第七讲沉井与沉箱结构
一、概述
1. 不同断面形状（如圆形，矩形，多边形等）的井筒或箱体，按边排土边下沉的方式使其沉入地下，即沉井或沉箱。
沉井也称为开口沉箱，沉箱也称为闭口沉箱。由于闭口沉箱下沉施工时采用压气排水的施工方法，故通常称其为压气沉箱。
沉井（沉箱）施工法是深基础施工中采用的主要施工方法之一，它与基坑放坡施工相比，具有占地面积小、挖土量少，对邻近建筑物影响比较小等优点。在工程用地与环境条件受到限制或埋深较大的地下构筑物工程中被广泛应用。
在市政工程中，沉井（沉箱）常用于桥梁墩台基础、取水构筑物、排水泵站、大型排水窨井、盾构或顶管的工作井等工程。
2. 沉井（沉箱）结构通常具有以下几个特点∶
?躯体结构刚性大，断面大，承载力高，抗渗能力强，耐久性能好，内部空间可有效利用；
?施工场地占地面积较小，可靠性良好；
?适用土质范围广（淤泥土，砂土，粘土，砂砾等土层均可施工）；
?施工深度大；
?施工时周围土体变形较小，因此对邻近建筑（构筑）物的影响小，适合近接施工。
尤其是压气沉箱工法对周围地层沉降造成的影响极小，
?具有良好的抗震性能。
二、沉井结构
1. 概念
○1什么是沉井，
沉井通常为一个上无盖下无底的井筒状结构物，常用钢筋混凝土制成。
施工时先在建筑地点整平地面，制作第一节沉井，接着在井壁的围护下，从井底挖土，随着土体的不断挖深，沉井因自重作用克服井壁土的摩阻力而逐渐下沉。
当第一节井筒露出地面不多时停止开挖下沉，接高井筒，待到达规定强度后再挖土下沉。这样交替操作一直下沉到设计标高，然后封底，浇筑钢筋混凝土底、顶板等工作，做成地下建筑物。
○2与其他地下建筑的区别。
这种利用结构自重作用而下沉如土的井筒状结构物就称“沉井”。实质上是将一个在地面筑成的“半成品”沉入土中，然后在地下完成整个结构物的施工。
它与基坑法区别就是，沉井在施工过程中，井壁成了阻挡水、土压力，防止土体坍塌的围护结构，从而省去大量的支撑和板桩工作，减少了土方开挖量。
沉井结构的单体造价较低，主体的混凝土都在地面上浇筑，质量较易保证，不存在接头的强度和漏水问题，可采用横向主筋构成较经济的结构体系。在一定的场合下，是一种不可取代的较佳方案。
2. 沉井的类型
?沉井按其构造形式可分为连续沉井(多用于隧道工程井)和单独沉井(多用于工业、民防地下建筑)；
?按平面形状可分为圆形沉井、矩形沉井、方形沉井或多边形沉井等。
○1隧道连续沉井
在松软的土层中浅埋地下铁道或水底隧道的岸边段，除可用基坑明挖法(大开挖)、地下连续墙施工外，亦可采用连续沉井施工。在两个沉井之间采用有橡胶止水带的柔性接头。沉井长度主要考虑各段沉井的不均匀沉降、变温影响和混凝土凝固收缩应力等因素加以确定。
沉井横断面的宽度应由隧道的几何设计来确定，一般应能容纳所需车道、风道、走道等。在曲线段中还应按车速和曲率半径等考虑适当加宽。沉井高度主要由车道的净空要求确定。同时还要考虑路面铺装、车道板、吊顶结构以及相邻沉井间沉降差等所需高度。沉井下沉到设计标高后，就可封底，并浇筑底板、内隔墙和顶板。顶板上方可设置钢筋混凝土成层式防爆层。
○2平战结合用的人防工事沉井
在城市内常需大量建造各种类型及各种等级的人防工事。在埋深较大，不能采用大开挖施工时，可采用沉井施工。
沉井可分上下两层。下层由于使用需要，分隔成许多小间；上层两侧为“三防”设施房间，中间作为大厅，平时可利用作为会场，战时可作为临时救护所。为了加强沉井施工下沉过程中的整体刚度，井内设上、下若干横撑，到使用阶段安上楼板，隔墙就可分隔成许多房间。
3. 沉井的构造
井壁(侧壁)；刃脚；内隔墙；封底和顶盖板，底梁和框架。
○1井壁
井壁是沉井的主要部分，应有足够的厚度与强度，为了承受在下沉过程中各种最不利荷载组合(水土压力)所产生的内力。在钢筋混凝土井壁中一般应配置两层竖向钢筋及水平钢筋，以承受弯曲应力。同时要有足够的重量，使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高。因此，井壁厚度主要决定于沉井大小、下沉深度以及岩土的力学性质。
一般应配置两层竖向钢筋及水平钢筋，以承受弯曲应力。同时要有足够的重量。井壁厚度主要决定于沉井大小、下沉深度以及土壤的力学性质。
先假定井壁厚度，再进行强度验算。厚度一般为0．4～1．2m。有战时防护要求的，井壁厚度可达1．5～1．8m。
井壁的纵断面形状有上下等厚的直墙形、阶梯形
当土质松软、摩擦力不大，下沉深度不深时可采用直墙形。其优点是周围土层能较好地约束井壁，易于控制垂直下沉。接长井壁亦简单，模板能多次使用。此外，沉井下沉时，周
围土的扰动影响范围小，可以减少对四周建筑物的影响，故特别适用于市区较密集的建筑群中间。
当土质松软，下沉深度较深时，考虑到水土压力随着深度的不断增大，使井壁在不同高程受力的差异较大，将井壁外侧仍做成直线形，内侧做成阶梯形，以减小沉井的截面尺寸，节省材料。
当土层密实，且下沉深度很大时，为了减少井壁问的摩擦力而不使沉井过分加大自重，常在外壁做成一个(或几个)台阶的阶梯形井壁。台阶设在每节沉井接缝处，宽度△一般为10～20cm。最下面一级阶梯宜设于h1＝(1/4~1/3)H高度处(见图b)，或h1＝1．2～2．2 m处。h1过小不能起导向作用，容易使沉井发生倾斜。施工时一般在阶梯面所形成的槽孔中灌填黄沙或护壁泥浆以减少摩擦力并防止土体破坏过大。
○2刃脚
井壁最下端一般都做成刀刃状的“刃脚”。刃脚的主要功用是减少下沉阻力。刃脚还应具有一定的强度，以免下沉过程中损坏。刃脚底的水平面称为踏面。踏面宽度一般为10～30cm，视所通过土质的软硬及井壁厚度而定。刃脚内侧的倾角一般为40°～60°。刃脚的高度当沉井湿封底时，取1.5m左右，干封底时，取0.6m左右。
沉井重，土质软时，踏面要宽些。相反，沉井轻，又要穿过硬土层时。踏面要窄些，有时甚至要用角钢加固的钢刃脚。
○3内隔墙
内隔墙的主要作用是增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径。同时又把整个沉井孔(取土井)，使挖土和下沉可以较均衡地进行，分隔成多个施工井也便于沉井偏斜时的纠偏。内隔墙的底面一般应比井壁刃脚踏面高出0.5~1.0m，以免土壤顶住内墙妨碍沉井下沉。但当穿越软土层时，为了防止沉井“突沉”，也可与井壁刃脚踏面齐平。
隔墙的厚度一般为0.5m左右。隔墙下部应设过人孔，供施工人员于各取土井间往来之用。人孔的尺寸一般为0.8×1.2m~1.1~1.2m左右。
○4封底及顶盖
当沉井下沉到设计标高，经过技术检验并对坑底清理后，即可封底，以防止地下水渗入井内有集水井内。封底可分湿封底(即水下浇筑混凝土)和干封底两种。有的在井底设有集水井排水。封底完毕，待混凝土结硬后即可在其上方浇筑钢筋混凝土底板。
为了使封底混凝上和底板与井壁间有更好的联结，以传递基底反力，使沉井成为空间结构受力，常于刃脚上方的井壁上预留凹槽。如在特殊情况下，预计有可能需改用气压沉箱时，亦可预设凹槽，以便必要时在该处浇筑钢筋混凝土盖板。
凹槽底面一般距刃脚踏面2.5m以上。槽高约1.0m，近于封底混凝土的厚度，以保证封底工作顺利进行。凹入深度约0.15~0.25m。
