建筑工程沉井施工技術(shù)要點(diǎn)探究

胡兆民

摘 要：沉井作為基礎(chǔ)工程隨著市政工程如污水處理等問題的急待解決而不斷建造，在當(dāng)今的一些重大工程中應(yīng)用越來越廣泛。目前沉井的制作與施工下沉控制已成為了一個復(fù)雜而有重要現(xiàn)實(shí)意義的工程問題，文章在分析沉井施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和施工工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對沉井的施工要點(diǎn)進(jìn)行了研究，這對今后沉井工程的實(shí)際應(yīng)用與推廣具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：沉井施工；排水下沉；不排水下沉

1 沉井施工技術(shù)及應(yīng)用

近年來，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，沉井施工方法已逐漸發(fā)展成為埋入軟土層內(nèi)各種地下工業(yè)建筑和人防工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一種重要形式。

沉井的應(yīng)用非常廣泛，適于工業(yè)建筑的地下室、水泵房、設(shè)備深基礎(chǔ)、橋墩、碼頭等工程，如用于鐵路和橋梁工程的墩臺基礎(chǔ)、岸邊的取水構(gòu)筑物、特別是市政工程中的給、排水泵站中的下部結(jié)構(gòu)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、地下沉淀池、水池以及地下油庫、礦用豎井等。并可在松軟、不穩(wěn)定含水土層、人工填土、粘性土、砂土、砂卵石等地基中應(yīng)用。在施工場地復(fù)雜，鄰近有鐵路、房屋、地下構(gòu)筑物等障礙物，加固、拆遷有困難或大開口施工會影響周圍鄰近建筑物安全時，應(yīng)用沉井施工方法最為合理、經(jīng)濟(jì)。將沉井應(yīng)用到建筑工程較遲，隨著高層建筑的蓬勃興建，在建筑基礎(chǔ)及基礎(chǔ)開挖的防護(hù)工程中都有大型沉井工程的應(yīng)用，沉井施工技術(shù)迅速發(fā)展。

2 沉井施工工藝特點(diǎn)

（1）沉井結(jié)構(gòu)截面尺寸和剛度大，承載力高，抗?jié)B及耐久性好，內(nèi)部空間可資利用，可用于很深的地下工程的施工；（2）沉井施工不需要復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，在排水和不排水情況下，均能施工；（3）可用于各種復(fù)雜地形、地質(zhì)和場地狹窄條件下施工，對鄰近建筑物影響較小，甚至不影響；（4）當(dāng)沉井尺寸較大時，在制作和下沉過程中，均能采用機(jī)械化施工；（5）可在地下水很豐富、土的滲透系數(shù)大，難以將地下水排干，地下有流沙或有其它有害的土層情況下施工；（6）與大開挖施工相比，可大大減少挖、運(yùn)、回填土方量，加快施工進(jìn)度，降低施工費(fèi)用。

3 沉井下沉施工方法

沉井下沉施工方法主要取決于施工場地的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件和所具備的技術(shù)力量、施工機(jī)具及設(shè)備。一般沉井的施工先是沉前準(zhǔn)備，然后是取土下沉，根據(jù)沉井所遇到土層的土質(zhì)條件及透水性能，分為排水下沉及不排水下沉兩種。

3.1 抽除承墊木施工。抽除承墊木，是沉井下沉工作的開始，也是沉井下沉施工過程中的重要工序之一。

3.1.1 掏挖墊木下的填砂，再用大錘、撬棍等錘打撬動承墊木，并在墊木上臨時釘一扒釘，掛上繩鉤，并內(nèi)外互相配合，連敲帶拖一鼓作氣地迅速將承墊木從里向外抽出。向里抽，則將抽出的承墊木及時運(yùn)出井外。

3.1.2 刃腳內(nèi)外及時回填砂石。當(dāng)抽出幾組出現(xiàn)空擋后，即回填，每抽出一組立即用砂石進(jìn)行回填?；靥顣r分層灑水夯實(shí)，每層20～30mm?；靥畹迷矫軐?shí)，沉井的下沉量也就越小，沉井不會產(chǎn)生很大的偏差。必要時可加高回填高度，甚至在隔墻下進(jìn)行部分回填，使沉井更加穩(wěn)定。

3.2 沉井排水下沉施工。根據(jù)施工場地及周邊環(huán)境情況，可采取排水下沉、不排水下沉等下沉施工方法。

3.2.1 排水施工。井內(nèi)排水下沉：當(dāng)沉井下沉?xí)r穿過的土層透水性很低，土層比較穩(wěn)定，或者滲水量不大，不會因排水而產(chǎn)生流砂，且不會發(fā)生井底土體大量隆起失穩(wěn)，或井底土體不會被下面的承壓水項(xiàng)破時，下沉過程中盡可能地將井內(nèi)的積水抽干，采用明挖法下沉。

