浅谈沉井施工工艺

【摘要】沉井施工是一项传统的施工工艺形式，使用地域广阔，可以在地质浅层环境较差和深层地质条件较好的地域开展施工。既可以作为陆地基础，也可以深水的水中基础。其特点是应用范围广、施工速度快、要求低、成本低廉，在民用建筑和工业建筑中被广泛的应用。本文主要探讨了沉井的基本类型，进一步分析了沉井施工工艺的现状和存在的问题，最后对存在问题提出了解决对策，旨在为沉井施工提供一定的帮助和借鉴意义。

【关键词】沉井施工；降水；流砂；封底

中图分类号：U215.14 文献标识码：A 文章编号：

沉井这门技术在建筑和地质等方面有着广泛的应用价值，它不仅大量的运用在铁路、公路桥梁以及城乡工程建设中的地下电厂、地下灌溉用水，而且也经常被运用到建筑施工或者地质挖掘等方面，特别是在软土中的地下建筑深基础发挥着重要的作用。沉井技术是修建深基础和地下建筑物的一种传统形式，主要技术手段是在预施工的区域制作钢筋混凝土的井身，等到井身达到施工条件后，通过将井身内的土挖掘运出。随着井内的土不断被运出，井内的水平面内不断下降，这时沉井的筒身会借其自身的重量和其他重型装备的帮助，克服井身与土壤接触面的摩擦力和相互作用的阻力，不断向下沉降，直到达到施工技术的要求后对其进行封底。沉井施工要求多重多样，可以根究不同的地质条件、不同的施工环境、不用的水下环境进行专门调整。合理的设计施工方案，是保证工程质量优质可靠的前提。

1、沉井的种类、构造和设计

沉井的种类多重多样，按照使用材料的不同可将其分为砖结构沉井、石砌结构沉井、水泥沉井、钢结构沉井、钢筋混凝土结构沉井等多种，目前，在我国应用最为广泛的类型是钢筋混凝土结构的沉井。按照沉井的设计形状可分为圆形、方形、矩形、多边形等形状。对于我国经常使用的钢筋混凝土沉井结构来说，其主要部分是由刃脚、井壁、内隔墙、取土井、凹槽、封底、顶板等部门组成。

2、沉井施工要求

2.1场地的准备

沉井的类型如果是钢筋混凝土结构时，其质量和体积较大，对施工场地的要求是十分严格。具体要求是：首先，在制作沉井井身时，施工场地需修葺平整。对于制作较大体积和重量的沉井时，一般预先在施工区域开挖出一定深度的凹槽，再制作井身，这样有利于沉井工作的开展，减少了下沉的工作量，降低了施工的作业面。当基坑挖好后，根据施工地区的地质环境对地基采取相应的处理措施，一般的方法是采用砂石、生石灰和枕木作为底层铺垫，砂垫层夯实过程中要加入生石灰，分层多次夯实。

2.2沉井井身浇筑

施工场地准备到位后，按照相关的规定和设计要求捆扎钢筋，安装模板，最后进行混凝土浇筑，等到沉井井身的硬度达到设计的标准后，可抽出模板，注意切不可操之过急，要按顺序，按步骤抽取，使井身均匀落地。

2.2挖土下沉

2.2.1排水下沉

这种方式是指在井身内部一边排水一边挖土外派的下沉方法，其主要适用于施工区域地质相对比较稳定、土层密实、渗水性较差、地下水不多的地层。

2.2.2不排水下沉

指的是将井内的水降低或者半降低，通过使用中小型机械在井内直接挖掘的形式，或者利用水泵向外排放泥沙达到沉井下沉的目的。这种沉井方式主要适用于施工底层不稳定、地下水含量大且易渗透、土层松软、容易产生管涌的地层。