当沉井作为地下结构物时多采用钢筋混凝土顶板。
○5底梁和框架
在比较大型的沉井中，如由于使用要求，不能设置内隔墙，则可在沉井底部增设底梁，并构成框架以增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度。有的沉井因高度较大，常于井壁不同高度设置若干道由纵横大梁组成的水平框架，以减少井壁(于顶、底板之间)的跨度，使整个沉井结构布置合理、经济。
在松软地层中下沉沉井，底梁的设置还可防止沉井“突沉”和“超沉”，便于纠偏和分格封底，以争取采用干封底。但纵横底梁不宜过多，以免增加结构造价，施工费时，甚至增大阻力，影响下沉。
4. 沉井的结构计算
沉井结构在施工阶段必须具有足够的强度和刚度，以保证沉井能稳定、可靠地下沉到拟定的设计标高。待沉到设计标高，全部结构浇筑完毕并正式交付使用后，结构的传力体系、荷载和受力状态均与沉井在施工下沉阶段很不相同。因此，应保证沉井结构在这两阶段中均有
足够的安全度。例如，沉井的井壁和顶底板，在正常使用中是不允许开裂或只允许出现很小的裂缝，因此必须进一步验算这些构件在施工过程中的抗裂性。
沉井结构设计的主要环节可大致归纳如下:
(一) 沉井建筑平面布置的确定；
(二) 沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。
1．参考已建类似的沉井结构，初定沉井的几个主要尺寸，如沉井平面尺寸、沉井高度、井孔尺寸及井壁厚度等，并估算下沉系数，以控制沉速；
2．估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。
(三) 施工阶段强度计算
1．井壁板的内力计算；
2．刃脚的挠曲计算；
3．底横梁、顶横梁的内力计算，
4．其它。
(四) 使用阶段的强度计算(包括承受动裁)
1．按封闭框架(水平方向的或垂直方向的)或圆池结构来计算井壁并配筋；
2．顶板及底板的内力计算及配筋。
○1沉井下沉系数的确定
确定沉井主体尺寸后，即可算出沉井自重，并验算沉井在施工中是否能在自重作用下，克服井壁四周土壤摩擦力和刃脚下土的正面阻力顺利下沉。设计时可按“下沉系数”估算。
根据上海地区经验，在缺乏可靠实测资料时，对于井深80m以内的沉井，其侧面摩擦力值f0几乎都取15~20kN/m2。后者适于沉入深度20m以内的粘土、亚粘土中的沉井。
在实际工作中，井壁摩擦力的分布形式，有许多不同的假定。
一种是假定在深度0~5m范围内单位面积摩擦力按三角形分布，5m以下为常数，总摩阻力一种是取入土全深范围内为常数的假定
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○2沉井抗浮稳定验算
沉井沉到设计标高后，即着手进行封底工作，铺设垫层并浇筑钢筋混凝土底板，由于内部结构和顶盖等还未施工，此时整个沉井向下荷载为最小。待到内部结构，设备安装及顶盖施工完毕，所需时间可能很长，而底板下的水压力能逐渐增长到静力水头，会对沉井发生最大的浮力作用。因此，验算沉井的抗浮稳定性，一般可用抗浮系数K2表示:
抗浮系数k2的大小可由底板的厚度来调整。
对于浮力的取值，历来是有争论的问题之一。实践证明，在江河之中或沿岸施工的沉井，或是埋置于渗透性很大的砂土内的沉井，其水浮力即等于静力水头。在粘性土中，尚缺乏较好的验证。
关于井壁侧面摩擦力在抗浮时能否发挥作用。有的认为抗浮计算时该摩擦力不能计入，只能作为附加的安全度来考虑。
但是通过大量调查，已建的各种沉井一般都没有上浮现象。这说明：
①沉井上浮时土的极限摩擦力很大，而一般设计估用的数值往往偏小，因此在验算上浮稳定时以计入井壁摩擦力为合理；
②在粘性土中，因它的渗透系数很小，地下水补给非常缓慢，沉井的浮升也必然极为缓慢，在发生明显浮升之前，内部结构、设备、顶盖等重量已经作用上去，故不再存在浮升问题。措施：
①在施工阶段设置临时倒滤层和集水井，抽去地下水，以消除地下水的浮托力；
②或在施工阶段降低地下水位。
一般要求使用期间的抗浮系数k2≥1.20
三、刃脚计算
井壁刃脚部分在下沉过程中经常切入土内，形成一悬臀作用，因此必须验算刃脚部分向外和向内挠曲的悬臂状态受力情况，并据此进行刃脚内侧和外侧竖向钢筋和水平钢筋的配筋计算。第一种情况，刃脚向外挠曲的计算(配置内侧竖直钢筋)
计算步骤如下：
4. 沉井底板及底梁计算
○1沉井底板计算
作用在沉井的底板上荷载:
q＝P-g
式中P——底板下最大的静水压力(kN/m2)；
g——底板自重(kN/m2)。
底板的计算图式可根据底板两侧井壁和底横粱上的支承情况确定：可按单向板或双向板计算内力并配筋。
○2沉井底梁计算
当沉井的平面尺寸较大时，常采用底横梁以减少底板的钢筋用量。此外在连续沉井中亦须用横梁来连系两侧井壁，增加沉井的整体刚度。
沉井开始下沉时，井重通过刃脚全部压在砂垫层上，如局部区段砂子回填不实，则会增大底横梁下的地基反力，使底横梁向上挠曲。作用在底横梁上的反力可按下式计算:
5. 水下封底混凝土厚度的确定
如果排水下沉的沉井，其基底适处于不透水的粘土层中或基底虽有涌水、翻砂，但数量不大时，应力争采用干封底。保证封底混凝土的质量，并减小封底混凝土的厚度。
根据以往经验一般可取0.6～1.2m不等。
只有水文地质条件极为不利时才采用水下混凝土封底，又称湿封底。如位于江中、江边的沉井工程，在下沉过程中常要采取不排水下沉；在地层极不稳定时，为防止流沙，涌泥、突沉、超沉以及倾侧歪斜，也需要采用灌水下沉。
有时即使沉井停在不透水粘土层，但其厚度不足以抵抗地下水的“顶破”(涌水)作用，即由底层含水砂层中的地下水压力所引起的破坏，以致产生沉井施工中非常严重的事故，则亦须采用水下封底的办法。
沉井与沉箱 .1 沉井是下沉结构，必须掌握确凿的地质资料，钻孔可按下述要求进行： 1、面积在200m2以下（包括200m2）的沉井（箱），应有一个钻孔（可布置在中心位置）。 2、面积在200m2以上的沉井（箱），在四角（圆形为相互垂直的两直径端点）应各布置一个钻孔。 3、特大沉井（箱）可根据具体情况增加钻孔。 4、钻孔底标高应深入沉井的终沉标高。 5、每座沉井（箱）应有一个钻孔提供土的各项物理力学指标、地下水位和地下水含量资料。 .2 沉井（箱）的施工应由具有专业施工经验的单位承担。 .3 沉井制作时，承垫木或砂垫层的采用，与沉井的结构情况、地质条件、制作高度等有关。无论采用何种型式，均应有沉井制作时的稳定计算及措施。 .4 多次制作和下沉的沉井（箱），在每次制作接高时，应对下卧层作稳定复核计算，并确定确保沉井接高的稳定措施。 .5 沉井采用排水封底，应确保终沉时，井内不发生管涌、涌土及沉井止沉稳定。如不能保证时，应采用水下封底。 .6 沉井施工除应符合本规范规定外，尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204及《地下防水工程质量验收规范》GB 50208的规定。 .7 沉井（箱）在施工前应对钢筋、电焊条及焊接成形的钢筋半成品进行检验。如不用商品混凝土，则应对现场的水泥、骨料做检验。 .8 混凝土浇注前，应对模板尺寸、预埋件位置、模板的密封性进行检验。拆模后应检查浇注质量（外观及强度），符合要求后方可下沉。浮运沉井尚需做起浮可能性检查。下沉过程中应对下沉偏差做过程控制检查。下沉后的接高应对地基强度、沉井的稳定做检查。封底结束后，应对底板的结构（有无裂缝）及渗漏
