鄒靜

摘要：沉井基礎(chǔ)埋置較深，穩(wěn)定性好，能支承較大的荷載，因此適用于軟土地基的施工。本文以某淤泥地質(zhì)上的沉井工程為例，分析了其施工中的重要技術(shù)。

關(guān)鍵詞：軟土地質(zhì)；沉井；施工技術(shù)

一、沉井施工技術(shù)概述

沉井是修建深基礎(chǔ)和地下建筑物的一種施工方法，適用于淤泥質(zhì)地基和砂性地基，其施工過程為：（1）在地面或地坑內(nèi)制作開口鋼筋混凝土井身；（2）待井身達(dá)到要求強(qiáng)度后，在井筒內(nèi)分層挖土并將土運(yùn)出；（3）沉井筒身借其自重或其他技術(shù)措施克服與土壁之間的摩阻力和刃腳反力，不斷下沉直至設(shè)計(jì)標(biāo)高；（4）封底。

沉井尤其是鋼筋混凝土沉井由于具有占地面積小，開挖土方量少，對(duì)臨近構(gòu)造物及附近地質(zhì)條件影響小，且施工方便、工期短等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)踐，如橋梁、水閘、港口等工程中用于基礎(chǔ)工程，市政工程中給、排水泵房，地下電廠，礦用豎井等。近年來也成為工業(yè)建筑物尤其是軟土地下建筑物的主要基礎(chǔ)類型。

根據(jù)外形不同，鋼筋混凝土沉井分為方沉井和圓沉井。相對(duì)方沉井而言，圓沉井具有較好結(jié)構(gòu)受力特性，剛度大，能承受較大的外荷載，配筋量小，因而應(yīng)用較多。

二、軟土地質(zhì)沉井施工方法

（一）工程概述

紅柳河特大橋中心里程DK433+994.9#墩位于紅柳河河中，墩身高度32m，下層承臺(tái)尺寸16.4×20.9×3m（長(zhǎng)×寬×高），下層承臺(tái)底設(shè)計(jì)高程為1315.85m，設(shè)計(jì)頂標(biāo)高為1318.85，原地面高程為1324.96，開挖深度為9.5m，土質(zhì)為粉砂土，承載力σ=220Kpa，20根Ф1.8m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)64m。在對(duì)鋼筋砼沉井方案進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，按照安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、便于施工、保護(hù)環(huán)境的原則，選用矩形鋼筋砼沉井施工方案。為減短工期，方便施工，設(shè)計(jì)沉井總高度為8.0m，采用分層法澆注C30砼，砼臂厚1.0m，內(nèi)支撐采用Φ600mm圓鋼管井字型支撐。

（二）施工技術(shù)

1、排水法下沉

下沉前，在沉井外壁刷冷底子油一道，涂熱瀝青兩道。排水下沉?xí)r，采用機(jī)械配合人工進(jìn)行挖土，先由井中央挖向四周，每層挖土厚0.4～0.5m，在刃腳處留1～1.5m臺(tái)階。沿井壁每2～3m一段向刃腳方向逐層全面、對(duì)稱、均勻的削落臺(tái)階，每次削5～10cm；當(dāng)土層經(jīng)不住刃腳的擠壓破裂，沉井便在自重作用下均勻破土下沉。挖土?xí)r各井孔的土面高差一般不宜超過0.5m。

2、沉井清基

基底巖面應(yīng)盡量整平，基底面高差應(yīng)保證水下封底混凝土在刃腳下設(shè)計(jì)要求的最小厚度，并應(yīng)盡量消除陡坎，提高水下混凝土灌注質(zhì)量。清除泥砂、巖面殘存物，局部殘存的浮泥厚度不宜大于5cm，總面積不宜超過基底面積的5%。

封底前，即沉井下至設(shè)計(jì)標(biāo)高后的位置偏差應(yīng)符合以下規(guī)定：

（1）沉井底面中心和頂面中心各與其設(shè)計(jì)位置中心在平面縱橫方向的偏差均不得大于沉井高度的1/50。

（2）沉井最大傾斜度不得大于24cm。

沉井清基完成后到封底前，井內(nèi)水位應(yīng)保持高于地下水位，并應(yīng)盡量做好封底前的準(zhǔn)備工作，爭(zhēng)取盡快封底，以免基巖在水中浸泡時(shí)間過長(zhǎng)，影響沉井基礎(chǔ)的承載力。

（三）施工中的注意事項(xiàng)

1、測(cè)量控制與觀測(cè)

