論建筑施工中沉箱沉井技術(shù)的運用研討

朱瑞華

摘? ? 要：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，對建筑工程的施工提出了更高要求，越來越多的先進技術(shù)被應(yīng)用到工程施工中。尤其在地面結(jié)構(gòu)施工時，由于會受到復(fù)雜地形條件的影響會出現(xiàn)安全、質(zhì)量等方面的問題。為保證工程質(zhì)量，必須做好建筑施工前的技術(shù)準備工作，而沉箱沉井技術(shù)就是針對復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)和較深地基建設(shè)的技術(shù)，能有效滿足建筑工程施工對于施工技術(shù)的要求。本文將對沉箱沉井技術(shù)的施工應(yīng)用和技術(shù)要點展開研究分析，希望能促進該技術(shù)的廣泛應(yīng)用和推廣。

關(guān)鍵詞：建筑工程;沉箱沉井技術(shù);施工應(yīng)用

1? 沉箱沉井技術(shù)概述

沉箱基礎(chǔ)又叫做氣壓沉箱基礎(chǔ)，是一種以氣壓沉箱來修筑結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)形式，在進行地下結(jié)構(gòu)物施工時在沉箱下部先構(gòu)筑底板，并在沉箱下部形成氣密性較高的混凝土結(jié)構(gòu)工作室，然后向室內(nèi)注入壓力以及和地下水壓力相等的壓縮空氣，在無水環(huán)境下取土排土，使在箱體自身重量和上部荷載作用下下沉到指定的深度，然后封箱施工。沉井則是在修筑地下結(jié)構(gòu)和深基礎(chǔ)的一種形式，先在地表制作一個井筒狀結(jié)構(gòu)物，再在井壁圍護下從井內(nèi)不斷挖土，使沉井能夠在自重和上部荷載作用下下沉，達到設(shè)計標高以后再封底。

沉箱沉井技術(shù)特點包括：第一沉降沉井的整體剛度較大、抗震性能好;第二和地下施工相比，沉箱沉井施工具有突出的優(yōu)勢，且應(yīng)用范圍較廣;第三沉箱沉井結(jié)構(gòu)也可以作為圍護結(jié)構(gòu)，在施工時無需對地基進行特殊化處理，具有安全經(jīng)濟的特點。第四，施工對于周圍環(huán)境的影響較小，比較適合用在土體變形相對敏感的區(qū)域。

2? 建筑施工前的準備工作

2.1? 技術(shù)準備

在建筑施工前必須做好對施工現(xiàn)場的實地調(diào)研和勘察工作，做好地質(zhì)水文等數(shù)據(jù)的搜集與分析工作，全面掌握當?shù)厥┕l件，尤其要了解施工個場地地形地質(zhì)情況。其次，根據(jù)工程實際要求、特點以及掌握的地質(zhì)地形數(shù)據(jù)制定合理的施工方案，并在進行自審和會審以后進行改進完善，保證施工方案的科學(xué)合理、做好技術(shù)交底工作，并要求施工人員能嚴格按照施工方案、所設(shè)計的施工圖紙進行施工。

2.2? 現(xiàn)場準備

在正式施工前應(yīng)做好測量放線、觀測等工作，比如結(jié)合沉井平面位置和沉井定位開展抄平放線工作，準確布置好水準點。比如應(yīng)利用好沉井周邊的建筑物，設(shè)置沉降觀測點，保證所設(shè)置的觀測點不會影響正常施工和施工進度。最后利用觀測點做好施工觀測，做好對相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析處理。此外還要保證現(xiàn)場施工場地的平整，設(shè)置道路、排水溝、截水溝等臨時設(shè)備，保證水電路的暢通。

2.3? 地基處理

在地基處理時，第一采用填砂、人工夯實和機械碾壓結(jié)合的方式做好地基的加固處理，避免出現(xiàn)地基松散、沉箱施工時不均勻沉降、裂縫等問題，保證地基施工的穩(wěn)定。第二，為避免出現(xiàn)地基下沉的問題，在沉井施工現(xiàn)場可采用壓縮性較低的中砂或砂石等，填筑人工島，注意清理干凈周邊的淤泥以提升地基對于沉井的承受能力。第三，在修筑人工島時如果流速較大，則可通過圍堰的修筑來提高人工島的穩(wěn)定，同時在圍堰四周設(shè)置護道。

3? 沉箱沉井技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

3.1? 開挖基坑

在基坑卡瓦時必須嚴格按照技術(shù)規(guī)范和要求進行，首先要求基坑開挖的深度應(yīng)在地下水位的0.5以上;其次要求基坑平面尺寸要大于沉井尺寸的2.5-3倍，在開挖到一定深度時可在基坑底部邊緣設(shè)置排水溝，使基坑誰能流向集水井，集水井的直徑和深度要根據(jù)具體工程現(xiàn)場條件和工程實際要求來決定，一般集水井的直徑在1000m左右，深度則應(yīng)低于排水溝。第三，在處理深基坑時，應(yīng)結(jié)合沉井土方的坡度確定開槽尺寸，然后在開槽周圍設(shè)置好排水溝和護道，避免雨水流入到基坑。第四，對于承受能力較弱的基坑，要求在刃腳下設(shè)置砂墊層和墊木，對于承載能力較大的基坑則不用鋪設(shè)砂墊層，直接鋪設(shè)墊木即可。

