沉井施工方案及技术措施

摘要：沉井是一种井筒状结构物，是依靠在井内挖士，借助井体自重及其它辅助措施而逐步下沉至预定设计标高，最终形成的建筑物基础的一种深基础型式。本文通过工程实例阐述了沉井施工中下沉的方案选择及下沉的各主要环节的技术措施。

关键词：沉井,下沉,方案,技术措施

沉井基础是上下敞口带刃脚的空心井筒状结构下沉水中到设计标高处,以井筒作为结构外壳而建筑成的基础。沉井是用混凝土（或钢筋混凝土）等建筑材料制成的井筒结构物。施工时，先就地制作第一节井筒，然后用适当的方法在井筒内挖土，使沉井在自重作用下克服阻力而下沉。随着沉井的下沉，逐步加高井筒，沉到设计标高后，在其下端浇筑混凝土封底，如沉井作为地下结构物使用，则在其上端再接筑上部结构；如只作为建筑物基础使用的沉井，常用素混凝土或砂石填充井筒。沉井下沉的方法一般有静压法和振动法、气锤法等。

1、工程概况及设计要求

某雨水泵站设计规模为4台潜水混流泵，流量为6m3/s，负担某地区1.36km2范围内的雨水排涝，是一项重要的水利工程。沉井8×14.5m，深12.0m，均为钢筋混凝土结构。沉井壁厚为30cm。混凝土强度等级为C30级，混凝土抗渗等级为S8。沉井穿越的地质剖面为：自然地面以下至2m为杂填土，物质组成复杂，不均质，强度低，工程地质性质差，2～5m为新近冲淤土积层，土体含水量大，压缩性高，强度低；5～8m为淤泥质粉质粘土，具有一定的流变、触变性。内含少量粉土，稍密，饱和；8～9m为粉砂，中密，饱和；9～10m 为粉土，稍密，饱和；10～15m为粉质粘土，可塑；15m以下为粘土，硬塑。

2、沉井下沉方案选择

沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方案，前者适用于渗水量不大、稳定的粘性土或在砂砾层中渗水量虽很大，但排水并不困难时使用。后者适用于严重的流砂地层中和渗水量大的砂砾层中使用，以及地下水无法排除或大量排水会影响附近建筑物的安全和生产的情况。因本工程地面以下5～9m为粉砂土，易产生严重的流砂，故沉井下沉应选择不排水下沉。不排水下沉挖土方法：采用抓斗及水力吸泥机在水下挖土。即用高压水泵将高压水流通过进水管分别送进沉井内的高压水枪和水力吸泥机处，利用高压水枪射出的高压水流冲刷土层，使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后用水力吸泥机将泥浆吸出，从排泥管排出井外弃土处。

3、施工工艺流程的确定

测量放线—土方开挖—制作承岛(砂石垫层) —铺设刃脚承垫架—安装沉井壁内模—安装刃脚铁件—绑扎井壁钢筋—安装井壁外模—浇捣混凝土—养护—拆模—挖土下沉—沉降观测—水下封底混凝土。

4、沉井制作

4．1承岛制作

在地基挖至3.5m处，沿井壁再往下挖350mm深的沟槽，宽度为1800mm ，在沟槽内填粗砂垫层并按要求夯实，以此作为承岛和起沉标高。

4．2刃脚制作

因沉井自重大，结构复杂，刃脚部分的钢筋密集，因此将沉井的刃脚部分作为施工的第一节制作，刃脚的支高采用垫架法，垫架间距0.6m，沿井壁四周均匀对称地布置，垫架垂直于井身，铺设垫木时用水准仪找平，使垫木在同一水平面上，在垫木间用砂填平。

4．3模板支设的技术措施

井壁模板采用木定型模板组装而成。外模靠混凝土一面刨光，并涂脱模剂两度。沉井内外模板均采取竖向分节制作，每节高1.15～2.10m，模板循环倒置使用。先支井体内模，一次支到比施工缝略高100mm，竖缝处用90mm×90mm方木支撑在内部脚手架或竖井架上。外模分两次支设，内外模均支到施工缝略高100mm处，竖缝用木方及Φ14mm拉紧螺栓紧固，间距500mm，在螺栓中间设100mm×100mm×3mm钢板止水片1道，止水片与螺栓接触的1圈满焊。

