小型沉井機械下沉施工工法G（精編版）

1、. . . . 1 / 12 小型沉井機械下沉施工工法1前言1.0.1 在房建化糞池與市政污水接收井、頂管工作井施工過程中，往往采用沉井施工方法，對于較大尺寸的沉井的制作和下沉，均能使用機械化施工，比如有大開挖施工、井采用小型反鏟挖土機挖掘下沉；但由于該類小型沉井，由于本身平面尺寸不大，常規(guī)挖土機械無法進入，多采用人工或風(fēng)動工具挖土下沉，由于其沉井本身深度較深而平面尺寸較小，人工挖土下沉施工存在著工作面狹窄，工作效率低，具有較多的安全隱患，安全風(fēng)險較大且費用本錢較高，施工工期較長。1.0.2經(jīng)多個工程的實踐，利用創(chuàng)新改良的小型沉井機械挖土下沉方法對小型沉井進展施工下沉，能在最短的工期安全高效地

2、完成合同容，有效提高工作效率，保障質(zhì)量安全與合同承諾，施工效果明顯；具有技術(shù)先進、操作簡便，勞動強度低、施工安全可靠、下沉質(zhì)量容易控制等優(yōu)點，其工法運用已根本成熟，并有明顯的社會效益與經(jīng)濟效益。2工法特點2.0.1 利用日立ex200 型挖土機，創(chuàng)新改良其工作臂桿，將4.5 米的工作臂桿提升至18 米長臂，能使其工作臂桿的有效作業(yè)深度由原來的2 米多增加至9 米多，施工靈活便捷，能使其在較小較深的沉井工作并游刃有余。2.0.2 改變傳統(tǒng)沉井施工工藝做法，沉井制作與下沉過程更直接更簡單、化繁為易、測量監(jiān)控手段更直觀有效。2.0.3 以高效安全的機械作業(yè)替代普通的人工作業(yè)，并減少了沉井下沉挖土中安

3、全平臺的搭設(shè)、挖土中易產(chǎn)生的涌泥流砂淹井事故與突沉高處墜落物體打擊等對人身的傷害，降低了安全風(fēng)險與安全措施費用的投入，大大縮短施工工期，節(jié)約工程本錢，提高了作業(yè)安全系數(shù)。2.0.4 將以往地下陰暗的濕作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榈厣献鳂I(yè)，用工少，下沉過程中井下根本不下人、下沉過程中井下無需臨時用電設(shè)施；施工季節(jié)適應(yīng)性強，可在雨雪天氣照常施工。2.0.5 機械設(shè)備組合靈活，無需另行購置特殊的長臂挖機，幾套液壓臂桿可隨時替換發(fā)揮不同的作用，一機多用，節(jié)約本錢。. . . . 2 / 12 3適用圍3.0.1 適用于土質(zhì)為軟土、粘土、砂土等不含孤石、片石的地質(zhì)條件。3.0.2 適用于房建化糞池與市政污水接收井、頂管工

4、作井、小型消防水池等工程普通機械無法下沉施工、氣候條件惡劣、土質(zhì)較差的小型沉井。4工藝原理4.0.1 利用日立 ex200 型挖土機械本身液壓系統(tǒng)工程與結(jié)構(gòu)條件，改良機械設(shè)備， 卸除原4.5米長的臂桿， 另行將總長可達18 米的加長臂替換改裝原有裝置，使其工作臂桿的有效作業(yè)深度由原來的2 米多增加至9 米多，組合加長其作業(yè)臂桿；但由于工作臂的加長，其臂桿所受彎矩相對增加，因此要相對減小挖斗容量，以保證臂桿所受力矩在其圍。經(jīng)實踐與計算用0.5 立方米以下小挖斗替代原0.8 立方米挖斗，如此可維護原有液壓系統(tǒng)的可操作性與穩(wěn)定性，使其挖掘能力與工作功率相匹配。機械創(chuàng)新改良后提升了原機械工作效力與圍，

5、無需進入井即可對較深的小型沉井進展井挖土，當土層經(jīng)不住刃腳的擠壓而破裂，沉井便在自重作用下均勻垂直擠土下沉，并使不產(chǎn)生過大傾斜。4.0.2 改變傳統(tǒng)沉井施工工藝做法，首節(jié)沉井直接澆筑在砼墊層上，省去沉井墊木支設(shè)與抽除，首節(jié)井筒拆模后即可直接挖土下沉。沉井接高采用凸縫設(shè)計，解決了水平接縫處的防水要求，有效防止?jié)B漏水現(xiàn)象。模板采用定型大模板，裝拆方便，大大提高其工作效率。沉井外壁四角掛設(shè)四個線墜，便于司機觀察沉井下沉過程中的傾斜情況，直觀簡單有效；同時結(jié)合經(jīng)緯儀在沉井角線處進展實時監(jiān)控，適時糾偏， 可保證沉井在下沉過程中不產(chǎn)生過大傾斜或超沉等。5施工工藝流程與操作要點5.1 施工工藝流程見圖5.1

