2014年二级建造师市政实务预习知识点（12）

沉井构造：

沉井一般由井壁(侧壁)、刃脚、凹槽、底梁等组成。

1．井壁

沉井主要是靠井壁的自重来克服正面阻力和侧面阻力而下沉的。因此，要求沉井井壁不仅要有足够的强度承受施工荷载，而且还要有一定的重量，以便满足沉井下沉的要求。因此，井壁厚度主要取决于沉井大小、下沉速度、土层的物理力学性质以及沉井能在足够的自重下顺利下沉的条件来确定。井壁厚度一般为0．4～1．2 m左右。井壁的竖向断面形状有上下等厚的直墙形井壁、阶梯井壁。

2．刃脚

井壁最下端一般都做成刀刃状的“刃脚”，其主要功用是减少下沉阻力。刃脚还应具有一定的强度，以免在下沉过程中损坏。刃脚底的水平面称为踏面。

刃脚的式样根据沉井时所穿越土层的软硬程度和刃脚单位长度上的反力大小来决定。踏面宽度一般不大于50 mm，斜面高度视井壁厚度而定，并考虑在沉井施工中便于挖土和抽除刃脚下的垫木，刃脚内侧的倾角为40°～60°。当沉井湿封底时，刃脚的高度取l．5 m左右，干封底时，取 0．6 m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。

3．底梁

在比较大型的沉井中，如果由于使用要求不能设置隔墙，可在沉井底部增设底梁，以便于构成框架，增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度。，

4．凹槽

主要作用是在沉井封底时，使封底底板与井壁更好连接，防止渗水。

沉井制作：

1．平整场地

要先将场地平整夯实，以免在灌筑沉井过程中和拆除支垫时，发生不均匀沉陷。若场地土质松软，应加铺一层300～500 mm厚的砂层，必要时，应挖去原有松软土层，然后铺以砂层。

沉井可在基坑中灌筑，但要做好排降水工作。

2．铺设垫木

(1)铺设垫木的基本要求

(2)垫木数量及安排

刃脚下应满铺垫木。一般常使用长短两种垫木相问布置，在刃脚的直线段应垂直铺设，圆弧部分应径向铺设。垫木的数量按垫木底面承压应力不大于0．1 MPa。

沉井下沉准备工作：

当沉井混凝土强度达到设计要求，大型沉井达到100％、小型沉井达到70％时，方能进行拆除承垫木工作，抽除刃脚下的垫木应分区、分组、依次、对称、同步进行。垫木应按设计拟订的次序统一编号。抽除次序：圆形沉井为先抽一般承垫木，后抽除定位垫木；矩形沉井先抽内隔墙下的垫木，然后分组对称地抽除外墙短边下的定位垫木，再后抽除长边下一般垫木，最后同时抽除定位垫木。同一编号同时抽光垫木并回填土后，方可抽下一组编号垫木。抽除方法是将垫木底部的土挖去，利用人工或机具将相应垫木抽出。每抽出一根垫木后，应立即用砂、卵石或砾石将空隙填实，同时在刃脚内侧填筑成小土堤，并分层夯实。

抽出垫木时要加强观测，注意下沉是否均匀。一般情况，当抽至垫木的2／3这一阶段时，沉井下沉比较均匀，下沉量也不大，回填时间亦较充分，便于较好抽垫和回填。当继续抽垫时，下沉量逐步加大，回填工作也逐渐困难，甚至出现下沉很快来不及回填的现象，致使垫木压坏或压断。故在抽垫时，开始阶段宜缓慢进行，留出足够的时间进行充分回填夯实，力求尽量改变最后阶段下沉快、下沉量大、来不及回填以至压断垫木的现象。抽垫至最后阶段时，应全力以赴，一鼓作气地尽快将剩余垫木全部抽出，使沉井刃脚平稳均匀地落入土层。

沉井下沉方法：

市政工程沉井下沉由于沉井深度较浅，一般采用3种方法：人工或风动工具挖土法、抓斗挖土法、水枪冲土法。

下沉方法的优、缺点：

排水开挖下沉沉井：

在稳定的土层中，渗水量不大(每平方米沉井面积渗水量小于1 m3／h)时，可采用排水开挖下沉。排水开挖下沉常用人工或风动工具、或在井内用小型反铲挖土机，在地面用抓斗挖土机分层开挖。开挖必须对称、均匀进行，使沉井均匀下沉。挖土方法视土质情况而定，各种土质开挖方法是：

1．一般土层从中间开始逐渐挖向四周，每层挖土层0．4～0．5 m，在刃脚处留l～1．5 m台阶，然后沿沉井井壁每2～3 m一段，向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地开挖土层，每次挖去50～100 mm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂，沉井便在自重作用下均匀破土下沉。当沉井下沉很少或不下沉时，可再从中间向下挖0．4～0．5 m，并继续向四周均匀掏挖，使沉井平稳下沉。

当在数个井孔内挖土时，为使其下沉均匀，孔格内挖土高差视土质不得过大，刃脚下部土方应边挖边清理。

当土质松软时，在分层挖除回填土的过程中，沉井即逐渐下沉。当刃脚下沉至与沉井中部土面大约齐平时，即可在中部先向下挖约400～500 mm，并逐渐向四周均匀扩挖，到距刃脚

