小議市政工程沉井構(gòu)造及其施工工藝

張建偉　王文龍

摘 要： 市政工程施工中，通過沉井技術(shù)運(yùn)用，能有效解決施工中的一些問題，沉井構(gòu)造具有埋設(shè)深、整體性好、承載面積大等特點(diǎn)，可以承受一定垂直或者水平壓力，能降低施工成本，大大提升市政工程施工效率，帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。為此本文主要對(duì)市政工程沉井構(gòu)造概況、施工工藝及監(jiān)測(cè)進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 市政工程；沉井構(gòu)造；施工工藝

一、市政工程沉井構(gòu)造概況

沉井是一種在地面制作、通過取除井內(nèi)土體的方法，使之沉到地下某一深度的井體結(jié)構(gòu)。利用沉井作為擋土的支護(hù)結(jié)構(gòu)，可以建造各種類型和各種用途的地下工程構(gòu)筑物。沉井與大開挖相比可減小土方工程量，節(jié)約工程用地且可以建造深度很大的地下構(gòu)筑物和基礎(chǔ)。

沉井制作場(chǎng)地靈活，即可就地制作，也可在滑道，拼裝船上中制作，尤其在水域里，沉井這一特點(diǎn)是其它深基礎(chǔ)難以取代的。沉井結(jié)構(gòu)剛度大，井壁能承受井外的水土壓力，取土?xí)r無需像地下連續(xù)墻或板樁那樣需加設(shè)支護(hù)。同敞口基坑開挖相比，沉井的挖土量較少，深度越深，其優(yōu)越性越明顯。沉井不僅可以作為臨時(shí)擋土隔水構(gòu)筑物，更可作為結(jié)構(gòu)本身或結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)使用，其混凝土質(zhì)量比在泥漿下澆筑的地下連續(xù)墻更可靠。沉井下沉?xí)r，對(duì)周圍土體有擾動(dòng)，因此對(duì)在井周破壞棱體范圍內(nèi)的構(gòu)筑物、管線，需采取有效措施并進(jìn)行必要的保護(hù)和監(jiān)測(cè)。

二、市政工程沉井施工工藝

1、場(chǎng)地準(zhǔn)備

在沉井施工前，首先要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整。此外，為減少下沉工作量，降低施工作業(yè)面，對(duì)體型較大的沉井應(yīng)預(yù)先開挖一定的深度?；油诤煤?，要根據(jù)地層情況對(duì)地基作適當(dāng)?shù)奶幚恚┕ぶ谐Ｓ蒙昂驼砟咀麂亯|，并分層夯實(shí)砂墊層，在鋪設(shè)墊木的過程中要保證沉井位置的準(zhǔn)確。

2、基坑開挖

采用1m3挖掘機(jī)進(jìn)行基坑開挖，禁止超挖，并由人工修平基坑邊坡和底部，再用自卸車將土方運(yùn)到臨時(shí)堆場(chǎng)。此外，要在基坑底部四周布置排水溝和集水井，及時(shí)將基坑內(nèi)的水抽走，以保持坑底土層的干燥，并將地下水位控制在坑底標(biāo)高以下50-100cm。最后，要清除基坑中松軟的土質(zhì)，為防止在沉井制作過程中發(fā)生不均勻沉降，造成井壁開裂，要用砂性土回填基坑，并且要夯實(shí)。

3、沉井預(yù)制

（1）刃腳支墊。沉井的刃腳支設(shè)采用墊架法，墊架法是先在刃腳處鋪設(shè)砂墊層，然后接著鋪設(shè)墊木和墊架。一般要求采用150mm×150mm的方木做墊木，并且墊架要沿刃腳圓弧對(duì)準(zhǔn)圓心鋪設(shè)。

（2）模板支設(shè)。由于澆筑速度會(huì)對(duì)模板產(chǎn)生很大的側(cè)壓力，因此，內(nèi)外模板的鋼圈都應(yīng)采用兩根槽鋼制作，并用直徑16mm的對(duì)拉螺栓固定，中部設(shè)止水片，與螺栓接觸的一圈要滿焊。此外，孔口要用M5水泥砂漿和MU1O磚砌實(shí)，以防止下沉?xí)r重量不等，影響重心偏移和泥水涌入沉井內(nèi)。

（3）鋼筋綁扎。鋼筋要在現(xiàn)場(chǎng)加工成型，并垂直吊裝就位，然后進(jìn)行人工綁扎。綁扎的具體要求是：一次綁好每節(jié)井壁的豎筋，分段綁扎水平筋，插筋要伸出，與上節(jié)井壁連接處的接頭應(yīng)錯(cuò)開1/4。當(dāng)墊層混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后可進(jìn)行底板鋼筋的綁扎，鋼筋應(yīng)按設(shè)計(jì)要求伸入刃腳的凹槽內(nèi)，此外，應(yīng)注意將新老混凝土的接觸面沖刷干凈。

4、沉井下沉

抽墊架之前，要對(duì)底板接縫部位的混凝土進(jìn)行鑿毛處理?；炷翉?qiáng)度達(dá)到25%后可拆除沉井側(cè)模板，強(qiáng)度達(dá)到100%后方可拆除刃腳墊架。拆除工作應(yīng)在專人指揮下依次、對(duì)稱、同步的進(jìn)行，拆除方法是先將墊架底部的砂墊層挖去，再利用卷揚(yáng)機(jī)將相對(duì)的墊木抽出。拆除原則是：先拆除一般承墊木，后拆除定位墊木，每抽一根墊木，應(yīng)隨即用砂或砂礫對(duì)刃腳下的部位進(jìn)行回填夯實(shí)。應(yīng)注意的是，要加強(qiáng)對(duì)抽除墊木的觀測(cè)，并注意下沉是否均勻，還要及時(shí)處理傾斜等問題。

