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7.3 沉井


7.3.1 泵房沉井施工方案应包括以下主要内容:
    1 施工平面布置图及剖面(包括地质剖面)图;
    2 采用分节制作或一次制作,分节下沉或一次下沉的措施;
    3 沉井制作的地基处理要求及施工方法;
    4 刃脚的承垫及抽除的方案设计;
    5 沉井制作的模板设计;
    6 沉井制作的混凝土施工方案;
    7 分阶段计算下沉系数,制定减阻、加荷、防止突沉和超沉措施;
    8 排水下沉或不排水下沉的措施;
    9 沉井下沉遇到障碍物的处理措施;
    10 沉井下沉中的纠偏、控制措施;
    11 挖土、出土、运输、堆土或泥浆处理的方法及其设备的选用;
    12 封底方法及质量控制的措施;
    13 施工安全措施。
7.3.2 沉井施工应有详细的工程地质及水文地质资料和剖面图,并查勘沉井周围有无地下障碍物或其他建(构)筑物、管线等情况;地质勘探钻孔深度应根据施工需要确定,但不得小于沉井刃脚设计高程以下5m。
7.3.3 沉井制作前应做好下列准备工作:
    1 按施工方案要求,进行施工平面布置,设定沉井中心桩,轴线控制桩,基坑开挖深度及边坡;
    2 沉井施工影响附近建(构)筑物、管线或河岸设施时,应采取控制措施,并应进行沉降和位移监测,测点应设在不受施工干扰和方便测量地方;
    3 地下水位应控制在沉井基坑以下0.5m,基坑内的水应及时排除;采用沉井筑岛法制作时,岛面标高应比施工期最高水位高出0.5m以上;
    4 基坑开挖应分层有序进行,保持平整和疏干状态。
7.3.4 制作沉井的地基应具有足够的承载力,地基承载力不能满足沉井制作阶段的荷载时,除对地基进行加固等措施外,刃脚的垫层可采用砂垫层上铺垫木或素混凝土,且应符合下列规定:
    1 垫层的结构厚度和宽度应根据土体地基承载力、沉井下沉结构高度和结构形式,经计算确定;素混凝土垫层的厚度还应便于沉井下沉前凿除;
    2 砂垫层分布在刃脚中心线的两侧范围,应考虑方便抽除垫木;砂垫层宜采用中粗砂,并应分层铺设、分层夯实;
    3 垫木铺设应使刃脚底面在同一水平面上,并符合设计起沉标高的要求;平面布置要均匀对称,每根垫木的长度中心应与刃脚底面中心线重合,定位垫木的布置应使沉井有对称的着力点;
    4 采用素混凝土垫层时,其强度等级应符合设计要求,表面平整。
7.3.5 沉井刃脚采用砖模时,其底模和斜面部分可采用砂浆、砖砌筑;每隔适当距离砌成垂直缝。砖模表面可采用水泥砂浆抹面,并应涂一层隔离剂。
7.3.6 沉井结构的钢筋、模板、混凝土工程施工应符合本规范第6章的有关规定和设计要求;混凝土应对称、均匀、水平连续分层浇筑,并应防止沉井偏斜。
7.3.7 分节制作沉井时还应符合下列规定:
    1 每节制作高度应符合施工方案要求,且第一节制作高度必须高于刃脚部分;井内设有底梁或支撑梁时应与刃脚部分整体浇筑捣实;
    2 设计无要求时,混凝土强度应达到设计强度的75%后,方可拆除模板或浇筑后节混凝土;
    3 混凝土施工缝处理应采用凹凸缝或设置钢板止水带,施工缝应凿毛并清理干净;内外模板采用对拉螺栓固定时,其对拉螺栓的中间应设置防渗止水片;钢筋密集部位和预留孔底部应辅以人工振捣,保证结构密实;
    4 沉井每次接高时各部位的轴线位置应一致、重合,及时做好沉降和位移监测;必要时应对刃脚地基承载力进行验算,并采取相应措施确保地基及结构的稳定;
    5 分节制作、分次下沉的沉井,前次下沉后进行后续接高施工应符合下列规定:
