專利名稱：混凝土墊上制作沉井的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑物、構(gòu)筑物基礎(chǔ)和頂管工作井等在地面采用沉井方法進(jìn)行施
工的技術(shù)，具體涉及一種混凝土墊上制作沉井的施工方法。
背景技術(shù)：
沉井施工是修筑地下工程和深埋基礎(chǔ)工程所采用的重要施工方法之一。在給水排 水工程中，常用于取水構(gòu)筑物、排水泵站、大型集水井、盾構(gòu)和頂管工作井等工程。用沉井外 壁作為深埋構(gòu)筑物的墻壁以擋土、擋水，節(jié)約了用別的方案建造深埋構(gòu)筑物時所需的基坑 土壁的支護(hù)，因而可節(jié)省工程費(fèi)用；沉井施工的占地較明開挖的基坑要小的多，其挖、填土 數(shù)量也比明開挖的基坑少的多，且在施工的過程中對施工附近的地上、地下建筑物及管線 的影響也較小。因此在地下水位較高，涌水量較大，流砂、軟土及現(xiàn)場狹窄、附近有已建成的 地下管線或地上建筑物等情況下，采用沉井施工是合適的。 現(xiàn)有的沉井制作施工方法為在土模上進(jìn)行沉井的制作和在墊木上進(jìn)行沉井的制 作。 土模上制作沉井適合在土質(zhì)較好的基礎(chǔ)上制作重量較小的小型沉井。在地基上挖 槽制作土模，與混凝土接觸的側(cè)面用水泥砂漿抹平，澆筑混凝土前需在水泥砂漿上涂隔離 劑，然后進(jìn)行沉井的制作。 墊木上制作沉井，為便于在井筒下沉?xí)r抽出墊木，在墊木下鋪設(shè)砂墊層。墊木可使 用鐵道上的枕木，也可用其他規(guī)格的木材制作。墊木在刃腳踏面中心的平面上對稱、均勻鋪 設(shè)。在鋪完墊木后，用砂和碎石把墊木與墊木之間的空隙填平，墊木的表面必須在同一水平 面上。然后，在墊木上制作沉井。 以上兩種現(xiàn)有技術(shù)中可以看出土模上制作沉井的適用范圍很小，僅可用于土質(zhì) 較好的小型沉井的制作；墊木上制作沉井，鋪墊和抽墊都比較麻煩，操作水平要求很高，施 工中容易產(chǎn)生沉井的傾斜等問題，影響沉井的施工質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種混凝土墊上制作沉井的施工方 法，該方法操作安全、施工快捷，節(jié)約成本，并為任何情況下沉井在地面上制作提供施工環(huán) 境。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具體如下一種混凝土墊上制作沉井的 施工方法，其特征在于，包括如下操作步驟 a、首先通過施工計算，確定砂墊層和混凝土墊的結(jié)構(gòu)尺寸；
b、通過施工測量，確定沉井的設(shè)計位置；
C、在沉井設(shè)計位置開挖基坑作為沉井的施工現(xiàn)場；
d、依次鋪設(shè)砂墊層、澆筑混凝土墊； e、在混凝土墊上立模板、綁扎鋼筋、澆筑鋼筋混凝土沉井；
f、拆除模板； g、破除混凝土墊進(jìn)行沉井下沉。 本發(fā)明進(jìn)一步限定如下 1、所述施工計算確定混凝土墊的結(jié)構(gòu)尺寸，施工計算具體為
a、抗壓強(qiáng)度采用下式進(jìn)行計算
N《(j)fccA， c， 式中N為軸向壓力設(shè)計值，即素混凝土墊上的荷載設(shè)計值(N); 小為素混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；(本工程取1) f。。為素混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa) ， (f。X0. 8取用)A'。為混凝土受壓區(qū)的面積(mm2); f。為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa)。 b、抗彎強(qiáng)度計算 抗彎強(qiáng)度采用下式進(jìn)行計算 M《YfctW， 式中M為彎矩設(shè)計值，即由沉井單位長度自重和模板等引起的地基反力對素混 凝土墊產(chǎn)生的最大彎矩； Y為截面抵抗矩塑性影響系數(shù)，對矩形截面取1. 55 ; f。t為素混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa) ， (ft X 0. 55取用) W為抗彎截面系數(shù)。 ft為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa)。 2、在所述基坑開挖之后還包括在基坑內(nèi)設(shè)置排水系統(tǒng)排除基坑內(nèi)的積水。
