探究復(fù)雜地質(zhì)條件下沉井下沉施工技術(shù)

摘 要：沉井下沉施工技術(shù)是沉井施工的一個核心技術(shù)，科學(xué)的設(shè)計(jì)是沉井下沉順利進(jìn)行的關(guān)鍵，尤其是在一個復(fù)雜地質(zhì)條件下。在沉井下沉過程中，會對周邊環(huán)境產(chǎn)生許多有害影響，因此，在不同的施工過程中，要有效控制，針對不同的地質(zhì)條件，采取不同的施工技術(shù)。以盡量減少對環(huán)境的影響，提高施工效率。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)；深井下沉；施工技術(shù)

“將各種形狀的井筒（沉井）邊排土邊沉入地下，最后固定在土層中，形成地下建筑物或構(gòu)筑物的施工技術(shù)稱為沉井施工技術(shù)”。沉井下沉施工技術(shù)是沉井施工的一個核心技術(shù)，科學(xué)的設(shè)計(jì)是沉井下沉順利進(jìn)行的關(guān)鍵，尤其是在一個復(fù)雜地質(zhì)條件下。在沉井下沉過程中，會對周邊環(huán)境產(chǎn)生許多有害影響，因此，在不同的施工過程中，要有效控制，針對不同的地質(zhì)條件，采取不同的施工技術(shù)，以盡量減少對環(huán)境的影響，提高施工效率。

1 沉井下沉對周邊環(huán)境的影響

因?yàn)樵谑┕み^程中沉井中心的土壤被挖出，因此沉井下沉?xí)r會產(chǎn)生地下水的滲流。而且隨著沉井下沉，挖出的土壤越來越多，會形成一個以沉井為中心的大致像鍋底狀的凹地。在這種情況下，由于地下水的滲透，表面會出現(xiàn)一個地表下陷。這個地表下陷的深度與范圍大小，一方面與地下水位高低有關(guān)，另一方面還與土層的滲水性強(qiáng)弱有關(guān)。在沉井下沉施工過程中，如果采取的方法不當(dāng)，會對周邊地表建筑物造成巨大甚至不可挽回的影響，還會對地下管線造成巨大損害。

2 降低復(fù)雜地質(zhì)條件下沉井下沉對環(huán)境影響的施工方法

通過以上分析可以知道，降低沉井下沉過程中對周邊環(huán)境的影響十分重要，尤其是在面對一個復(fù)雜的施工環(huán)境。就目前來看，沉井下沉一般有兩種方法：一是，帶水下沉；二是，不帶水下沉。關(guān)于開挖土方，方法一般也有兩個，水力開挖與機(jī)械開挖。為了盡量降低沉井下沉對環(huán)境的影響，就要選擇科學(xué)、適當(dāng)?shù)南鲁练椒?。一般來看，機(jī)械開挖進(jìn)度快，但成本較高；水力開挖成本相對較低，但有些土質(zhì)不適合水力開挖，比如粘性較大和砂礫較大的地質(zhì)。

2.1 打防滲樁

在沉井下沉前或下沉過程中，通過采取打防滲樁的技術(shù)可以控制沉井下沉對周邊環(huán)境的破壞程度，可以盡量避免施工對周邊地上建筑物等造成有害影響。具體方法如下：

在沉井施工前，必須對周邊環(huán)境有詳細(xì)的摸底考察，根據(jù)受保護(hù)對象距離沉井的距離和受保護(hù)物的重要程度，在沉井的周圍打預(yù)防土壤滲漏的樁，主要有槽鋼樁和鋼板樁。通過打樁的方式可以減小周邊土體的流失，從而降低對周邊易受影響保護(hù)對象的影響。

這個樁該如何打，有何標(biāo)準(zhǔn)呢？首先，采取這種方法時，必須嚴(yán)格控制樁底標(biāo)高及其軸線同沉井之間的直線距離。在一般情況下，“樁底標(biāo)高要超滲透水層1.5米以下，最好達(dá)到刃腳底標(biāo)高下1.5米為宜。防滲樁軸線與沉井間水平距離不得低于沉井深度的1.5倍，且不得影響沉井下沉施工”。

2.2 對沉井周邊的沉陷坑進(jìn)行及時回填

在沉井下沉過程中，地表會出現(xiàn)一個由淺變深、由近到遠(yuǎn)的一個沉降，為了防止這種沉降面積繼續(xù)變大、程度繼續(xù)變深，就要對這個沉降“坑”進(jìn)行及時的填土或其他物體，以防止周圍土層的繼續(xù)沉降。對沉井周邊的沉陷坑進(jìn)行及時回填雖不能從根本上解決的地表下沉，但可以控制和減緩下沉的速度與規(guī)模，可以盡量減少沉井下沉施工過程中對周邊環(huán)境的影響。在回填的過程中既要注意速度又要把握效度，要適度、適量。

2.3 注漿法

這一方法主要是在應(yīng)急過程中使用。如果在沉井下沉施工過程中，遇到的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，比如特殊的滲流通道，會出現(xiàn)一定的土壤大面積下陷，這時就要立即停止施工，然后勘察、分析地況，先對地質(zhì)條件進(jìn)行徹底的分析后，通過鉆孔注漿的方法，向地下塌陷區(qū)注入砂漿，防止發(fā)生更加嚴(yán)重的土壤塌陷。

