關(guān)于城市市政沉井施工的研究

鄧聶

摘要：沉井作為一種在市政工程中較為常見的工程,沉井基礎(chǔ)有效的解決了基礎(chǔ)體積大、埋置深、特別是復雜地質(zhì)條件(軟弱地層、富含水層、承壓水地層等)下施工問題。沉井施工使得支護和構(gòu)筑物的建造能夠一次完成,這樣就達到了較好的技術(shù)、經(jīng)濟效果。

關(guān)鍵詞：沉井施工特點 應(yīng)急措施 主要事項 保證措施

中圖分類號: TU74文獻標識碼：A

1、引言

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)。沉井結(jié)構(gòu)剛度大，井壁能承受井外的水土壓力，取土時無需像地下連續(xù)墻或板樁那樣需加設(shè)支護。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。

2、沉井施工的特點

沉井施工有其獨特的特點：

1、該沉井結(jié)構(gòu)體積、重量較大，井壁高度15.4米，內(nèi)徑20米，壁厚1.6米（上部為1.2米），沉井計劃制作成型后，一次下沉，制作階段分三節(jié)進行，加大了沉井在制作和下沉中難度，施工前對沉井下沉合理計算，施工合理安排，準確指導施工。

2、沉井底板厚2.2米，澆筑體積為691 m3；封底素砼厚3.5米，澆筑體積更是達到1050 m3，各部分砼澆筑已接近或達到大體積砼澆筑的條件，預計會因混凝土中水泥水化熱引起的溫度和收縮而導致有害裂縫，專門針對大體積混凝土施工制定對策。

3、該沉井作為泵房筒體結(jié)構(gòu)抗?jié)B要求高，施工中在砼內(nèi)適量摻高性能膨脹抗裂劑。

4、沉井通過地質(zhì)主要為強風化粉砂質(zhì)泥巖層和中風化粉砂質(zhì)泥巖層，增加了下沉挖土的施工難度，準備了“水沖法排水下沉”，必要時進行爆破作業(yè)。

5、該沉井采用排水下沉，對降水要求的比較高，特制訂深井降水相關(guān)對策。

3、施工意外情況的應(yīng)急措施

在基坑施工期間,應(yīng)監(jiān)測水平位移,當有危險情況出現(xiàn)時可采取下列措施:

1、用挖土機械削坡，坡頂卸荷，坡面加打錨管、灌漿并掛鋼絲網(wǎng)后噴5cm厚混凝土。

2、用砂袋或填土在坡腳壓載。

3、當開挖至基坑下部淤泥層時,開挖困難時則采取在坡腳打木樁及夾板后加設(shè)打錨管后噴射砼。

4、邊坡局部涌水的處理，迅速用特種止水材料縮小范圍，埋管引流，注漿封堵。

5、位移、沉降過大的處理：在位移、沉降過大區(qū)域根據(jù)產(chǎn)生的原因或加長加密土釘、或加大注漿量。

6、施工時必須確保深井降水的施工質(zhì)量，深井降水效果好，是防止基底流砂、管涌、降起最有效的措施。

7、坑底局部管涌、突涌的處理：如因特殊情況未達到要求，出現(xiàn)突涌，應(yīng)立即用粘土或水泥封壓，在最短的時間內(nèi)制止突涌的發(fā)展。

8、最大限度地減少周邊摩阻力，井內(nèi)有序挖土，盡可能避免在刃腳下沖土，這些都是防止基底流砂、管涌、隆起的有效措施。

9、在基坑施工期間,設(shè)立值班制度,成立應(yīng)急領(lǐng)導小組、現(xiàn)場監(jiān)測小組。

10、倉庫要備一定數(shù)量鋼管、鋼筋、水泥及砂石等應(yīng)急材料。

4、沉井施工的主要事項

施工現(xiàn)場準備工作的主要內(nèi)容是施工場地的障礙物處理及“三通一平”，即水通、電通、道路通及場地平整。在障礙物處理之前，首先應(yīng)調(diào)查清楚地上建筑物，地下構(gòu)筑物、管道、電纜等情況，然后確定要清除及保護的對象和應(yīng)采取的措施。

基坑底部的平面尺寸，一般要比沉井的平面尺寸大一些，同時還需考慮支模、搭設(shè)腳手架及排水等項工作的需要?；娱_挖的深度，視水文、地質(zhì)條件而定，在一般情況下，基坑開挖的深度即等于砂墊層的厚度，約為1~2m深。在地下水位較低的地區(qū)，為了減少沉井的下沉深度，亦可將基坑開挖深度加深，但須確?？拥赘叱鍪┕て陂g最高地下水位0.5m以上。砂墊層可提高地基的承載能力，便于整平、支模及可使沉井自由收縮，避免產(chǎn)生收縮裂縫。砂墊層宜采用顆粒級配良好的中砂、粗砂或礫砂，在缺少中、粗或礫砂的地區(qū)，如采用細砂，宜同時參入一定數(shù)量的卵石或碎石，石子的最大粒徑不易大于5cm。在開挖好的基坑內(nèi)，應(yīng)做好排水工作，并防止被暴雨所淹沒。砂墊層的密實視不同條件可選用振實法、夯實法、碾壓法等方法進行。

