第５期 第３５卷 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 ２０１４每 １０ 月 沉井施工方案简析 张彦 （中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌３３００３１） ［摘要］介绍了某熔铸车间设备基础铸造机沉井的施工方案。依据施工顺序，对沉井验算、沉井制作、沉 井下沉处理施工的过程进行了详细分析。沉井施工工序较多，作业面狭小，下沉控制难度大，因此在施工时应 特别注意工序之间的组织配合，以确保沉井施工质量。 ［关键词］沉井；施工方案；下沉系数；基坑；刃脚垫层 中图分类号：ＴＦＳ１３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ｏｏ４－４３４５（２０１４）０５－００６９－０３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｏｐｅｎ Ｃａｉｓｓｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ＺＨＡＮＧ Ｙａｌｌ （Ｃｈｉｎａ Ｎｅｆｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ ３３００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ａ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｏｐｅｎ ｃａｉｓｓｏｎ ｉｎ ａ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｌａｎｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｍａｋｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｏｐｅｎ ｃａｉｓｓｏｎ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｐｅｎ ｃａｉｓｓｏｎ ｓｉｎｋ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｄｕｅ ｔｏ ｍａｎｙ ｏｐｅｎ ｃａｉｓｓｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，ｎａｒｒｏｗ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｄｉｆｉｃｕｌｔｙ ｏｆ ｓｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｓｐｅｃｉａｌ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｓｈａｌｌ ｂｅ ｐａｉｄ ｔｏ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｕｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｏｐｅｎ ｃａｉｓｓｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｏｐｅｎ ｃａｉｓｓｏｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ；ｓｉｎｋ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｄｉｔｃｈ；ｂｌａｄｅ Ｓ ｆｅｅｔ ｃｕｓｈｉｏｎ ｒｕｂｂｅｒ 本方案为某地４０ ｋｆｆａ高精度电子铜带项目工 阻力ｑｌ＝２５ ｋＮ／ｍ２。刃角以上回填砂与沉井外壁间的 程熔铸车间设备基础紫铜铸造机沉井施工方案。该 摩阻力口２＝８ ｋＮ／ｍ￣，地基土承载力ｆａ＝２２０ ｋＮ／ｍ２，钢筋 矩形钢筋混凝土沉井外壁尺寸３ ３００ ｍｉｎｘ３ ６００ｍｍ， 混凝土容重取２５ ｋＮ／ｍ３，井上施工荷载２．５ ｋＮ／ｍ２。沉 内壁尺寸２ ３４０ ｍｉｎｘ２ １００ ｍｍ．上部井口标高±ｏ．０００， 井分３段浇注完成，各段浇注高度均为４ Ｉｎ。据此计 下部刃脚标高一ｌ２．００ ｍ，整个井身长度１２ ｍ，开挖净 算如下：１）沉井第１段自重：Ｇ１．ｋ＝７３３．７５ ｋＮ；沉井第 深度７．１ ｍ。现地表平均高程为９．８０ ｍ。根据《岩土 ２段合重：Ｇ。 ＝１５４１．