淺析沉井施工

王政淇

摘 要：隨著城市建設的發(fā)展以及工程施工技術水平的提高，沉井施工已廣泛應用于工程建設中，本文就沉井施工做簡述。

關鍵詞：沉井施工；施工技術；城市建設

隨著城市基礎設施的加快建設，城市生活環(huán)境日趨提高。但是新的建設必然要對現(xiàn)有的道路、建筑物及人們的生產(chǎn)生活帶來影響，為了將這種影響降到最低，對環(huán)境影響較小，需要場地不大的沉井施工技術在建設中被大量采用。沉井施工已廣泛應用于工業(yè)建筑的深坑、地下室、設備深基礎、橋墩、碼頭、鑿井等工程。例如城市管線施工時，使用沉井做工作坑或檢查井，可以避免直接開挖施工造成占地過大而影響道路交通或者周圍有建筑物無法開挖等。但沉井較一般開挖工程要復雜，遇到的問題比較難以處理。如何能夠避免這些問題或是將這些問題處理在萌芽階段，將是沉井施工成敗的關鍵。

1 準備工作階段

從拿到圖紙到準備工作就緒，屬于準備工作階段，這個階段應該確定方案。確定方案時首先根據(jù)施工圖紙和現(xiàn)場情況，確定是否采用沉井這種工藝，并明確提出原因，比如施工場地過小、開挖無法放坡；或是相鄰建筑物或構筑物太近，開挖會直接影響其安全；以及施工圖紙顯示新建構筑物相對標高過低，開挖時無法支護或是土質情況太差，無法挖到設計標高，等等。根據(jù)這些情況，再分析施工圖紙，明確這些構筑物能否適合于沉井、采用沉井后對工程質量和使用情況有無影響。其次，確定沉井工藝后，必須認真進行針對性很強的專業(yè)地質鉆探和調查研究工作，充分掌握工程地質和水文地質資料。探明沉井下沉時是否會遇到障礙物和流砂層等，并對附近地上地下各種管線充分了解，明確與沉井的相鄰關系，并標示于施工圖上。小型沉井在井位上應有不少于 1 個孔的地質資料，對大型沉井及地質復雜或變化較多地區(qū)，在四周和中間應有不少于 5 個孔的地質資料。若提供的地質資料有疑問時，應該進行補鉆，這對于不排水沉井施工法尤為重要。再次，方案中應明確降水措施、下沉挖土方法、控制測量方法等。平整場地時，平整范圍要大于沉井外側面1～3m，場地整平后進行放線定位，定位要準確，并經(jīng)驗收合格后才能正式施工。

2 實施工作階段

當沉井第一節(jié)混凝土或砌筑砂漿達到設計強度，其余各節(jié)達到設計強度的 70 % 以上時，方可開始下沉作業(yè)。沉井下沉分為排水挖土法和不排水挖土法。沉井施工范圍在黏土、穩(wěn)定性較好的土層或砂礫層中，滲水量大，排水方便，可采用排水挖土法進行。排水方法可選用明溝集水井排水、井點排水、井點與明溝相結合排水法中的一種。

（1）明溝集水井排水法案。這種方法適合于較大沉井，并且下沉不太深，地下水水量不大的情況下，沿井底刃角 1 m～2 m 處挖一圈排水明溝，深度比地下水深 1 m～1.5 m。排水溝和集水井深度隨著沉井的下沉不斷挖土而不斷加深并在井內(nèi)或井壁上設水泵將水抽出井外排走。