    1)应验算接高后稳定系数等,并应及时检查沉井的沉降变化情况,严禁在接高施工过程中沉井发生倾斜和突然下沉;
    2)后续各节的模板不应支撑于地面上,模板底部应距地面不小于1m。
7.3.8 沉井下沉及封底施工必须严格控制,实施信息化施工;各阶段的下沉系数与稳定系数等应符合施工方案的要求,必要时还应进行涌土和流砂的验算。
7.3.9 沉井下沉方式应根据沉井下沉穿过的工程地质和水文地质条件、下沉深度、周围环境等情况进行确定;施工过程中改变下沉方式时,应与设计协商。
7.3.10 沉井下沉前应做下列准备工作:
    1 将井壁、隔墙、底梁等与封底及底板连接部位凿毛;
    2 预留孔、洞和预埋管临时封堵,防止渗漏水;
    3 在沉井井壁上设置下沉观测标尺、中线和垂线;
    4 采用排水下沉需要降低地下水位时,地下水位降水高度应满足下沉施工要求;
    5 第一节混凝土强度应达到设计强度,其余各节应达到设计强度的70%;对于分节制作分次下沉的沉井,后续下沉、接高部分混凝土强度应达到设计强度的70%。
7.3.11 凿除混凝土垫层或抽除垫木应符合下列规定:
    1 凿除或抽除时,沉井混凝土强度应达到设计要求;
    2 凿除混凝土垫层应分区域按顺序对称、均匀、同步凿除;凿断线应与刃脚底边齐平,定位支撑点最后凿除,不得漏凿;凿除的碎块应及时清除,并及时用砂或砂石回填;
    3 抽除垫木宜分组、依次、对称、同步进行,每抽出一组,即用砂填实;定位垫木应最后抽除,不得遗漏;
    4 第一节沉井设有混凝土底梁或支撑梁时,应先将底梁下的垫层除去。
7.3.12 排水下沉施工应符合下列规定:
    1 应采取措施,确保下沉和降低地下水过程中不危及周围建(构)筑物、道路或地下管线,并保证下沉过程和终沉时的坑底稳定;
    2 下沉过程中应进行连续排水,保证沉井范围内地层水疏干;
    3 挖土应分层、均匀、对称进行;对于有底梁或支撑梁的沉井,其相邻格仓高差不宜超过0.5m;开挖顺序应根据地质条件、下沉阶段、下沉情况综合确定,不得超挖;
    4 用抓斗取土时,沉井内严禁站人;对于有底梁或支撑梁的沉井,严禁人员在底梁下穿越。
7.3.13 不排水下沉施工应符合下列规定:
    1 沉井内水位应符合施工方案控制水位;下沉有困难时,应根据内外水位、井底开挖几何形状、下沉量及速率、地表沉降等监测资料综合分析调整井内外的水位差;
    2 机械设备的配备应满足沉井下沉以及水中开挖、出土等要求,运行正常;废弃土方、泥浆应专门处置,不得随意排放;
    3 水中开挖、出土方式应根据井内水深、周围环境控制要求等因素选择。
7.3.14 沉井下沉控制应符合下列规定:
    1 下沉应平稳、均衡、缓慢,发生偏斜应通过调整开挖顺序和方式“随挖随纠、动中纠偏”;
    2 应按施工方案规定的顺序和方式开挖;
    3 沉井下沉影响范围内的地面四周不得堆放任何东西,车辆来往要减少振动;
    4 沉井下沉监控测量应符合下列规定:
    1)下沉时标高、轴线位移每班至少测量一次,每次下沉稳定后应进行高差和中心位移量的计算;
    2)终沉时,每小时测一次,严格控制超沉,沉井封底前自沉速率应小于10mm/8h;
    3)如发生异常情况应加密量测;
    4)大型沉井应进行结构变形和裂缝观测。
7.3.15 沉井采用辅助方法下沉时,应符合下列规定:
    1 沉井外壁采用阶梯形以减少下沉摩擦阻力时,在井外壁与土体之间应有专人随时用黄砂均匀灌入,四周灌入黄砂的高差不应超过500mm;
    2 采用触变泥浆套助沉时,应采用自流渗入、管路强制压注补给等方法;触变泥浆的性能应满足施工要求,泥浆补给应及时以保证泥浆液面高度;施工中应采取措施防止泥浆套损坏失效,下沉到位后应进行泥浆置换;
