目前，我国地下构筑物外壳、桥梁墩台基础、建筑物的深埋基础、矿区竖井等建筑工程中广泛使用了沉井施工，沉井施工可以有效缩短施工周期，节约工程费用、减小占地面积、无需复杂机械设备。然而，沉井施工过程中，现场管理比较混乱，很多施工单位施工经验不丰富，导致沉井工程容易出现各种质量问题，影响了沉井功能的发挥。文章介绍了沉井施工的技术要点、常见质量问题及处理措施，希望有助于沉井工程质量的改善。

 

 

　　1.1沉降观测

 

　　沉井工程施工前，工程人员应该认真完成测量工作。为方便沉井下沉时用经纬仪调整垂直度，应该在井外壁的每一面墙上投测至少两条轴线；为方便挖土下沉时控制各部位的标高偏差和下沉速度，应该在井壁内外标出间距为20mm的标高线；每天由专业观测人员测量至少6次平面位置和下沉速率；光线不好的地方应该安装照明设备，保证成像的稳定清晰。

 

　　1.2沉井制作

 

　　1.2.1制作砂垫层及混凝土垫层

 

　　沉井施工前，完善施工现场的排水系统，平整场地，同时保证基坑底面高于地下水位0.5m，然后开始制作砂垫层及混凝土垫层。

 

　　制作砂垫层时，必须选用质地坚硬、颗粒级配良好的中、粗砂，含泥量不能超过5%，干容重达到1.5-1.6kg/cm2、压实系数达到0.93、密实度0.6≤e≤0.75，然后在上面浇筑0.25m厚的C20混凝土垫层。

 

　　1.2.2浇注沉井混凝土

 

　　浇筑混凝土时需要做好以下几点：浇筑混凝土必须一次连续完成，第二节混凝土的浇筑应该在第一节混凝土强度达到70%后进行；为避免沉井出现不均匀沉降，浇筑井壁时，应该依次、均匀、对称地沿着井壁四周进行，每层浇筑厚度控制在0.3m内，且控制浇筑面水平高差在0.3m内。沉井进行二次接高时，需要计算下沉稳定系数，以确定沉井是否稳定，为此必须测量井内泥面标高以对所挖出土的性质进行全面的分析。如果稳定系数超过1，沉井会不稳定，这时应该根据接高混凝土的重量重复计算沉井浇筑过程中的下沉量，直至沉井地面以上高度符合要求。或者增加刃脚的支承力，将砂子回填到沉井内刃脚四周。

 

　　1.3沉井下沉

 

　　1.3.1沉井下沉的准备工作

 

　　沉井下沉前，先清除掉沉井内外的碎混凝土块等垃圾，再依次拆除沉井刃脚斜面及隔墙底面上的支撑和模板。然后对垫层进行分区编号，拆除垫层后测量纵横轴线和沉井顶标高，然后依次拆除纵隔墙、横隔墙、端墙、长边墙。完成以上步骤后，再将定位垫架拆除掉。

 

　　1.3.2控制好沉井下沉过程

 

　　为保证沉井均匀、垂直下沉，挖土下沉务必均匀、对称、分层进行，并保持各格内的挖土高差在1m范围内。到达地下水位后，含沙量会增加，这时应把砂砾抽上来，并用砂砾专用泵输送到围堰外。井身下沉到离设计标高只有1.5m时，应该放缓下沉速度，离设计标高0.5m时停止抽沙，井身会依靠自重下沉。待沉井下沉到设计标高时，如果8h的下沉量不超过10cm，可以封底。

 

　　1.4沉井封底施工

 

　　沉井快要下沉至设计标高处时，注意观察，如果8h的下沉量不超过10cm，可以封底。封底有两种方式即干封底和水下封底。以下对水下封底进行介绍：

 

　　1.4.1施工程序

 

　　(1)井内水位与井外持平。

 

　　(2)清除掉井底的沉积物、浮泥等杂物，然后整理成锅底形状，这些工作由潜水员负责，最后抛填约200mm厚碎石。

 

　　(3)按确定的浇筑水下混凝土，浇筑每格井时，从四周向中间进行，并同时浇筑并排的两格。

 