天然地基上深基础的修筑方法 基础d↑→施工难度（特别当d>30m时）↑→施工安全系数↓ 水中施工→采用特殊处理方式（如围堰）→需更多更强的支撑结构来挡土、挡水→施工困难、造价上升→新施工方式→沉井基础、沉箱基础 制作井筒→挖土下沉→达到设计标高→封底填充井孔→修建桥墩 沉井的类型和构造 概念：沉井基础是一种井筒状的结构物，它是从井内挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后采用混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。 沉井的工作原理 江阴长江公路大桥 北锚碇采用大型深沉井基础，平面尺寸为69米×51米，下沉58米，为世界第一大沉井(面积近９个半篮球场，高度相当于２２层楼) 南岸重力嵌岩锚 北岸锚锭沉井
（1）施工过程：沉井挡土、挡水、起临时围堰作用，按维护结构进行受力分析 （2）运营阶段：深埋的实体基础，计入周围土体对它的弹性固着作用，受力不同，应分别进行验算。 可见，沉井既是深基础的一种施工方法，又是基础的组成部分。 （1）刚度大、横向抗力较大、抗震性能可靠 （2）机具简单、施工方便，可全面开工 （1）一般沉井（就地灌注下沉） （2）浮运沉井水深流急（10~15m）筑岛对通航有障碍时，浮运到位 混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢沉井及其他 沉井的结构 通常由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管组、探测管组、封底混凝土、顶盖等部分组成。 1. 平面形状 圆形①受力性能好充分发挥砼抗压强度 ②挖土方便、下沉均匀、易于控制方向 ③基底 >同面积矩形 max 矩形①制造方便，下沉方向不易控制 ②能充分利用地基承载力
②长宽比较大时，容易受到较大的弯曲应力（可设置隔墙调节）园端形优缺点介于上述两者之间，井壁产生弯曲应力 2. 平面尺寸 顶面尺寸：>墩底尺寸 底面尺寸：由地基容许承载力[]σ确定 3. 沉井高度 顶面标高：H顶低于最低水位或低于地面 底面标高：H底由最小埋深（冲刷深度）及[]σ确定 沉井高度：H=H顶-H底 高沉井可分节制造每节高不超过5~6m，底节一般为4~6m 4. 井孔设置及大小 设置目的：排土 平面尺寸：挖土机具能顺利通过位置：对称布置 设置方式：隔墙单孔沉井、双孔沉井、多孔沉井 5. 井壁应具有足够的强度、重量 外形：①竖直形：优点：与土接触紧密，易于控制方向；缺点：摩擦力大，不易下沉 ②台阶形台阶宽10~20cm，多设在沉井分节处 ③斜坡形井壁做成100：1~50：1，有利下沉，易偏移 6. 内壁（隔墙） 作用：①使得井壁受弯宽度↓、沉井刚度↑、应力↓ ②均匀挖土，控制下沉方向，不致倾斜 特点：①厚：~，底面高出刃脚踏面一般不小于；防止土搁住隔墙，影响下沉； ②h较大时，设梗肋于隔墙底部与刃脚连接处 ③排水下沉：隔墙底留×的过人通道 ④透气孔：隔墙上部、离顶面2~3m处宜设的连通管或20×20cm
沉井施工方法及工艺 （1）、沉井浇注 挖除泵房设计位置处原有场地的松软土，换上好土，并要将场地夯实平整，以防在浇筑混凝土过程中或撤除垫木时发生不均匀沉陷。选用土内模制造沉井刃脚，刃脚下铺垫质量良好的普通枕木，垫木铺设方向与井壁垂直，铺垫顶平面高差不大于2厘米。为了使垫木铺设平顺，受力均匀，垫木下要加铺一层厚于5cm的砂层。铺垫完成后，在垫木上放出刃脚轮廓线，安装刃脚踏面。 安装沉井内模板，绑扎钢筋，经检查合格后拼装外模板，内外模板全部使用组合钢模。 灌注沉井井壁砼时，分层对称，均匀地逐层向上灌注，一次连续灌完，每层厚度约25厘米，插入式振动棒捣固。采用C25砼，混凝土量约为82M3。 预埋件及预留孔洞位置的准确程度直接影响到使用功能和整体质量。预埋件及预留孔洞位置的精度控制技术贯穿于施工的全过程。 会审与土建施工图相关的设备安装、建筑装饰、装修图纸，全面了解各类预留孔洞和预埋件的位置、数量、规格及其功能，绘制详细的预埋件及预留孔布置图，防止施工过程中出现错漏。 根据设计尺寸测量放样，并在基础垫层或模板上用明显标记。 预留孔洞及预埋件应根据放样精确固定在模板上，并采用钢筋固定，确保预留孔洞及预埋件位置不发生过大的变形及位移。在混凝土浇注过程中，严禁振捣器直接碰撞预留孔模型及各类预埋件。 拆模后立即对预留孔洞及预埋件进行复查，确保其位置准确，否则立即进行必要的修复，对已成型的孔洞应进行围蔽、覆盖，以防机物碰撞、人员坠落。 （2）、钢筋混凝土沉井下沉
等沉井钢筋混凝土达到设计强度后，分区、依次、对称、同步地抽出垫木，每抽一组回填砂夹石一组，定位支垫处垫木在最后同时抽出。 钢筋混凝土沉井下沉过程中，土方开挖先由中间逐渐向四周均匀扩挖。安装提升设备或吊车提升出土。 下沉过程中，要经常用经纬仪进行观测，防止沉井偏斜，若发现有偏斜移位应立即采取措施进行纠偏。 为防止下沉时产生较大的偏斜，应根据土质情况、沉井质量、入土深度等控制井内除土量。认真观测沉井周围地面有无塌陷和开裂情况，以便采取有效措施，确保附近设施及其它建筑物的安全。 尽量远弃土。力求向沉井四周均匀弃土，严防堆在一侧，产生偏压造成沉井偏斜。冬季施工时，要坚决避免弃土靠近沉井井壁，防止因弃土冻结阻滞下沉甚至造成沉井开裂或向一侧倾斜等现象发生。 （3）、轻型井点降水施工 ①现场水文地质条件：由区间水文资料表明，场区地下水主要为第四系孔隙潜水和河道渗水补给。第四系孔隙潜水主要赋存在一般粘性土层、砂黏土层中。一般粘性土及砂粘土具弱透水性，渗透系数为0.05～0.5m/d。地下水埋深约0.8m。根据区间水文地质特点，在开挖下沉沉井前对施工区域进行轻型井点降水。 ②降水原理：降水施工以降水后增加土层稳定性及抗剪强度为原理。在砂粘土中，以降低土中孔隙水以及减少土层和围护结构的水压力。使基坑开挖施工能在水位以上进行，保持基底干燥，便于施工，提高施工质量；消除因渗流而产生的流砂与坍塌等破坏作用，增加土层和围护结构稳定性；由于降水，土层含水量减小，土层在增加的土层应力作用下逐渐固结，土体抗剪强度相应增加。 ③井点降水施工方法：根据计算确定：井点钢管直径50mm，长度取12m，间距按1m考虑。集水管选择125mm的钢管。井点管与集水管连接使用塑料弯管。
