沉井与沉箱工程技术规程
上海市工程建设规范
沉井与气压沉箱工程技术规程
Specification for Technique of Sinking Well and Pneumatic Caisson
（征求意见稿）
□□□-□□□-2009
2009 上海
前言
本规程根据上海市建设和交通委员会沪建交[2008] 470号文的要求，由上海市基础工程有限公司主编。
随着我国国民经济的飞跃发展，沉井与气压沉箱在工程建设中已广泛使用，目前沉井与气压沉箱的下沉深度已达58m。目前，沉井与气压沉箱施工技术已处于国际先进水平，为了进一步规范沉井与气压沉箱的施工，提高工程质量，加快施工进度，统一标准，制订本规程。
本规程总结了多年来软土地层的沉井与气压沉箱施工实践，对沉井与气压沉箱施工全过程作了大量的调研和论证，并广泛征求了有关设计施工单位的意见，经多次修改完成了本规程的制订。
本规程的主要内容是：1、总则；2、主要符号和术语；3、基本规定；4、沉井（箱）设计；5、沉井（箱）施工；6、质量验收；7、工程监测；8、安全与环境保护。
本规程由上海市基础工程有限公司公司归口管理并负责解释，本规程内容可能不尽完善，各单位在执行本规程时，如发现问题或有关建议、意见，请及时告知上海市基础工程有限公司（地址：上海市江西中路406号；邮编：200002），以供今后修订时参考。
主编单位：上海市基础工程有限公司
参编单位：上海交通大学
主要起草人：
主要审查人：
目录
1 总则 (1)
2 主要术语和符号 (2)
2.1主要术语 (2)
2.2主要符号（字母排列） (3)
3 基本规定 (5)
4 沉井（箱）设计 (6)
4.1一般规定 (6)
4.2侧摩阻力 (7)
4.3下沉系数及下沉稳定性 (8)
4.4稳定性验算 (9)
4.5强度验算 (10)
4.6构造要求 (10)
4.7封底混凝土计算 (11)
5 沉井（箱）施工 (13)
5.1一般规定 (13)
5.2施工设备 (13)
5.3施工准备 (14)
5.4垫层施工 (15)
5.5沉井（箱）制作 (17)
5.6沉井下沉 (18)
5.7沉箱下沉 (19)
5.8沉井封底 (20)
5.9沉箱封底 (21)
5.10沉箱施工的生命保障系统 (22)
6 质量验收 (24)
7 工程监测 (26)
7.1一般规定 (26)
7.2主体结构监测 (27)
7.3监测资料与技术成果文件编制 (28)
8 安全与环境保护 (30)
本规程用词说明 (31)
引用标准名录 (32)
1 总则
1.0.1为了在沉井与气压沉箱（沉井（箱））工程中做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。
1.0.2本规程适用于建筑工程和市政工程中的沉井、沉箱工程。
1.0.3除执行本规程中的有关内容外，尚应符合现行的有关标准、规范的规定。
2 主要术语和符号
2.1 主要术语
2.1.1 沉井Sinking well
沉井是一种在地面上制作后，通过井内取土使之下沉到地下预定深度的地下结构。
2.1.2 气压沉箱Pneumatic Caisson
沉井的下部设置顶板形成工作室，并在工作室内加气进行挖土作业，称为气压沉箱。如无特指，本规程中气压沉箱简称为沉箱。
2.1.3 井（箱）壁Wall
沉井（箱）与土体接触的外壁。
2.1.4刃脚Cutting curb
井（箱）壁最下端的刃状结构称为刃脚，其功能是支承沉井（箱）的重量，切土下沉。
2.1.5工作室Chamber
沉箱下部加气平衡水土压力和取土作业的空间。
2.1.6遥控挖掘机Remote control dredging machine
位于沉箱工作室内的机械挖土设备，可在地面远程控制自动挖土。
2.2 主要符号（字母排列）
A ——单位周长的摩阻力（kN/m ）；
1A ——隔墙和底梁的总支承面积（m 2
）
； k F ——下沉过程中地下水的浮托力标准值（kN ）
； t F ——气压浮托力标准值（kN ）
； G ——沉井（箱）第一节单位长度重量（kN/m ）； k G ——自重标准值（包括外加助沉重量的标准值）