為了減少混凝土與土之間的摩阻力，模板表面應(yīng)平整光滑。由于沉井自重較大，在混凝土澆筑過程中，考慮到沉井可能會產(chǎn)生較大的沉降，故在施工中，不易從地面用斜撐支承井墻模板，以免在混凝土的澆筑過程中，因沉井繼續(xù)下沉，而造成斜撐折斷。沉井下沉，當?shù)叵滤徊桓呋蛘唠m有地下水但沉井周邊的土層為不透水層或弱透水層，涌入井內(nèi)的水量不大且排水不困難時，可采用排水下沉法，以節(jié)省費用或縮短工期。排水下沉對周圍環(huán)境的影響較大，可采用在井周打止水樁然后再排水下沉的方法，以減少沉井下沉對周圍環(huán)境的不利影響。排水下沉有可能造成流砂或補給水量很大而排水困難時，沉井附近有已建的建（構(gòu)）筑物及其他設(shè)施，排水施工可能造成其沉降及導致傾斜而難以采取其他措施防止時可采用不排水法下沉沉井。沉井封底，進行水中封底前，要先將井底浮泥清除干凈，新老混凝土的接觸面應(yīng)用水沖刷干凈。封底混凝土采用提升導管法灌注，待水下混凝土達到所需強度后方可從井內(nèi)抽水，抽水后再按排水封底方法施工上部鋼筋混凝土底板。水下封底混凝土要求和易性好、流動性大、緩凝。導管安裝后，應(yīng)先做閉水試驗，以確保導管嚴密無滲漏。

混凝土澆筑前要做充分準備，澆筑時應(yīng)連續(xù)澆筑，不得中途停頓。導管根部，埋入砼內(nèi)深度一般應(yīng)為1m左右，開始澆筑砼時漏斗及導管內(nèi)砼應(yīng)保持充滿，澆筑水下砼面均勻上升的速度不應(yīng)小于0.25m/h。水下砼澆筑完畢，在未達到設(shè)計強度前井筒內(nèi)外水位應(yīng)保持穩(wěn)定，不得抽水，砼達到設(shè)計強度后，方可抽水，清理井底。

5、挖運技術(shù)保證措施

基坑開挖多采用挖掘機配合人力進行開挖施工，部分位置采用長臂挖掘機。

1、開挖用挖掘機進行，人工配合。開挖土方用自卸汽車外運棄置，邊開挖邊清運，現(xiàn)場坑邊原則上不堆放土方。

2、在開挖前，基坑的斷面、開挖的次序和臨時堆土的位置由現(xiàn)場施工人員向機械操作手和土方工詳細交底。在挖土過程中管理人員應(yīng)在現(xiàn)場指揮，并應(yīng)經(jīng)常檢查基坑的凈空尺寸，確?；娱_挖符合規(guī)范要求。為保證基坑底土體不被擾動或破壞，在用機械挖土時應(yīng)避免超挖，當挖掘機挖至設(shè)計標高前20~30cm時用人工開挖，檢修平整。開挖要保證連續(xù)作業(yè)，銜接工序流暢，以減少塌方或破壞土基，避免意外事故。

3、基坑開挖時，如有淤泥或浮土必須清除，超挖深部分要用碎石砂填平夯實。

4、基坑開挖作業(yè)時，應(yīng)根據(jù)施工需要增加工作面寬度。

5、在可能發(fā)生滑坡的地段，挖土前和挖土時應(yīng)做好下列工作：

（1）、施工前應(yīng)詳細掌握地質(zhì)資料和現(xiàn)場的地形地貌情況，事先考慮遇到滑坡的措施，并盡可能先整治滑披后再開挖。

（2）、挖土前先作好地面和地下水排水設(shè)施。

（3）、挖土時不許在滑坡上棄土、堆料或作業(yè)(包括挖土及運輸)。

6、嚴格按照施工工藝流程施工，抗滑樁施工完畢，且強度達到100%才能進行臨空側(cè)土方開挖。

7、基坑底部四周應(yīng)布置排水溝和集水井，并及時抽水，保持坑底土層的疏干。

8、制作沉井的地基土必須有足夠的承載力，開挖基坑底部若遇松軟的土質(zhì)全部予以清除，并以中粗砂回填、整平、夯實，以防止在沉井制作過程中發(fā)生不均勻沉降，造成井壁開裂。

9、基坑檢查驗收。基槽開挖完成后應(yīng)進行檢查驗收，檢查項目包括開挖斷面、開挖標高等。

6、結(jié)束語：沉井在市政施工工程中都有較為廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)以相當成熟，但在沉井的施工中出現(xiàn)問題的現(xiàn)象仍是相當多的。在沉井的設(shè)計施工中全面考慮各種不利情況，嚴格按照規(guī)范進行設(shè)計、施工對于沉井的成功實施是關(guān)鍵。隨著新的沉井制作、下沉方法的出現(xiàn)發(fā)展，沉井的應(yīng)用將更加廣泛。

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