沉井、沉箱工程 一.施工工艺流程 场地平整→设垫层、立模板→沉井、沉箱制作→拆模养护→挖土下沉→接高井壁→下沉至设计标高后封底→浇底板→浇顶板。 二.施工质量的事前监理 1.研究工程地质勘察报告和沉井施工图纸。 2.审核承包单位的施工组织设计或技术方案,审核重点是根据工程实际及地质条件,拟采取的保证工程质量的技术措施,及有何技术措施预防质量问题的发生,如沉井下沉倾斜、移位、井壁裂缝、超沉或未沉到设计标高等。 3.应特别重视如何克服侧面摩阻力,寻求更有效的沉井、沉箱下沉工艺,根据不同的地质情况、施工条件,除采用增大自重法、压重法、振动法外,还可灵活采用卵石护壁法,NF工法、射水法、泥浆套法、空气幕法等工艺。 4.复查沉井的定位放线以及轴线控制桩和水准点。若邻近有建筑物,应有措施预防其裂缝开裂、下沉或倾斜。 三.施工过程中的质量监理 1.工程中的模板、钢筋、砼、砌砖等分项工程等均应分别符合国家有关施工验收规范标准的规定和相应分项工程监理实施细则。 2.复查沉井、沉箱的定位放线和轴线,标高是否符合设计要求和施工规范的规定。 3.检查水泥、砂、石、外加剂、砖、钢材等材料和配合比是否符合设计要求和施工规范的规定；并经常检查现场材料和实际配合比是否符合要求。 4.检查沉井、沉箱、平面尺寸、钢筋、模板及预埋件等是否符合设计要求和施工规范的规定,并办理隐蔽工程验收签证。 5.砂浆和砼抗压强度、砼抗渗标号、下沉前砼强度和砖砌体强度等必须
符合设计要求和施工规范的规定。 6.经常检查沉井沉箱在下沉过程中是否有不均匀下沉现象, 如有应及时纠正。 7.沉井沉箱的封底必须符合设计要求和施工规范规定。 四.沉井、沉箱工程质量监理汇报表(附后) 五.沉井、沉箱工程竣工时承包单位要提供下列资料: 1.沉井、沉箱定位放线测量记录和验收签证,竣工后实际位置检查资料； 2.制作使用材料的出厂检验报告、试验报告、配合比通知单和强度,抗渗试验报告； 3.沉井沉箱下沉记录及图表,施工记录和其它说明工程质量的检查记录； 4.沉井沉箱隐蔽工程验收记录和分项工程质量检验评定表。
泵房沉井施工方法 作者：鞠春波魏勇 单位：黑龙江省火电三公司越南项目部 关键词：取水泵房沉井施工 岸边取水泵房施工方法 文摘： 取水泵房是火力发电厂水工建设必不可少的一项建筑工程，与河 岸相接，部分位于河水水位以下，部分位于河水水位以上。水下主体 部分一般多采用沉井法施工，水上部分为常规施工。沉井在一般施工 中应用较少，同时，需要采取多种措施来保证工程质量，而取水泵房 的施工质量，对满足设备安装和水工工艺要求起到举足轻重的作用。 为此，本文就取水泵房的施工方法、施工措施及质量控制作以简介， 以资施工参考。 关键词：取水泵房沉井施工 1 工程概况：本例介绍的取水泵房，为越南高岸电场2X50MW 发电机组的供水系统—取水建筑结构，位于逑河岸边，长20.44m，宽12.44m，±0.00m 以下深18.5m，以上高10.4m；±0.00m 为绝对标高32.00m。地下部分为钢筋混凝土结构筒壁，两侧及靠近岸边一侧钢筋砼墙壁厚1000mm，间墙及远离岸边一侧钢筋砼墙壁厚800mm；地上部分为钢 筋混凝土框架，砖砌体填充墙。取水口长X 宽=2.0X1.5m，取水口底 标高+18.0m。各层板顶标高：底版+16.0m，中层板+26.2m。±0.00m 层板+32.0m。以下叙述如不特殊说明，标高均为绝对标高。 2 自然条件：逑河水常年平均水位22.5m，50 年一遇最高水位26.8m，50 年一遇最低水位19.2m。 3 施工准备： 4 施工程序： 测量放线——确定标高和轴线控制点——修筑施工道路——开挖 土方、平整场地——筑岛——铺制作沉井砂垫层——铺设制作沉井枕木——测量、弹线——第一节沉井（7m 高）制作——完成取水口及预埋管封闭——撤枕木、铺垫碎石或卵石——沉井下沉——第二节沉井（4.7m 高）制作——继续沉井——完成下沉，井体自沉观测——测量检查合格，沉井完毕——水泵间两侧地下箱体回填砂——进行沉井砼 封底——当封底砼达到设计强度后抽水——施工底板——施工底部混 凝土结构——施工泵房其它结构至+32.0m（即±0.00m）——施工进 水明渠及护坡——打开取水口——施工上部结构、通行栈桥——尾工 5 总体方案：根据工程特点及自然条件，取水泵房零米以下部分钢筋混凝土井壁采取沉井法施工。沉井刃脚即泵房井壁底标高13.5m，沉井 部分井身总长度11.7m。沉井第一次钢筋混凝土完成7.0m 高，然后下沉，下沉至砂层后继续施工4.7m。在沉井下沉至设计标高后进行混凝
12-9 沉井 沉井是修建深基础地下深构筑物的主要基础类型．它是在地面或地坑上，先制作幵口钢筋混凝土筒身，待筒身达到一定强度后，在井筒內分层挖土，运土，随着井內土面逐渐降低，沉井筒身借其自重克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉，就位的一种深基或地下工程施工工艺。 沉井结构具有以下特点:沉井结构截面尺寸和刚度大，承载力高，抗渗，耐久性好，內部空间可资利用，可用于很大深度的地下工程施工中，深度可达50米;施工不需复杂的机具设备，在排水和不排水情况下均能施工;可用于各种复杂的地形，地质条件，可在场地狭窄条件下施工，对邻近建筑物构筑物影响较小，甚至不受影响;当沉井尺寸较大，在制作和下沉时，均能使用机械化施工;比大幵挖施工，可大大减少挖、运、回填的土方量，因此可加快施工进度，降低施工费用。沉井施工法存在的问题是:施工工序较多，施工工艺较为复杂，技朮要求高，质量控制要求严。本法适用于工业建筑的深坑(料坑、料车坑、铁皮坑、井式炉、翻车机室)、地下室、水泵房、设备深基础、桥墩码头等工程，并可在松软、不稳定含水土层、人工填土、粘土层、砂土、砂卵石等地基中应用。一般讲，在施工场地复杂，邻近有铁路、房屋、地下构筑物等陪碍物时，应用最为合理经济。 12一9一1沉井的类型 沉井的类型繁多.按其制成材料分.有混凝土，钢筋混凝土，砖，石等多种，在建筑工程中应用最多的为钢筋混凝土沉井;按平面形狀分，有圆形，方形，矩形及多边形等(图12-139a)，由于圆形沉井制造简单，易于控制下沉位置，受力(土压，水灰压)性能較好，使用最多。工业建筑中，由于工艺要求，则以釆用对称截面的矩形沉井较多，由一个(排)或多个(排)井孔组成。沉井剖面形式有圆筒形，锥形及阶梯形等(图12一139b)。为减少下沉摩阻力，刃脚外缘常设20一30毫米的间隙，井壁表面作成1/1000的坡庹。 12-9-2 施工准备 1.勘察地质 在沉井施工地点钻探，了解该处地质(包括土的力学指标，休止角，摩擦系数，地质构造，分层情况等)和地下水文情况，以及地下埋设物障碍物等情况，绘制地质剖面图，为制定沉井施工方案提供可靠的技朮依据; 2.编制施工方案 根据工程结构特点，地质水文情况，施工设备条件，技朮的可能性，编制切实可行的施工方案或施工技朮措施，以指导施工: 3.整平场地 整平场地至要求标高，按施工要求拆迁沉井周围上的破坏棱体范围內的地上障碍物，如房屋，电线杆，树木及其它设施，清除地面下3米以內的地下埋设物，如管道，电缆线路及基础，设备基础，人防设施等。 4.修建临时设施 按施工总平面图布置，修建临时设施，修筑道路，排水沟截水沟，安装临时水电，风管道线路，安设施工设备，并试水试电试运转。 5.布设测量控制网 按设计总图和沉井平面布置要求设置测量控制网和水准基点，进行定位放线，定出沉井中心轴线和基坑轮廓线，作为沉井制作和下沉定位的依据。在原有建筑物附近下沉的沉井，应在原建筑物上设置沉降观测点，定期进行沉降观测; 6.技朮交底 使施工人员了解并熟悉工程结构，地质和水文情况，沉井制作和下沉施工技朮要点，安全措施，质量要求，以及可能遇到的各種问题和处理方法。