（kN ）； 0G ——第一节沉井下沉时，单位长度重量（kN/m ）
； H ——入土深度（m ）；
I ——混凝土的浇筑速度（32/m m h ）；
0I ——混凝土的表面坡度；
K ——流动性时间保持系数（h ）；
1R ——刃脚踏面及斜面下土的支承力（kN ）
； 2R ——隔墙和底梁下土的支承反力（kN ）
； d R ——地基土的极限承载力（kPa ）
； f T ——侧壁与土的总摩阻力标准值（kN ）
； U ——侧壁外围周长（m ）；
b ——刃脚踏面宽度（m ）；
c ——刃脚踏面宽度（m ）
； f ——多层土的加权平均单位摩阻力标准值（kPa ）；
h ——混凝土垫层的厚度（m ）；
s h ——砂垫层的厚度（m ）
； c k ——接高稳定性系数；
st k ——下沉系数；
s st k '——下沉稳定系数；
n ——刃脚斜面与土壤接触面的水平投影宽度（m ）
； p ——砂垫层底部土层的承载力（kN/m 2）；
r ——扩散半径（m ）
； t ——导管下端插入混凝土内的深度（m ）
； α——砂垫层的压力扩散角（°）
； s γ——砂的干容重（kN/m 3）
；
3基本规定
3.0.1各类沉井（箱）结构构件按承载能力极限状态计算，计算原则应按国家现行《钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137）的规定执行。
3.0.2各类沉井（箱）结构构件的使用阶段应按正常使用极限状态验算，验算原则应按国家现行《钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137）的规定执行。3.0.3各种形式的沉井（箱）应进行下沉、下沉稳定性及抗浮稳定性验算，必要时应进行沉井（箱）结构的抗倾覆和抗滑移验算。
3.0.4 各类沉井（箱）验算时抵抗力应只计永久作用（可变作用不应计入），所有组合作用力均采用标准值。
3.0.5荷载取值及构件截面计算原则应按国家现行《钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137）和现行国家《混凝土结构设计规范》（GB50010）的规定执行。
3.0.6 沉井（箱）第一次制作时的荷载应小于下卧层地基土的承载力特征值，以后各节应满足地基极限承载力的要求。
3.0.7 分节下沉的沉井（箱）接高前，应进行稳定性计算。如不符合要求，应根据计算结果采取井内留土、灌水等措施，确保下沉稳定。
3.0.8 沉井（箱）制作时外排脚手架应与模板脱开。
3.0.9 沉井（箱）的下沉应按“勤测勤纠”的原则进行，当下沉至设计标高并基本稳定，8小时内下沉量小于10mm时，方可进行封底工作。
3.0.10沉箱应采用远程遥控机械化施工技术。
4沉井（箱）设计
4.1 一般规定
4.1.1 沉井结构设计应考虑建（构）筑物使用功能要求。
4.1.2 沉箱的设计基本与沉井相同，还应考虑：
1在计算模型中应考虑工作室顶板的作用，作整体分析；
2 在下沉阻力计算中，除箱壁侧摩阻力外，还应考虑气压浮托力；
3 工作室顶板的计算荷载应取地基反力、水浮力和气压浮托力的最不利组合，且不计封底混凝土的作用。
4.1.3 场地勘察报告应满足相应设计阶段的技术要求，其内容应符合现行国家《岩土工程勘察规范》(GB50021)标准。
4.1.4场地周边环境资料应包含市政管线、已有建（构）筑物，查明距离、埋深等相邻关系。
4.1.5 对于江心和岸边施工的沉井（箱），还需具有河道的流速、流量、水深和洪水位、枯水位的水位标高以及河流航道宽度和通航情况等水文资料。
U ——侧壁外围周长（m ）；
A ——单位周长的摩阻力（kN/m ）；分别按下列各式计算
对于图4.2.1-a ： f H A )5.2(-= （4.2.3-2） H ——入土深度（m ）；
f ——多层土的加权平均单位摩阻力标准值（kPa ）；
对于图4.2.1-b ，可根据不同的阶梯尺寸和台阶设置进行计算。
k F ——下沉过程中地下水的浮托力标准值（kN ）
； t
