沉井施工的質(zhì)量檢查與控制方法

趙維春，朱才明，杜洪貞

（1.煙臺市城市排水管理處，山東煙臺 264000；2.煙臺市城建設(shè)計研究院有限公司，山東煙臺264003；3.煙臺市辛安河污水處理有限公司，山東煙臺264003）

0 引言

在高地下水位地段、流砂地段、軟土地段和現(xiàn)場狹窄地段修建深埋構(gòu)筑物，經(jīng)常采用沉井施工。沉井下沉過程中，由于水文地質(zhì)資料掌握不全，下沉速度控制不嚴(yán)，以及其它各種原因，可能發(fā)生井筒傾斜、筒壁裂縫、下沉過快或不繼續(xù)下沉等事故，應(yīng)及時檢查、控制并加以校正。

1 井筒傾斜的觀測

沉井下沉?xí)r，可能發(fā)生傾斜，如圖1所示，M、N為井筒外徑的兩端，由于傾斜而產(chǎn)生高差值h。施工過程中出現(xiàn)傾斜，就要校正，校正的結(jié)果很可能井筒軸線發(fā)生水平位移。如圖2所示，井筒在傾斜位置，繞M點(diǎn)轉(zhuǎn)動，校正到垂直位置2，如果繼續(xù)轉(zhuǎn)動到位置3，下沉到4，再繞N轉(zhuǎn)動到垂直位置5，2和5兩個位置的軸線水平位移為L[1]，因此，在校正傾斜的過程中，一定要注意校正幅度的大小，使軸線位移值不超過50 mm。

圖1 井筒下沉?xí)r傾斜

圖2 井筒傾斜的校正過程

井筒發(fā)生傾斜的原因很多，主要是刃腳下面的土質(zhì)不均勻，挖土操作不對稱，井壁四周土壓力不均衡，以及刃腳下某一處遇有障礙物所造成的。

傾斜觀測分井內(nèi)和井外兩種，井內(nèi)觀測可采用垂球觀測，而垂球觀測只適用于井筒降水下沉。

垂球觀測是在井筒內(nèi)壁4個對稱點(diǎn)懸掛垂球。垂直下沉?xí)r，垂球線與井壁上所畫標(biāo)志線平行且重合，如果井筒傾斜，則垂球線發(fā)生位移（見圖3）。這種方法簡單、實(shí)用，但不能定量觀測。水準(zhǔn)測量適用水準(zhǔn)儀或激光水準(zhǔn)儀，需事先在井角四周設(shè)置高程標(biāo)志，這在比較重要的沉井施工或已經(jīng)產(chǎn)生傾斜而需要求誤差值的適用。

圖3 垂球法觀測軸線傾斜

2 井筒傾斜的校正

由于挖土不均而引起井筒傾斜時，用挖土方法校正。在下沉慢的一邊多挖土，下沉快的一邊刃腳處將土夯實(shí)或做人工墊層，使井筒恢復(fù)垂直。如果這種方法也校正不過來，就應(yīng)在井角外壁下沉快的一邊回填土方，下沉慢的一邊開挖土方。

3 井筒軸線發(fā)生水平位移的校正

井筒傾斜后在校正過程中如果像圖2那樣發(fā)生軸線水平位移，而且L值超過50 mm，就要對水平位移進(jìn)行校正。具體做法如圖4，AB為設(shè)計軸線，CD為偏移后的軸線，AB與CD兩直線之間的距離為L。井筒在Ⅱ位置繞M點(diǎn)轉(zhuǎn)動到位置Ⅲ，下沉至位置Ⅳ，再繞M點(diǎn)轉(zhuǎn)動到垂直位置V，AB與CD兩直線即可重合，井筒的轉(zhuǎn)動過程可利用第2節(jié)中所提到的挖土方法來進(jìn)行，還可通過在下沉慢的一邊增加荷載，利用高壓水槍沖擊等方法進(jìn)行。

4 下沉過程中的障礙物處理

下沉過程中，刃腳可能遇到石塊或其它障礙物無法下沉，也可能遇到松散土及流砂等其它情況，使井筒下沉產(chǎn)生偏移。對待不同情況，有不同的處理方法。遇到石塊或其它堅硬物體，可以用鎬或風(fēng)鎬去除，也可采用爆破方式去除。遇到流砂，必須先降低地下水到井底標(biāo)高0.5 m以下后方能進(jìn)行下沉。遇到地質(zhì)為高地下水位的粉細(xì)沙層,且沉井周邊的建筑物距沉井很近，為防止流沙導(dǎo)致井壁外地面坍塌危及建筑物，采用在沉井周邊打止水帷幕的方式來防止流沙導(dǎo)致沉井傾斜及建筑物傾覆。遇到松散土，沉井挖土下沉過程中可能發(fā)生溜方，導(dǎo)致沉井傾斜，采用沉井內(nèi)挖土,由中心向四周進(jìn)行，刃腳處不挖，沉井靠自身重力切土下沉，如發(fā)生傾斜問題，必須先進(jìn)行校正，再進(jìn)行下沉。

5 井筒裂縫的處理

井筒在下沉過程中，由于所受的力不均或強(qiáng)度達(dá)不到要求，可能出現(xiàn)裂縫，裂縫有環(huán)向裂縫和縱向裂縫兩種。環(huán)向裂縫是由于井壁四周土質(zhì)不均對井筒壁所造成的壓力不同產(chǎn)生的，也可能是由于井筒設(shè)計強(qiáng)度達(dá)到不到要求或井筒沒有達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求就開始下沉而造成的。縱向裂縫是由于井筒在下沉過程中遇到石塊或其它堅硬障礙物作用于井壁一點(diǎn)或爆震下沉所致。井筒一旦出現(xiàn)裂縫，就必須立即進(jìn)行處理，以防裂縫擴(kuò)大。出現(xiàn)裂縫后，可在井筒內(nèi)增加支撐，也可以在出現(xiàn)裂縫處井筒以外挖土或者撤除障礙物，以減少對井壁的壓力。對于已出現(xiàn)的裂縫，可用水泥砂漿與環(huán)氧樹脂再加其它早強(qiáng)劑抹平，待達(dá)到一定強(qiáng)度后，再繼續(xù)下沉。預(yù)防井筒裂縫除了要保證一定的設(shè)計強(qiáng)度以外，還要注意井筒要達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%以上后，再進(jìn)行下沉[2]。

6 井筒下沉過快的處理

在沉井施工過程中，經(jīng)常會遇到這種情況，井筒下沉過快，即井筒下沉的速度比挖土的速度快，出現(xiàn)這種情況主要發(fā)生在地下水為較高的流砂地帶。由于長期抽水，使井筒外壁與土之間的摩擦力減少，或因土的耐壓強(qiáng)度較小，使井筒下沉的速度超過挖土的速度。防止方法是在井筒外將土夯實(shí)，增加土與井壁之間的摩擦力，在即將下沉到設(shè)計標(biāo)高時，為了防止下沉過快，先停止挖土，讓井筒自沉一段時間，再繼續(xù)挖土?xí)r，可以不將刃腳處的土方挖掉，下沉到設(shè)計標(biāo)高時立即封底，也可以在刃腳處四周修筑混凝土支墩，來增加受壓面積[3]。

總之，在沉井施工過程中，會出現(xiàn)許許多多的問題，要隨時觀察加以控制。施工條件不同，出現(xiàn)的問題也不盡相同，因此，必須因地制宜，靈活運(yùn)用，這樣才能保證沉井順利下沉。

[1]鄭達(dá)謙.給水排水工程施工（第 3版）.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.

[2]GB50141—2008,給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3]GB50202—2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].