3.2? 沉井制作

在制作沉井時，先在支墊上放上大樣，然后根據(jù)大樣放置刃腳側(cè)面積結(jié)構(gòu)角鋼，要求刃腳踏面寬度在200mm左右，刃腳斜面和水平面夾角在55°左右。如果土質(zhì)層較硬則可以適當調(diào)整踏面寬度到150mm，夾角則設(shè)置在60°左右并在踏面外緣設(shè)置好鋼板護角，然后立支撐架和模板，完成鋼筋綁扎和混凝土澆筑。如果要在基坑在內(nèi)制作沉箱，要求基坑寬度是沉箱寬度的2倍，然后在基坑周圍設(shè)置好排水溝和積水井，避免因為出現(xiàn)基坑積水而引起塌方事故。此外，沉箱位置不能太高也不能太低，否則會出現(xiàn)因重心失穩(wěn)而帶來的下沉、傾斜等問題，可采用分節(jié)澆筑方式完成沉箱澆筑制作。

3.3? 沉井下沉

結(jié)合施工現(xiàn)場實際地質(zhì)勘探結(jié)果和相關(guān)水文地質(zhì)資料，確定沉箱沉井施工的具體方案，要求沉箱沉井下沉工作在完成第一節(jié)混凝土澆筑并達到規(guī)定設(shè)計強度后再進行。沉井下沉施工方法具體有排水法、挖土法和不排水下沉法幾種。第一，采用排水法施工時，要求在井內(nèi)設(shè)置排水泵，然后沿著井壁挖出集水井和排水溝，采用排水泵排出地下水，完成沉井下沉工作。并隨著下沉深度的增加來加深集水井和排水溝的深度。第二，在邊長大于16m的沉井中，采用反鏟挖土機先進行沉井中間位置挖掘，然后再完成四周的挖掘，要求每一層挖掘深度控制在0.4m左右，沉井大小控制在0.3m左右。當出現(xiàn)軟土層時可直接在刃腳處直接挖掘，然后再進行沉井中間位置的挖掘。不排水下沉法施工時，采用高壓水槍先將沉井中的圖層稀釋為泥漿，然后利用空氣吸泥器將泥漿排出沉井，控制井內(nèi)水位高出井外水位的1.5m左右。

3.4? 沉箱封底

在完成上述工作后，當沉箱下沉深度達到設(shè)計要求并處于穩(wěn)定狀態(tài)時，可進行沉井沉陷封底。在封底時要求先徹底清除混凝土之間的接觸面和底部的淤泥，保證沉井內(nèi)沒有積水;然后澆筑一層厚度在1000mm左右的混凝土墊層，保證墊層強度是設(shè)計的一半，然后再綁扎底板鋼筋、固定好沉箱，完成最后的底板澆筑工作。

4? 沉箱沉井技術(shù)的施工要點

在建筑工程沉箱沉井施工過程中，要注意的施工要點包括：第一必須注意徹底清理混凝土之間的接觸面，這樣沉井底部才能形成符合工程施工標準的有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的形狀。第二要求在排水溝設(shè)置時嚴格按照挖掘順序，先中間再四周逐層設(shè)置，并鋪設(shè)好卵石形成濾水暗溝，在沉井中間位置設(shè)置好集水井。當沉井內(nèi)部水匯集在集水井時可利用排水泵技術(shù)將積水排出沉井，保證水位要低于地面的0.3m。第三，在沉井施工時為避免發(fā)生安全事故和質(zhì)量缺陷，可采用相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，做好跟蹤檢測工作。在沉井下沉?xí)r要做好監(jiān)督檢測，當發(fā)生較大偏差時要及時糾正和調(diào)整。第三，在沉箱封底時，先澆筑混凝土墊層在達到設(shè)計強度后再綁扎固定鋼筋、完成混凝土澆筑和沉箱封底。第四，混凝土澆筑時的一般順序是先四周然后再澆筑沉井中間位置，一般采用分層澆筑的方式，并控制每一層的澆筑厚度，采用振搗棒搗實混凝土以保證混凝土強度。第五，在完成混凝土澆筑施工后，要做好養(yǎng)生防護工作，要求在養(yǎng)生期間保證沉井持續(xù)排水，在底板混凝土達到設(shè)計強度標準后可停止排水，進行沉箱沉井的封底操作。在完成封底工作后要檢驗沉井是否穩(wěn)定，檢測沉井結(jié)構(gòu)和地下水浮力的荷載，并根據(jù)施工時最高地下水位完成混凝土強度的計算。

5? 結(jié)語

綜上所述，沉箱沉井施工技術(shù)主要被應(yīng)用在復(fù)雜地形地質(zhì)結(jié)構(gòu)和較深地基建設(shè)中，近幾年來隨著建筑工程施工復(fù)雜度的增加，沉箱沉井技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)不但滿足建筑工程施工特殊工藝要求，而且還能有效提升建筑施工的效率、縮短工期，在保證建筑工程施工安全和工程質(zhì)量的同時也降低了工程施工成本，有利于推動建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，有利于為建筑行業(yè)的全面發(fā)展提供動力。

參考文獻：

[1] 李洪振.有關(guān)建筑施工中沉箱沉井技術(shù)的應(yīng)用探析[J].科技風(fēng)2014（10）：170.

[2] 關(guān)勝玉.飽和水條件下砂石、卵石層的圓形沉井施工技術(shù)與應(yīng)用[D].燕山大學(xué)，2014.

[3] 朱龍.圓形沉井施工理論研究與現(xiàn)場測試分析[D].上海交通大學(xué)，2014.