沉井施工全過程質量控制的關鍵要素及對策研究

閆冠彬

摘 要：沉井施工中，施工環(huán)境較為復雜，因此對技術的要求較高，需要施工單位對施工的全過程進行質量控制。深入分析了沉井施工的特點，探討在沉井施工的全過程中進行質量控制的關鍵要素，希望對相關工程建設有所助益。

關鍵詞：沉井施工；刃腳墊層；質量控制

中圖分類號：TU753.64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）07-0036-03

0 引言

在沉井施工中，施工單位對施工方案的設計不科學，施工技術不合理，缺乏應急措施，就有可能會造成較為嚴重的安全事故。因此，施工單位在具體的施工中需要進行全過程的質量控制，從準備工作、施工到監(jiān)測等方面，對施工的關鍵要素進行分析，然后制定相應的對策，提升施工的安全性。

1 沉井施工的特點

沉井施工是將井內的土體挖出，使井體下沉一定深度的一種井體結構，既可以作為建筑的地下結構的外殼，也可以在下沉的過程中開挖支護。如果建筑施工部分的地下水較多，采取大開挖支護的方法就會花費大量的人力和物力，而沉井施工則可以在挖土的時候應用水下封底技術，降低排水的費用。在沉井施工中，容易發(fā)生沉井偏移、傾斜或者是下沉速度過快、過慢以及停沉等情況，施工人員需要先了解施工地點的土質情況，然后在施工的過程中采取合適的措施解決這些問題。

2 沉井施工的全過程質量控制關鍵要素

2.1 施工準備工作

在施工之前，施工單位需要對施工現(xiàn)場進行詳細的勘察，確定施工現(xiàn)場的環(huán)境。如果場地上存在凹凸不平的土體，需要平整施工場地，搭建臨時設施，以供勘測人員和施工人員臨時居住。施工單位需要保證水電的供應，以便施工順利進行?？睖y人員需要應用各種先進的勘測儀器，對施工現(xiàn)場的地質進行勘探，并布設測量的控制網，提升勘測的準確性。在正式施工開始之前，施工人員需要對施工現(xiàn)場的水文和地質條件進行勘測，根據(jù)勘測結果優(yōu)化施工方案。

2.2 沉井制作技術

在沉井制作施工過程中，施工人員需要先確定施工場地是否平整。一般由人工進行基面的清理工作，然后在沉井施工的位置進行基面的平整，并灑水壓實。施工人員需要在沉井的位置澆筑混凝土墊層，并確?；炷翂|層平整。在混凝土墊層上面砌磚支座，將其作為沉井刃腳的模板，斜面需要使用砂漿找平[2]。在進行第一節(jié)井筒鋼筋的綁扎時，施工人員需要豎立模板，然后在井筒內部和外部分別搭建腳手架。在進行第一節(jié)沉井混凝土澆筑時，施工人員需要控制澆筑速度和厚度，避免模板出現(xiàn)脹?，F(xiàn)象。

2.3 沉井下沉技術

在進行沉井的下沉施工時，施工人員需要根據(jù)工程的實際情況，采取不同的下沉方式。例如在進行某南水北調工程的沉井施工時，井筒的材質為C25鋼筋混凝土，內徑為6.2 m，而且井壁的厚度為0.6 m，沉井的高度是9.855 m。此工程需要進行3次澆筑，而且需要進行3次下沉。

在施工的時候需要控制第一次下沉的深度為1.5 m，第二次下沉的深度為4.5 m，最后一次下沉一直到底部。在下沉施工中，施工人員需要選擇合適的汽車調配除土，而且還要分層、均勻、對稱地進行下沉施工。在下沉的過程中，施工人員還要控制刃腳高差與下沉的速度，避免沉降平面發(fā)生位移，保證下沉施工的準確性。

2.4 監(jiān)測控制技術

在沉井施工中，施工人員需要對沉井的位置標高進行控制。施工人員可以利用水準儀對下沉進行觀測，在下沉過程中觀測平面位置以及標高，當出現(xiàn)沉井偏移或者傾斜的時候，就要立刻采取措施對其進行糾正。

在進行下沉施工的時候，施工人員需要做好各角高程以及沉井軸線放樣的標記，將原始數(shù)據(jù)保存好，根據(jù)數(shù)據(jù)內容繪制監(jiān)控的平面圖，確定下沉的高度。如果是分層下沉，施工人員就要對每一層的下沉進行計算，然后根據(jù)計算出其中的偏差情況，對下沉的速度等進行控制，確保下沉的穩(wěn)定性。

2.5 沉井封底技術

在封底之前，要對刃腳的混凝土進行沖洗和打毛、修理井底。在封底的時候，施工人員應該在井底的基面上澆筑一層混凝土，再澆筑底板的鋼筋混凝土。在澆筑的時候，施工人員應注意要分層、持續(xù)澆筑，確保施工的質量。由四周向中間澆筑，并且需要將混凝土振搗密實，以提升施工的質量。

