小型沉井機(jī)械下沉施工工法G資料

小型沉井機(jī)械下沉施工工法前言在房建化糞池與市政污水接收井、頂管工作井施工過程中，往往采納沉井施工方法，對(duì)于較大尺寸的沉井的制作和下沉，均能運(yùn)用機(jī)械化施工，比如有大開挖施工、井內(nèi)采納小型反鏟挖土機(jī)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(jī)械無法進(jìn)入，多采納人工或風(fēng)動(dòng)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，具有較多的平安隱患，平安風(fēng)險(xiǎn)較大且費(fèi)用成本較高，施工工期較長(zhǎng)。經(jīng)多個(gè)工程的實(shí)踐，利用創(chuàng)新改進(jìn)的小型沉井機(jī)械挖土下沉方法對(duì)小型沉井進(jìn)行施工下沉，能在最短的工期內(nèi)平安高效地完成合同內(nèi)容，有效提高工作效率，保障質(zhì)量平安與合同承諾，施工效果明顯；具有技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工平安牢靠、下沉質(zhì)量簡(jiǎn)潔限制等優(yōu)點(diǎn)，其工法運(yùn)用已基本成熟，并有明顯的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。工法特點(diǎn)2.0.1利用日立EX200型挖土機(jī)，創(chuàng)新改進(jìn)其工作臂桿，將4.5米的工作臂桿提升至18米長(zhǎng)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2.0.2變更傳統(tǒng)沉井施工工藝做法，沉井制作與下沉過程更干脆更簡(jiǎn)潔、化繁為易、測(cè)量監(jiān)控2.0.3以高效平安的機(jī)械作業(yè)替代一般的人工作業(yè)，并削減了沉井下沉挖土中平安平臺(tái)的搭設(shè)、挖土中易產(chǎn)生的涌泥流砂淹井事故及突沉高處墜落物體打擊等對(duì)人身的損害，降低了平安風(fēng)險(xiǎn)與平安措施費(fèi)用的投入，大大縮短施工工期，節(jié)約工程成本2.0.4將以往地下陰暗的濕作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榈厣详?yáng)光作業(yè)，用工少，下沉過程中井下基本不下人、下沉過程中井下無需臨時(shí)用電2.0.5機(jī)械設(shè)備組合敏捷，無需另行購(gòu)置特殊的長(zhǎng)臂挖機(jī)，幾套液壓臂桿可隨時(shí)替換發(fā)揮不同的作用，適用范圍適用于土質(zhì)為軟土、粘土、砂土等（不含孤石、片石）的地質(zhì)條件。3.0.2工藝原理4.0.1利用日立EX200型挖土機(jī)械本身液壓系統(tǒng)工程與結(jié)構(gòu)條件，改進(jìn)機(jī)械設(shè)備，卸除原4.5米長(zhǎng)的臂桿，另行將總長(zhǎng)可達(dá)18米的加長(zhǎng)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(zhǎng)其作業(yè)臂桿；但由于工作臂的加長(zhǎng)，其臂桿所受彎矩相對(duì)增加，因此要相對(duì)減小挖斗容量，以保證臂桿所受力矩在其范圍內(nèi)。經(jīng)實(shí)踐與計(jì)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(hù)原有液壓系統(tǒng)的可操作性與穩(wěn)定性，使其挖掘?qū)嵙εc工作功率相匹配。機(jī)械創(chuàng)新改進(jìn)后提升了原機(jī)械工作效力與范圍，4.0.2變更傳統(tǒng)沉井施工工藝做法，首節(jié)沉井干脆澆筑在砼墊層上，省去沉井墊木支設(shè)與抽除，首節(jié)井筒拆模后即可干脆挖土下沉。沉井接高采納凸縫設(shè)計(jì)，解決了水平接縫處的防水要求，有效避開滲漏水現(xiàn)象。模板采納定型大模板，裝拆便利，大大提高其工作效率。沉井外壁四角掛設(shè)四個(gè)線墜，便于司機(jī)視察沉井下沉過程中的傾斜狀況，施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程（見圖5.1-1）5.2操作要點(diǎn)日立EX200型挖土機(jī)械作業(yè)臂桿創(chuàng)新改進(jìn)：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(zhǎng)的工作臂桿，因臂桿加長(zhǎng)后其挖掘能相對(duì)減弱，用0.5立方米的自制小挖斗代替原0.8立方米的挖斗。