22.3干作业下沉

这种方法具体的操作流程是在沉井工作开始前，把施工现场的内的水预先实施降水排干，然后等到井身内的土壤达到施工的条件后在沉井内部直接挖土外排。这种沉井方法主要适用于地下渗水性能较好的地质环境，另外该地区的地下水含水层的厚度不高，边界补给能力较差，地层环境较复杂的施工区域。在具体施工现场，上述一种方法往往满足不了沉井的需要，因此，在施工前一定要对该地区的地质地貌有充分的了解，在具体沉井工作中可以采取上述两种或者两种以上的方法综合使用。

2.3沉井封底

当沉井下沉至设计标准后，停止挖土和向外运输，开始准备对井底的封底工作。目前，使用较多的沉井方式主要是不排水下沉法和干作业下沉。对于采用不排水下沉的沉井，可以向井内事先抛入砂石料，使其在沉井底部形成过滤层，然后采用大功率抽水泵尽快抽干井内剩水快速进行沉井封底。具体的方法是：当沉井的下沉的高度达到设计标准后，停止挖掘。首先，向井内均匀的填入厚度约半米的中细沙，并向其中加入适量的生石灰粉；其次，向井内在加入厚度为4~5cm的碎石；最后，抛填厚度大小为0.5~0.7m的中型石块，这三步工作完成之后就会在井底形成一个短时间内防止大量涌水沙的反滤层。等到最后的封底工作全部准备完工后，迅速抽干井内的积水进行封底工作，井底的使用的混凝土应该加入一定的生石灰，加速井内水分的干燥和加固井底快速封底。对于出水量较大的底层，可在沉井最后的封底的前期准备阶段在沉浸底部设置一个向外排水的排水管，等到井底混凝土硬度达到一定的标准后再把排水管封堵上。

3、沉井施工的注意事项及出现问题的处理方法

3.1掌握施工场地的各种地质材料

施工前应该充分掌握施工区域的个种地质情况，包括了水利条件、工程施工地质条件。要及时探明该地区沉井施工是否会遇到阻碍物，流沙、地下水反涌等不利于工程开展的极端条件。通过充分的调研，使工程的设计者能够设计出详尽全方位的施工方案，提前做好相应的防护措施。另外，施工前期还应对该地区的地下水的蕴藏量作出一个合理的评估，要对该地区的边界补给情况，地下水渗透严重程度、含水地层的深度等指标均应该有合理调查数据和分析结果。对于受江河湖海潮汐影响的地下水，更应该有一整套完整的的动态监测资料。

3.2注意保持沉井的平稳

沉井在下沉过程中要尽可能的保持其平稳静止，这个过程要不断注意下沉可能出现的突发状况，及时矫正井身，确保沉井的水平位置和标高符合设计和相关规定的要求。误差值的大小应该根究井身质量和体积的大小将其控制在一定的范围之内，以免对井壁和其他结构造成破坏。

3.3易出现的问题及处理方法

3.3.1流砂和管涌

这种问题的发生主要是采用排水下沉方法沉井，造成施工中穿过了砂层。发生这种情况会增加施工的难度，由于大量的泥沙涌出，使得沉井施工的周围、内部底层被掏空造成局部塌陷的突发状况，致使井身遭受破坏、周围建筑物倾斜、开裂等。处理这种突发状况的方法是采用井外降水输干，设置防渗膜、防渗帷幕墙等方法解决。

3.3.2井身不下沉或下沉的慢

主要是因为井身和下沉通道的的摩擦力过大，或者是有障碍物引阻挡引起井身沉不下去或者不下沉，这时应该仔细检测施工的环境，充分挖除沉井刃脚下的土，清除妨碍的障碍物。如果问题还是得不到解决，可以用高压水枪在井身外壁冲刷，还可以采取在沉井上方施加重物的方法强迫其下沉。

【结论】

沉井施工是一项系统性较高的工程，施工前一定要对施工区域会出现的各种问题作出详尽的解决预案，充分掌握施工产地的各种地质条件。与此同时，在施工过程中必须严格执行国家相关部门的要求和设计规范。施工的每一个环节都要做出详尽的考虑，对每一道工序的施工时间做出合理的安排，对施工中可能存在的不良情况要及时分析、及时解决。做好施工的检测工作，发现问题及时理解处理，实行工程施工的信息化管理。

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