3、在所述基坑內(nèi)設(shè)置排水系統(tǒng)具體為開挖排水溝和集水井，用水泵把集水井內(nèi) 的水抽除。 4、在所述依次鋪設(shè)砂墊層、澆筑混凝土墊中，砂墊層鋪設(shè)具體為分層填筑，分層夯 實(shí)；澆筑混凝土墊為在砂墊層上立模板澆筑混凝土墊，模板拆除后四周用砂回填到基底標(biāo)高。 5 、在所述沉井下沉之前還包括鋼筋混凝土沉井的養(yǎng)生。 6、在所述破除混凝土墊進(jìn)行沉井下沉工序中具體包括混凝土墊對稱均勻的破除 時還應(yīng)用砂回填，然后才能進(jìn)行下沉工序的施工。 本方案采用在基坑內(nèi)進(jìn)行沉井的預(yù)制和下沉，降低了沉井下沉的高度，施工安全 系數(shù)大大提高；通過施工計算確定混凝土墊的結(jié)構(gòu)尺寸，滿足任何情況下在地面上制作沉 井承載力的要求，適應(yīng)范圍廣；由于采用混凝土墊，不須進(jìn)行抽墊，簡化了施工程序，提高 了施工速度；混凝土價格便宜，較木墊成本偏底，降低了施工成本；從而實(shí)現(xiàn)全面、安全、快 捷、經(jīng)濟(jì)地為沉井制作提供施工環(huán)境。 下面結(jié)合


和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本發(fā)明的施工流程圖； 圖2為本發(fā)明施工方法中沉井的結(jié)構(gòu)剖面示意 圖3為本發(fā)明施工方法中砂墊層、混凝土墊俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2、圖3所示，圖中l(wèi)-基坑，2-排水溝，3-沉井刃腳，4-沉井壁，5-混凝 土墊，6-砂層墊。 混凝土墊上制作沉井的施工方法，包括如下操作步驟
a、通過施工計算，確定砂墊層和混凝土墊的結(jié)構(gòu)尺寸 在混凝土墊上制作沉井，施工前應(yīng)進(jìn)行施工計算，以確定砂墊層和混凝土墊的寬
度、厚度,1、砂墊層的計算1)、承載力的驗(yàn)算R>q，式中R-砂墊層的允許承載力(Kpa)，q-素混凝土墊下的均布荷載KN/m2。2)、砂墊層厚度、寬度的計算(1)、砂墊層厚度的計算采用下式進(jìn)行砂墊層厚度的計算P > G0/ (L+2hstan a ) + y shs ;式中P-砂墊層下地基土的承載力(KN/m2);G。-沉井下沉前單位長度的重量(KN);L-素混凝土承墊層的寬度(m);h-素混凝土承墊層的厚度(m);hf砂墊層的厚度(m);a-砂墊層的壓力擴(kuò)散角(° )，y s-砂的重度(KN/m3)， 一般為y s = 18KN/m3。(2)、砂墊層寬度的計算采用下式進(jìn)行砂墊層寬度的計算B > L+2hstan a且B > b+2L式中b-沉井刃腳踏面的寬度(m)，B-砂墊層底面的寬度(m)，L-混凝土墊的寬度(m)。2、混凝土承墊層的計算采用素混凝土墊時，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002附錄A的規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行抗壓和抗彎強(qiáng)度計算。1)、抗壓強(qiáng)度計算抗壓強(qiáng)度采用下式進(jìn)行計算N《小fccA' c，式中N-軸向壓力設(shè)計值，即素混凝土墊上的荷載設(shè)計值(N);小-素混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；(本工程取1)fra_素混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa) ， (f。X0. 8取用)A'。-混凝土受壓區(qū)的面積(mm2);f。_混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa)。
2)、抗彎強(qiáng)度計算 抗彎強(qiáng)度采用下式進(jìn)行計算 M《YfctW， 式中M-彎矩設(shè)計值，即由沉井單位長度自重和模板等引起的地基反力對素混凝 土墊產(chǎn)生的最大彎矩； Y -截面抵抗矩塑性影響系數(shù)，對矩形截面取1. 55 ; f。t-素混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa) ， (ftX0. 55取用) W-抗彎截面系數(shù)。 ft-混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa)。