（2）井點排水。在沉井周圍設置輕型井點、電滲井點、噴射井點或是深井降水，以降低水位，使井內(nèi)保持干土。

（3）井點與明排水結合。在沉井上部周圍設井點抽水，下部挖明溝集水井排水。排水系統(tǒng)做好后，即可進行挖土下沉，挖土時應分層均勻對稱挖土，使沉井能均勻下沉，沒有過大傾斜。遇到普通土時，應從中間開始挖向四周，厚度為 400mm～550 mm，在刃角處留 1 000 mm～1 500 mm 的臺階，在沿井壁每 2 m～3 m 向刃角方向逐層、對稱、均勻地削薄土層，每次削薄 50mm～100 mm，當土層經(jīng)不住刃角的擠壓而破裂時，沉井便在自重作用下破土下沉，此種情況下嚴禁超挖。當遇到砂類卵石或硬土時，按平面布置分段，逐次對稱地將刃角下挖空，并挖出刃角外壁約 100 mm，每段挖完后用小卵石填充夯實，待全部挖完回填后，再分層取掉回填的小卵石，這樣可使沉井均勻地減少承壓而平衡下沉。當遇到風化或軟質巖層時，應用風鎬或風鏟在刃口打斜炮孔，進行爆破作業(yè)。炮孔深度為 1 m，以 1 000mm×1 000 mm 網(wǎng)格交錯排列，伸出刃角外 150 mm～300 mm，開挖寬度可超過刃角 50 mm～100 mm，下沉時，先沿刃角分段爆破挖開，每挖 1 m 即回填。如此逐段進行挖填，逐層去掉回填土，即可下沉。

當沉井幾何尺寸不大，可采用不排水挖土法。一般用抓斗、水力吸泥機或水力沖射空氣吸泥機在水下進行挖土作業(yè)。并且不能從刃角下開始，若下沉系數(shù)較大應先挖鍋底中間部分，沿刃角周圍保留，沉井便會擠土下沉。挖土時不能將鍋底開挖過深，應控制在鍋底比刃角低 1 m～1.5m，沉井靠自重下沉，而將刃角下的土擠向中央鍋底，再從井孔中繼續(xù)挖土，沉井即可下沉。由多個井孔組成的沉井，為使其均勻下沉，挖土時各井孔土面高差應不超過 1 m。

3 就位工作階段

沉井下沉到設計標高，并經(jīng) 2 d～3 d 觀測，證明下沉已經(jīng)穩(wěn)定，或證明在 8 d 內(nèi)不大于 10 mm 時，即可封底。封底又可分為排水法封底和不排水法封底。

3.1 排水法封底

先將混凝土與底板接觸的部位沖刷干凈并鑿毛，對井底進行修整，成為鍋底形，由刃角向中心設置成放射形排水溝，溝內(nèi)鋪設卵石作濾水暗溝。在井底的鍋底部位設置集水井，深度在井下水位 1.5 m～2 m。若設置多個集水井時，井間應設置盲溝相互連通。集水井內(nèi)插入 d 600mm～d 800 mm 四周帶孔眼的鋼管并高出地下水位 500 mm，頂部安裝同口徑法蘭盤一個，高度以不超出墊層為宜，井管四周填充卵石，使井底的水匯流在鋼管內(nèi)，再用泵排水，保持地下水位低于井底面 300 mm～500 mm。

清理井底。井底基礎表面不得有積水，待檢驗合格后，澆筑一層厚500 mm～1500 mm 的混凝土墊層。振搗必須密實。待墊層混凝土強度達到 50 % 以后，即可綁扎底板鋼筋，鋼筋兩端應伸入刃角或凹槽內(nèi)，然后澆注混凝土。澆注時應分層，每層厚度 300 mm～500 mm，由四周向中央進行，振搗密實，自然養(yǎng)護。養(yǎng)護期內(nèi)繼續(xù)抽水，待底板混凝土達到設計強度的 70 % 以上時，再將集水井逐個停止抽水和封堵。

集水井封堵時，將水抽干，在管內(nèi)用干硬性高強度混凝土澆灌堵實，并振搗密實，然后套上法蘭盤，用螺栓擰緊或焊接牢固，上部用混凝土壓平搗實。

3.2 不排水法封底

（1）先將井底浮泥清理干凈，再將新舊混凝土接觸的部位沖洗干凈并鑿毛，然后鋪設碎石墊層。

（2）封底在水下澆筑混凝土時，應采用提升導管澆筑井底墊層混凝土。導管采用 d 200 mm～d 300 mm，每根導管上方裝有數(shù)節(jié) 1 000 mm 的短管，導管的有效作業(yè)半徑為 3 m～4 m。澆筑時的水平混凝土平均上升速度不應小于 250mm/h，坡度不大于 1∶5。導管插入混凝土的深度不應小于1 m。

