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沉井是一種收集污水的裝置。

1 沉井 -概述

  一種收集污水的裝置,在基坑上建成,用長臂挖機下沉到一定標高,再用頂管連成一體,做好流槽,蓋上蓋子就可,蓋子一般現澆,密實性好,預製工期短。
  沉井基礎是以沉井法施工的地下結構物和深基礎的一種型式。是先在地表製作成一個井筒狀的結構物(沉井),然後在井壁的圍護下通過從井內不斷挖土,使沉井在自重作用下逐漸下沉,達到預定設計標高后,再進行封底,構築內部結構。廣泛應用於橋樑、煙囪、水塔的基礎;水泵房、地下油庫、水池豎井等深井構築物和盾構或頂管的工作井。
  技術上比較穩妥可靠,挖土量少,對鄰近建築物的影響比較小,沉井基礎埋置較深,穩定性好,能支承較大的荷載。

2 沉井 -應用

  以下是沉井基礎在橋樑中的應用  
採用沉井基礎的橋樑

  1.國內規模最大的橋樑沉井基礎:江陰長江公路大橋,錨錠的鋼筋混凝土沉井,平面尺寸為69米×51米,下沉58米
  2.世界上規模最大的橋樑沉井基礎:日本明石海峽大橋,主塔的鋼殼沉井,平面尺寸為80米×70米和78米×67米,下沉60米
  3.採用沉井基礎的其他結構物:取水泵房沉井基礎的分類

  1.按沉井形狀分
  (1)按平面形狀分
  ①圓形沉井:形狀對稱、挖土容易,下沉不宜傾斜,但與墩、台截面形狀適應性差
  ②矩形沉井:與墩、台截面形狀適應性好,模板製作簡單,但邊角土不易挖除,下沉易產生傾斜
  ③圓端形沉井:適用於圓端形的墩身,立模不便,但控制下沉與受力狀態較矩形好
  (2)按立面形狀分
  ①柱形:構造簡單,挖土較均勻,井壁接長較簡單,模板可重複使用
  ②階梯形:除底節外,其他各節井壁與土的摩擦力較小,但施工較複雜,消耗模板多
  2.按沉井的建築材料分:
  (1)混凝土沉井:下沉時易開裂
  (2)鋼筋混凝土沉井:常用
  (3)鋼沉井:多用於水中施工沉井基礎的特點:

  將位於地下一定深度的建築物或建築物基礎,先在地表製作成一個沉井,然後在井壁的圍護下通過從井內不斷挖土,使沉井在自由作用下逐漸下沉,達到預定設計標高后,再進行封底,構築內部結構。沉井設計原則:

  沉井平面尺寸及其形狀與高度,應根據墩台的地面尺寸、地基承載力及施工要求。力求結構簡單對稱、受力合理、施工方便。具體要求:

  1.沉井稜角處宜做成圓角或鈍角
  2.沉井的長短邊之比越小越好
  3.沉井分節製作沉井施工步驟:

  1.場地平整,鋪墊木、製作底節沉井
  2.拆模,刃腳下一邊填塞砂、一邊對稱抽拔出墊木
  3.均勻開挖下沉沉井,底節沉井下沉完畢
  4.建築第二節沉井,繼續開挖下沉並接築下一節井壁
  5.下沉至設計標高,清基
  6.沉井封底處理
  7.施工井內設計和封頂等沉井主要構造包括:

  刃角、井壁、內隔牆、取土井、凹槽、封底、頂板等。沉井基礎的構造

  1.井壁:沉井的外壁,是沉井的主要部分,它應有足夠的強度,以便承受沉井下沉過程中及使用時作用的荷載;同時還要求有足夠的重量,使沉井在自重作用下能順利下沉
  2.刃腳:井壁下端一般都做成刀刃狀的「刃腳」,其功用是減少下沉阻力
  3.隔牆:設置在沉井井筒內,其主要作用是增加沉井在下沉過程中的剛度,同時,又把整個沉井分隔成多個施工井孔(取土井),使挖土和下沉可以較均衡地進行,也便於沉井偏斜時的糾偏
  4.凹槽:設置在刃腳上方井壁內側,其作用時使封底混凝土和底板與井壁間有更好的聯結,以傳遞基底反力
  5.封底:當沉井下沉到設計標高,經過技術檢驗並對井底清理整平后,即可封底,以防止地下水滲入井內
  6.頂蓋:井頂澆築鋼筋混凝土頂蓋,待頂蓋達到設計強度後方可砌築墩、台沉井基礎的施工