沉井和沉箱工程 一、专业工程特点 沉井和沉箱都是在地面（地坑）上按设计要求进行预制，待达到一定强度后下沉至土中或水中就位的地下或水下工程。 1．沉井工程具有以下特点：沉井结构截面尺寸和刚度大、承载力高、抗渗、耐久性好，内部空间可资利用，可用于很大深度的地下工程施工中，深度可达50m；施工不需复杂的机械设备，在排水和不排水的情况均能施工；可用于各种复杂地形、地质条件；当沉井尺寸大时，制作和下沉均能使用机械化施工；可在地下水很大、土的渗透系数大，难以将地下水排干，地下有流砂或其它有害土质情况下施工。沉井比大开挖施工，可大大减少挖运、回填的土方量，因此可以加快施工进度，降低施工费用。 缺点是：施工工序较多、施工工艺较复杂、技术要求高、质量要求严格。 2．沉箱工程的特点： 沉箱工程是将水下工程的结构物改为在地面上进行预制，其质量易控制；沉箱在预制达到一定强度后可具有自浮能力，方便进行水上
搬运，其结构裁面尺寸可以做得很大，适应于水下大型结构工程；由于可避免进行水下施工，可以大大降低施工费用。 缺点是：施工工序多，施工工艺复杂，技术要求高，质量控制（特别是水下就位准确性控制）要求严格。 二、沉井和沉箱的监理工作流程 图纸会审→施工组织设计审批→材料报验→工序报验（沉井、沉箱预制、下沉、就位）→现场检查、检验、旁站、巡视、平行检验→阶段性验收、质量评定。 三、监理工作的方法和措施 1．质量事前控制：在工程开工前，对设计图纸、施工方案、技术措施、质量体系和管理制度等进行审核，审核通过后才准开工；同时要对用于工程的原材料、半成品或成品、施工设备的质量进行签证认可，才准在工程中使用；上道工序未经监理工程师签证验收，不得进行下道工序施工 2．质量事中控制：在沉井、沉箱在地面进行预制的过程中，监理人员要深入现场，按照钢筋混凝土质量控制要求和设计要求进行检查和旁站；对沉井、沉箱的下沉过程中，监理人员应对下沉过程进行检查，及时发现问题，提出改进意见，尽要能使质量问题消灭在萌芽状态。 3．质量事后控制：沉井、沉箱下沉就位密封后，存在问题都已经解决，经施工单位检查合格后，报监理工程师进行验收。 四、监理工作的控制要求和目标值 （一）材料要求
4 (QB-CNCEC JO10406-2004) 1 适用范畴 本工艺标准适用工业与民用建筑的深坑、地下室、水泵房、设备基础、桥墩、码头等沉井工程。 2 施工预备 2.1 材料要求 2.1.1 水泥：宜用42.5级或52.5级一般或矿渣硅酸盐水泥。使用前必须查明其品种、标号及出厂日期。凡过期水泥、受潮或结块水泥不准使用。 2.1.2 细骨料：选用质地坚硬的中粗砂，含泥量不大于3%，不得含有垃圾、泥块、草根等杂物。 2.1.3 粗骨料：应采纳质地坚硬的碎石或卵石。石子粒径以5～40mm 为宜，含泥量不大于25%。 2.1.4 水：一样为饮用水或洁净的天然水。 2.1.5 钢材：有出厂合格证和复验报告，符合设计要求方可使用 2.1.6 外加剂：按照沉井抗渗要求及混凝土浇筑要求选用，并通过试验确定后应用。 2.2 要紧工机具 沉井制作机具设备: 钢筋加工机具、模板加工机具、混凝土搅拌机械、混凝土输送机械、混凝土振捣机具、自卸汽车等。 沉井下沉机具设备: 20～50吨履带式起重机、出土吊斗、水力机械等。 排水机具设备: 离心式水泵或潜水泵。 2.3 作业条件
2.3.1 按施工总平面图布置，修建临时设施，修建道路、排水沟、截水沟，安装临时水、电线路，安设施工设备，并试水、试电、试运转。 2.3.2 按照设计总图和沉井平面布置要求，已设置测量操纵网和水准基点，进行定位放线，定出沉井中心轴线，作为沉井制作和下沉的定位依据。 2.3.3 收集现场勘察地质资料，按照土的力学指标、休止角、摩擦系数、地质分层构造，绘制地质剖面图，确定沉井地基处理和筑岛方案。 2.3.5 按照工程结构特点、地质水文情形、施工设备条件，编写切实可行的施工组织设计和施工技术措施。 2.3.6 材料的产品合格证和复验报告、进厂验收记录已完成。 2.3.7 有关工艺套管和铁件已外委加工。 2.4 作业人员 要紧作业人员: 钢筋工、混凝土工、模板工、水力机械操作工、运转工、壮工。 运转工应持证上岗，其它工种应通过专业安全和技术培训，并同意了施工技术交底（作业指导书）。 3 施工工艺 3.1 工艺流程 3.2 操作工艺 3.2.1 垫层施工 3.2.1.1 砂垫层施工 在松软地基上进行沉井制作，为防止由于地基不平均沉降引起井身裂缝，应先对地基进行处理，处理方法一样采纳砂、砂砾、级配砂石等垫层，用打夯机或振动器等振捣密实。如沉井在有水地段预制，可用人工筑岛制作沉井，岛面应高出施工期水位0.5m以上，四周留出护道，护道宽度：当
中运河大桥15#深水桥墩基础施工方案 第一章沉箱施工方案 一、工程概况 徐州310国道中运河大桥改建工程，横跨中运河，河床常年流水，每年的10月至次年的6月为枯水季节，流速平缓，主河槽水深7m～10m左右。主墩承台为矩形结构，15#主墩承台尺寸为1240×770cm,高度300 cm。承台顶标高16.83米,地面标高为24米，常水位标高20.50米。由于该墩的桩基施工采用了围堰筑岛，根据地质情况以及现场的地理条件,我部对上半部开挖到标高18米，距承台底标高13米还有5米之深，而且地质情况为透水性较好的流砂，通过方案比选采用基坑大开挖配合下沉箱法施工最为适宜。即：利用挖掘机，将原来筑岛围堰面挖至标高为18米处，并在基坑一定位置打上钢桩，整平并夯实基底，放出沉箱位置线，实施沉箱下沉方案。另由于受地理位置限制，我部根据工程的实际情况对沉箱的形式作进一步的革新，采用分节预制钢筋砼沉箱，并预埋螺栓与上部双壁拼装式钢沉箱结合的施工方案，这样减少了对大型重型起重设备的依赖，同时又减少了围堰高度，我们认为较为经济合理。 二、围堰施工方案 根据施工段中运河水域水流特点，决定对15#墩承台施工采用砼沉箱与双壁钢沉箱结合施工。这种结构具有很好的整体性和刚性，而且自重比较大，下沉时不怕翻砂，施工十分安全可靠等优点。（附方案图）
三、组合沉箱施工方法 1、组合沉箱构造简介 根据组合沉箱的使用功能，可以将整套沉箱分为刃脚、钢筋砼沉箱、组合钢沉箱、吊装系统等几部分。 (1)沉箱钢刃脚 沉箱钢刃脚为楔形框架结构，高度为0.８～1.5米，上口宽度为0.9米，比上部的砼沉箱外周分别宽１０cm，在下沉过程中可以为上部沉箱的下沉减少一定的摩擦力。充分采用现有的钢模板，面板向外焊成沉箱钢刃脚形式，内部连接采用10#槽钢并在刃脚内部预先焊接与上部砼沉箱连接的结构钢筋，内部浇筑C25砼。 （2）钢筋砼沉箱 通过受力计算和承台设计尺寸以及考虑沉箱下沉过程中的位置偏差，钢筋砼沉箱平面尺寸比承台四面实际尺寸各大30cm，厚度为80cm。分节预制高度则根据实际施工时的具体情况决定，最后以不超过承台顶设计标高为准。第一节沉箱的钢筋要与下部刃脚的预埋钢筋通过焊接连接，最后一层砼浇筑时需根据上层双壁钢沉箱的螺孔位置预埋两排螺栓。（设计施工图和配筋图见附件） (３)双壁组合钢沉箱 沉箱采用双壁结构，采用现有的钢模板由10＃槽钢和6mm钢板焊制而成。根据现场起重能力将内模竖向分为上、下二节，二层高度均为2m，每层模板按2m长分块，内模的竖向加劲肋为12＃槽钢，间距100cm，横向加劲肋为两个背向的12#槽钢，间距80cm。内模面板