改進(jìn)中肯定要留意其一次挖掘?qū)嵙εc工作功率的相匹配。5.2.2沉井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(shí)墊層不裂開。制作過程中省去傳統(tǒng)工藝中采納的墊木，井壁干脆制在墊層上，故制作沉井的場(chǎng)地應(yīng)預(yù)先清理、平整和夯實(shí)，使沉井在制作過程中不致發(fā)生不勻稱沉降、傾折或井壁開裂。施工打算（場(chǎng)地平整、放線）↓挖土1~2米深、基地夯實(shí)↓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(hù)↓↓挖土機(jī)就位↓圖5.1-1拆模、下沉打算工作機(jī)械挖土下沉↓沉至設(shè)計(jì)標(biāo)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(cè)、糾偏\排水→2、鋼筋與模板施工1）沉井鋼筋一般均為網(wǎng)片，可現(xiàn)場(chǎng)綁扎或在地面預(yù)先綁扎成鋼筋網(wǎng)后再在節(jié)點(diǎn)予以點(diǎn)焊，以保證其整體性，再用吊機(jī)就位。2）模板選用定型大模板，其裝拆便利，周轉(zhuǎn)速度快；具有足夠的強(qiáng)度、剛度與整體穩(wěn)定性，并確?？p隙嚴(yán)密不漏漿。模板的固定采納對(duì)拉螺栓，當(dāng)井壁有抗?jié)B要求時(shí)，對(duì)拉螺栓中間設(shè)置止水片（見圖-1）。圖-1沉井井壁模板架設(shè)圖1-下一節(jié)沉井（如有）；2-定型鋼模中嵌木條；3-￠14螺栓；4-2[8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(dāng)土質(zhì)較好,沉井宜一次性制作完成，然后下沉，對(duì)于較高的應(yīng)先挖除3~4M，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(duì)稱勻稱、連續(xù)進(jìn)行，防止傾斜、裂縫產(chǎn)生；分節(jié)澆筑時(shí)，第一節(jié)砼強(qiáng)度達(dá)到70%后，方可進(jìn)行其次節(jié)的澆筑。3）澆筑的井壁混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，表面平整、光滑，水平縫處設(shè)凸縫，形式如上圖所示。沉井下沉見圖（-1）沉井下沉與挖土示意圖圖-1沉井下沉與挖土示意圖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(zhǎng)臂桿；7-第一節(jié)沉井；8-挖掘機(jī)；9-改進(jìn)后的小挖斗1、沉井前應(yīng)進(jìn)行井壁外觀檢查，檢查混凝土強(qiáng)度等級(jí)的抗?jié)B等級(jí)、檢查機(jī)械設(shè)備與測(cè)量?jī)x器是否正常。2、沉井下沉施工應(yīng)按"先中后邊、分層對(duì)稱取土、先高后低、勻稱緩慢下沉、剛好糾偏"的原則進(jìn)行操作。3、挖土前要先調(diào)整好挖掘機(jī)的位置，并在沉井外壁四周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(duì)稱勻稱進(jìn)行，一般先在沉井中間起先挖、掘取土，每層約40~50CM，形成鍋底,然后沿井壁向刃腳方向逐層全面、對(duì)稱、勻稱取土下沉，4、棄土應(yīng)離沉井較遠(yuǎn)處，避開造成沉井受到偏壓，使沉井傾斜。5、在施工過程中剛好做好各項(xiàng)施工監(jiān)控工作，特殊要留意在沉井下沉影響范圍內(nèi)的地面構(gòu)筑物和地下管線的沉降觀測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)工作。6、沉井下沉接近基底標(biāo)高約50CM時(shí)，應(yīng)暫停挖土，待下沉較為穩(wěn)定時(shí)，再接著挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，防止超挖超沉；沉井下沉到位穩(wěn)定后應(yīng)立刻進(jìn)行封底。7、暴雨季節(jié)施工，應(yīng)加強(qiáng)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(shí)會(huì)出現(xiàn)傾斜、位移及扭轉(zhuǎn)等狀況，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè),剛好發(fā)覺并實(shí)行措施訂正。

