浅谈沉井施工的难点及对策

摘要：工程结构采用机械施工难度大、成本高、危险系数大，是当前存在的一大问题，而采用沉井结构施工可达到安全高效施工，降低施工成本的目的。因而，沉井施工结构得到越来越广泛的应用，但是沉井结构施工过程中的难题也是存在的，本文试着从沉井施工的难点和沉井施工的对策两个方面来探讨和解决施工过程中的困难。

关键词：沉井施工，难点，对策

沉井的结构截面尺寸和刚度大,承载力高,抗渗,耐久性好,内部空间可加以有效利用,在施工时其不需要复杂的机具设备,在地质较复杂的状况下均可施工,是工程上应用较为广泛的地基处理方法。

一、沉井的施工方法及难点分析

1、基坑开挖

基坑开挖是为了方便做砂垫层，其在沿海地区不宜过深，不超过2米是最佳选择，若超出2米，则基于有地下水的原因，会明显降低地基承载力，给沉井制作带来极大的不利。

2、基础处理

主要包括：

（1）饮水井。设计高程距离地面深度为8.5m,工程所处地理位置土体不稳定，深基坑支护较困难。

（2）主泵房基础。不能采用大型土方机械作业。

（3）高位井。设计高程距地面4.5m，采用管桩基础，面积较小支护和开挖较困难。而且高位井与主泵房相接，当沉井下降到距离设计高程很近时，则要考虑与上下游箱涵连接问题。

3、主泵房沉井下沉控制

主泵房沉井下沉不能太快，也不能太慢，不能倾斜过多，否则会使墙体产生裂缝。沉井下沉是在取土、纠偏中下沉，必然对井周围的土体产生影响，严重时可能产生塌方，使井周的水土沙等流入井内，影响周围。

4、沉井封底施工

如果封底不好，将导致整个结构上浮，产生意想不到的后果。当遇到软土、或地下水丰富的砂质土地基，如果不排水难以开挖到设计标高位，多出现管涌现象，此时，处理难度非常大且费用非常高。而软土或沙质土地基，采用“沉井”施工方法，在施工时容易出现管涌、坍塌、难封底等施工事故。

5、降水施工

早期使用井点降水，但是井点降水根本满足不了施工要求，因而采用深井降水和沉井周围井点降水相结合的方法，但是因砂性土透水性较好，周围8口深井24h同时排水仍不能满足工程施工需要，要求观测井水位必须降到地下12.5m才能满足。

6、钢筋较密

刃脚设计图纸钢筋较密，有牛腿结构，使得钢筋施工，模板施工加强对混凝土施工的难度。同时对大体积混凝土进行连续浇筑，其高度大于3.5m，针对这样的高度，在大体积混凝土施工中，容易出现模板变形、移动等状况。

二、施工难点的解决办法

1、基坑开挖

一个好的基坑开挖施工方案必然是要设定一个系统化的方案，需要精心设计，合理实施。首先，是“三通一平”，即水通、电通、路通及场地平整，确保其准备条件比较充分；其次，是按照确定的降水方案进行降水，一般在正式开挖基坑前1～2个礼拜进行此项工作，按照确定的开挖方案进行开挖，放坡开挖时只需要做好降水工作，如果是有支护开挖，则要等支护结构具备一定的强度后才可以开挖。

现在的基坑具有深、大、形状不规则的特点，因而一个先进的基坑开挖方案必须将监测的内容包含进去，在开挖前获得许多检测的原始数据，在开挖过程中应该注意进行同步检测，主要内容包括维护桩墙顶的水平位移和沉降，邻近建筑物的水平位移和沉降，地下水位等，监测时应该做到同步反应施工情况，并对施工进行反馈分析，指导施工。并且在基坑的施工过程中要充分考虑其“时空效应”，竖向分层，水平分区，时间上分段。

2、基础工程

（1）饮水井基础。采用拉伸钢板桩支护，用长臂挖掘机进行开挖。

（2）主泵房沉井基础。其解决办法：抬高开挖深度，使原来的3.0m 深改为2.5m深，这样在坡比不变的情况下使得开挖面积减少；另外采用泥浆泵吹排，尽量减少土体的振动。

