淺談沉井的設(shè)計(jì)與施工

董孝健

[摘要]沉井是井筒狀的結(jié)構(gòu)物，它是通過挖除井內(nèi)泥土，以沉井自身重力克服井壁的摩擦阻力影響后下沉到設(shè)計(jì)的標(biāo)高，最后采用混凝土將沉井封底，讓整個井筒狀的結(jié)構(gòu)成為橋梁等大型建筑的基礎(chǔ)維護(hù)結(jié)構(gòu)。由于沉井的牢固性和封閉性，保證井內(nèi)人機(jī)械作業(yè)的安全，所以被廣泛的運(yùn)用在大型建筑的基礎(chǔ)施工中。本文將通過分析沉井的設(shè)計(jì)和施工方法，希望對沉井的應(yīng)用有所了解。

[關(guān)鍵詞]沉井;設(shè)計(jì)原理;施工方法

文章編號：2095 - 4085（ 2019） 04 - 0129 - 01

近年來，隨著建筑設(shè)施的建設(shè)增多，橋梁、取水工程以及大型設(shè)備的建筑基礎(chǔ)都能看見沉井結(jié)構(gòu)。沉井結(jié)構(gòu)的種類有很多，可以根據(jù)實(shí)際建筑的基礎(chǔ)類型來選擇不同的沉井結(jié)構(gòu)。大致分為圓形沉井，矩形沉井和圓端形沉井等。沉井結(jié)構(gòu)用于建筑基礎(chǔ)的維護(hù)結(jié)構(gòu)，它的施工成本相對比較合理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，同時沉井結(jié)構(gòu)能明顯提升建筑工程的安全。

1沉井的特點(diǎn)

沉井是在建筑物的地面來制作的，它通過挖掘井內(nèi)泥土，以自身井筒重力克服井外泥土對井壁的摩擦阻力后下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，采用混凝土將沉井封底，讓整個沉井結(jié)構(gòu)成為建筑物基礎(chǔ)的維護(hù)結(jié)構(gòu)。這種內(nèi)部形成的結(jié)構(gòu)，在技術(shù)上比較穩(wěn)定，而且沉井的埋藏深度很深，能保證上層建筑的穩(wěn)定性。挖土數(shù)量少，對周圍的建筑影響較小。沉井作為建筑的基礎(chǔ)，在挖土的下沉工程中不需要坑壁的支撐和板樁的固定，使得施工流程減少。同時沉井結(jié)構(gòu)還能作為擋土的結(jié)構(gòu)。但是值得注意的是，沉井的施工技術(shù)要求很高。由于要承載上層建筑的巨大負(fù)荷，因此在沉井的基礎(chǔ)開挖工作時，需要有良好的支撐能力，對于下沉中也要有良好的持力層來保證挖掘的安全。對于像橋墩的沉井基礎(chǔ)制作，需要的技術(shù)將會更高。

2沉井的設(shè)計(jì)原理

沉井的結(jié)構(gòu)是由刃腳，井壁，內(nèi)隔墻，梁，凹槽，底板等構(gòu)成的。井壁是沉井的外圍部分，也是構(gòu)成沉井的主要部分。井壁需要有很強(qiáng)的剛度來平衡在下層過程中周圍土壤對井壁的測壓負(fù)荷。也需要自身的足夠重量來克服周圍土壤對井壁的摩擦作用確保沉井結(jié)構(gòu)能順利的下沉，必要時可以增加配重來輔助沉井下沉。井壁的下端一般會呈現(xiàn)刀刃的形狀，主要是為了減小沉井的下沉阻力。內(nèi)隔墻是設(shè)置在沉井結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部，它能有效的增強(qiáng)沉井在使用中的剛度，同時內(nèi)置的隔墻能將沉井內(nèi)部分成若干小塊來進(jìn)行挖土，方便沉井結(jié)構(gòu)的施工。凹槽也是建立在沉井的內(nèi)里，它能讓混凝土和井壁能很好的連接，幫助增加沉井的穩(wěn)定性。封底是在沉井的下沉到達(dá)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)時，對沉井的底部進(jìn)行封閉，保證沉井結(jié)構(gòu)的完整，防止地下水滲進(jìn)結(jié)構(gòu)物內(nèi)影響沉井的正常使用。

沉井結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要對所施工地段的實(shí)地探查，其中包括對地址結(jié)構(gòu)以及施工地段周圍的建筑等考察。對于沉井的高度既要達(dá)到一定的深度滿足建筑基礎(chǔ)的需要，同時對沉井內(nèi)部的持力層也要有較高的承載能力。密實(shí)土層是持力層最好的選擇，沉井結(jié)構(gòu)的底層需要堅(jiān)實(shí)的土層作為沉井結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。對于沉井的平面尺寸，需要在設(shè)計(jì)圖紙之時為實(shí)際建造留有一定的偏離空間，防止沉井在下沉過程出現(xiàn)偏差影響整體結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。而沉井不同構(gòu)成結(jié)構(gòu)的不同設(shè)計(jì)方案要按照建造沉井結(jié)構(gòu)的不用來計(jì)算。每個結(jié)構(gòu)都有嚴(yán)格的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

3沉井結(jié)構(gòu)的施工

沉井的施工技術(shù)要求很高，但都是根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和水文環(huán)境來施工。沉井的施工步驟可以分為，平整場地，制作鋪墊木和底部墊層。這要求沉浸的施工場地平整穩(wěn)固，因?yàn)槌辆闹谱鲿r在地表進(jìn)行，因此地面需要土質(zhì)均勻無雜物。對于刃腳也要用其他沙石來填補(bǔ)使其均勻平整。刃腳下的一邊填塞砂，一邊對稱，抽拔出墊木是為了保證沉井在混凝土的澆筑過程中不會出現(xiàn)不均勻沉降問題，混凝土澆筑作業(yè)要對稱均勻以防沉井傾斜。沉井均勻開挖下沉，在確定井壁到達(dá)設(shè)計(jì)的深度時，如果沉井穿過的土質(zhì)層含水量較大，而此時的地下水也比較豐富時，就要排水下沉。排水下沉能使挖土均勻，下沉過程也比較均衡，很少會使沉井結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜問題。當(dāng)沉井結(jié)構(gòu)到達(dá)設(shè)計(jì)高度后，就可以準(zhǔn)備封底工作了。封底工作也會因施工現(xiàn)場的地基不同而有不同的封底方式。地基土質(zhì)較好，且涌水量小時，可以采取干封底。通過對沉井中間進(jìn)行集中抽水，往中心及澆筑混凝土。這種封底方式的施工成本低，施工工期短，又能保證良好的沉井結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。沉井結(jié)構(gòu)的施工難免會對周圍的建筑造成影響，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)施工圖紙時要考慮充分，為工程施工做好預(yù)留方案，盡量減少施工對周圍建筑的影響。在施工中要時刻將質(zhì)量控制和安全施工放在首位，既要保證沉井結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，也要保證施工人員的安全施工。

4結(jié)語

沉井結(jié)構(gòu)以其自身的優(yōu)勢被廣泛的運(yùn)用到現(xiàn)代建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在運(yùn)用沉井結(jié)構(gòu)時，要考慮周圍的地質(zhì)情況，做好沉井施工各個結(jié)構(gòu)的計(jì)算工作。在施工時對各個部分都要嚴(yán)格的采取施工技術(shù)，保證沉井結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

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