6、-1 5.2 操作要點5.2.1日立 ex200 型挖土機械作業(yè)臂桿創(chuàng)新改良：維持其原有的液壓系統(tǒng)不變，卸下原工作臂與挖斗，重置安裝18 米長的工作臂桿，因臂桿加長后其挖掘能相對削弱，用0.5 立方米的自制小挖斗代替原0.8 立方米的挖斗。改良中一定要注意其一次挖掘能力與工作功率的相匹配。. . . . 3 / 12 5.2.2沉井制作 1、鋪設(shè)素混凝土墊層：墊層要有足夠的厚度，以保證首節(jié)沉井制作時墊層不破裂。制作過程中省去傳統(tǒng)工藝中采用的墊木，井壁直接制在墊層上，故制作沉井的場地應(yīng)預(yù)先清理、平整和夯實，使沉井在制作過程中不致發(fā)生不均勻沉降、傾折或井壁開裂。施工準備場地平整、放線挖土 12 米

7、深、基地夯實澆筑刃腳下砼墊層安設(shè)刃腳鐵件、綁扎鋼筋支刃腳、井身模板澆筑混凝土、養(yǎng)護挖土機就位圖 5.1-1 拆模、下沉準備工作機械挖土下沉沉至設(shè)計標高、鋪設(shè)底板墊層底板防水、綁扎底板鋼筋澆筑底板砼封底經(jīng)緯儀旁邊監(jiān)測、糾偏排水. . . . 4 / 12 2、鋼筋與模板施工1沉井鋼筋一般均為網(wǎng)片，可現(xiàn)場綁扎或在地面預(yù)先綁扎成鋼筋網(wǎng)后再在節(jié)點予以點焊，以保證其整體性，再用吊機就位。2模板選用定型大模板，其裝拆方便， 周轉(zhuǎn)速度快； 具有足夠的強度、剛度與整體穩(wěn)定性，并確?？p隙嚴密不漏漿。模板的固定采用對拉螺栓，當井壁有抗?jié)B要求時，對拉螺栓中間設(shè)置止水片見圖5.2.2-1 。圖 5.2.2-1沉井井壁

8、模板架設(shè)圖1 - 下一節(jié)沉井如有 ； 2-定型鋼模中嵌木條； 3-14 螺栓；4-28 圍檁； 5- 頂木； 6-上水片； 7-模板用搭設(shè)腳手架3、沉井混凝土施工1當土質(zhì)較好 , 沉井宜一次性制作完成，然后下沉，對于較高的應(yīng)先挖除34m ，在基坑中一次制作下沉或分節(jié)制作分節(jié)下沉。2沉井井壁混凝土應(yīng)分段對稱均勻、連續(xù)進展，防止傾斜、裂縫產(chǎn)生；分節(jié)澆筑時，第一節(jié)砼強度達到70% 后，方可進展第二節(jié)的澆筑。3澆筑的井壁混凝土應(yīng)振搗密實，外表平整、光滑，水平縫處設(shè)凸縫，形式如上圖所示。5.2.3沉井下沉見圖 5.2.3-1沉井下沉與挖土示意圖. . . . 5 / 12 圖 5.2.3-1沉井下沉與挖

9、土示意圖1 凹槽； 2 刃腳； 3 管孔； 4 井壁； 5 防水企口；6 改造創(chuàng)新后的加長臂桿； 7 -第一節(jié)沉井； 8 -挖掘機； 9- 改良后的小挖斗1、沉井前應(yīng)進展井壁外觀檢查，檢查混凝土強度等級的抗?jié)B等級、檢查機械設(shè)備與測量儀器是否正常。2、沉井下沉施工應(yīng)按先中后邊、分層對稱取土、先高后低、均勻緩慢下沉、與時糾偏的原那么進展操作。3、 挖土前要先調(diào)整好挖掘機的位置，并在沉井外壁周圍彈水平線在沉井外壁四角掛設(shè)線墜；挖土?xí)r應(yīng)分層對稱均勻進展，一般先在沉井中間開始挖、掘取土，每層約4050cm ，形成鍋底 ,然后沿井壁向刃腳方向逐層全面、對稱、均勻取土下沉，當土層經(jīng)不住刃腳的擠壓而破裂，沉井

