淺談沉井下沉施工的傾斜糾偏控制措施

徐列君

摘要：現階段，頂管施工已經成為城市管網施工中的一項重要工藝，沉井安全準確下沉是保障頂管正常作業(yè)的基礎。沉井下沉過程中因為自重大而極易傾斜，難以控制，雖然有許多常見的糾偏方法，但對于傾斜程度大的沉井現場，其糾偏難度仍然較大。沉井下沉施工前因軟弱地層不均勻沉陷發(fā)生大角度傾斜，造成沉井底部淺埋，土體受力面積小，存在較大傾覆風險的案例并不常見。文中結全工程實例，針對施工過程中沉井下沉傾斜及糾偏中的常見問題及應對措施進行深入探討。

關鍵詞：沉井下沉;下沉施工;傾斜糾偏;控制措施

引言

因具有整體性好、對鄰近建筑物影響較小等優(yōu)勢，沉井結構廣泛應用于岸邊取水構筑物、大型橋墩基礎或錨旋和大型污水處理等工程中。沉井通過挖除隔墻下或刃腳附近土體降低豎向阻力，在重力作用下，不斷下沉至設計標高。該過程中，隔墻底部和刃腳處因支承土體被挖除，可能會向內撓曲，形成拉裂縫。一些大型沉井的刃腳及隔墻底部都是帶裂縫下沉。當裂縫寬度超過限值后，裂縫不僅會降低沉井結構的強度和耐久度，還會引起滲漏，嚴重影響沉井的使用安全。裂縫寬度影響沉井結構安全，而結構內力大小是判斷裂縫是否超過限值的重要依據。

1沉井下沉傾斜概述

沉井工作井施工首先進行測量放線、平整場地，并鋪設砂墊層，綁扎鋼筋、模板支立后，澆筑沉井刃腳及下半部分井壁。當達到混凝土強度要求后，澆筑剩余部分井壁。在沉井第一倉混凝土澆筑完成后，尚無明顯下沉跡象。當最后一倉混凝土澆筑完成后約6h尚未進行沉井開挖前，沉井因混凝土自重，一側刃腳先切割土體逐步下沉，另一側刃腳因下部淤泥擠壓變形也緩慢下沉，沉井開始逐步發(fā)生傾斜，然后沉井一側受土體支撐穩(wěn)定下來，未繼續(xù)發(fā)生傾斜。沉井傾斜最深處下沉3m，刃腳部位已到達淤泥地層，上部剩余5m，并發(fā)生大角度傾斜，傾斜度達到19°。該沉井傾斜側靠近圍墻和工廠宿舍區(qū)，如果不及時進行處理，僅沉井下部淺埋，受力不均，存在較大傾覆風險，威脅臨建房屋及房屋內人員生命財產安全。

2沉井下沉施工的傾斜問題

2.1井壁裂縫

沉井墊木設置不當或布置不均勻或間距過大，導致沉井早期受力不均，產生彎曲應力;沉井墊木未對稱拔除，導致井壁內部產生拉應力而出現裂紋。模板拆除過早，混凝土強度不滿足拔除墊木條件而出現裂紋;沉井支設在軟弱不均勻土層上或其它不良地基，混凝土澆筑后地基不均勻沉降而產生裂縫;沉井井壁與內隔墻荷載相差太大，沉降不均，產生了較大的附加彎矩和剪應力造成裂縫，而洞口處截面削弱，強度較低，內力相對集中，所以洞口附近易出現裂紋。

2.2傾斜對沉井錯構水平內力調影問題

沉井下沉時，沉并整體類似于簡支梁;傾斜時，重力因偏心產生彎矩，導致沉井同一截面在傾斜方向的兩端產生水平應力變化。因未入土段受力較為明確，取A4隔墻處于沉并上層檢測面與頂面間的部分為愛力分析對象，將計算結果皋與隔墻上層7，9測點的監(jiān)測值進行對比分析探究傾斜對結構水手內力的影響。

2.3偏移或扭位

位移大多由于傾斜引起，當沉井傾斜一側土質較松軟，在糾正傾斜時，井身往往向傾斜一側下部產生一個較大的壓力，因而伴隨向傾斜方向產生一定位移。位移大小隨土質情況及向一邊傾斜的次數而定。當傾斜方向不平行軸線時，糾正后則產生扭位，多次不同方向的傾斜，糾正傾斜后拌隨產生位移的綜合復合作用，也常導致產生偏離軸線方向的扭位;沉井傾斜未糾正就繼續(xù)下沉，常會使沉井向傾斜相反方向產生一定位移;測量偏差未及時糾正。

