一、沉井的构造
当地下水降至设计基坑以下后,开始沉井工程的施工,沉井的组成部分包括井筒、刃脚、底板。
井筒:即沉井的井壁,是沉井的主要组成部分,它作为地下构筑
物的维护结构和基础,要有足够的强度,其内部空间可充分利用。井筒是靠它的自重克服筒壁周围的土的摩阻力而下沉。井筒采用用钢筋混凝土制成。
刃脚:刃脚在沉井井筒的下部,形状为内刃环刀,其作用是使井筒下沉时减少井壁下端切土的阻力,并便于操作人员挖掘靠近沉井刃刃脚外壁的土体。刃脚的高度视土质的坚硬程度而异,当土质松软时应适当加高。刃脚下端有一个水平的支承面,通称刃脚踏面,刃脚踏面以上为刃脚斜面,在井筒壁的内侧,它与水平面的夹角一般为50。~60。
底板:沉井的底板在井筒的下部,是沉井的井底。为增强井壁与底板的连接,在刃脚上部井壁上留有连接底板的企口凹槽,深度为10~20cm。
二、沉井的施工工序
沉井施工包括沉井制作和沉井下沉与封底几个主要部分。根据不同情况和条件,可采取一次制作一次下沉;也可以制作与下沉交替进行,由于本工程管网埋深较深,故采用井壁接高下沉,一般施工顺序为:
施工准备→打井点或大口井→排水→铺砂垫层、垫木→支刃脚内的模板→绑扎刃脚钢筋→支刃脚外模→浇注刃脚混凝土→养护→支井壁内的模板→绑扎钢筋→支井壁外的模板→浇注井壁的混凝土→养护→拆除井壁和刃脚的模板→抽除垫木→挖土、下沉→浇注底板垫层混凝土→磅渣钢筋→浇注地板混凝土→养护→封底→养护→对沉井内与上部结构施工。
(1)沉井的制作
沉井井筒的制作分两部分,即刃脚的制作和井壁的制作。 A、垫木支模
当最先下沉那一节的沉井井筒的重量较大,且土基的允许承载力小于井筒自重时,在井筒的刃脚踏面下铺垫木,以扩大支承面积。
垫木可使用铁道上的枕木(其规格为16cm×22cm×250cm),也可用其它规格的材料制作。为确保垫木下的土面平整,也便于在井筒下沉时抽出垫木,常在垫木下铺设砂垫层,砂垫层采用颗粒级配良好的中砂。
垫木应在刃脚踏面中线的平面位置上对称、均匀铺设,几根组成一组。铺设的程序是:先铺设平面垂直轴线与刃脚踏面中心的4个交点处的垫木,再按等间距离设其它垫木,为便于在井筒下沉时抽出垫木,相邻垫木之间应有不小于20cm的净距。在铺完垫木后,用砂和
碎石把垫木与垫木之间的空隙填满,并使之呈密实状态,保持与垫木表面相同的高程。垫木的表面必须保证为一水平面,需进行测量、找平、其误差应控制在±10mm以内。 B、浇筑混凝土
应将沉井井壁一周分成若干段,浇筑混凝土同时应对称均匀分层进行,避免高差悬殊、压力不均匀,造成地基不均匀下沉或产生倾斜。井壁有抗渗应采用抗渗混凝土。上、下节井壁的施工缝可作成凹式或凸式(不应设置竖向施工缝),以防渗漏水。
(2)沉井下沉 A、沉井下沉准备
当沉井井筒的混凝土强度达到不低于设计强度的75%时方可拆除刃脚模板与垫木。
沉井下沉前应封堵井壁全部预留孔洞,对较大的孔洞用水泥砂浆砌砖封堵,并在靠土的一侧用水泥砂浆抹面。封堵孔洞用的砂浆强度应满足下沉时能抵抗土压力和水压力的要求,还要考虑便于拆除。 沉井下沉前应检查降、排水效果,当达到施工组织设计的要求后方可开始下沉。
放线定位。沉井下沉前,先在外井壁上各对称弹出4条垂线,以测定沉井下沉时的倾斜度。在沉井内部4条垂线绘制水平测量标尺,并在坑基的相对位置设水平指示标尺,以此测定沉井的下沉量与下沉偏差。
检查沉井下沉使用的挖土、出土、运土等机械、设备、工具是否完好,数量是否能满足要求。
当沉井附近有已建成的建筑物或管线时,应在有关位置设置沉降变形观测点,并在沉井下沉和施工排水期间定期观测其变形情况,直至沉井封底完毕施工停止抽水满3个月为止。 B、沉井下沉的施工方法