10、便在自重作用下均勻垂直擠土下沉，并使不產(chǎn)生過大傾斜。4、棄土應(yīng)離沉井較遠處，防止造成沉井受到偏壓，使沉井傾斜。5、在施工過程中與時做好各項施工監(jiān)控工作，特別要注意在沉井下沉影響圍的地面構(gòu)筑物. . . . 6 / 12 和地下管線的沉降觀測和現(xiàn)場監(jiān)護工作。6、沉井下沉接近基底標高約50cm時，應(yīng)暫停挖土，待下沉較為穩(wěn)定時，再繼續(xù)挖至設(shè)計標高，防止超挖超沉；沉井下沉到位穩(wěn)定后應(yīng)馬上進展封底。7、暴雨季節(jié)施工，應(yīng)加強井四周的排水措施，防止雨水浸泡沉井降低井外壁摩阻力，從而導(dǎo)致沉井下沉過程中發(fā)生突沉或大幅傾斜。5.2.4沉井下沉中的糾偏措施沉井下沉過程中，有時會出現(xiàn)傾斜、位移與扭轉(zhuǎn)等情況，應(yīng)加強觀測

11、, 與時發(fā)現(xiàn)并采取措施糾正。1、可能產(chǎn)生傾斜的原因主要有: 1刃腳下土質(zhì)軟硬不均; 2挖土不均，使井土面上下懸殊; 3刃腳局部被大石塊或其他障礙物擱住; 4井外棄土或施工荷載對沉井一側(cè)產(chǎn)生偏壓。5遇地下涌泥流砂等。6在飽和軟粘土中下沉，常發(fā)生“突沉，一次下沉中幅度過大，極易造成偏斜。2、糾偏措施有 :1 加強沉井過程觀測和資料分析, 發(fā)現(xiàn)傾斜與時糾正。如沉井已經(jīng)傾斜，可采取在刃腳較高一側(cè)加強挖土并可在較低的一側(cè)適當回填砂石，使偏斜得到糾正。待其正位后，再均勻分層取土下沉。2 從傾斜高起的一端, 或從土質(zhì)硬的一端挖土, 同時向土質(zhì)軟的一端遞減挖土深度逐漸開挖,使沉井兩端根本保持在同一水平面上,

12、這樣沉井就由傾斜逐漸擺平。3位移糾正措施一般是有意使沉井向位移相反方向傾斜，再沿傾斜方向下沉，至刃腳中心與設(shè)計中心位置吻合時, 再糾正傾斜，因糾正傾斜重力作用產(chǎn)生的位移，可有意向位移的一方傾斜后，使其向位移相反方向產(chǎn)生位移糾正。4遇地下涌泥流砂時，應(yīng)暫停施工，同時在井四周加強井點排水等措施，待穩(wěn)定后再行施工。5如遇刃腳局部被大石塊或其他障礙物擱住，那么應(yīng)分析具體情況后，適當配合人工取出障礙物施工。6增加偏土壓或偏心壓載進展糾偏：在沉井低的一側(cè)回填砂土，進展夯實，使低的一側(cè)產(chǎn)生較大的偏土壓，而在高的一側(cè)挖除局部土體，使兩邊的土壓力差值加大，可以達到沉井糾偏目的。. . . . 7 / 12 6材

13、料與設(shè)備6.1 本工法無需特別說明的材料，沉井下沉主要采用的機具設(shè)備見表6.1-1 6.2 勞動力安排或勞動組織( 以一個沉井為例): 表 6.2-1 表 6.2-1 名稱ex200挖掘機司機測量人員指揮普工人數(shù) ( 人) 1 1 1 1 表 6.1-1 機具設(shè)備表序號設(shè)備名稱單位數(shù)量備注1 經(jīng)緯儀臺2 下沉觀測2 水泵臺4 備用抽水3 泥漿泵臺1 備用抽泥漿4 日立 ex200挖掘機臺1 視工作班組數(shù)而定5 18 米以上加長桿臺1 與改良挖掘機設(shè)備配套6 0.5 方小挖斗只1 與改良挖掘機設(shè)備配套7質(zhì)量控制7.1 工程質(zhì)量控制標準7.1.1本工法施工可按照國標建筑工程質(zhì)量檢驗標準cbj301