3 沉井施工的全過程質量控制的策略

3.1 詳細收集各項數(shù)據(jù)

在具體的沉井施工中，為了提升施工的質量，施工人員需要對施工的全過程進行質量控制，從而保證工程的順利進行。在正式施工開始之前，施工人員需要做好施工現(xiàn)場的地質條件的勘探，收集相關數(shù)據(jù)，確保施工方案設計的合理性。

在勘探階段，施工單位需要控制地址的選擇和地質資料的準確性。在選址的時候，施工人員需要根據(jù)實際的情況，選擇合適的沉井施工地址。如果地址已經固定，施工人員就要對沉井施工位置的地質進行勘探，結合地質條件確定沉井施工的方案[3]。如果沉井施工是一個單獨的工程，在施工的時候受到的限制較少，選擇的范圍也較多。對于城市排污泵房或者是取水泵房，施工人員就要選擇一個有利于沉井施工的位置。

勘察人員要有較強的專業(yè)知識，有著豐富的勘探經驗，這樣才能合理設計勘探方案，提升勘探的準確性。在勘探的時候，應采用精度較高的設備，以提高勘探的質量，從而得到更加可靠的數(shù)據(jù)。在進行勘探方案的設計時，勘探單位需要對方案進行詳細的檢查，確?？碧近c的布設符合要求，勘探方法合適，勘探網能夠覆蓋所有的沉井施工區(qū)域，保證勘探的深度能夠滿足要求。

3.2 對刃腳墊層進行合理的設計

在進行沉井施工的時候，若沉井的短邊尺寸在5 m以內，其基坑的承受能力≥60 kN/m2，且施工地點的土質均勻，施工人員應將原本的土體夯實，使其更加平整，并將刃腳直接設在地基上，然后鋪設大概30 cm的厚砂墊層即可。

在進行墊層施工的時候，施工人員需要對墊層進行計算，確保第一次澆筑的刃腳混凝土高度滿足要求，確保混凝土的自重所產生的荷載不會對刃腳下面的地基造成破壞，并且在進行第二次得到混凝土澆筑的時候，確?；炷恋膹姸却笥?0%。在進行第二次模板加固的時候，需要確保支撐系統(tǒng)的下端比刃腳的斜面下端高。需要確保施工中所產生的沉降不會對支撐系統(tǒng)造成破壞。如果地基的承載能力較低，施工人員需要仔細檢查施工地點截面，若截面的尺寸較大，需要合理計算刃腳墊層的強度，然后再進行下沉的一次制作。

在施工中，施工人員一般會使用木板、枕木和混凝土進行刃腳墊層的制作，用混凝土制作墊層。鋪設木板可以使墊層的受力更加均勻，制作的質量更高。如果支設枕木，則刃腳部位的混凝土可能會出現(xiàn)裂縫。施工時可能會出現(xiàn)一定的沉降量，需要施工人員加強對刃腳強度的核算，確保支點的穩(wěn)定性。如果采用混凝土和木板制作刃腳墊層，需要保證井壁的寬度≤20 cm，避免使其抗剪強度出現(xiàn)變化，從而影響其自重。

3.3 準確地確定下沉系數(shù)

如果刃腳上端存在凸臺或井壁是復截面，施工人員在進行摩擦阻力的計算時，一般會使用以下兩種計算方法：①將地表下5 m的土體作為界限，從地表到5 m，摩擦阻力會隨著土層的加深而增大，而在5 m以下，摩擦阻力是穩(wěn)定的。②將刃腳的凸臺作為界限。摩擦阻力的大小和下沉深度有一定的關系，當下沉的深度超過10 m的時候，可以將5 m深度作為界限，當下沉的深度在10 m以內的時候，施工人員可以將凸臺作為界限。

在不同的土層中，摩擦阻力的大小一般會有一個取值范圍，而且最高值和最低值的差別較大，如果施工人員的取值大小不一樣，那么其計算出來的下沉系數(shù)也會存在著較大的差別，最高將會達到35%的差別。施工人員在進行土層的摩擦阻力計算時，應該對土層進行細化，然后測量土層的含水率，采取內插法測量含水率，確定摩擦阻力[4]。淤泥和淤泥質地的黏土含水率較高，在進行排水下沉施工的時候，其摩擦力將會增大一倍，因此在對其進行取值的時候，需要根據(jù)粉質黏土的取值方法進行取值。在具體的施工中，為了保證施工的質量，不僅要計算出正常條件下的下沉系數(shù)，還要綜合考慮有利和不利的因素，計算出兩種情況下的具體的下沉系數(shù)，以便施工人員能夠根據(jù)具體情況選擇合適的數(shù)值。