b、通過施工測量，確定沉井的設(shè)計位置 施工人員應(yīng)根據(jù)勘測設(shè)計人員提供的水準(zhǔn)點(diǎn)，在施工現(xiàn)場引測、設(shè)置臨時水準(zhǔn)點(diǎn)。 臨時水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在便于施工測量觀測、穩(wěn)定牢固不受影響的地段，其數(shù)量不得少于2個， 并應(yīng)統(tǒng)一編號、標(biāo)識。每次測量時，都應(yīng)核對兩個臨時水準(zhǔn)點(diǎn)，確認(rèn)無誤后方可使用。
根據(jù)有關(guān)單位提供的導(dǎo)線點(diǎn)，設(shè)置沉井的軸線及中心位置控制樁。沉井施工前，施 工人員應(yīng)按照設(shè)計圖紙給定的方向和位置，將沉井平面的垂直軸線放在地面上，并在沉井 基坑外及沉井下沉施工時影響范圍以外的兩條垂直軸線上，每側(cè)各設(shè)兩個可通視的控制點(diǎn) 并做好紀(jì)錄。 設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，在原有建筑物附近下沉的沉井，應(yīng)在原有建筑物上設(shè)置沉降觀 測點(diǎn)，該觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不受施工干擾和影響視線的地方。
c、在沉井設(shè)計位置開挖基坑作為沉井的施工現(xiàn)場 本施工方法為減少下沉深度，在沉井制作前開挖基坑，在基坑中制作沉井。
1)基坑底面的尺寸應(yīng)比刃腳外壁大l-2m ;應(yīng)根據(jù)土質(zhì)及施工需要確定基坑邊坡；
2)基坑底部四周應(yīng)挖設(shè)斷面不小于30cmX30cm的排水溝，并接入基坑內(nèi)的排水 井中， 一般集水井應(yīng)30m左右設(shè)置一個，集水井應(yīng)比排水溝深50cm，用排水泵將水排到遠(yuǎn)離 基坑的地方。 3)基坑開挖的深度，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、地下水位、施工現(xiàn)場條件而定，一般在2-3m左右。 4)用挖掘機(jī)挖土，人工配合修坡和平整場地，挖出的土方除部分堆放在周圍修筑 0. 3m高、0. 8m寬的護(hù)道擋地面雨水，多余土方運(yùn)至指定場地。
d、依次鋪設(shè)砂墊層、澆筑混凝土墊 1)分節(jié)高度的確定根據(jù)施工計劃和施工方案確定沉井下沉的次數(shù)?？刹捎靡淮?下沉，也可采用多次下沉。根據(jù)下沉的次數(shù)確定沉井制作分節(jié)的高度。第一次下沉沉井的 重量及施工荷載為混凝土墊的計算荷載標(biāo)準(zhǔn)。 2)砂墊層寬度、厚度按施工計算的結(jié)果進(jìn)行施工。如地基的土質(zhì)較好，可以滿足承 載力的要求，可不設(shè)砂墊層。如需設(shè)砂墊層，施工時應(yīng)按計算的寬度、深度在基坑內(nèi)設(shè)計位 置開槽，在槽內(nèi)分層填筑，分層壓實(shí)至混凝土墊底高程處。 3)混凝土墊施工混凝土標(biāo)號可以根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)確定；混凝土墊厚度、寬度根據(jù) 混凝土標(biāo)號和荷載的大小由計算確定并要滿足支模的需要。混凝土墊施工前，應(yīng)將砂墊層 整平，然后立模澆筑混凝土墊。拆模后應(yīng)在四周回填砂至基坑底面高程。
e、在混凝土墊上立模板、綁扎鋼筋、澆筑鋼筋混凝土沉井
1、立模板 1)混凝土墊層上涂刷隔離劑或油氈鋪設(shè)一道，按設(shè)計尺寸放線后在其上支設(shè)刃腳 及井壁模板； 2)支撐排架在施工前應(yīng)進(jìn)行設(shè)計和計算，施工時應(yīng)按設(shè)計的要求進(jìn)行施工，確保 支架的穩(wěn)定和強(qiáng)度；
3)模板支設(shè) (1)模板設(shè)計沉井模板的質(zhì)量，直接影響沉井混凝土的質(zhì)量水平。沉井模板設(shè) 計，應(yīng)根據(jù)模板的支搭高度與澆筑方式，對模板的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行計算。做到構(gòu)造 合理、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、易于裝拆、操作方便。模板采用木膠合板；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)支撐系統(tǒng)橫擋采用 60X80的方木，間距25cm-30cm ;立擋采用小48X3. 5雙鋼管，間距40cm-60cm ;用穿墻對拉 螺栓拉結(jié)，間距60cm。 (2)施工腳手架為保證模板的穩(wěn)定，根據(jù)實(shí)際情況可在井壁內(nèi)、外用小48X3. 5 鋼管搭設(shè)雙排鋼管腳手架。 (3)模板安裝沉井的外側(cè)模板必須豎縫支立，立好后要核對上下口各部尺寸、井 壁的垂直度、刃腳標(biāo)高，支撐拉桿(內(nèi)外模間)和拉箍要牢固；當(dāng)井壁有斜度時，模板要按斜 率要求支立；外模上口尺寸不得大于下口尺寸。