4．4混凝土浇注技术措施

(1)将沉井分成若干段对称均匀分层浇注，每层厚300mm，均衡下料，以免造成地基不均匀下沉，使沉井倾斜；(2)混凝土应振捣密实，在每段交接处，振捣范围应延伸至另段500mm处；(3)每节混凝土应一次连续浇注完成，第一节混凝土强度达到70 %始可浇注第二节；

5、沉井下沉

5．1做好下沉前的各项准备工作：在混凝土达到设计强度的70%方可拆模，拆除模板时，应对混凝土表面进行外观检查，下沉前，须将井筒内的满堂架全部拆除。

5．2沉井下沉：各项准备工作就绪，待混凝土强度达到100%后方能开始挖土下沉。其中:(1)刃脚承垫架的拆除：当井内土方由中间向四周均匀扩挖到刃脚附近时，先分段对称地掏土至刃脚处，深井在重力作用下第一次开始下沉，第二次再由中间向四周均匀挖至刃脚附近时，先掏剩余部分(承垫下面)的土至刃脚下，抽除承垫架，再掏其余部分的土，沉井便开始第二次下沉。(2)每次开挖的厚度不要过大， 开挖厚度控制在200mm左右。(3)水的来源方向，从就近水泊上用高压泵抽取。(4)用泥浆泵将冲下泥浆抽到水泊上，如此反复利用。(5)沉降观测与外观观察：第一次下沉前，做好对沉井的初始标高，轴线位移等校核，并做好记录，以此作为对以后各项观测的参照。

6、沉井下沉中的纠偏措施

6．1加强沉井过程观测和资料分析，发现倾斜及时纠正；

6．2严格控制沉井制作尺寸，使偏差在允许范围以内；

6．3从倾斜高起的一端，也就是从土质硬的一端挖土，同时向土质软的一端递减挖土深度逐渐开挖，使沉井两端基本保持在同一水平面上，这样沉井就由倾斜逐渐摆平。

7、沉井封底的技术措施

采用提升导管法，导管可按扩散半径均匀布置在井内，上部带有装料漏斗，间距一般为2.5～4m，最深点应布置有导管。导管骨料多采用细砂粗细骨料之比为1：1～1：1.35，坍落为18～20mm.灌注先从最低点开始，当混凝土表面与左右基底相平后，再开始其余导管的同时灌注，避免混凝土从上往下流淌。

采用多导管同时灌注混凝土，每根导管的灌注强度应不小于5～10m3/m2，相邻两管混凝土的高差不得超过管距的1/15～1/20。混凝土灌注应连续同步进行。应避免一根导管单独进行灌注，防止分层软弱混凝土被遮盖，造成封底混凝土内形成很多灌弱夹层和斜搓接缝，影响质量。

8、安全保证措施

8、1施工前做好安全交底。

8、2起重设备要进行试吊。

8、3沉井周围回填土要划分施工道路和一般道路并用标志划出施工道路，施工道路要进行加固。

8、4井上平台要有栏杆，“老虎口”要设安全措施。

8、5井上平台要放置救生圈等设备。

8、6电线、电箱要高出井内水位一定的距离，不能受潮和淹水。

9、结语

9．1选择沉井下沉方案，应结合场地的地质情况。

9．2水力吸泥冲土，适用于粉质粘土、粉土、粉细砂土，不受深度限制，但其中土效率则随水压、水量的增加而提高，必要时应向沉井内注水，以加高井内水位。

9．3沉井的经济性很明显，从设计角度应尽量采用。

9．4沉井施工的特点是：施工工序较多，作业面狭小，技术要求高，下沉控制难度大，安全性要求严，施工连续性要求强，施工技术过程错综复杂，组织配合不好，工序互不衔接，互相干扰，常影响顺利下沉，故此劳动组织必须适合这一特点。根据实践，一般多采取混合工作队形式，以便于统一领导、指挥、管理，进行各项工作，相互密切配合，步调一致，一包到底，以避免频繁的劳动力调配和工序间过多的交接和相互影响脱节，造成不必要的停歇，可使工效大大提高。