軟土地質沉井施工方法初探

鄒靜

摘要：沉井基礎埋置較深，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。本文以某淤泥地質上的沉井工程為例，分析了其施工中的重要技術。

關鍵詞：軟土地質；沉井；施工技術

一、沉井施工技術概述

沉井是修建深基礎和地下建筑物的一種施工方法，適用于淤泥質地基和砂性地基，其施工過程為：（1）在地面或地坑內制作開口鋼筋混凝土井身；（2）待井身達到要求強度后，在井筒內分層挖土并將土運出；（3）沉井筒身借其自重或其他技術措施克服與土壁之間的摩阻力和刃腳反力，不斷下沉直至設計標高；（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，對臨近構造物及附近地質條件影響小，且施工方便、工期短等特點，廣泛地應用于工程實踐，如橋梁、水閘、港口等工程中用于基礎工程，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。相對方沉井而言，圓沉井具有較好結構受力特性，剛度大，能承受較大的外荷載，配筋量小，因而應用較多。

二、軟土地質沉井施工方法

（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，下層承臺尺寸16.4×20.9×3m（長×寬×高），下層承臺底設計高程為1315.85m，設計頂標高為1318.85，原地面高程為1324.96，開挖深度為9.5m，土質為粉砂土，承載力σ=220Kpa，20根Ф1.8m鉆孔灌注樁基礎，樁長64m。在對鋼筋砼沉井方案進行了詳細的技術經(jīng)濟比較后，按照安全可靠、經(jīng)濟合理、便于施工、保護環(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，設計沉井總高度為8.0m，采用分層法澆注C30砼，砼臂厚1.0m，內支撐采用Φ600mm圓鋼管井字型支撐。

（二）施工技術

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。排水下沉時，采用機械配合人工進行挖土，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臺階。沿井壁每2～3m一段向刃腳方向逐層全面、對稱、均勻的削落臺階，每次削5～10cm；當土層經(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。挖土時各井孔的土面高差一般不宜超過0.5m。

2、沉井清基

基底巖面應盡量整平，基底面高差應保證水下封底混凝土在刃腳下設計要求的最小厚度，并應盡量消除陡坎，提高水下混凝土灌注質量。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，即沉井下至設計標高后的位置偏差應符合以下規(guī)定：

（1）沉井底面中心和頂面中心各與其設計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，井內水位應保持高于地下水位，并應盡量做好封底前的準備工作，爭取盡快封底，以免基巖在水中浸泡時間過長，影響沉井基礎的承載力。

（三）施工中的注意事項

1、測量控制與觀測

在沉井外部地面及井壁頂面四周設置縱橫十字中心控制線，水準基點，控制位置和標高。在井筒內按4或8等分標出垂直軸線各吊線錘一個，對準下部標板來控制，并定時用兩臺經(jīng)緯儀進行垂直度偏差觀測。挖土時隨時觀測垂直度，當線錘與下部標板中線偏離25mm，或四周標高不一致時，即應起動糾偏程序。在標板上設刻度尺，以cm為最小單位，用水準儀來觀測沉降，沉井下沉中應加強位置、垂直度和標高的觀測，每班最少測兩次，接近設計標高時應加強觀測，每2小時1次，預防突沉、超挖。由專人定時、定儀器負責并做好記錄，如有傾斜、位移和扭轉，應及時通報并采取有效措施糾正，使偏差控制在允許范圍內。

2、助沉糾偏

沉井下沉過程中，刃腳下產(chǎn)生地基反力，當沉井下沉系數(shù)小于設計下沉系數(shù)時，允許采用加載助沉，加載平臺應符合重物堆放方便和結構安全等要求，重物堆放重心應根據(jù)施工組織設計規(guī)定，加載時加載范圍內的其他工作應停止。沉井下沉到設計標高時應先卸載，卸下的重物應隨卸隨運，不應堆放在沉井邊。沉井糾偏應根據(jù)測量資料隨偏隨糾，當沉井偏斜達到允許值的1/4時便要糾偏，沉井下沉過程中要做到勤測、勤糾、緩糾。沉井初沉階段糾偏應根據(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，可在沉井偏高的一例在井壁外插入射水管或沖氣管進行射水或沖氣，減少井壁摩阻力。射水或沖氣管亦可預埋設在井壁內適當位置，供糾偏時按照偏斜方法進行糾偏。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，在沉井外壁間填粗糙材料，或將井筒外的土夯實，加大摩阻力。

4、保護周圍建構筑物的措施

沉井下沉對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，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涌入，這樣對穩(wěn)定井外的土體有利。（2）在粉、細砂土層中下沉沉井時，為避免產(chǎn)生管涌現(xiàn)象和流砂大量流入井內，關鍵在于降低沉井四周地下水位。本工程西圍場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，從根本上截斷井內地下水位的補給來源，所以十分強調在施沉中地下水位必須降到刃腳以下0.5米，在封底時地下水位要降到0.5～1米才能保證干封底澆筑混凝土，同時插入導管法施工。（3）在沉井四周如坍陷嚴重時，應及時進行回填，特別對四周不均勻坍陷更應注意，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）下沉坍陷范圍內不允許堆載，如果有堆載會加劇坍陷。

5、允許偏差項目

沉井制作和下沉后的允許偏差及檢驗方法

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

參考文獻：

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

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