(4)模板安裝順序刃腳斜面及隔墻底面模板一井孔模板一綁扎鋼筋一設(shè)內(nèi)外模 間支頂一支立外模板一設(shè)內(nèi)外模間拉筋一調(diào)整各部尺寸一全面緊固支頂、拉桿、拉箍一固 定撐桿和拉纜。
2、鋼筋綁扎 1)鋼筋綁扎是在內(nèi)模已支立完畢，外模尚未扣合時進(jìn)行的； 2)先將制好的焊有錨固筋的刃腳踏面擺放在混凝土墊上的刃腳畫線位置，進(jìn)行焊 接后再布設(shè)刃腳筋、內(nèi)壁縱橫筋、外壁縱橫筋； 3)為了加快工程進(jìn)度，鋼筋在加工場機(jī)械成型，然后運(yùn)到現(xiàn)場就位，人工綁扎；每 節(jié)井壁豎筋一次綁扎好，水平筋分段綁扎，與上節(jié)井壁連接處伸出插筋，接頭按要求錯開。
4)為保證鋼筋位置正確，垂直鋼筋間距采用開槽口的木卡控制，水平筋間距選用 一批豎筋按間距焊上短鋼筋頭控制；內(nèi)外側(cè)箍筋要設(shè)好保護(hù)層墊塊；
3、混凝土澆筑、養(yǎng)生 1)混凝土采用商品混凝土。澆筑運(yùn)輸采用混凝土運(yùn)輸車和混凝土輸送泵；
2)混凝土澆筑做到定人、定位、定機(jī)。沉井澆筑混凝土?xí)r應(yīng)沿井壁四周對稱進(jìn)行， 避免混凝土面高低相差懸殊，以防產(chǎn)生不均勻下沉造成裂縫。每節(jié)沉井的混凝土都應(yīng)分層、 均勻、連續(xù)地澆筑直至完成。每層混凝土的厚度應(yīng)不超過規(guī)定的要求，對使用插入式振搗器 層厚應(yīng)小于振搗器作用長度的1. 25倍。
3)養(yǎng)生 沉井混凝土養(yǎng)生應(yīng)注意以下問題 1)澆筑后10h即可遮蓋澆水養(yǎng)護(hù)。氣候炎熱干燥時，終凝后即可遮蓋灑水養(yǎng)護(hù)，防 止烈日暴曬； 2)施工期間室外最低氣溫低于-3t:或室外平均氣溫低于+5t:時，應(yīng)按冬季施工要求進(jìn)行辦理； 3)底節(jié)沉井混凝土養(yǎng)生強(qiáng)度必須達(dá)到100 % ，其余各節(jié)強(qiáng)度允許達(dá)到70 %時進(jìn)行 下沉； 4)混凝土強(qiáng)度達(dá)2. 5Mpa時，混凝土頂面可以鑿毛。
f、拆除模板 1)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2. 5Mpa以上時，方可拆除直立的側(cè)面模板，且應(yīng)先內(nèi)后外；
2)當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)70%后，方可拆除隔墻底面、刃腳斜面的支撐與模板；
3)拆模的順序是井孔模板 一 外側(cè)模板 一 隔墻支撐及模板刃腳斜面支撐及模 板。 4)拆除隔墻及刃腳下支撐應(yīng)對稱依次進(jìn)行，宜從隔墻中部向兩邊拆除。拆除時可 先挖去支撐架混凝土墊下面的砂，破混凝土墊抽出支撐架。當(dāng)支撐排架設(shè)有楔形木時，可先 打掉楔木，然后再拆除支撐。 5)拆模后、下沉破墊前，仍需將刃腳下回填密實(shí)以防止不均勻下沉，保證正確位置 下沉。
g、破除混凝土墊進(jìn)行沉井下沉 1)對混凝土墊分段、編號，從沉井平面上相互垂直的兩條軸線等距離點(diǎn)開始，對稱 的向軸線方向破除。 2)每破除一段，在刃腳下應(yīng)隨即用砂或砂礫回填夯實(shí)，在刃腳內(nèi)側(cè)應(yīng)夯筑成小土 堤，以承擔(dān)部分井筒重，接著破碎另一段，如此逐點(diǎn)進(jìn)行。破除墊層時要加強(qiáng)觀測，注意下沉 是否均勻，如發(fā)現(xiàn)傾斜，應(yīng)及時處理。 3)如沉井有內(nèi)隔墻，應(yīng)先破除內(nèi)隔墻下的混凝土墊，然后再進(jìn)行外墻混凝土墊的 破除。 4)破墊過程中必須有專人指揮，各組進(jìn)度應(yīng)一致，施工過程中不得中斷，連續(xù)破除 直至完成。破墊期間應(yīng)設(shè)專人觀測沉井下沉是否均勻。
混凝土墊破除后即可進(jìn)行沉井的下沉施工。
權(quán)利要求