沉井与沉箱的定义、特点、用途及应用范围 1. 定义 沉井是修筑地下结构和深基础的一种结构形式。是先在地表制作成一个井筒状的结构物，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重及上部荷载作用下逐渐下沉，达到设计标高后，再进行封底。 沉箱基础又称之气压沉箱基础，它是以气压沉箱来修筑结（构）筑物的一种基础形式。 建造地下结（构）筑物时，在沉箱下部预先构筑底板，在沉箱下部形成一个气密性高的钢筋混凝土结构工作室，向工作室内注入压力与刃口处地下水压力相等的压缩空气，使其在无水的环境下进行取土排土，箱体在本身自重以及上部荷载的作用下下沉到指定深度，然后进行封底施工。 2. 特点 （1）沉井与沉箱整体刚度大，抗震性好； （2）与地下施工相比更优越，地质适用范围更广； （3）沉井与沉箱结构本身兼作围护结构，且施工阶段不需要对地基作特殊处理，既安全又经济； （4）施工对周围环境影响小，尤其是气压沉箱工法，更适用于对土体变形敏感的地区；
3. 用途及适用范围 沉井与沉箱在工种中的应用已有百余年的历史，早在1841年法国工程师特利其尔(Triger)就提出用气压沉箱方法施工桥墩，1849 年首次应用成功，1900 年俄国工程师提出用钢筋混凝土的沉箱。2 0 世纪30 年代，莫斯科及西欧的地下隧道、美国的桥梁基础均相应采用了沉井或沉箱结构。自20 世纪50 年代起，我国已将该技术应用于各项工程中，其体积从直径仅2m 的集水井到巨大的泰州长江大桥中塔沉井（58.4m×44.4m×76m），为使沉井下沉记录能够不断被刷新，各种新型施工技术被开发研制并应用于实际工程中，从最早1946~1963 年间利用喷射压缩空气和触变泥浆下沉130m，到江阴长江大桥北锚沉井喷射高压空气减阻法下沉，以及振动法下沉技术，上述技术措施的不断革新都带来了良好的效果。 气压沉箱诞生的初期包括我国过去的沉箱施工也主要是以人工为主，沉箱下部工作空间小、气压高、温度大、噪音大，条件比较艰苦，又比较危险，工作效率低下，由于减压顺序的控制不当容易患较严重的职业病(称为沉箱病)。自进入20 世纪60 年代以来，不断对该工法进行革新和改良，使其进入了无人化、自动化施工的时代，同时在沉箱病的防治上有了新的改进，使得气压沉箱这一古老的施工技术得到了新生。2007 年，上海市基础工程有限公司对我国传统的气压沉箱技术进行集成创新，采用国内自主研发的气压沉箱无人化遥控施工系统，通过在沉箱工作室内安装可遥控操作的自动挖机，地面
精心整理沉井施工步骤 在构筑物具备开工条件后。沉井施工工艺如下： 1施工现场放线 使用全站仪定点，确定构筑物轴线、施工工作位置、放坡边线。使用石灰撒线。在距离构筑物20米左右确定控制线的控制点并使用混凝土保护，（使用彩色旗帜标注）在控制点的木桩上使用米钉确定控制点。确定降水井位置。完成后通知监理验线。2土方开挖 土方按照放坡边线从F轴向A轴后退挖掘土方，土方挖掘到---4.5米，人工找平（在挖掘土方时，控制好放坡坡度、控制线和高程）。确定降水井位置后，降水井班组进场施工。（见图一）土方完工后，通知地勘、设计验收基坑持力层荷载力，是否符合要求。 3垫层放线 使用全站仪或经纬仪将控制线放射到基坑内，使用木桩控制，并按照图纸放好垫层边线，通知监理验线，后浇筑垫层。 4基础放线 按照图纸精确放线定位，放好轴线、墙体内外边线，在交点使用红油漆标注，通知监理验线。 5绑扎钢筋 钢筋绑扎到高度6.31处（即--6米），放置预埋、孔洞。安装止水板。完成后通知监理验收，合格后安装模板，模板完成后，通知监理验收，合格后浇筑混凝土。按照此工序到+--0.00米。（在浇筑过程中如果出现不均匀下沉、倾斜应暂停施工，查看原因，排除问题后继续施工）
精心整理 6沉井下沉（使用抓斗方法） 在构筑物混凝土强度达到设计要求后，开始沉井下沉，清理构筑物四周全部建筑材料，回填沙子在基坑四周（减少沉井下沉时的摩擦力），然后回填土方到+--0.00米。使用抓斗机抓土，在构筑物顶部一人指挥抓斗司机施工，遵照多沉少挖、少沉多挖的原则，让沉井均匀下沉。沉井内配合工人。 7沉井封底（干封底） 沉井下沉到设计标高时，沉井封底。在沉井底部最低处用直径200钢管焊一法兰盘，在钢管上钻孔，回填石子过滤（钢管高度在沉井底板中间）找平沉井底板持力层、浇筑垫层，绑扎钢筋，浇筑底板完成施工（在钢管内放置一水泵，直到底板浇筑完成后的第二天，拿出水泵，清理法兰盘混凝土，放置橡胶垫使用钢板用螺杆固定，使用混凝土拌入堵漏灵，浇筑好） 8搭设脚手架安装顶板模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、保养。
沉井与沉箱工程检验批质量验收记录表表格格 式 LEKIBM standardization office【IBM5AB- LEKIBMK08- LEKIBM2C】
沉井与沉箱工程检验批质量验收记录表GB50202—2002 010206□□
说明 010206 沉井是下沉结构，必须掌握确凿的地质资料。 沉井（箱）的施工由具有专业施工和经验的单位承担。 多次制作和下沉的沉井（箱），在每次制作接高时，应对下卧层作稳定复核计算，并确定确保沉井接高的稳定措施。 沉井施工除应符合本规范规定外，尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204及《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208的规定。 沉井（箱）在施工前应对钢筋、电焊条及焊接成形的钢筋半成品进行检验。 混凝上浇注前，应对模板尺寸、预埋件位置、模板的密封性进行检验。拆模后应检查浇注质量（外观及强度），符合要求后方可下沉。浮运沉井尚需做起浮可能性检查。下沉过程中应对下沉偏差做过程控制检查。下沉后的接高应对地基强度、沉井的稳定做检查。封底结束后，应对底板的结构（有无裂缝）及渗漏做检查。 沉荆（箱）竣工后的验收应包括沉井（箱）的平面位置、终端标高、结构完整性、渗水等进行综合检查。
主控项目： l、混凝土强度。符合设计要求。检查试件抗压报告或钻芯试压。下沉必须达到70％设计强度。 2、封底前，沉井（箱）下沉稳定。＜10mm／8h，用水准仪测量。 3、封底结束后的位置。刃脚平均标高：＜100mm（与设计标高比）。用水准仪测量。 刃脚平面中心线位移：＜1％H。用经纬仪测量，沉总深度H ＜ 10m时，控制在100mm之内。 四角中任何两角的底面高差＜i％ι。但不超过300mm。用水准仪 检查，ι为两角的距离，ι＜10m时，控制在100mm之内。 一般项目： 1、钢材、对接钢筋、水泥、骨料等原材料。符合设计要求。检查产品合格证、检验报告。 2、结构体外观。无裂缝、蜂窝、空洞和露筋。观察检查。 3、平面尺寸：长与宽±％。尺量检查，最大控制在100mm之内。 曲线部分半径±％。尺量检查，最大控制在50mm之内。 两对角线差％。尺量检查。 预埋件 20mm。尺量检查。 4、下沉过程中的偏差，高差～％，但最大不超1m，用水准仪测量。 平面轴线＜％H，最大控制在300mm之内H为下沉深度。用经纬仪检查。 5、封底混凝土坍落度18～22cm。坍落度测定器。检查试验记录。