3沉井下沉施工的傾斜糾偏控制措施

3.1助沉措施

沉井施工前對竹膠板進行表面刷脫模劑處理，保證沉井井壁光滑，加工安裝時做到拼縫嚴密，確保拼縫規(guī)則。當沉井下沉困難時可采用配重法施工，即利用沉井頂面橫梁、隔墻鋪設作業(yè)平臺，平臺堆載沙袋、混凝土預制塊等重物，增加沉井自重。沉井施工穿越軟黏性土層時，如文章參考的吸水井下沉系數1.19，下沉系數低，施工過程中應全時段同步開挖下沉，盡量減少下沉時間。沉井下沉過程中常用的一種輔助下沉方式就是射水法，它的主要工作方式是在井室內對稱預埋多道射水管，預埋射水管的外側安裝一個喇叭狀的射水嘴，射水嘴應緊貼井壁防止損壞，當沉井下沉遇阻停止下沉或下沉緩慢時，在沉井四周高壓噴水，潤滑沉井外壁接觸面，使沉井順利下沉。

3.2堆土支撐

為避免沉井繼續(xù)傾倒，首先在傾斜側沉井下方堆土，對沉井進行支撐。填土大致填到沉井頂部下約0.3m處，預留部分外露沉井井壁為擋土坎，防止后續(xù)沉井時土石墜入井內。在下沉速度慢的一側井壁外側進行取土開挖，形成掏空區(qū)，減小該沉井側回正時井壁外側土體阻力，便于后續(xù)沉井回正。開挖必須分層緩慢開挖，每層厚度不能超過0.3m，防止井體在開挖過程中位置突變。為保障取土量，取土寬度可適當向井外側范圍擴大，不能使井體下沉較慢一側刃腳部位下部掏空。堆土側可使用挖掘機斗背部緩慢分層拍打夯實土體，使堆土對井體形成支撐力。

3.3糾偏開挖

該工程已采取堆土支撐、旋噴樁加固土體、鋼板樁限位防止變形過大等沉井防傾覆措施，可以啟動沉井下沉同步糾偏開挖。沉井下沉主要經過淤泥層，其透水性不強，地下水量不大，沉井下沉可采取排水下沉的施工方法。旋噴樁和鋼板樁施工完成后，采用1臺PC200普通反鏟挖掘機和1臺18m長臂反鏟挖掘機實施沉井下沉同步糾偏開挖。長臂挖掘機開挖深度較深，主要在沉井下沉較慢一側取土，普通挖掘機主要在沉井傾斜側進行取土，輔助糾偏。兩臺挖掘機兩側配合糾偏開挖，并輔助控制沉井糾偏姿態(tài)。取土時保持沉井下沉較慢一側優(yōu)先取土，取土采取少量多次均衡的方法，沉井下沉較慢側開挖深度較另一側超挖不宜超過0.5m。兩臺挖掘機可以適時采用挖掘機挖斗背部支撐沉井井壁，輔助扶正沉井姿態(tài);而且可以在沉井下沉過程中，在沉井下沉較慢側緩慢加設配重，輔助糾偏。根據沉井下沉姿態(tài)，在刃腳處距離鋼板樁30～50cm時可緩慢拔出部分鋼板樁，消除沉井糾正側下沉側阻力。

3.4沉井封底后的糾偏措施

如果沉井達到設計要求后仍存在坡度偏差且不符合質量標準要求，則可以先進行底蓋施工以防止下沉。此時，可以使用兩種方法來校正沉井的傾斜度，一種方法是在地板下面使用高壓注漿，即在制造地板時使用注漿管（用于接收止動板）。將其預埋在地板下方或地板中，并在澆筑混凝土后鉆孔并灌漿。當地板的混凝土強度達到設計要求并計算抗灌漿浮力測試時，水泥漿將在高壓下注入。在灌漿過程中，要注意從低到高的灌漿壓力。另一種方法是沖洗底板下方的污垢。換句話說，在底板的上部預裝了Φ150的用于土壤收集的鋼管（用于接收止動板），并用高壓水沖洗了土壤。底板達到設計要求后，將使用泥漿泵從井中排出泥漿。您也可以將以上兩者結合使用。

結束語

沉井在市政工程特別污水處理管網及自來水處理管網中都有較為廣泛的應用，其技術已相當成熟，但因沉井施工在地下基礎工程，其地質情況復雜，在沉井的施工中出現問題的現象仍是相當多的。在沉井的設計施工中全面考慮各種不利情況，嚴格按照規(guī)范進行設計、施工對于沉井的成功實施至關重要。隨著新的沉井制作、下沉方法的出現，沉井的應用將更加廣泛。

參考文獻：

[1]唐友存.市政工程中沉井的構造及其施工工藝研究[J].建材與裝飾，2018（14）：46-47.

[2]廖冬生.市政工程中沉井的構造及其施工工藝分析[J].中國住宅設施，2018（11）：104-105.