一種混凝土墊上制作沉井的施工方法，其特征在于，包括如下操作步驟a、首先通過施工計算，確定砂墊層和混凝土墊的結(jié)構(gòu)尺寸；b、通過施工測量，確定沉井的設(shè)計位置；c、在沉井設(shè)計位置開挖基坑作為沉井的施工現(xiàn)場；d、依次鋪設(shè)砂墊層、澆筑混凝土墊；e、在混凝土墊上立模板、綁扎鋼筋、澆筑鋼筋混凝土沉井；f、拆除模板；g、破除混凝土墊進(jìn)行沉井下沉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l步驟a中所述的混凝土墊上制作沉井的施工方法，其特征在于，所述施工計算確定混凝土墊的結(jié)構(gòu)尺寸，施工計算具體為a、 抗壓強(qiáng)度采用下式進(jìn)行計算N《4fccA' c，式中N為軸向壓力設(shè)計值，即素混凝土墊上的荷載設(shè)計值(N);小為素混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；(本工程取1)為素混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa) ， (f。X0. 8取用)A'。為混凝土受壓區(qū)的面積(mm2);f。為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa)。b、 抗彎強(qiáng)度計算抗彎強(qiáng)度采用下式進(jìn)行計算M《YfctW，式中M為彎矩設(shè)計值，即由沉井單位長度自重和模板等引起的地基反力對素混凝土墊產(chǎn)生的最大彎矩；Y為截面抵抗矩塑性影響系數(shù)，對矩形截面取1. 55 ;frt為素混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa) ， (ftX0. 55取用)W為抗彎截面系數(shù)。ft為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(Mpa)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1步驟c中所述的混凝土墊上制作沉井的施工方法，其特征在于，在所述基坑開挖之后還包括在基坑內(nèi)設(shè)置排水系統(tǒng)排除基坑內(nèi)的積水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土墊上制作沉井的施工方法，其特征在于，在所述基坑內(nèi)設(shè)置排水系統(tǒng)具體為開挖排水溝和集水井，用水泵把集水井內(nèi)的水抽除。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l步驟d中所述的混凝土墊上制作沉井的施工方法，其特征在于，在所述依次鋪設(shè)砂墊層、澆筑混凝土墊中，砂墊層鋪設(shè)具體為分層填筑，分層夯實(shí)；澆筑混凝土墊為在砂墊層上立模板澆筑混凝土墊，模板拆除后四周用砂回填到基底標(biāo)高。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1步驟f中所述的混凝土墊上制作沉井的施工方法，其特征在于，在所述沉井下沉之前還包括鋼筋混凝土沉井的養(yǎng)生。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1步驟g中所述的混凝土墊上制作沉井的施工方法，其特征在于，在所述破除混凝土墊進(jìn)行沉井下沉工序中具體包括混凝土墊對稱均勻的破除時還應(yīng)用砂回填，然后才能進(jìn)行沉井下沉工序的施工。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種混凝土墊上制作沉井的施工方法，包括如下操作步驟a、首先通過施工計算，確定砂墊層和混凝土墊的結(jié)構(gòu)尺寸；b、通過施工測量，確定沉井的設(shè)計位置；c、在沉井設(shè)計位置開挖基坑作為沉井的施工現(xiàn)場；d、依次鋪設(shè)砂墊層、混凝土墊；e、在混凝土墊上立模板、綁扎鋼筋、澆筑鋼筋混凝土沉井；f、拆除模板；g、破除混凝土墊進(jìn)行沉井下沉。本方案提高了施工安全系數(shù)；滿足任何情況下的沉井制作承載力的要求，適應(yīng)范圍廣；由于采用混凝土墊，不須進(jìn)行抽墊，簡化了施工程序，提高了施工速度；混凝土價格便宜，較木墊成本偏低，從而實(shí)現(xiàn)全面、安全、快捷、經(jīng)濟(jì)地為沉井制作提供施工環(huán)境。
文檔編號E02D19/20GK101781896SQ20101013176
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月20日
發(fā)明者叢福祥, 孫益忠, 杜信燦, 毛晨陽, 肖心太 申請人:浙江裕眾建設(shè)集團(tuán)有限公司;浙江鯤鵬建設(shè)有限公司