分层挖掘,每层厚度约为30cm,部分的土面应始终高于四周的土面30cm以上;双孔和多孔沉井各孔中的土面应相平,其高差应不大于20cm。沿刃脚内壁应保留土台,土台宽度可根据沉井内的土质决定,当土质松软时土台宽度应大些;土质坚硬时土台宽度可小些,一般为2m左右;沉井下沉时,按平面轴线的位置逐层沿外边四周挖去土台。当土台经不住沉井刃脚的挤压时土体破坏坍落,沉井边均匀地下沉,每次下沉宜控制在20cm左右。在挖除刃脚附近和刃脚下部的土时要求对称均衡,挖土的速度要相同,土面的高程要保持一致(纠偏时除外)。要加强施工力量,争取在最短的时间挖完,以保持沉井的均匀下沉。沉井内的排水沟、集水井,应随着沉井的下沉而随时施做,其断面和深度应不小于规定值。排水沟应经常保持畅通,集水井内应经常保持最低水位。 (3)沉井的纠偏
沉井在制作和下沉过程中允许的偏差X围如下表,对产生的偏差应即使的进行纠偏。
沉井允许偏差X围
序号 1 制作质量 下 2 沉 后 项目 平面尺寸 1、长度、宽度 井壁厚度 刃脚平均标高 底面中心位置偏移H>10m 刃脚底面高差L>10m 允许偏差(mm) ±L/200并不大于100 ±15 ±100 ≤H/100 L/100且不大于300
纠正倾斜的方法
沉井四周土质软硬不均与挖土不当引起的沉井倾斜的纠偏方法有3种,即:
A、挖土纠偏,即通过调整挖土的高差,与调整沉井刃脚处保留土台的宽度,进行纠偏。
在下沉较慢的一侧多挖土,逐步挖掉刃脚处的土台使刃脚悬空,其高度宜为20cm。沿刃脚四周长度宜为沉井直径的1/2多保留刃脚处土台的宽度;如该处土体松软时,应夯实或填碎石作为加固处理;并在该处井筒外部地面上堆土夯实,以增加其抗力和摩阻力。采用上述的方法,如果一次不能全部纠正偏斜,可按上述的方法重复进行,至符合规定误差为止。而后按正常下沉挖土。
B、射水纠偏。沉井在下沉过程中发生偏斜而用挖土纠偏扔不见效时,采用向下沉较慢一侧的沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水,使该处的土成为泥浆,以减小土的抗力;泥浆还起润滑作用,减小沉井外壁与土之间的摩擦阻力,促使沉井较高的一侧迅速下沉。当纠偏到接近正常位置时应停止射水,并应将沉井外壁与土之间的空隙用细土或砂填充。
C、局部增加荷载纠偏。当井筒在下沉过程中出现倾斜时,可在井筒较高的一侧增加荷载(一般采用铁块、砂石袋加压),或用震动机震动,促使井筒较高侧较快下沉。一般讲,该方法适用于小型沉井的情况。
上述几种纠偏方法可单独使用,也可综合使用。但是在沉井下沉中与时发现偏差,与时采取有效措施纠偏,控制偏斜量是控制沉井中心位移保证下沉质量的关键。 (4)泥浆减阻与处理
泥浆减阻,是在沉井下沉时向井筒外壁与土之间注入触变泥浆,使其成为泥浆滑润套,使沉井在泥浆套包囊中下沉,减阻效果较好,一般沉井在泥浆套中下沉比常规下沉可减少摸阻力50%~70%。 挖掘过程中弃土应与下沉过程中使用的触变泥浆分开,待泥浆沉淀处理后,用专用车尽快运至获准的地点 (5)沉井封底
当沉井沉到设计标高,经观测8h累计下沉量不大于10mm时,即应进行封底工序。 封底前的准备工作
排水封底(干封底)。当沉井下沉到设计标高后,井内继续降水,保持较低的地下水位,清除井底余土,整平土基使土基面由沉井内壁四周向集水井倾斜,在集水井处为最低点。由集水井向井壁四周辐射挖排水沟,然后在土基上铺5~10cm粗砂或细石,在其上与排水沟底和壁上铺土工布,而后在土工布与排水沟内填铺碎石或卵石滤料(滤料的厚度应根据地下水涌水量的多少而定,一般不得小于50cm),使
沉井底的地下水通过滤料层与排水盲沟汇集到集水井中,用泵排出。 为防止浇筑垫层混凝土时污染滤料,以与防止新浇筑的混凝土在凝固前被地下水冲刷,应在滤料上铺土工布或塑料布,作为混凝土和滤料的隔离层,在隔离层上浇筑混凝土垫层和钢筋混凝土底板。垫层和底板应留出集水井的位置,待强度达到要求时封底,封底材料采用钢筋混凝土。
三、安全施工措施
1、现场安全施工控制办法 (1) 施工机械安全作业控制办法
a、各种机械操作人员和车辆驾驶人员必须取得驾驶证,不准将机械设备交给无机械操作证的人员操作,对机械操作人员建立档案,专人管理。
b、操作人员必须严格按照机械说明书的规定,认真履行工作前的检查、工作中的观察和工作后的检查保养。
c、保持机械操作室的完整性,严禁在驾驶室存放易燃物品,不酒后操作机械,不带病操作机械,不使机械超负荷运转。