（3）高位井基础。采用钢板桩支护，长臂挖掘机开挖。

3、主泵房下沉

针对主泵房下沉的问题，对其解决的办法是：

（1）下沉前。混凝土强度和抗渗标号必须满足设计要求和规范规定。

（2）下沉时。不能危及周围建筑物、地下管线，并保证终沉时坑底稳定。

（3）沉井下沉应均匀，不得产生突沉。

（4）下沉检查。当下沉到数金额口标高，检查基底土质，应满足设计要求。

（5）轴线位置。下沉过程中轴线位置偏差不得大于Hc/100mm,竖向倾斜不得大于Hc/100mm，矩形沉井平面扭角小于1°。

（6）补救。如果主泵房下沉过快可采取以下方法补救：首先，如果下沉过快，可重新调整挖土，在刃脚下采取不挖或部分不挖土的措施。其次，将排水法改为排水法下沉，增加浮力。在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的图夯实，增大摩擦阻力。当下沉过慢时，可以视情况而定，如因沉井侧面阻力过大造成，通常可以在沉井外侧用0.2～0.4MPa压力水流动水针或胶皮水管，沿沉井外壁空隙射水冲刷助沉，待下沉后，射水孔用砂子填满。在沉井上部加荷载，或继续浇筑上一节井壁混凝土，增加沉井自重使之下沉。最后，将刃脚下的土分段均匀挖除，减少正面阻力，或继续进行第2层碗形破土，促使刃脚失稳下沉。若遇到小孤石或块石搁住，可将四周土挖空后取出，对较大孤石或块石，可用炸药或静态破碎剂进行破碎，然后清除。如果采用不排水下沉，则应由潜水员进行水下清理，遇硬质胶结上层时，可用重型抓斗或加大水枪的射水压力和水中爆破联合作业，也可用钢轨冲击破坏后，再用抓斗抓出。如因沉井四壁减阻措施被破坏，应设法恢复。

4、沉井封底施工

沉井封底有干封法和水下封底法两种方法。干封法须先抽干沉井,然后灌混凝土;水下封底法不必将水抽出,而是在水下灌混凝土,这种方法既能保证质量,施工速度又快。

对于沉井施工封底不好所带来一系列严重后果的解决办法是：

（1）封底，在封底过程中，必须保证观测井水位在井底标高以下，才可以保证封底工作顺利完成。

（2）下封底。沉井干封底时，底板混凝土应达到设计的规定，并且只有沉降满足抗浮要求时才可以停止抽水，将其排水井封闭，补浇地板混凝土。

5、降水工程

针对上述问题的解决办法：采用深井降水为主，井点降水为辅相结合的降水方式。降水工程贯穿整个沉井施工过程，降水不好，沉井不能下沉，不降到地下12.5m,将不能封底，也可能会导致结构上浮。当周围8口深井和中间一口观测井不能满足要求时，经每天2次测量计算可以得到以下结论：当透水量和固定深井排水量达平衡时，水位就再也不向下降了。当井数不够时，又增加4口井，最终使排水和透水在满足施工要求情况下达平衡。

6、刃脚施工

在刃脚施工中，针对难点的处理方案如下：刃脚钢筋应严格参考设计图纸，精心制作和绑扎，使钢筋间距尽量均匀，并且容易振捣。对于模板施工，应当精密到位，增加支撑结构，浇筑混凝土时认真检查质量，以保证刃脚部位顺利完成。

结语

综上所述，沉井施工的难点是客观存在的，包括基坑开挖、基础工程、主泵房沉井下沉控制、沉井封底施工、降水施工、钢筋较密等六个方面的因素，在施工中要对其采用相应的措施和对策，加以避免甚而消除，以期提高沉井施工的效率和质量，并令其得到越来越广泛的应用。

参考文献：

[1]SL17G-2007, 上海市水利水电工程施工质量检测与评定规程[S]

[2]李跃进，厚砂层中的沉井施工方法.山西建筑，2008年06期

[3]莫剑，赖广春.浅谈沉井施工的难点及对策.城市建设，2010年第32期