3.4 保證沉井的制作質量

在進行沉井制作的時候，施工人員需要確?；炷辆诓粫霈F(xiàn)滲漏的情況，因此施工人員需要保證沉井制作的質量。

施工人員應該仔細檢查混凝土材料，確保其質量符合標準，尤其是要保證含泥量符合要求，如果含泥量較大就需要經過水洗之后再使用。工作人員要確保各項原材料的計量準確，按照要求嚴格控制配比。在進行混凝土材料的拌合時，施工人員需要控制用水量，如果用水量較高，就會對混凝土的強度和抗?jié)B性造成較大的影響。施工人員需要確?；炷恋陌韬衔锬軌虺浞值財嚢柙谝黄穑嵘┕さ馁|量。接著對混凝土進行充分的振搗，提升混凝土的強度。

施工人員需要在施工的時候留下凹縫，其寬度應為井壁厚度的1/3，縫深應為10 cm。在澆筑的時候，施工人員應該將地面清理干凈，并在地面上澆上一定的水分，使其充分濕潤后，再澆筑一層5 cm的混凝土砂漿。

施工人員需要在拉螺栓上設置一個止水片，并使用水泥砂漿將其嵌補密實。使用預埋管制作成套管，在中間焊上止水的鋼板，將預埋孔洞旁邊的混凝土振搗密實。

在混凝土澆筑結束后，施工人員需要及時對混凝土進行澆水養(yǎng)護，如果是在冬季施工，則需要做好保溫措施。

3.5 避免沉井的偏斜

施工人員需要按規(guī)范拆除刃腳墊層的，以避免沉井出現(xiàn)偏斜的情況。施工人員在破除混凝土的井壁外圈時，應該采取對稱破碎的方法。同樣內圈的混凝土墊層破除也要采取對稱破碎。在進行墊層的破除時，井壁的自重可能會導致一部分墊層被破壞并下沉，因此在挖土深度增加的時候，混凝土塊也會因為擠壓而出現(xiàn)滑出的情況。為了避免在部分地區(qū)出現(xiàn)地基不穩(wěn)定的情況，導致混凝土塊向井外滑出，從而使井壁產生傾斜，需要施工人員在部分地區(qū)進行對稱挖土，將墊層挖出，并且還要將木板抽出，用砂漿進行回填。

施工人員只有對挖土的順序進行合理規(guī)劃，才能避免在施工的時候由于順序不準確而造成沉井偏斜[5]。初沉挖土應該從沉井中間部位的土方向四周的土方挖除。刃腳周圍的土體會因為井壁自重的原因，自動滑落，從而正常下沉。如果沉井出現(xiàn)了傾斜，施工人員需要進行糾偏施工，即將傾斜方向相對位置的土方挖除，從而減小位移。若施工人員取土不對稱，則會導致地基的土質不均勻，而且還會受到一側摩擦力的影響而出現(xiàn)變化。因此施工人員在挖土的時候要將土質較硬或者是摩擦阻力較大的土方挖除掉，然后再挖除另一側。

3.6 保證下沉速度穩(wěn)定

在沉井施工中，經常會出現(xiàn)沉井下沉過快的情況。這種情況有可能是因為施工中遇到了軟土層，軟土層的耐壓強度較小，因此導致下沉的速度較快?；蛘呤且驗槭┕と藛T經常抽水，導致砂頻繁流動，使土體和井壁間存在的摩擦阻力減小，從而使下沉速度加快。對此需重新調整挖土的方法，將刃腳下端位置的土體留一部分不挖，或者直接全部不挖。施工人員還可以改變原來的排水法下沉技術，將其變成不排水法下沉，使浮力增加，增大摩擦力?；蛘咴龃蟪辆獗诤屯馏w之間的摩擦力，使用粗糙的材料夯實井筒外壁的土體，這樣就可以使其不容易下沉。

沉井下沉的速度較慢或者出現(xiàn)停沉情況，可能是由于井壁和土體之間的摩擦力較大，從而影響了沉井的速度?；蛘呤且驗槌辆淖灾剌^小，下沉系數(shù)較小，無法按照標準下沉。在遇到這種情況的時候，施工人員需要繼續(xù)對沉井進行澆灌，使其自重增加，或者提升井頂?shù)馁|量，使其能夠均勻地下沉。施工人員還可以將刃腳下面的土體挖除，使其方便沉井下沉。

4 結束語

在沉井施工中，施工人員需要對施工現(xiàn)場環(huán)境進行詳細的勘察，確保施工方案的準確性，在施工中保證各項施工技術的應用科學、合理，注意施工中存在的各項問題，及時采取措施進行解決，這樣才能保證沉井施工全過程的質量。

參考文獻

[1] 吳建敏.一體化污水提升泵站沉井施工技術及質量控制[J].福建水力發(fā)電，2021（2）：50-52.

[2] 陳克，石峻峰.超大沉井施工質量控制研究[J].綠色科技，2020 （22）：174-176.

[3] 王軍，余宗昌.沉井施工技術要點及質量控制探討[J].中華建設，2020（7）：108-109.

[4] 許志猛，唐加慶，闞俊.淺談水利工程沉井施工過程中的質量控制[J].中國水能及電氣化，2020（5）：5-7.