2.4 抽取沉井附近積水

積水，是沉井下沉過程中必然要遇到的一個問題，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，這一問題尤其顯得突出和重要。在沉井下沉過程中，沉井周邊會產(chǎn)生一定的積水，當(dāng)積水增多時會嚴(yán)重威脅工程安全和周邊地表物體的安全，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生地表的塌陷，對人身及財(cái)產(chǎn)造成重大威脅。因此，當(dāng)沉井附近積水達(dá)到一定程度，超過警戒線時，必須對積水及時抽取，以防止更大問題的出現(xiàn)，保證工程安全。

3 沉井下沉?xí)r土壓力研究

在沉井下沉施工過程中，沉井下沉必須面對側(cè)壁摩擦力與刃腳反作用力的問題，要是沉井下沉順利進(jìn)行必須克服這兩個阻力。在國內(nèi)，我們在計(jì)算這兩個力時通常使用的是庫侖土壓力等經(jīng)典力學(xué)理論，這一經(jīng)典理論力學(xué)概念明確，它的公式比較簡單，便于實(shí)際操作，故適用范圍十分廣泛。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，它的實(shí)測值同理論值有著較大的差距。它有著許多問題：在沉井下沉過程是一個運(yùn)動過程，而經(jīng)典理論公式是建立在擋土墻與土體相對靜止的狀況下得到的；經(jīng)典庫侖土壓力計(jì)算的摩阻力是主動土壓力的受力模式，而沉井在一直下沉過程中的摩阻力是順著沉井壁向上的，因此它們是不一樣的。

面對以上理論，我們在面對復(fù)雜地質(zhì)條件下沉井下沉施工過程中必須考慮更多因素，對經(jīng)典理論進(jìn)行完善，提高適用性。我們要通過假設(shè)，分析他們的受力模式，計(jì)算出單一非粘性土壤土層條件下沉井土壓力同側(cè)壁的摩阻力，然后進(jìn)行對比分析。只有這樣，我們在施工過程中，才能根據(jù)具體的地質(zhì)、土壤條件推算得出符合具體實(shí)際狀況的數(shù)據(jù)，為工程施工提供科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。尤其是在面對復(fù)雜地質(zhì)條件下，這一問題顯得尤為突出和重要。

4 案例分析

文章以一個水泵房沉井下沉施工技術(shù)為例。

案例工程簡介：該工程位于浙江寧波市的北侖區(qū)，區(qū)位有其特殊性，它地處杭州灣口外金糖水道的南岸，距海較近，地質(zhì)條件十分復(fù)雜，地下水位較淺，且面臨海水倒灌的危險(xiǎn)。該水泵房是一個循環(huán)水泵房，該水泵房沉井的結(jié)構(gòu)如下，外形尺寸48m×40m，運(yùn)行層的標(biāo)準(zhǔn)高度為5.5m。該循環(huán)水泵房的沉降采用整體沉降方式，一次性沉降到位。采取一次沉降到位工期短，程序相對簡單，施工的安全性能也比較好。

選擇下沉方案：前面已經(jīng)提到，目前來說主要有兩種比較常用的下沉方案，排水下沉和不排水下沉。根據(jù)對周邊環(huán)境影響的評估，并根據(jù)沉井的具體結(jié)構(gòu)，本次下沉采用排水下沉的方式施工。

沉井下沉的施工分析：第一，下沉系數(shù)分析；第二，沉井封底穩(wěn)定分析；第三，下沉階段嵌套樁基的保護(hù)。在這一施工過程中，主要對以上三個關(guān)鍵的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，為施工的安全、科學(xué)進(jìn)行提供有力保障。在沉井下沉施工過程中要對沉井周邊的土層進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，防止出現(xiàn)底邊塌陷和積水過深狀況。

5 結(jié)束語

通過上文的論述與分析可以得出，復(fù)雜地質(zhì)條件下沉井的下沉施工技術(shù)十分復(fù)雜，面臨的周邊環(huán)境也十分復(fù)雜，在沉井下沉施工過程中需要考慮眾多的因素。為了能使施工安全、順利的進(jìn)行，在施工過程中，不僅僅要遵循經(jīng)典下沉力學(xué)的理論，又不能拘泥于經(jīng)典下沉力學(xué)理論，要根據(jù)面臨的地質(zhì)土壤條件的實(shí)際，綜合考慮各種因素，推算得出符合工程實(shí)際的具體數(shù)據(jù)。同時，如果是沉井沉降施工是在城市或者其他周圍有居民和建筑物的地區(qū)時，我們尤其要注意地表的周圍環(huán)境，一定要避免對周圍建筑物和日常社會生活的影響，同時，還要注意保護(hù)自然環(huán)境，做到“生態(tài)環(huán)保施工”?？傊?，復(fù)雜地質(zhì)條件下沉井下沉施工技術(shù)是一項(xiàng)繁瑣的技術(shù)，它的技術(shù)含量高，考慮的因素較多，是一項(xiàng)十分復(fù)雜的過程。

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