传统中继间的结构形式 传统中继间主要有前加长型T型套环、特殊管、后特殊管和中继间油缸、均压环等组成。前部是一个与T型套环相类似的密封圈和接口。中继间壳体的前端与 T型套环的一半相似，利用它把中继间壳体与混凝土管连接起来。中继间的后特殊管外则设有两环止水密封圈，使壳体虽在其上来回抽动而不会产生渗漏。 中继间油缸被夹箍固定在壳体上。油缸不论数是多少均应均布在壳体内。油缸头尾两头均与均压钢环联接，均压钢环与混凝土管之间有一环衬垫。衬垫多用厚20mm左右的松板或夹板做成。在推进过程中，中继间油缸推到行程以后，自己不能缩回，因为它是单作用油缸。只有当后部往前推进时，中继间的油缸才能缩回。管道顶通后，拆除中继间油缸，继续推进直至合拢。
第四节沉井工程施工 沉井适用于建筑物和构筑物的深坑、地下室、水泵房、设备深基础、墩台等工程。 沉井的结构类型较多，通常采用钢、混凝土及钢筋混凝土结构。其几何形体，有圆形、方形、矩形及多边形等。其中圆形沉井构造简单，易于控制下沉位置，受力（土压、水压）性能好，应用较广。从施工作业角度讲，沉井形式以圆形和锥形的方案较好。为减少下沉摩擦阻力，刃脚的形状和构造，应与下沉处土质条件相适应，在刃脚外缘设200300mm的间隙，将井壁表面作成1/100坡度。 沉井和沉箱的施工工艺、操作方法及质量控制程序，详见图3.31所示。 一、一般技术要求 在组织沉井或沉箱工程施工之前，应为施工提供下列技术文件资料。 （1）施工区域内的地质勘察、水文资料，以及地下隐蔽工程（管线及构筑物）资料，为编制施工组织设计（施工方案）提供依据。 （2）施工设计图纸及图纸会审记录，技术交底文件。 （3）施工组织设计或施工方案。 （4）有关施工所需的试验报告及文字材料。 （5）邻近已有建（构）筑物的结构与基础等的详细资料，对其使用功能、安装性能的影响，以及应采取的技术措施。施工所使用的材料及制品的品种、规格、强度，应符合设计要求和规范的规定。 地基处理。在松散软弱地基上进行沉井、沉箱制作，应对地基进行处理，以防止由于地基受力后产生不均匀下沉而引起井（箱）身裂缝。为此对松散软弱地基应进行加固处理。 测量控制及沉降观测。按沉井和沉箱的平面设置测量控制网，进行抄平放线，布置水准点和沉降观测点的标准桩，进行定期沉降观测，并作好观测记录（详见附录7）。 平整场地。平整场地至设计要求标高，按施工区域现场平面图的布置，作好排水沟、截水沟，确保道路畅通。安装施工设备及水电线路，经试水、试电合格后，方可正常运作。
沉井和沉箱工程施工工艺标 第1章适用范围 本工艺标准适用于工业与民用建筑中不稳定含水层粘性土砂土砂砾石等地基中的深坑地下室设备深基础等工程 第2章材料准备 1.水泥宜用3 2.5级或42.5级普通或矿渣硅酸盐水泥使用前必须查明其品种标号及出厂日期凡过期 水泥受潮或结块的水泥不准使用 2.细骨料选用质地坚硬的中粗砂含泥量不大于3% 不得含有垃圾泥块草根等 3.粗骨料应采用质地坚硬碎石或卵石石子级配粒径以5 40mm 组合为宜最大粒径不宜大于50mm 含泥量不大于2% 4.水一般饮用水或洁净的天然水 5.钢材有出厂合格证和复试报告符合钢材技术指标的规定方可使用 外加剂根据不同要求通过试验确定后应用 第3章施工机具 吊车双瓣抓斗水力吸泥机或空气吸泥机混凝土拌和机导管 第4章施工操作工艺 第1节沉井施工程序 1
平整场地测量放线开挖基坑铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座沉井制作布设降水井点或挖排水沟集水井抽出垫木封底浇筑底板混凝土施工内隔墙梁板顶板及辅助设施 第2节沉井的制作 1. 制作顺序 场地整平放线挖土3-4m深夯实基底抄平放线验线铺砂垫层垫木或挖刃脚土模安设刃脚铁 件绑钢筋支刃脚井身模板浇筑混凝土养护拆模外围围槽灌砂抽出垫木或拆砖座 2.地基处理和筑岛 1)在松软地基上进行沉井制作应先对地基进行处理以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碎石灰土垫层用打夯机夯实或机械碾压等措施使密实 2) 如沉井在浅水水深小于5m 地段下沉可填筑人工筑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 见图133-1 筑岛材料应用低压缩性的中砂粗砂砾石不得用粘性土细砂淤泥泥炭 等也不宜采用大块石砾石如水流速度超过表133-1所列 数值时须在边坡用草袋堆筑或用其他方法防护当水深在1.5m 流速在0.5m/s以内时亦可直接用土填筑而不设置围堰 2
日照港石臼港区南区焦炭码头工程 D型沉箱预制 施 工 方 案 编制日期：2011年03月01日
一、编制依据 1．日照港石臼港区南区焦炭码头工程直立式护岸D型沉箱模板图（2010年10月）2．水运工程质量检验标准（JST 257—2008） 3．水运工程混凝土施工规范（JTJ 268-96） 4、水运工程混凝土质量控制标准（JTJ 269-96） 二、工程概况 本次施工为日照港石臼港区南区焦炭码头工程沉箱预制部分，共有32个D型沉箱。沉箱尺寸，长×宽×高：21.25m×14.675m×18.3m。沉箱前墙有趾，宽度为1m，后墙顶部有墙外加强角，沉箱具体尺寸见附图。沉箱混凝土用量为996.16m3，顶面以下3.4m 混凝土强度等级为C35F250,方量为165.71m3；其余为C30，方量为830.45m3。钢筋用量为120.91t，总重为2440.59t。 三、施工总平面布置： 沉箱预制在日照港石臼港区干船坞沉箱预制场进行预制，沉箱平面布置和顺序见附图。 四、工期及质量目标 工期计划：2011年03月05日开工，2011年11月02日竣工，工期共为243天。 本工程质量目标：按照《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）评定达到“合格”标准，满足施工图的技术要求。 六、施工总部署 本工程沉箱预制共32个。沉箱预制地点在日照港石臼港区干船坞沉箱预制场施工。 本工程共加工4套模板，一套底模（高度为3m），二套标准层模板（高度为4m），一套顶层底模（高度为3.3m）。 1、施工组织安排 （1）沉箱预制采用水平分层的施工方法，沉箱分5层预制，底层高度均为3m；标准层为4m，顶层为3.3m。 （2）沉箱预制采用1套底模，2套标准层模板,1套顶层进行施工。外模采用整体式大片钢模板，采用5mm钢板作面板；芯模采用5mm厚钢板作板面，均以型钢作为模板骨架。外模大片吊装，内模采用吊装架整体支立、抽芯。 （3）钢筋施工采用在钢筋制作场地加工钢筋,底板钢筋现场绑扎，墙体钢筋采用预
