用滑模方法制作。用滑动模板浇筑混凝土，可以不必搭设脚手架，也可以避免在高空进行模板的安装及拆除工作。滑模是在特殊装置下，以一小部分的模板，随混凝土的浇筑工作进行，缓缓地连续上升，直至整个结构浇筑完毕为止。

4. 钢筋

沉井钢筋可用吊车垂直吊装就位，用人工绑扎，或在沉井近旁预先绑扎钢筋骨架或网片，用吊车进行大块安装。竖筋可一次绑好，按井壁竖向

钢筋的 50％接头配置。水平筋分段绑扎。在分不清是受拉区或受压区时，应按照受拉区的规定留出钢筋的搭接长度。与前一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接连接方法，接头错开 l／4。沉井内隔墙可采取与井壁同时浇筑或在井壁与内隔墙连接部位预留插筋，下沉完后，再施工隔墙。

5. 混凝土

（1） 单节式沉井混凝土的浇筑

a. 高度在 lOm 以内的沉井可一次浇筑完成。

b. 浇筑混凝土应对称地进行施工。

c. 浇筑混凝土层厚度如表 25-5 所示。

d.拆模时对混凝土强度要求：当达到设计强度的 25％以上时，可拆除不承受混凝土重量的侧模；当达到设计强度的 70％或设计强度的 90％以上时，可拆除刃脚斜面的支撑及模板。

（2） 多节式沉井混凝土的浇筑

a. 第一节混凝土的浇筑与单节式混凝土的浇筑相同。

b. 第一节混凝土强度达到设计强度的 70％以上，可浇筑第二节沉井的混凝土，接触面处须凿毛、吹洗等处理。

c. 分节浇筑、分节下沉时，第一节沉井顶端应在距离地面 0．5～lm 处，停止下沉，开始接高施工。

d. 每增加一节不少于 4m(一般 4～5m)。

e. 接高模板，不可支撑在地面上。

（3） 沉井混凝土运输方式

a. 沿沉井周围搭设脚手平台，用 15m 皮带运输机将混凝土送到脚手平台上，用手推车沿沉井通过串桶分层均匀地浇灌。

b. 用翻斗汽车运送混凝土，塔式或履带式起重机吊混凝土吊斗，通过串桶沿井壁作均匀浇灌。

c. 用混凝土运输搅拌车运送混凝土，混凝土泵车沿沉井周围进行分层均匀浇灌。