14、-88( 一般沉井工程 ) 或行業(yè)標準給水排水構(gòu)筑物施工與驗收規(guī)gbj141-90給排水泵房沉井工程、 市政排水渠工程質(zhì)量檢驗評定標準 gjj3-90( 排水泵站沉井) 等有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。7.1.2沉井允許偏差表 市政排水渠工程質(zhì)量檢驗評定標準gjj3-90. . . . 8 / 12 序號項目允許允許偏差檢驗頻率檢驗方法小型大型圍點數(shù)1 軸線位移1%h 每座4 用經(jīng)緯儀測量2 底板高程+40 -60 +40-60+10 (h-10) 4 用水準儀測量3 垂直度0.7%h 1%h 2 有垂線或經(jīng)緯度儀檢驗, 縱、橫各取1 點注:1 、表中 h為沉井下沉深度單位：m 2 、沉井的外壁平面面積大于或

15、等于250 ，且下沉深度h10m ，按大型檢驗；不具備以上的兩個條件，按小型檢驗。7.2 質(zhì)量保證措施7.2.1沉井必須在混凝土強度達到設(shè)計強度后才能開始下沉，下沉前作好以下準備工作：1)井壁外畫觀測標志，在沉井四角設(shè)水準觀測點、掛線錘，觀測下沉量與平衡情況；在中軸線處設(shè)垂直線，觀測沉井位移與平衡。2) 拆除模板。3)挖除表層灰土。 4) 下沉前應(yīng)進展井壁外觀檢查，檢查混凝土強度與抗?jié)B等級，并根據(jù)勘測報告計算極限承載力，計算沉井下沉的分段摩阻力與分段的下沉系數(shù)115 125 ，作為判斷每個階段可否下沉，是否會出現(xiàn)突沉以與確定下沉方法與采取措施的依據(jù)。下沉系數(shù)計算下沉系數(shù)公式：k q/(f hl

16、) 1 (7.2.1-1) 式中q沉井自重重力 f摩擦系數(shù)，軟土取9.8 11.76kn/m2 h最大下沉深度l沉井外壁周長. . . . 9 / 12 摩擦系數(shù)取軟土的最大值，一般結(jié)構(gòu)沉井自重力下沉系數(shù)尚可達到3.0 ，何況淤泥之中，絕無滯沉問題。存在的問題是下沉深度達到要求時仍會下沉不止，故必須采取控制措施。5) 挖掘機司機的選擇是沉井下沉質(zhì)量控制的關(guān)鍵之一，司機的操作技能與熟練程度直接關(guān)系到沉井下沉質(zhì)量的好壞，一定要選擇經(jīng)驗相對豐富的司機進展操作。7.2.2沉井下沉主要質(zhì)量控制1沉井下沉中要加強觀測，觀測方法為在沉井外壁周圍彈水平線，井壁外四角各吊線墜一個，對準下部標板來控制。觀測時間，

17、每班至少二次，做好記錄，接近設(shè)計標高時半小時一次。隨時掌握分析觀測數(shù)值，當線墜偏離垂線達50mm或標高差在100mm ，應(yīng)立即糾正。挖土過程中可通過調(diào)整挖土標高進展糾偏。2井壁中的預(yù)留孔洞，為防止下沉?xí)r泥土和地下水大量涌入井，影響施工操作，或因每邊重量不等重心偏移，使沉井產(chǎn)生傾斜，在下沉前應(yīng)用砌塊進展填塞封閉處理，使之下沉均勻。3封底控制：當沉井下沉到設(shè)計標高，經(jīng)23 天 ，下沉已穩(wěn)定，在8h 累計不超過10mm時，即應(yīng)立即進展沉井封底。8安全措施8.1 施工中應(yīng)嚴格執(zhí)行國家頒發(fā)的建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)程、jgj59-99建筑施工安全檢查標準和當?shù)厥姓こ坦芾砭钟嘘P(guān)安全的各項規(guī)定除執(zhí)行國家與本

18、企業(yè)規(guī)定的常規(guī)安全規(guī)定外，尚應(yīng)注意以下諸點要求。8.2 沉井施工前，應(yīng)查清沉井區(qū)域的地質(zhì)水文氣候環(huán)境與地下管線地下障礙物情況，摸清對鄰近建筑物與管線的影響，并預(yù)先采取有效措施，防止在施工過程中出現(xiàn)問題，影響正常施工。8.3 沉井下沉施工開始前應(yīng)對各項機電設(shè)施進展全面安全檢查，對現(xiàn)場工人進展班前安全交底，挖掘機司機持證上崗，選擇經(jīng)驗相對豐富性格相對平和的司機。8.4嚴格遵循沉井土方開挖程序，控制均勻挖土速度，防止發(fā)生突然性下沉。嚴重傾斜現(xiàn)象，導(dǎo)致人身傷害事故。8.5 施工現(xiàn)場操作工人要戴安全帽，穿雨膠鞋。8.6因沉井施工往往在道路工程中居多，故行人車輛影響較為直接，施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置必要的路障指示與