1 m处(此距离可视土的松软程度而定)，再分层挖除刃脚内侧的土台。

2．比较坚硬土层

可比照抽垫的顺序分段掏空刃脚，每段掏空后随即回填砂砾，待最后几段(即定位承垫处)掏空并回填后，再分层分次逐步挖去回填料，使沉井下沉。

在开始5 m以内下沉时，要特别注意保持平面位置与垂直度正确，以免继续下沉时不易调整。在距离设计标高200 mm左右应停止取土，依靠沉井自重下沉到设计标高。在沉井开始下沉和将要下沉至设计标高时，周边开挖深度应小于300 mm或更少一些，避免发生倾斜或超沉。其下沉速度，随沉井大小、入土深度、地层情况而定，一般平均为0．5～1．0 m／d。

不排水开挖下沉沉井：

沉井辅助措施：

1．射水下沉

它是用预先安设在沉井外壁的水枪，借助高压水冲刷土层，使沉井下沉。

2．泥浆润滑下沉

泥浆润滑套下沉沉井的方法，是在沉井外壁周围与土层间设置膨润土泥浆隔离层，减少土壤与井壁的摩阻力，以利沉井下沉。一般泥浆润滑套与井壁的摩阻力为0．3～0．5 t／m2。

沉井外壁制成宽为l00～200 mm的台阶作为泥浆槽。泥浆是用泥浆泵、砂浆泵或气压罐通过预埋在井壁体内或设在井内的垂直压浆管压人，使外壁泥浆槽内充满触变泥浆，其液面接近于自然地面。为了防止漏浆，在刃脚台阶上宜钉一层2 mm厚的橡胶皮，同时在挖土时注意不要使刃脚底部脱空。在泥浆泵房内要储备一定数量的泥浆，以便下沉时不断补浆。在沉井下沉到设计标高后，泥浆套应按设计要求进行置换，一般采用水泥浆、水泥砂浆或其他材料来置换触变泥浆，即将水泥浆、水泥砂浆或其他材料从泥浆套底部压入，使压进的水泥浆、水泥砂浆等凝固材料挤出泥浆，待其凝固后，沉井即可稳定。

3．压重下沉

可根据不同情况及下沉高度、施工设备、施工方法等，采用压钢轨、型钢、接高混凝土筒壁等加压方法，使沉井下沉，但特别要注意均匀对称加重。

4．空气幕下沉

空气幕下沉沉井是通过预埋在沉井壁中管路上的小孔，向外喷射压缩空气，以减小井壁摩阻力，而使沉井顺利下沉的方法。与普通沉井相比，可节省圬工30％～50％，提高下沉速度 20％～60％；与泥浆套沉井相比，可在水中施工不受水深限制，下沉完毕后井壁摩阻力可以得到恢复。

沉井封底：

沉井下沉至设计标高，应检验基底的地质情况是否与设计相符，排水下沉时，可直接检验、处理；不排水下沉时，应进行水下检查、处理，必要时取样鉴定。不排水下沉的沉井基底应平整，且无浮泥。排水下沉的沉井，应满足基底面平整的要求。还应进行沉降观测，经过观测在8h内累计下沉量不大于10mm或沉降率在允许范围内，沉井下沉已稳定时，即可进行沉井封底。

沉井封底可分为排水封底和不排水封底两种，当沉井基底无渗水或少量渗水时可用排水封底；当沉井基底有较大量渗水时需采用不排水封底。

1．排水封底

基底岩面平整，刃脚周围经用黏土或水泥砂浆封堵后，井内无渗水时，可在基底无水的情况下灌注封底混凝土。若刃脚经封堵后仍有少量渗水、但易于抽干时，则可采用排水封底。这种方法是将新老混凝土接触面冲刷干净或打毛，对井底进行修整，使之成锅底形，由刃脚向中心挖成放射形排水沟，填以卵石作成滤水暗沟，在中部设2～3个积水井，深l～2 m，井间用盲沟相互连通，插入φ600～φ800 mm四周带孔眼的钢管或混凝土管，管周填以卵石，使井底的水流汇集在井中，用泵排出，并保持地下水位低于井内基底面0．3 m。

封底一般先浇一层素混凝土垫层，达到50％设计强度后，绑扎钢筋，两端深入刃脚或槽内，浇筑上层底板混凝土。浇筑应在整个沉井面积上分层、同时不断地进行，由四周向中央推进，每层厚300～500 mm，并用振捣器捣实。但应注意层与层间浇筑时间间隔不得超过初凝时间，并插入下层50mm。当井内有隔墙时应前后左右对称地逐孔浇筑。混凝土采用自然养护，养护期间应继续抽水。待底板混凝土强度达到70％后，对集水井逐个停止抽水，逐个封堵。封堵方法是，将滤水井中的水抽干，在套筒内迅速用干硬性的高强度混凝土进行堵塞并捣实，然后上法兰盘盖，用螺栓拧紧或焊牢，上部用混凝土填实捣平。

2．不排水封底

不排水封底即在水下进行封底。要求将井底浮泥清除干净，新老混凝土接触面用水冲刷干净，并铺碎石垫层。封底混凝土用导管法灌注或用推石灌浆法灌注。待水下封底混凝土达到设计要求强度后，即一般养护为7～10 d，方可从沉井中抽水，按排水封底法施工上部钢筋混凝土底板。