（3）養(yǎng)護 7 d～10 d 達到強度后，從沉井內(nèi)抽水后再將墊層表面清理干凈，不能有大面積積水，然后安排水封底法澆筑鋼筋混凝土。

3.3 水下封底混凝土的配制

按設計要求，根據(jù)試驗確定混凝土的配制為：比設計高 10 %～15 %；水灰比不大于 0.6；良好的和易性，塌落度控制在 160 mm～200 mm，初期為使導管下端成堆，塌落度應為 140 mm～160 mm；水泥用量 350 kg/m3 ～400kg/m3；粗骨料 5 mm～40 mm；細骨料砂率 45 %～50 %；根據(jù)施工要求按試驗比確定外加劑及其摻入量。

4 沉井施工常見問題及處理方法

在沉井的各個階段都要采取有效的預控措施，對可能出現(xiàn)的問題要及時處理。一般沉井施工中常遇到的問題有以下幾點。

（1）下沉困難。下沉前根據(jù)規(guī)定數(shù)據(jù)，按實際情況計算沉井自重和井壁與土壤的摩阻力，檢查是否滿足下沉系數(shù)。若實際發(fā)生時，可在沉井外壁安裝水管，用水管沖刷沉井周圍土壁，以減少摩阻力。地下水位高時，采用排水法下沉，減少浮力。自重輕時，可在沉井上部均勻配重。

（2）井外射水、井內(nèi)偏除土傾斜：當沉井入土深度逐漸增大，沉井四周土層對井壁的約束力亦相應增加，這樣給沉井糾偏工作帶來很大的困難。因此，當沉井下沉深度較大時，若糾正沉井的偏斜，關鍵在于破壞土層的被動土壓力。高壓射水管沿沉井高的一側井壁外面插入土中，破壞土層結構，使土層的被動土壓力大為降低。這時再采用上述的偏除土方法，可使沉井的傾斜逐步得到糾正。在有條件時，還可以在沉井頂部加偏壓重的方法來糾正沉井的傾斜。

（3）沉井軸線位移?？刂葡鲁辆w的垂直度，加強測量。沉井下沉時應嚴格控制刃角處中心線與設計中心位置相吻合的情況下平穩(wěn)下沉。

（4）下沉過快?？捎媚径庠诙ㄎ粔|架處加以支撐，并應及時調整挖土量；在刃角處不挖土或部分不挖土以增加阻力；若原施工方法采用排水法可改為不排水法，以增加浮力；在外壁間填充粗糙材料，并將外壁土夯實，加大摩阻，減少每節(jié)高度，減輕沉井自重。

（5）沉井位置扭轉時的糾正：沉井位置如發(fā)生扭轉，可在沉井偏位的二角偏吸土，另外二角偏填土，借助于刃腳下不相等的土壓力所形成的扭矩，使下沉過程中逐步糾正其位置。

5 施工質量控制方法

工程項目施工是一個從投入原材料開始，直到完成工程質量驗收和交工的系統(tǒng)過程，應建立健全工程施工項目質量管理工作體系。施工質量控制的方法，主要是審核有關技術文件、報告和直接進行現(xiàn)場檢查或必要的試驗等。

（1）審核有關技術文件、報告或報表對技術文件、報告、報表的審核，是項目經(jīng)理對工程質量進行全面控制的重要手段其具體內(nèi)容有：審核有關技術資質證明文件；審核開工報告，并經(jīng)現(xiàn)場核實；審核施工方案、施工組織設計和技術措施；審核有關材料、半成品的質量檢驗報告；審核反映工序質量動態(tài)的統(tǒng)計資料或控制圖表；審核設計變更、修改圖紙和技術核定書；審核有關質量問題的處理報告；審核有關應用新工藝、新材料、新技術、新結構的技術核定書；審核有關工序交接檢查，分項、分部工程質量檢查報告；審核并簽署現(xiàn)場有關技術簽證、文件等。

（2）現(xiàn)場質量檢查，其內(nèi)容包括：開工前檢查，目的是檢查是否具備開工條件，開工后能否連續(xù)正常施工，能否保證工程質量；工序交接檢查，對于重要的工序或對工程質量有重大影響的工序，在自檢、互檢的基礎上，還要組織專職人員進行工序交接檢查：隱蔽工程檢查，凡是隱蔽工程均應檢查認證后方能掩蓋；停工后復工前的檢查，因處理質量問題或某種原因停工后需復工時，亦應經(jīng)檢查認可后方能復工；分項、分部工程完工后，應經(jīng)檢查認可，簽署驗收記錄后才許進行下一工程項目施工；成品保護檢查，檢查成品有無保護措施，或保護措施是否可靠。

參考文獻

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