d、起重作业严格按照《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001)和《建筑安装工人安全技术操作规程》规定的要求执行。
e、定期组织机电设备、车辆安全大检查,对检查中查出的安全问题按照“三不放过”的原则进行调整处理,制定防X措施,防止机械事故发生。
f、大型机械设备移动时配备报警装置,提醒现场工作人员注意。 (2) 机电设备安全使用控制办法
a、进入工地的所有机电设备都实行验证,根据清单核对数量是否准确。
b、机电设备严格按总平面布置图规定的位置安装。操作人员必须持有效证件上岗,作业时做好设备运转记录,按规定进行定期维修保养。
2、安全保证措施
(1) 加强安全教育,提高全员安全意识与技术水平。开工前,根据各项工作的施工特点编制安全措施与各项作业安全细则,组织全体人员学习,并严格遵守。
(2) 健全安全组织,强化安全检查机构。项目部配备专职安全检查人员,选配责任心强的专职安全员,并赋予相应的职权,充分发挥监督作用,安全管理人员随时检查施工安全,根据安全生产情况,制定防X措施和安全规划。
(3) 建立安全岗位责任制,做到奖罚分明,采用经济手段对各级施工人员层层签订安全生产责任书,实行重奖重罚。
(4) 做好各项特殊作业人员与生产、管理的卫生保健工作,实行定期检查,积极预防各种疾病。
(5) 在工程施工中,和当地电力、电讯部门积极联系配合,了解电力、电讯线路与地下电缆的位置走向,积极做好保护措施,确保电力、电讯设施的安全。
(6) 严格执行安全检查程序,创建安全标准工地,确保安全目标的实现。
(7) 积极参加施工人员安全保险并与时办理手续。
四、冬雨季施工措施 (一)、雨期施工预防措施
(1)总包与各分包单位应根据现有工程的施工情况,结合工期、进度要求,合理安排施工。雨期到来之前来不与完成但不影响工期的项目可安排到雨期后进行。
(2)项目经理是雨期施工生产质量、安全第一责任人,对质量、安全全面负责。成立以项目经理为组长的雨期施工生产领导小组,明确小组成员的各自职责。应设专人负责与气象部门联系,与时收听气象台(站)天气预报,随时掌握气象变化情况,以供施工参考。 (3)积极做好雨期施工的各项准备工作,制定切实可行的雨期施工方案,对全体职工进行一次全面的雨期施工质量、安全生产教育。 (4)必须保证雨期临时道路畅通无阻。
(5)备足、备齐防雨、防汛、防潮、防暑、防台风等各种雨期施工器材物资。
(6)雨期到来前对生活和生产设施进行一次全面的防雨、防汛、防潮、防风暴、防雷击检查,并与时予以维修加固。 (7)在钢筋林立的场所,雷雨时不得操作和站人。 (8)雨天、雾天与六级以上大风应停止一切高空作业。
(9)高空作业的工人必须穿防滑鞋,戴安全帽,系安全带,安全带必须挂在牢固可靠的地方。
(10)怕水、怕潮的物资,要做到按计划小批量进场,先进场的先用、后进场的后用,做到周转循环,不得长期积压。
(11)在暴风雨期间,所有高空作业均应停止施工,施工人员全部退到安全地方。
(12)高压电和接地避雷线附近严禁站人。所有电器设备是否漏电等,如发现有异常现象要立即进行处理。
(13)各种怕水、怕潮的材料要查看是否安置妥当,若漏雨受潮,则必须立即采取措施。受潮、见水的外加剂、粉煤灰禁止使用。 (14)沿现场四周检查有无闸刀箱倾倒、电缆线泡水、电缆拉开、破皮等现象,确保无误后,方可恢复现场供电。
(15)检查施工现场外围护设施,重点检查安全网、围护网有无拉脱、破损情况。
(16)检查现场大型机械设备的安全状态、机械性能。 (二)、冬期施工
本地区据近五年XX气象资料,冬季基本以暖冬,一月份平均气温3.4℃,野外夜间最低气温仅为-4℃,下雪天平均1-3天,因此,冬期施工不像北方地区。故重点需要做好以下点: (1)施工场地、施工便道等处要做好防冻、防滑措施。
(2)工地严禁明火,防止火灾。(3)对于雨雪天气,要注意检查、保护好设备、施工用电。
(4)入冬时,要注意与时收集天气预报,尤其是日平均气温,若连续三天平均气温降到10℃以下,则应与时做好冬期施工的各项准备。