1、可能產(chǎn)生傾斜的緣由主要有:

1）刃腳下土質(zhì)軟硬不均;

2）挖土不均，使井內(nèi)土面凹凸懸殊;

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(duì)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(qiáng)沉井過程觀測(cè)和資料分析,發(fā)覺傾斜剛好訂正。如沉井已經(jīng)傾斜，可實(shí)行在刃腳較高一側(cè)加強(qiáng)挖土并可在較低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石，使偏斜得到訂正。待其正位后，再勻稱分層取土下沉。

2）從傾斜高起的一端,或從土質(zhì)硬的一端挖土,同時(shí)向土質(zhì)軟的一端遞減挖土深度漸漸開挖,使沉井兩端基本保持在同一水平面上,這樣沉井就由傾斜漸漸擺平。

3）位移訂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(jì)中心位置吻合時(shí),再訂正傾斜，因訂正傾斜重力作用產(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)生位移訂正。4）遇地下涌泥流砂時(shí)，應(yīng)暫停施工，同時(shí)在井四周加強(qiáng)井點(diǎn)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，則應(yīng)分析詳細(xì)狀況后，適當(dāng)協(xié)作人工取出障礙物施工。6）增加偏土壓或偏心壓載進(jìn)行糾偏：在沉井低的一側(cè)回填砂土，進(jìn)行夯實(shí)，使低的一側(cè)產(chǎn)生較大的偏土壓，而在高的一側(cè)挖除部分土體，使兩邊的土壓力差值加大，可以達(dá)到沉井糾偏目的。材料與設(shè)備6.1本工法無需特殊說明的材料，沉井下沉主要采納的機(jī)具設(shè)備見表6.1-16.2勞動(dòng)力支配或勞動(dòng)組織(以一個(gè)沉井為例):表6.2-1表6.2-1名稱EX200挖掘機(jī)司機(jī)測(cè)量人員指揮普工人數(shù)(人)1111表6.1-1機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱單位數(shù)量備注1經(jīng)緯儀臺(tái)2下沉觀測(cè)2水泵臺(tái)4備用抽水3泥漿泵臺(tái)1備用抽泥漿4日立EX200挖掘機(jī)臺(tái)1視工作班組數(shù)而定518米以上加長(zhǎng)桿臺(tái)1與改進(jìn)挖掘機(jī)設(shè)備配套60.5方小挖斗只1與改進(jìn)挖掘機(jī)設(shè)備配套質(zhì)量限制7.1工程質(zhì)量限制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1本工法施工可依據(jù)國(guó)標(biāo)《建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》CBJ301-88(一般沉井工程)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ141-90（給排水泵房沉井工程）、《市政排水渠工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GJJ沉井允許偏差表（《市政排水渠工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GJJ3-90）序號(hào)項(xiàng)目允許允許偏差檢驗(yàn)頻率檢驗(yàn)方法小型大型范圍點(diǎn)數(shù)1軸線位移1%H每座4用經(jīng)緯儀測(cè)量2底板高程+40-60+40-[60+10·(H-10)]4用水準(zhǔn)儀測(cè)量3垂直度0.7%H1%H2有垂線或經(jīng)緯度儀檢驗(yàn),縱、橫各取1點(diǎn)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等于250㎡，且下沉深度H≥10M，按大型檢驗(yàn)；不具備以上的兩個(gè)條件，按小型檢驗(yàn)。7.2質(zhì)量保證措施沉井必需在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能起先下沉，下沉前作好以下打算工作：

1)井壁外畫觀測(cè)標(biāo)記，在沉井四角設(shè)水準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)、掛線錘，觀測(cè)下沉量及平衡狀況；在中軸線處設(shè)垂直線，觀測(cè)沉井位移及平衡。

2)拆除模板。

3)挖除表層灰土。

4)下沉前應(yīng)進(jìn)行井壁外觀檢查，檢查混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B等級(jí)，并依據(jù)勘測(cè)報(bào)告計(jì)算極限承載力，計(jì)算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系數(shù)（≥1．15～1．25），作為推斷每個(gè)階段可否下沉，是否會(huì)出現(xiàn)突沉以及確定下沉方法及實(shí)行措施的依據(jù)。下沉系數(shù)計(jì)算