井外降低地下水位下沉：當(dāng)沉井在地下水位很高，或有豐富的地表滯水的地段下沉，而地層為粉土、粉細(xì)砂時，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的翻漿、冒泥和流砂等現(xiàn)象。因此，沉井在下沉施工中，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和地下水文的情況，采取在井外降低地下水的措施，使沉并下沉挖土?xí)r，井內(nèi)處于無水狀態(tài)，使井底土體穩(wěn)定，這樣才能保證沉井下沉的施工質(zhì)量和安全順利地使沉井下沉到位。

3.2.2 水力機(jī)械排水下沉。沉井排水下沉主要有人工排水排土下沉、機(jī)械排水下沉、水力機(jī)械排水下沉等幾種。我國普遍應(yīng)用水力機(jī)械吸泥施工，適用于靠近江河的岸邊，具備電源、土質(zhì)又比較松軟的大型沉井的挖土，因水源充沛、排泥方便、設(shè)備簡單、機(jī)械化程度高，提高了挖土的效力（代替人工挖土），大大縮短了工期，加快了施工進(jìn)度。

水力機(jī)械排水下沉施工技術(shù)是在軟土地層中較成熟的沉井施工工藝。通過簡便的水力機(jī)械設(shè)施，就可完成將沉井內(nèi)土體由高壓水破碎混和成泥漿后吸排出沉井的各道工序。從而使沉井逐步下沉到位。

3.2.3 沉并鉆吸不排水下沉。當(dāng)沉井穿過的地層為較厚的亞砂土或粉砂層，且含水量很大（含水量為30%--40%）的土層時，或附近水源補(bǔ)給豐富（如沉井在河邊），沉井下面的土層不穩(wěn)定。在這種情況下，沉井必須采用不排水除土下沉方法來進(jìn)行施工。沉井不排水下沉施工方法主要有水下抓土下沉、水下水力機(jī)械吸泥下沉、空氣吸泥法和鉆吸法等除土下沉。

4 沉井封底施工

4.1 排水下沉干封底施工要點(diǎn)。當(dāng)沉井穿越的土層透水性低，井底涌水量小，且無流砂現(xiàn)象時，沉井應(yīng)力爭干封底。沉井干封底能節(jié)約混凝土等大量材料，確保封底混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性，并能加快工程進(jìn)度。省去水下封底混凝土的養(yǎng)護(hù)和抽水時間。當(dāng)沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高的要求范圍內(nèi)，經(jīng)沉降觀測，其沉降率（待8h內(nèi)沉井自沉累計不大于10mm在允許范圍內(nèi)，即可進(jìn)行封底。

施工應(yīng)遵循的幾個要點(diǎn)為：（1）沉井封底前，在井壁底部凹槽內(nèi)和隔墻預(yù)留鋼筋處，需要進(jìn)行鑿毛，將刃腳處凹槽內(nèi)的污泥清理干凈。（2）在井點(diǎn)降水條件下施工的沉井，在封底前用大石塊或其他砌塊將刃腳斜面下墊實(shí)，同時要檢查井點(diǎn)降水設(shè)備是否完好，并能保持連續(xù)抽水。采用觸變泥漿護(hù)壁下沉的沉井，當(dāng)下沉到設(shè)計標(biāo)高，立即準(zhǔn)備進(jìn)行置換觸變泥漿工作。（3）準(zhǔn)備好封底時所需的各種材料和機(jī)具（包括混凝土），以及制定出封底方案。當(dāng)沉井下沉到設(shè)計標(biāo)高前（預(yù)留一定的拋高度），及時進(jìn)行封底。（4）封底前，做好井內(nèi)集水井筒，以便封底時預(yù)放在井底的一定（各倉）位置，便于封底后抽除地下水之用。其深度、大小應(yīng)滿足水泵吸水要求。

4.2 不排水下沉封底施工。不排水下沉的沉井或采用排水下沉，干封底有困難時，可采用垂直導(dǎo)管法澆筑水下混凝土來進(jìn)行封底。施工時，在井內(nèi)豎直放入一根或數(shù)直徑200～300mm的鋼制導(dǎo)管，管底距井底土面30-40cm，在導(dǎo)管頂部連接一個有一定容量的漏斗，在漏斗的頸部安放球塞，并用繩索或粗鋼絲系牢。漏斗一內(nèi)先盛滿坍落度較大的混凝土，然后可將球塞慢慢下放一段距離，但不能超出導(dǎo)管下口。澆筑時割斷繩索或租鋼絲，同時迅速不斷地向漏斗內(nèi)灌人混凝土，此時導(dǎo)管內(nèi)的球塞，空氣和水均受混凝土重力擠壓由管底排出。在此瞬時，混凝土在管底周圍堆成一個圓錐體，將導(dǎo)管下端埋入混凝土內(nèi)，使水不能流入管內(nèi)，所以以后再澆筑的混凝土即在無水的導(dǎo)管內(nèi)源源不斷地向外圍流動、擴(kuò)散與升高。由于不與水接觸，避免了受水沖洗，保證了混凝土的質(zhì)量。

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