  1.旱地上沉井的施工
  場地平整 製造第一節沉井 拆模及抽墊 挖土下沉 接高沉井
  地基檢驗和處 封底、充填井孔及澆築頂蓋
  2.水中沉井的施工
  (1)築島法:水流速不大,水深在3或4m以內
  (2)浮運沉井施工:水流速較大,水深較深沉井的概念

  沉井是井筒狀的結構物,它是以井內挖土,依靠自身重力克服井壁摩阻力後下沉到設計標高,然後經過混凝土封底並填塞井孔,使其成為橋樑墩台或其它結構物的基礎。沉井基礎的特點

  (1)優點
  ①埋置深度可以很大,整體性強、穩定性好,有較大的承載面積,能承受較大的垂直荷載和水平荷載;
  ②沉井既是基礎,又是施工時的擋土和擋水結構物,下沉過程中無需設置坑壁支撐或板樁圍壁,簡化了施工
  ③沉井施工時對鄰近建築物影響較小
  (2)缺點
  ①施工期較長
  ②施工技術要求高
  ③施工中易發生流砂造成沉井傾斜或下沉困難等沉井基礎的適用條件

  1.上部荷載較大,而表層地基土的容許承載力不足,擴大基礎開挖工作量大,以及支撐困難,但在一定深度下有好的持力層,採用沉井基礎與其它深基礎相比較,經濟上較為合理時;
  2.在山區河流中,土質雖好,但沖刷大或河中有較大卵石不便樁基礎施工時;
  3.岩層表面較平坦且覆蓋層薄,但河水較深;採用擴大基礎施工圍堰製作有困難時。