０５ ｋＮ；沉井第３段合重：Ｇｌ＋２＋３＾ 工程勘察报告》及沉井位置，一６．００ ｉｎ以上为第④层 ＝２ ３４８ ｋＮ。２、施工荷载： ３．３０ｘ３．６０ｘ２．５＝１ １．８８ ｋＮ。 土：粉质粘土夹粉土，可塑；一１２．００ ｍ至一６．００ ｍ间 ３）沉井摩阻力计算（按２段有土摩阻力） ＝１０９．０２ｘ 为第（驻土：粉质粘土，可塑～硬塑；一ｌ９．００ ｍ至一１２．００ ｉｎ ２５：２７２５．５０ ｋＮ。４】水浮力计算：因采取排水下沉，故 间为第⑥层土：粉质粘土夹粉土，可塑。勘察期间，观 水浮力Ｆｆｗ，＝０。５）下沉系数验算【 】： ＝（Ｇｋ＋Ｆｋ－ ÷Ｒ 测到地下水埋深于地表下０．３０—１．１０ ｉｎ左右，即高程 ＝（２ ３４８＋１ １．８８—０．００）÷（２ ７２５．５０＋０．Ｏ０）＝０．８６６。下沉系 ７．５１－９．２５ ｎｌ左右。 数不在１．０５～１．２５内，说明下沉阻力过大，需采取其他 助沉措施下沉。计划将第２段以上部位四周撒填膨 １施工方案 润土或砂以减少摩擦力，必要时沉井上部端口施加 １．１ 沉井验算 荷载助沉。 根据场地工程地质勘察报告提供的数据，基坑 １．２施工程序 开挖深度４．９ Ｉｎ．则沉井外壁刃角部位与土体间的摩 施工程序如下：基坑开挖＿砂垫层、枕木条基 搭设内架 立内模 绑扎钢筋 立外模－＋浇筑第１ 收稿日期：２０１４—０３一ｌ２ 作者简介：张彦（１９８３～），男，工程师，主要从事结构设计研究工作。 ．７０． 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第３５卷 段井体混凝土（４ ｍ）一重复上道工序施工第２段井体 （４ ｍ），拆内架模板一拆除枕木条基 挖土下沉至设 计标高 一１２．００ 三段井体施工（４ ｍ）— 井封底。 ２沉井制作 ２．１基坑测量定位 场地平整后，根据沉井的设计图纸尺寸放样出 沉井的纵横控制轴线，并布设测量控制桩，引测高程 控制点到基坑旁嘲。 ２．２基坑开挖 基坑开挖采用２２０型液压挖掘机，并与人工配 合操作。在基坑底部设置与集水井相通的排水沟。为 防止积水影响施工刃脚垫层。应及时将集水井内汇 集的地表水和地下水用水泵抽除［３１。 ２．３刃脚垫层施工 刃脚垫层采用垫木沿沉井周长密铺，垫木尺寸 为１ ５００ ｒａｍ￣２２０ ｍｉｎＸ２００ ｍｍ，相邻垫木间隙为５０ ｍｍ，用砂填缝，如图１。 图１地基垫层做法／ｒａｍ ２。４井体内模和支架’ １）刃脚支设。本沉井刃脚支设采用垫架法（图２）。 垫架法能将上部沉井重量均匀传给地基，使沉井井 身浇筑过程中不会产生过大不均匀沉降，不会使刃 脚和井身产生裂缝而破坏，使井身保持垂直。便于拆 除模板和支撑。 １．刃脚；２．砂垫层；３．枕木；４．垫架；５．模板 图２刃脚支设示意／ａｒｍ ２）内架支设。井壁内模支架采用钢管支撑，钢管 支架必须架设稳固。为增加内模的稳定性，采用对撑 支架。内模板拼装完毕后，布置对拉螺栓；模板加固时 要反复校正其垂直度和沉井内部的净空尺寸，保证 其井壁垂直和井内口各边垂直。 ２．５绑扎钢筋及设置钢板止水带 钢筋在施工现场机械成型、人工绑扎．每段井壁 竖筋一次绑扎好，且留出锚固长度；水平筋分段绑扎； 为保证钢筋位置正确，钢筋接头采用绑扎接头。绑扎 时用拉结筋固定好钢筋架。保证其不会产生倾斜，绑 扎完毕后预埋爬梯和止水钢板。 ２．６立外模和支架 井壁内外模用可拆卸式穿墙止水螺杆固定，螺 杆采用４）１６的圆钢，中间设置止水片，拆模时拆去外 杆和锥形螺套，再用同标号防水砂浆二度抹平，确保 不渗水。在浇捣混凝土时，外模支架必须保证模板不 变形、不跑模 。 ２－７ 混凝土浇筑 图纸要求本沉井采用Ｃ３５密实防水混凝土，抗 渗等级为Ｓ８。浇筑前对钢筋模板、预留管和预埋件 的位置和几何尺寸进行最后检查，确保无误后才能 进行浇筑混凝土。 ２．８混凝土的养护及拆模 混凝土浇捣完成后应及时采用自然养护。因施 工时间大部在冬季。如气温达到冬季施工的条件，则按 照本项目冬季施工方案进行混凝土的浇筑和养护。 ３沉井下沉 ３．１ 下沉的测量控制 挖土前首先应完成沉井外壁周围的水平控制线 弹没。井筒内按４等分标出垂直轴线。对准下部标板 吊线坠进行控制（见图３１。定时用２台经纬仪进行垂 直偏差观测。挖土时，一旦线坠离墨线达５０ ｍｍ或标 高差在１００ ｍｍ，应立即纠正。在井筒外壁弹水平线， 或在井外壁上两侧用白铅油画出标尺，通过水平尺 或水准仪观测沉降，以实现对沉井下沉的控制。对沉 井位置、垂直度和标高ｆ沉降值）的观测，每班至少应 测量２次，接近设计标高时应加强观测，每２小时１ 次，预防超沉。沉井下沉测量控制由专人负责、记录， 一旦发现存在倾斜、位移和扭转等情况，应及时指挥 操作人员纠正，使偏差在允许范围以内。 １－１ ｌ 流并：２．串心缱搜制点；３ 沉挣中心缱； ．锶标粳ｌ置铗件； ６．线墼；７．下沉控制煮；８，沉蛘观测点｝９ 整井下沉标尺 图３沉井下沉测量控制方法 第５期 ３＿２刃脚垫木拆除 沉井施工方案简析 ３．４下沉常遇问题及处理方法 ・７１・ 拆除垫木首先必须保证沉井刃脚混凝土强度达 到１００％的设计要求。井壁混凝土强度达到７５％，方 可进行沉井下沉工作。 ３．３井内挖土 下沉常见问题如下：１）下沉极慢或不下沉；２１筒 壁下沉时，外侧土随之出现下陷，与筒壁间形成空隙； ３）沉井出现超沉；４）沉井下沉出现倾斜。针对上述４ 种情况，分别采取以下措施：①在井顶均匀加设其他 由于本沉井净空较小。井深１２ ｍ，决定采用人工 绞车和汽车吊配结合的方法将井内土方运出。井内 土方采用人工开挖的形式，分层、对称、均匀地进行 ｆ图４），挖井从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层高 荷载，以应对下沉慢或不下沉。②在筒壁外侧填充不 少于３０ ｅｍ高的砂或膨润土，随下沉灌入空隙中，以 减小下沉的摩阻力。雨季时，应在填砂外侧修筑挡水 堤，以阻止雨水进入空隙，防止出现筒壁外的摩阻力 ０．３～Ｏ．４ ｍ，沿刃脚周围保留０．７—１．５ ｍ宽的土堤，然 后沿沉井壁每２ ｍ一段向刃脚方向逐层削薄土层， 每次削５～８ ｃｍ。土层经不住刃脚的挤压而破裂，沉井 便在自重作用下均匀垂直挤土下沉，不会产生过大 倾斜。如果下沉很少或不下沉，则需要再从中间向下 挖０．５ ｍ的土层。再按以上方法在四周同步均匀开 挖，挖土次序如图３。下沉的同时沿沉井侧壁每隔竖 向１．００ ｍ将膨润土和砂填人沉井与土体间的０．１ ｍ 宽的缝隙，保证沉井侧壁和周边土体存在一定的摩 阻力，是周围土体不易坍塌，以保证井身的稳定。 图４沉井下沉挖土顺序 在挖土下沉过程中。工长、测量人员、挖土工人 应密切配合，加强观测，及时纠偏。沉井下沉过程中要 不断排水，井外采取井点降水法，沉井施工前先把地 下水降至沉井设计底标高下１ ｍ左右。避免因内涌 产生流砂导致出现地面沉降的情况，以保证沉井在 下沉过程中，不发生倾斜。自井中取出的土方应堆放 在离井５ ｍ以外的地方。避免因外部土的压力增大。 使井发生倾斜。一轮下沉到位后。再进行下轮开挖下 沉。在离设计深度２０ ｃｍ左右应停止取土观察２ ｄ， 如靠沉井自重下沉不到位，再用人工慢慢取土。本沉 井内的少量渗水采用明沟、集水井排水：在沉井内离 刃脚０．５ ｍ挖一圈排水明沟，设３－－４个集水井，深度 比地下水深１～１．５ ｍ。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。 接近于零，导致沉井突沉或倾斜。③当沉井下沉接近 设计标高时，应加强观测，防止超沉，以保持沉井稳 定。④沉井下沉出现倾斜时，通过调整挖土进行纠正， 若仍不能改善倾斜状况可在筒壁顶部加荷助压调 整。但若一侧已到设计标高，则应采用旋转喷射高压 水的方法协助下沉进行纠偏［５１。 ３．５封底 本沉井采用干封底法施工．当沉井下沉到距设 计标高０．１ １３１时，应停止井内挖土和抽水，使其靠自 重下沉至设计或接近设计标高，再经２～３ ｄ下沉稳 定，或经观测在８ ｈ内累计下沉量不大于１０ ｍｍ时。 即可进行沉井封底。 ４结语 综上可知。沉井施工的特点是：施工工序较多。作 业面狭小，下沉控制难度大，安全性要求严，施工连续 性要求高，施工技术过程错综复杂。根据实践，可以采 用建立以项目经理为首，各部门相互配合的质量保 证体系。开工前组织全部进场人员学习施工方案。熟 悉图纸及地质状况，进行技术交底，要求施工人员掌 握技术要点和难点，以保证施工质量。施工过程中，严 格控制开挖尺寸、放坡坡度，严禁随意更改，如必须修 改时需经业主、监理确认，履行相关手续后执行；严格 控制基底标高。严禁超沉；严格按照图纸要求和相关 规范施工，确保施工质量，注意冬季施工的保护措施。 只要按照上述要求组织施工。就能保证沉井的施工 质量。 参考文献 ［１］ＣＥＣＳ １３７－２００２，给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程［ｓ］． 【２］ＧＢ５０４９７—２００９，建筑基坑工程监测技术规范【ｓ１． ｆ３】陈少武．浅谈沉井施工的质量控制［Ｊ］．内蒙古水利，２０１１（３）：１０１一 ｔ０３． ［４］李谦胜．沉井工艺施工１８０ ｍ 化粪池ｆＪ１．建筑安全，２００４（８）：２１—２３． 【５】吴锦贞．浅淡沉井的施工工艺及质量控制措施 ．科技视界，２０１２ （７）：２０６—２０７．