下沉系數(shù)公式：

K＝Q/(f·h·L)＞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(zhǎng)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(dá)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(dá)到要求時(shí)仍會(huì)下沉不止，故必需實(shí)行限制措施。5)挖掘機(jī)司機(jī)的選擇是沉井下沉質(zhì)量限制的關(guān)鍵之一，司機(jī)的操作技能與嫻熟程度干脆關(guān)系到沉井下沉質(zhì)量的好壞，肯定要選擇閱歷相對(duì)豐富的司機(jī)進(jìn)行操作。沉井下沉主要質(zhì)量限制1）沉井下沉中要加強(qiáng)觀測(cè)，觀測(cè)方法為在沉井外壁四周彈水平線，井壁外四角各吊線墜一個(gè)，對(duì)準(zhǔn)下部標(biāo)板來限制。觀測(cè)時(shí)間，每班至少二次，做好記錄，接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)半小時(shí)一次。隨時(shí)駕馭分析觀測(cè)數(shù)值，當(dāng)線墜偏離垂線達(dá)50mm或標(biāo)高差在100mm，應(yīng)馬上訂正。挖土過程中可通過調(diào)整挖土標(biāo)高進(jìn)行糾偏。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內(nèi)，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(jìn)行填塞封閉處理，使之下沉勻稱。3）封底限制：當(dāng)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)2～3天，下沉已穩(wěn)定，在8h內(nèi)累計(jì)不超過10mm時(shí)，即應(yīng)馬上進(jìn)行沉井封底。平安措施8.1施工中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家頒發(fā)的《建筑安裝工程平安技術(shù)規(guī)程》、JGJ59-99《建筑施工平安檢查標(biāo)準(zhǔn)》和當(dāng)?shù)厥姓こ坦芾砭钟嘘P(guān)平安的各項(xiàng)規(guī)定（除執(zhí)行國(guó)家及本企業(yè)規(guī)定的常規(guī)平安規(guī)定外，尚應(yīng)留意下列諸點(diǎn)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)境及地下管線地下障礙物狀況，摸清對(duì)鄰近建筑物及管線的影響，并預(yù)先實(shí)行有效措施，防止在施工過程中出現(xiàn)問題，影響正常施工。8.3沉井下沉施工起先前應(yīng)對(duì)各項(xiàng)機(jī)電設(shè)施進(jìn)行全面平安檢查，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人進(jìn)行班前平安交底，挖掘機(jī)司機(jī)持證上崗，選擇閱歷相對(duì)豐富性格相對(duì)平和的司機(jī)。8.4嚴(yán)格遵循沉井土方開挖程序，限制勻稱挖土速度，防止發(fā)生突然性下沉。嚴(yán)峻傾斜現(xiàn)象，導(dǎo)致人身?yè)p害事故。8.5施工現(xiàn)場(chǎng)操作工人要戴平安帽，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干脆，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置必要的路障指示與封閉隔斷。8.7沉井施工后應(yīng)在沉井四周設(shè)置臨邊防護(hù)與醒目的警示標(biāo)記，夜間應(yīng)設(shè)紅色警示燈。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，盡量削減對(duì)四周的影響。9.2全部施工過程中,嚴(yán)格限制建筑垃圾、污水、挖土對(duì)四周環(huán)境的污染。9.3在仔細(xì)搞好平安文明施工的同時(shí)，留意對(duì)四周建筑物、道路、樹木、人行便道的清潔衛(wèi)生，土方開挖中，留意泥土落物剛好清理。9.4為愛護(hù)水源，嚴(yán)格限制泥漿水（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(jī)械進(jìn)出施工場(chǎng)地，對(duì)出場(chǎng)道路，剛好清理污染泥土，保持清潔。9.6施工現(xiàn)場(chǎng)做到工完場(chǎng)清，保持整齊衛(wèi)生、文明施工。效益分析10.1本小型沉井機(jī)械下沉施工工法，在不變更施工機(jī)械主體液壓系統(tǒng)的前提下，無需單獨(dú)另外購(gòu)置昂貴的長(zhǎng)臂挖掘機(jī)，利用工作臂改進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)改進(jìn)施工設(shè)備，一機(jī)多用。突破以往小型沉井只能采納人工或水力排土的施工方法，以高效平安的機(jī)械作業(yè)替代一般的人工作業(yè)，并削減了沉井下沉挖土中平安平臺(tái)的搭設(shè)、挖土中易產(chǎn)生的涌泥流砂淹井事故及突沉高處墜落物體打擊等對(duì)人身的損害，大大降低了平安風(fēng)險(xiǎn)與措施費(fèi)用。10.2該工法將以往地下作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榈厣献鳂I(yè)，用工及機(jī)具材料大大削減，施工速度快，下沉過程中井下基本不下人，具有技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工平安牢靠、下沉質(zhì)量簡(jiǎn)潔限制等優(yōu)點(diǎn)。10.3本工法與常規(guī)施工方法相比,其不但提高了工作效率,而且由于工作臂較長(zhǎng)棄土較遠(yuǎn)大大削減了泥土的二次搬運(yùn)，節(jié)約了運(yùn)輸費(fèi)用。依據(jù)以往施工閱歷，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，而采納一般人工（勞動(dòng)力支配8~10人/座）或水力下沉，一座沉井至少須要二至三天。本工法大大縮短了施工工期，平安牢靠，節(jié)約工程成本應(yīng)用實(shí)例11.1臺(tái)電住宅小區(qū)（南區(qū)）室外配套工程工程概況：小區(qū)室外配套工程,總造價(jià)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，分布較散，長(zhǎng)×寬×深=3米×12米×9米，接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(duì)該成品愛護(hù)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(yán)峻影響周邊建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定與平安，松木樁或鋼板樁圍護(hù)成本較高又影響總工期，只能采納沉井施工，但沉井施工按常規(guī)采納人工挖土施工速度緩慢、平安隱患大，采納水力排土泥水無處可排施工狀況：項(xiàng)目部經(jīng)探討確定采納該工法進(jìn)行施工，施工過程中沉井下沉順當(dāng)且較為穩(wěn)定，無發(fā)生沉井傾斜與突沉現(xiàn)象，用僅一個(gè)半月左右的時(shí)間就完成了該化糞池的制作與下沉，對(duì)四周建筑物無一處污染，無基坑土方塌方現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)建筑物