首先要分層逐漸往刃腳方向削薄土層，每次削5cm～15cm，當(dāng)土垅擋不住刃腳的擠壓而破裂時(shí)，沉井便在自重作用下破土下沉。此外，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，每層挖土厚度為0.4m～0.6m，并在刃腳處留1.2m～1.5m寬的土臺(tái)；第二，削土?xí)r應(yīng)沿刃腳方向全面、均勻、對(duì)稱地進(jìn)行，要采用人工逐層切削的辦法，以使土層均勻平穩(wěn)的下沉；第三，對(duì)于刃腳下部的土方要邊挖邊清理。

在整個(gè)下沉過程中，要注意保持井身平面位置與垂直度的準(zhǔn)確性，在離設(shè)計(jì)深度20cm左右時(shí)停止取土，使其依自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。在下沉過程中，當(dāng)沉井不下沉或下沉不平穩(wěn)時(shí)，應(yīng)逐段對(duì)稱的將刃腳下挖空，然后用小卵石填塞夯實(shí)，之后再分層刷掉回填的小卵石，使沉井恢復(fù)平穩(wěn)下沉。

5、封底

當(dāng)沉井下沉至距設(shè)計(jì)底標(biāo)高20cm時(shí)，應(yīng)停止井內(nèi)挖土和排水，使其靠自重下沉至或接近設(shè)計(jì)底標(biāo)高，再經(jīng)過2d～3d的下沉穩(wěn)定，觀測(cè)沉井在8d內(nèi)的累計(jì)下沉量，當(dāng)累計(jì)下沉量不大于lOmm時(shí)，方可進(jìn)行沉井封底。沉井封底的步驟是：首先將井底修整成鍋底形狀，然后從刃腳向中心挖出放射形的排水溝，同時(shí)在排水溝的內(nèi)部填卵石，并在中間部位設(shè)置一個(gè)與排水溝相互連通的集水井，并且井內(nèi)需設(shè)有鋼管，并用卵石將井的四周填好，保證水流能夠匯集在井中，便于用潛水泵排出。底板混凝土的澆筑應(yīng)分層、不間斷地進(jìn)行，并由四周向中間推進(jìn)，需控制每層的澆筑厚度在30cm―50cm左右，澆筑完畢后要用振動(dòng)器振搗密實(shí)。當(dāng)?shù)装寤炷翉?qiáng)度達(dá)到70%并經(jīng)抗浮驗(yàn)算后，方可對(duì)集水井進(jìn)行封堵處理。

三、市政工程沉井監(jiān)測(cè)分析

1、沉降監(jiān)測(cè)

對(duì)沉井的沉降觀測(cè)分為兩方面，一方面是在挖土?xí)r隨時(shí)觀測(cè)其垂直度，當(dāng)?shù)蹙€球與墨線的距離大于50mm或四面標(biāo)高不一致時(shí)要盡快糾正；另一方面是在沉井的下沉過程中，要隨時(shí)測(cè)定沉井標(biāo)高，確保其均勻下沉，同時(shí)要做好沉井下沉記錄。

2、井體偏斜監(jiān)測(cè)

各監(jiān)測(cè)站要對(duì)沉井進(jìn)行全過程的沉降和位移監(jiān)測(cè)，然后匯總并分析取得的數(shù)據(jù)。為了準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)井體的偏斜，各監(jiān)測(cè)站要架設(shè)一臺(tái)經(jīng)緯儀，并以井壁上的縱向墨線為依據(jù)進(jìn)行井體扭轉(zhuǎn)量的監(jiān)測(cè)。為了掌握沉井在不同土質(zhì)層中的下沉速率，要將測(cè)量取得的數(shù)據(jù)與原始值進(jìn)行對(duì)比分析，繪制沉降速率圖表。

在監(jiān)測(cè)井體偏斜時(shí)要注意：第一，沉井接近設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5～1m時(shí)，要根據(jù)下沉速率適當(dāng)調(diào)整挖土速度以減緩沉井的下沉速度，并提高監(jiān)測(cè)頻率；第二，沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)需密切進(jìn)行沉降觀測(cè)，如果沉井在8小時(shí)內(nèi)的下沉量不大于10mm則認(rèn)為沉井基本趨于穩(wěn)定；第三，要將沉井的高差始終控制在10cm以內(nèi)，當(dāng)沉井的沉降偏斜度達(dá)到沉井最大允許偏斜度的1/4時(shí)，要立即采取糾偏措施。

3、地下水位監(jiān)測(cè)

地下水位監(jiān)測(cè)時(shí)要在基坑邊布置四個(gè)監(jiān)測(cè)孔，鉆孔后安裝一段帶濾孔的PVC塑料管，然后固定加蓋。在沉井下沉過程中，要加強(qiáng)對(duì)水位監(jiān)測(cè)孔中水位的觀測(cè)，以保證降水的效果，此外，還要對(duì)井點(diǎn)進(jìn)行巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)“死井”，并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

四、結(jié)束語

綜上所述，沉井施工在市政工程建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用，并且這種施工技術(shù)具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，也要從多方面加強(qiáng)沉井監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，并全面考慮多方面的因素，嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行施工，創(chuàng)新技術(shù)運(yùn)用，獲取更好施工效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張川，楊建，張娟娟.談沉井施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用[J]. 山西建筑. 2014（33）.