在沉井外部地面及井壁頂面四周設(shè)置縱橫十字中心控制線，水準(zhǔn)基點(diǎn)，控制位置和標(biāo)高。在井筒內(nèi)按4或8等分標(biāo)出垂直軸線各吊線錘一個(gè)，對(duì)準(zhǔn)下部標(biāo)板來控制，并定時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直度偏差觀測(cè)。挖土?xí)r隨時(shí)觀測(cè)垂直度，當(dāng)線錘與下部標(biāo)板中線偏離25mm，或四周標(biāo)高不一致時(shí)，即應(yīng)起動(dòng)糾偏程序。在標(biāo)板上設(shè)刻度尺，以cm為最小單位，用水準(zhǔn)儀來觀測(cè)沉降，沉井下沉中應(yīng)加強(qiáng)位置、垂直度和標(biāo)高的觀測(cè)，每班最少測(cè)兩次，接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，每2小時(shí)1次，預(yù)防突沉、超挖。由專人定時(shí)、定儀器負(fù)責(zé)并做好記錄，如有傾斜、位移和扭轉(zhuǎn)，應(yīng)及時(shí)通報(bào)并采取有效措施糾正，使偏差控制在允許范圍內(nèi)。

2、助沉糾偏

沉井下沉過程中，刃腳下產(chǎn)生地基反力，當(dāng)沉井下沉系數(shù)小于設(shè)計(jì)下沉系數(shù)時(shí)，允許采用加載助沉，加載平臺(tái)應(yīng)符合重物堆放方便和結(jié)構(gòu)安全等要求，重物堆放重心應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)規(guī)定，加載時(shí)加載范圍內(nèi)的其他工作應(yīng)停止。沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)先卸載，卸下的重物應(yīng)隨卸隨運(yùn)，不應(yīng)堆放在沉井邊。沉井糾偏應(yīng)根據(jù)測(cè)量資料隨偏隨糾，當(dāng)沉井偏斜達(dá)到允許值的1/4時(shí)便要糾偏，沉井下沉過程中要做到勤測(cè)、勤糾、緩糾。沉井初沉階段糾偏應(yīng)根據(jù)“沉多則少挖”“沉少則多挖”的原則在開挖中糾偏。刃腳下挖土要逐步擴(kuò)大，不能一次過量掏挖，不要通過大量挖土來糾偏。水或沖氣方法糾正井體傾斜時(shí)，可在沉井偏高的一例在井壁外插入射水管或沖氣管進(jìn)行射水或沖氣，減少井壁摩阻力。射水或沖氣管亦可預(yù)埋設(shè)在井壁內(nèi)適當(dāng)位置，供糾偏時(shí)按照偏斜方法進(jìn)行糾偏。用射水法糾偏后如留有射水孔宜用厚觸變泥漿或砂土填滿。井下沉過快時(shí)，在沉井外壁間填粗糙材料，或?qū)⒕餐獾耐梁粚?shí)，加大摩阻力。

4、保護(hù)周圍建構(gòu)筑物的措施

沉井下沉對(duì)四周土體的破壞不可能完全避免，但可采取如下措施盡量減少坍陷范圍：（1）最大沉井的下沉系數(shù)，在軟土中下沉沉井時(shí)，可使沉井刃腳埋入土中1.5～3.0m，以阻礙土體從井外向井內(nèi)涌入，這樣對(duì)穩(wěn)定井外的土體有利。（2）在粉、細(xì)砂土層中下沉沉井時(shí)，為避免產(chǎn)生管涌現(xiàn)象和流砂大量流入井內(nèi)，關(guān)鍵在于降低沉井四周地下水位。本工程西圍場(chǎng)河及市政配套道路的工程2#污水泵站沉井的主要措施是井管降水，從根本上截?cái)嗑畠?nèi)地下水位的補(bǔ)給來源，所以十分強(qiáng)調(diào)在施沉中地下水位必須降到刃腳以下0.5米，在封底時(shí)地下水位要降到0.5～1米才能保證干封底澆筑混凝土，同時(shí)插入導(dǎo)管法施工。（3）在沉井四周如坍陷嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回填，特別對(duì)四周不均勻坍陷更應(yīng)注意，以免由于沉井四周土壓力不均勻，而引起沉井發(fā)生過大的傾斜。（4）下沉坍陷范圍內(nèi)不允許堆載，如果有堆載會(huì)加劇坍陷。

5、允許偏差項(xiàng)目

沉井制作和下沉后的允許偏差及檢驗(yàn)方法

2、檢查數(shù)量：沉井的制作質(zhì)量按澆筑段（節(jié)）內(nèi)外各抽查1～5處；下沉后的質(zhì)量按每座沉井檢查。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐玉峰，楊建華.不同地質(zhì)條件下豎井施工方法[J].施工技術(shù)，2009年1期.

[2]王虎.軟弱地質(zhì)條件下大直徑鋼壁沉井施工技術(shù)[J].上海鐵道科技，2013年1期.