F ——气压浮托力标准值（kN ）
； st k ——下沉系数，应大于等于1.05。
1R ——刃脚踏面及斜面下土的支承力（kN ）
。
U ——侧壁外围周长（m ）；
c ——刃脚踏面宽度（m ）
； n ——刃脚斜面与土壤接触面的水平投影宽度（m ）
； d R ——地基土的极限承载力（kPa ）
，如无地质资料，可按表4.3.2-3选取。 2R ——隔墙和底梁下土的支承反力（kN ）
； d R A R 12 （4.3.2-4）
1A ——隔墙和底梁的总支承面积（m 2）
。
4.4 稳定性验算
4.4.1 沉井（箱）稳定性验算(抗浮、抗滑移、抗倾覆) 应按国家现行《钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137）的规定计算。
4.4.2 沉井（箱）抗浮应按沉井（箱）封底和使用两个阶段，分别根据实际可能出现的最高水位进行验算。
4.4.3 当封底混凝土与底板间有拉结钢筋等可靠连接时，封底混凝土的自重可作为抗浮重量的一部分。
4.4.4 当沉井（箱）建在软弱土层上或位于江（河、水库、湖、海）岸边时，应进行抗滑移的验算。
4.4.5 当沉井（箱）多次制作下沉时，须按下式进行接高稳定性验算：
4.6 构造要求
4.6.1 沉井（箱）壁是箱体的主要受力部位，必须具备一定的强度和重量，其厚度一般为0.3m～2 m。
4.6.2 变截面沉井（箱）壁台阶宽度宜为100mm~200mm，软土地基上的变截面台阶宜设置在井（箱）内侧。
4.6.3 沉井（箱）壁的垂直钢筋一般不宜小于φ10，内侧水平钢筋宜设在垂直钢筋里侧，在台阶处钢筋交叉搭接的延伸长度不小于锚固长度。
4.6.4 沉井（箱）壁顶和沉井（箱）壁底须配若干粗钢筋加强，分次浇筑分段下
4.7.1 干封底混凝土的厚度，可按具体情况而定，一般应保证钢筋混凝土底板能够顺利施工。如果有地下水而在浇筑钢筋混凝土底板之前有停止降水时，则必须进行封底混凝土强度计算。
4.7.2 水下封底混凝土的厚度应根据强度和抗浮两个条件来确定，应按国家现行《钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137）的规定计算。
4.7.3 沉井的封底应符合下列规定：
1 通过降水进行干封底时，应待封底混凝土强度等级达到设计要求后，方可停止降水。
2 对水下封底混凝土，待强度等级达到设计要求后，方可将井内水抽除。
4.7.4 沉箱封底应在加气压的条件下进行，气压在封底过程中应维持稳定，封底后应进行注浆。
文明施工及消防的要求。
5.3.8 施工用电的设计与施工，必须符合国家和地方有关主管部门颁发的电器设备安装规程及国家现行《施工现场临时用电安全技术规定》（JGJ46）。
5.3.9 施工机械设备用水的水质，应符合机械设备出厂说明书的规定，禁止使用含有油脂或糖类等杂质的污水，且不得使用海水拌制混凝土。
5.3.10 气压沉箱施工工地应有与外界联系的通讯设备，同时应具有工地内部各环节的通讯联络设备。
5.3.11 具备开工条件的施工现场应根据经过批准的施工组织设计填写开工报告，交由监理及业主审批后方可正式开工。
5.3.12 工程拟用的材料应按规定抽样送质检部门指定的材料检测中心进行检测，合格后方可用于该工程。
5.4 垫层施工
5.4.1 沉井（箱）施工时，应首先根据设计图纸进行定位放线工作。
5.4.2 垫层基坑底部的平面尺寸需考虑支模、搭设脚手架及排水等项工作的需要。
5.4.3 垫层基底宜选择在较好的持力层中，基底位于地下水位以下时，必须做好降水工作。
5.4.4 垫层基坑开挖时，应验算基坑的边坡稳定，具体参考上海市《基坑工程设计规范》（DBJ08-61）的规定计算。
5.4.5 在开挖好的基坑（槽）内，铺筑砂垫层前在基坑底部应设置盲沟和集水井，集水井的深度宜低于基底300mm~500mm。在清除浮土后，方可进行砂垫层的铺填工作。施工期间做好排水工作，严禁砂垫层浸泡在水中。
5.4.6 砂垫层的厚度，根据沉井（箱）的重量和地基土的承载力通过计算确定，应按（5.4.6）式计算：