3 沉井 -沉井基礎施工安全控制要點

  1.沉井下沉四周影響區域內,不宜有高壓線桿、地下管道、固定式機具設備和永久性建築。必須設置時,應採取安全措施;
  2.沉井施工,應盡量避開汛期,特別是在初沉階段不得在汛期內。如需渡過汛期、凌期時,應採取穩定可靠的安全防護措施;
  3.在水中設圍堰築島而導致水流被壓縮或改變河道等,應檢查對附近的堤壩、農田和其它建築物的安全以及島體本身的穩定是否受到影響,嚴防因沖刷而壩塌;
  4.沉井下沉,採用人工挖掘時,勞動組織要合理,井內人員不宜過多。在刃腳處挖掘,應對稱均勻掘進,並保持沉井均勻下沉。下井操作人員,安全防護用品必須佩戴齊全。井內要有充足的照明。沉井各室均應備有懸挂鋼梯及安全繩,以應急需。涌水、涌砂量大時,不宜採用人工開挖下沉;
  5.沉井施工前,應檢查機具設備是否完好,並搭好腳手架、作業平台、並保證其牢靠,平台四周設置欄杆,高處作業和險要的空隙處,均應設安全網;
  6.沉井的內外腳手,如不能隨同沉井下沉時,應和沉井的模板、鋼筋分開。井字架、扶梯等設施均不得固定在井壁上,防止沉井突然下沉時被拉倒;
  7.沉井頂面應設安全防護圍欄。井內、井上搭設的抽水機台座、水力機械管道等施工設施,均應架設牢固。井頂上的機具應設防護擋板,小型工具宜裝箱存放。在沉井刃腳和井內橫隔牆附近不得有人停留、休息,以防止墜物傷人;
  8.井內、井上的抽水機電路應使用防水膠線,安裝漏電保護裝置,以防止觸電;
  9.空壓機的貯氣罐應設有安全閥,輸氣管應編號,供氣控制應由專人負責,在有潛水員工作時,應有濾清器,進氣口應設置在能取得潔凈空氣處;
  10.沉井的製作高度不宜使重心離地太高,以不超過沉井短邊或直徑的長度為宜。特殊情況允許加高,但應有可靠的計算數據,並採取必要的安全技術措施;
  11.在圍堰築島上就地澆築的沉井,在沉井的外側周圍應留有護道。護道寬度應按設計規定修築;築島島面和開挖基坑的坑底標高,應比沉井施工期最高水位高出至少0.5m;
  12.沉井下沉前應把井壁上拉杆螺栓和圓釘切割掉。特別在不排水下沉時,應清除井內障礙和插筋,以防止割破潛水員的潛水服;
  13.在築島上,沉井下沉中,如刃腳尚未達到原河床以前,而需接高沉井時,應在沉井內回填砂土,並分層灌注混凝土,防止沉井接高加重,產生不均衡下沉,造成沉井傾斜;
  14.拆除沉井墊板應在沉井混凝土達到設計強度後進行。抽拔墊板時,應有專人統一指揮,分區、分層、同步、對稱進行。抽拔墊板及下沉時,嚴禁人員從刃腳、底梁和隔牆下通過。抽掉墊板后,應及時回填、夯實,並注意檢查是否有傾斜及險情。
  15.沉井面積較大,不排水下沉時,井內隔牆上應設有潛水員通過的預留孔;
  16.浮運沉井的防水圍壁露出水面高度,在任何時候均不得小於1m;
  17.不排水沉井下沉中,應均勻出土,不得超挖、超吸,並應加強觀測,必要時進行沉井底的潛水檢查,防止沉井突然下沉和大量翻砂而導致沉井歪斜,造成人員和機械損傷;
  18.用吊斗出土時,斗梁與吊鉤應封綁牢固,並應經常檢查斗梁、斗門等磨損情況,損傷部位應更換或加固。吊斗升降時,井頂指揮人員應通知井下人員暫時避開;
  19.採用抓鬥進行不排水下沉時,如鋼絲繩纏繞在一起而需要轉動抓鬥進行排除時,作業人員應站在有護欄的部位;
  20.採用機吊人挖時,土斗裝滿后,需待井下人員躲開,併發出信號后,方可起吊;
  21.採用水力機械時,井內作業面與水泵站應建立通訊聯繫;
  22.水力機械的水槍和吸泥機,應進行試運轉,各連接處應嚴密不漏水;
  23.沉井在淤泥質粘土或亞粘土中下沉時,井內的工作平台應用活動平台,禁止固定在井壁、隔牆或底樑上;
  24.不排水沉井,井內應搭設專供潛水員使用的浮動操作平台,潛水員要注意按照規定進行增壓或減壓;
  25.灌注水下混凝土,應搭設作業平台、溜槽、導管及提升設備,經全面檢查(提升設備應做升、降試運行),確認安全后,方可施工;
  26.沉井施工中,灌注混凝土如使用減速漏斗時,漏斗應懸挂牢固,並應附有保險繩索。漏斗應封鉤,孔口四周的空隙應堵嚴;漏斗升降時,井上與井下作業人員,應設通訊聯絡,協調配合,統一指揮;
  27.在深水處,採用浮式沉井施工時,有關沉井下水、浮運及懸浮狀態下接高、下沉等,必須加以嚴密控制:
  1)各類浮式沉井在下水前,應對各節浮式沉井進行水密性試驗,合格後方可下水;
  2)浮式沉井下水前,應制定下水方案。採用起吊下水時,應對起重設備進行檢查。在河岸有適合坡度,採用滑稱、牽引等方法下水時,必須嚴防傾覆;
  3)浮式沉井,必須對浮運、就位和落河床時的穩定性,進行檢查;
  28.浮式沉井,定位落河床前, 應考慮潮水漲落的影響,對所有錨碇設備進行檢查和調整,使沉井安全準確落位;
  29.浮式沉井落河床后,應儘快下沉,並使沉井達到保持穩定的深度;隨時觀察沉井的傾斜、移位及河床沖刷情況;
  30.採用井內抽水強制下沉時,井上人員應離開沉井;
  31.沉井如由不排水轉換為排水下沉時,抽水后應經過觀測,確認沉井已穩定,方可井下作業;
  32.採用套井與觸變泥漿法施工時,套井四周應設置防護設施;
  33.沉井下沉採用載入助沉時,載入平台應經過計算,載入或卸載範圍內,應停止其他作業;
  34.浮式沉井,在船上或支架平台上製作時,對船舶或支架平台的承載力應進行驗算;
  35 .在嚴重流冰的河流上,進行沉井施工必須避開流冰期。確實不能避開時,應將沉井井頂下沉至冰底面的安全水位;
  36.沉井施工中,嚴防船舶及漂流物等的撞擊。通航的河道,應與港監部門聯繫,辦理有關水上施工的手續,設置導航標誌,在水流斜交處,應備有導航船引導過往船隻,緩慢安全駛過施工區;
  37.沉井水下混凝土封底時,工作平台應搭設牢固,導管周圍應設欄杆,平台的荷載除考慮人員和機具重量外,還應考慮漏斗和導管堵塞后,裝滿混凝土時的懸吊重量。
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