19、封閉隔斷。8.7 沉井施工后應(yīng)在沉井四周設(shè)置臨邊防護與醒目的警示標志，夜間應(yīng)設(shè)紅色警示燈。. . . . 10 / 12 9環(huán)保措施9.1 施工前，要先規(guī)劃好沉井挖泥的的棄土堆放，盡量減少對周圍的影響。9.2 全部施工過程中, 嚴格控制建筑垃圾、污水、挖土對周圍環(huán)境的污染。9.3 在認真搞好安全文明施工的同時，注意對周圍建筑物、道路、樹木、人行便道的清潔衛(wèi)生，土方開挖中，注意泥土落物與時清理。9.4 為保護水源，嚴格控制泥漿水如有的排放，泥漿水應(yīng)經(jīng)二次沉淀后再排入管網(wǎng)。9.5 挖土機械進出施工場地，對出場道路，與時清理污染泥土，保持清潔。9.6 施工現(xiàn)場做到工完場清，保持整潔衛(wèi)生、文明施工。1

20、0效益分析10.1 本小型沉井機械下沉施工工法，在不改變施工機械主體液壓系統(tǒng)的前提下，無需單獨另外購置昂貴的長臂挖掘機，利用工作臂改良創(chuàng)新技術(shù)改良施工設(shè)備，一機多用。突破以往小型沉井只能采用人工或水力排土的施工方法，以高效安全的機械作業(yè)替代普通的人工作業(yè)，并減少了沉井下沉挖土中安全平臺的搭設(shè)、挖土中易產(chǎn)生的涌泥流砂淹井事故與突沉高處墜落物體打擊等對人身的傷害，大大降低了安全風(fēng)險與措施費用。10.2 該工法將以往地下作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榈厣献鳂I(yè)，用工與機具材料大大減少，施工速度快，下沉過程中井下根本不下人，具有技術(shù)先進、操作簡便，勞動強度低、施工安全可靠、下沉質(zhì)量容易控制等優(yōu)點。10.3 本工法與常規(guī)施工

21、方法相比, 其不但提高了工作效率, 而且由于工作臂較長棄土較遠大大減少了泥土的二次搬運，節(jié)省了運輸費用。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，以3 米 3 米 9 米的沉井為例，利用該工法下沉一天平均可以下沉2 至 3 座，而采用普通人工勞動力安排810 人 / 座或水力下沉，一座沉井至少需要二至三天。本工法大大縮短了施工工期，安全可靠，節(jié)約工程本錢，具有明顯的社會效益與經(jīng)濟效益。11應(yīng)用實例11.1 臺電住宅小區(qū)南區(qū)室外配套工程. . . . 11 / 12 11.1.1 工程概況：小區(qū)室外配套工程,總造價 869.5 萬元，合同工期110 天，道路2.5km ，地下排水排污管線5km ， ，其中化糞池19 座

22、，分布較散，長寬深=3 米 12 米 9 米，臨近建筑物最大距離僅3 米，且建筑物外墻均已涂料裝飾，業(yè)主對該成品保護要求較高不允許一絲污染，地質(zhì)條件：地表1.6 米為粉質(zhì)粘土，1.6米以下為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，大開挖施工放坡大易塌方，并嚴重影響周邊建筑物根底的穩(wěn)定與安全，松木樁或鋼板樁圍護本錢較高又影響總工期，只能采用沉井施工，但沉井施工按常規(guī)采用人工挖土施工速度緩慢、安全隱患大，采用水力排土泥水無處可排，采用普通挖掘機無法滿足施工要求。面對如此緊的施工工期與比擬窘迫的施工環(huán)境，如何環(huán)保衛(wèi)生安全與時高效地完成該項工程成了項目部的一大難題。11.1.2施工情況：項目部經(jīng)探討決定采用該工法進展施工，施工過程中沉井下沉順利且較為穩(wěn)定，無發(fā)生沉井傾斜與突沉現(xiàn)象，用僅一個半月左右的時間就完成了該化糞池的制作與下沉，對周圍建筑物無一處污染，無基坑土方塌方現(xiàn)象的發(fā)生，對建筑物根底根本無礙，經(jīng)驗收全部合格