1 工程概况 新沂河海口控制工程位于江苏省灌云、灌南两县交界处的黄海之滨，工程包括南、北两座深泓闸和南、中、北三座浅滩橡胶坝共5座建筑物。北深泓闸是新沂河海口控制工程的主要建筑物之一，共10孔，单孔净宽10m，设计流量1 785m3／s。 北深泓闸闸区在钻探深度范围内所揭示的地质均为第四系全新流地质，地质分布情况为：2-1层为黄褐色淤泥质土、粉质粘土，含FeMn质结核和腐植质，厚2m左右；2-2层为灰黄色重粉质砂壤土，高程-0．4m~-1．8m； 3-1层为淤泥质中粘土，高程-1．8~ -10．0m；3-2层为淤泥质重粘土夹砂壤土、壤土薄层，高程-10．0m~－17．6m；3-3层为深灰色淤泥质重粘土，高程-17．6m~-21．0m；5层为黄、灰色轻砂壤土、粉砂，高程-21m以下。由于工程所处地段海淤土层较厚，设计采用群井基础，闸室沉井5个，沉井平面尺寸均为21．6m×10m，高17.6m，岸墙沉井2个，沉井平面尺寸均为19．5m×10m，高17.6m。沉井下沉到刃脚标高为-23.0m，沉井顶面为钢筋混凝土实用堰面。闸室及岸墙7只沉井以双翼形布置形成沉井群。沉井群施工平面布置见图1。高程-1.8m~-10．0m③层淤泥重粘土层为预制沉井的持力层，⑥层黄、灰黄色轻砂土层为沉井终沉后的持力层，其中高程-21．0m 以下为粉土。 2 沉井群施工特点 该双翼形沉井群施工的特点：(1)结合工程地基条件差、潮汐影响大、承压水头高等情况，沉井采用干法下沉。(2)采用两次制作、两次下沉的施工方案。第一次制作高度9.5m，下沉的深度为7．5m。沉井制作选在3-1层、高程-2．5m 处，用换填砂作为沉井制作的基础，换填砂厚度2．0m。表面沉井刃脚和隔墙做
沉井施工 沉井是修筑深基础和地下构筑物的一种施工工艺。施工时先在地面或基坑内制作开口的钢筋混凝土井身，待其达到规定强度后，在井身内部分层挖土运出，随着挖土和土面的降低，沉井井身藉其自重或在其他措施协助下克服与土壁间的摩阻力和刃脚反力，不断下沉，直至设计标高就位，然后进行封底。 沉井施工工艺的优点是：可在场地狭窄情况下施工较深（可达50余米）的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；施工不需复杂的机具设备；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。其缺点是施工工序较多；技术要求高、质量控制难。 沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑（料坑、铁皮坑、翻车机室等）、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作井、深地下室、取水口等工程施工。 6-2-12-1 沉井类型 沉井类型很多，按材料分，有混凝土、钢筋混凝土、砖石等，但应用最多的还是钢筋混凝土沉井。按平面形状分，有圆形、方形、矩形、多边形、多孔形等，主要取决于其用途。由于圆形沉井受力性能好、易于控制下沉，应用最多。沉井的剖面，有圆筒形、锥形、阶梯形等。为减少下沉摩阻力，井壁在刃脚外缘处常缩进20~30mm，呈圆柱带台阶形，井壁表面呈1/1000的坡度。 图6-202 沉井平面及剖面形式 （a）平面形式；（b）竖剖面形式
1-圆形；2-方形；3-矩形；4-多边形；5-多孔形； 6-圆柱形；7-圆柱带台阶形；8-圆锥形；9-阶梯形 6-2-12-2 沉井制作与下沉 1．施工准备工作 沉井施工前的准备工作，除去常规的场地平整；修建临时设施；水、电、风等动力供应外，着重作好下述工作： （1）地质勘察 在沉井施工处需进行钻探，钻孔设在井外，距外井壁距离宜大于2m，需有一定数量和深度的钻孔，以提供土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况，对各土层要提供详细的物理力学指标，为制订施工方案提供技术依据。 （2）编制施工方案 施工方案是指导沉井施工的核心技术文件，要根据沉井结构特点、地质水文条件、已有的施工设备和过去的施工经验，经过详细的技术、经济比较，编制出技术上先进、经济上合理的切实可行的施工方案。在方案中要重点解决沉井制作、下沉、封底等技术措施及保证质量的技术措施，对可能遇到的间题和解决措施要做到心中有数。 （3）布设测量控制网 事先要设置测量控制网和水准基点，用于定位放线、沉井制作和下沉的依据。如附近存在建（构）筑物等，要设沉降观测点，以便施工沉井时定期进行沉降观测。 2．沉井制作 沉井的施工程序为： 平整场地→测量放线→开挖基坑→铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座→沉井浇筑→布设降水井点或挖排水沟、集水井→抽出垫木→沉井下沉封底→浇筑底板混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板及辅助设施。 （1）刃脚支设 沉井下部为刃脚，其支设方式取决于沉井重量、施工荷载和地基承载力。常用的方法有垫架法、砖砌垫座和土模。 在软弱地基上浇筑较重的沉井，常用垫架法（图6-203a）。垫架的作用是将
四、沉箱结构内力结构 （一）承载能力极限状态下的内力计算 1.沉箱前面板： 1）前面板受由外向里的荷载作用时（短暂状况）： 经计算比较，沉箱施工期下沉中，当箱内灌水1.5l （ 3.7)l m =沉箱吃水12.9T m =时，所受的荷载最大。 根据()29098JTJ -第3.7条规定，面板所受水压力的分项系数取永久作用中静水压力的分项系数，取1.2，根据图1-3-6计算前面板的受力情况 68.68 1.282.46()P kPa =?= 根据()29098JTJ -第6.2.7条规定，面板以上1.5l 区段按三边固定一定简支板计算， 1.5l 区段以上按两端固定的的连续板计算，其前面板的计算简图见图1-3-8,、图1-3-9。 2）前面板受由里向外的荷载作用时（持久状况）： 根据图1-3-4，使用期前面板在设计低水位受波谷压力和贮仓压力作用时计算的前面板受力情况： 图中贮仓压力的分项系数取1.35； 波谷压力的分项系数取1.5. ()() 12 5.69 1.3510.53 1.523.4813.92 1.35 3.64 1.523.64P kPa P kPa =?+?==?+?= 其计算简图见图1-3-10，图1-3-11。区段划分及计算图式同上。 2.沉箱前地板计算： 设计高水位、短暂状况，在永久作用与波峰压力、地基反力等共同作用时，底板所受作用效应最大。 根据()29098JTJ -第6.2.8条和6.2.9条的规定，底板按四边固定板计算。底板的受力图式见图1-3-7. 根据()29098JTJ -第3.7.1条规定，底板计算的分项系数分别取： 贮仓压力取1.35；动水浮托力取1.5； 底板自重取1.3；基床反力取1.35； 底板受力情况： () ()1247.50 1.357.5 1.39.35 1.559.8547.50 1.357.5 1.316.73 1.548.78P kPa P kPa =?+?-?==?+?-?= 其底板的计算简图见图1-3-12。 3.内力汇总：沉箱前面板、底板的内力计算，采用电算程序进行，其计算结果列于1-3-12。 4. 内力汇总表 表 1-3-12。