    3 采用空气幕助沉时,管路和喷气孔、压气设备及系统装置的设置应满足施工要求;开气应自上而下,停气应缓慢减压,压气与挖土应交替作业;确保施工安全。
7.3.16 沉井采用爆破方法开挖下沉时,应符合国家有关爆破安全的规定。
7.3.17 沉井采用干封底时,应符合下列规定:
    1 在井点降水条件下施工的沉井应继续降水,并稳定保持地下水位距坑底不小于0.5m;在沉井封底前应用大石块将刃脚下垫实;
    2 封底前应整理好坑底和清除浮泥,对超挖部分应回填砂石至规定标高;
    3 采用全断面封底时,混凝土垫层应一次性连续浇筑;有底梁或支撑梁分格封底时,应对称逐格浇筑;
    4 钢筋混凝土底板施工前,井内应无渗漏水,且新、老混凝土接触部位凿毛处理,并清理干净;
    5 封底前应设置泄水井,底板混凝土强度达到设计强度且满足抗浮要求时,方可封填泄水井、停止降水。
7.3.18 水下封底应符合下列规定:
    1 基底的浮泥、沉积物和风化岩块等应清除干净;软土地基应铺设碎石或卵石垫层;
    2 混凝土凿毛部位应洗刷干净;
    3 浇筑混凝土的导管加工、设置应满足施工要求;
    4 浇筑前,每根导管应有足够量的混凝土,浇筑时能一次将导管底埋住;
    5 水下混凝土封底的浇筑顺序,应从低处开始,逐渐向周围扩大;井内有隔墙、底梁或混凝土供应量受到限制时,应分格对称浇筑;
    6 每根导管的混凝土应连续浇筑,且导管埋入混凝土的深度不宜小于1.0m;各导管间混凝土浇筑面的平均上升速度不应小于0.25m/h;相邻导管间混凝土上升速度宜相近,最终浇筑成的混凝土面应略高于设计高程;
    7 水下封底混凝土强度达到设计强度,沉井能满足抗浮要求时,方可将井内水抽除,并凿除表面松散混凝土进行钢筋混凝土底板施工。
条文说明
7.3.1 近些年来,采用沉井法施工泵房等给排水地下构筑物较多,本规范在总结上海等地实践经验的基础上,对泵房沉井法施工作出较详细的技术规定。
7.3.12 本文第4款为强制条文,是基于近年工程实践经验而作出的规定。
7.3.13 本条第3款规定水中开挖、出土方式应根据井内水深、周围环境控制要求等因素选择。用抓斗水中挖土时,坑底应保持“中心深、四周浅”,并应符合“锅底”状的要求;采用水力机械挖土时,水力吸泥装置应抽取汇流至集泥坑中的泥浆,防止直接抽取土层或局部吸泥过深;当井内水深超过10m、周围环境控制要求较高时,可采用空气吸泥法或水力钻吸法出土。
7.3.14 本条第2款规定应按施工方案规定的顺序和方式开挖,基本要求如下:
    1 下沉阶段,应“先中后边”,形成“锅底”状,并控制“锅底”深度;
    2 终沉阶段,应“先边后中”,形成“反锅底”状,并随“反锅底”的平缓开挖使沉井缓慢到位。
7.3.15 沉井施工当下沉量及速率(系数)偏小时,应按本条规定的辅助方法助沉。
7.3.18 水下封底浇筑混凝土导管应采用直径为200~300mm的钢管制作,并应有足够的强度和刚度;导管内壁应光滑,管段的接头应密封良好并便于拆装。
导管的数量应由计算确定;导管的有效作用半径可取3~4m,其布置应使各导管的浇筑面积互相覆盖,对边沿或拐角处,可加设导管。
导管设置的位置应准确;每根导管上端应装有数节1.0m长的短管;导管中应设球塞或隔板等隔水装置;导管底端部应尽量靠近坑底,但应保证球塞顺利地放出或隔板完全打开。
 
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给水排水构筑物工程施工及验收规范 GB50141-2008
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