　　(4)混凝土的强度达到设计强度的70%后，抽干井内积水，然后制作、安装底板钢筋，浇筑混凝土。

 

　　1.4.2浇筑水下混凝土

 

　　使用垂直导管法浇筑水下混凝土，导管的直径为300mm，按照2.5-4m的间距均匀布置在井内，其上部带有装料漏斗。导管骨料的坍落度通常为18-22mm，且采用粗细骨料之比为1：1的细砂。先从最低点开始浇筑，待混凝土表面平齐左右基底后，再同时浇筑其余导管。应连续同步进行混凝土的浇筑，每根导管的浇筑强度至少为5-10m3/m2，并控制相邻两管混凝土的高差在管距的1/15-1/20范围内。

 

　　2.1流砂现象

 

　　(1)成因

 

　　沉井下沉地带选择不当，含有大量的细砂和粉砂，并且也没有进行有效处理，或者井点降水失去作用，使得地下水的水力梯度和动水压力达到临界值。流砂现象产生后，沉井会发生倾斜，进而引起周围土体的坍塌，严重时会对周围建筑和人员造成威胁。

 

　　(2)处理措施

 

　　1)增加动水流径或降低井内水头差，即降低水力梯度。可以采取不排水下沉的方式，破坏流沙产生的条件；2)改变水头梯度方向。即在沉井外实施井点降水，改变动水压力方向，减小水对土的浮力，从而土颗粒会沉降下来，保持稳定。

 

　　2.2沉井下沉困难

 

　　(1)成因

 

　　当沉井自身重量不能克服井壁的摩擦阻力或刃脚下遇到了过大的阻碍时，沉井的下沉就会比较困难。

 

　　(2)处理措施

 

　　1)增加沉井自重，在不排水下沉的井内抽水，可以降低浮力，从而使得沉井下沉。但是不宜在沉井入土不深时使用，因为这时稳定性较差，容易引起翻砂。2)减小沉井外壁的摩擦阻力。具体措施如下：挖除井壁周围部分覆盖土层；预埋射水管组于井壁内部，通过高压水冲击井壁附近的土，使其松弛；掏空刃脚下的土后，炮振下沉；使用空气幕或泥浆润滑套下沉。

 

　　2.3沉井突然下沉

 

　　(1)成因

 

　　1)沉井下沉地带如果有大量淤泥或淤泥质黏土，一经扰动，强度会降低很多，从而使得井壁摩擦阻力瞬间急剧下降，沉井必然发生突沉；2)饱和粉砂、细砂出现流砂现象后，也会突沉；3)土的触变性导致其支撑力和摩擦阻力急剧下降，引发突沉。

 

　　(2)处理措施

 

　　1)采取泥浆润滑或者调高下沉系数的方式降低摩擦阻力，消除突沉前的滞沉现象；2)不能将“锅底”挖得太深，停沉时，应该通过逐步削除近刃脚土体的方式使沉井挤土下沉，而不能盲目将“锅底”挖得更深；3)增设合适数量的下框架梁或对下框架进行合理布局以分担一部分土压力；4)砂土层下沉施工时，不能破坏井点的降水效果。

 

　　2.4沉井过快下沉

 

　　(1)成因

 

　　当土的耐压强度太小，难以满足施工要求时，沉井的下沉速度就有可能超过挖土的速度，发生过快下沉。此外，砂的长期流动和抽水也会降低土体对井壁的摩擦阻力，也是一个重要诱因。

 

　　(2)处理措施

 

　　提高土的承载力和增大摩擦阻力是防止沉井下沉过快的主要措施，具体办法有：采用不排水下沉增加浮力；将粗糙材料填充到土体与沉井外壁间，增加摩擦阻力；加大刃脚宽度；降低沉井自重即降低每一节井身的高度。

 

　　2.5沉静下沉倾斜

 

　　(1)成因

 

　　没有重视一、二节沉井下沉质量的控制测量，致使下沉的垂直度出现偏差，而又没有进行及时调整。

 

　　(2)处理措施

 

　　施工过程中，重视对下沉过程的测量控制，一旦下沉位置出现偏差，及时进行纠正。当沉井的歪斜超出允许范围后，可以在刃脚高的一侧多取土，低的一侧少挖土，待正位后再均匀分层取土；或者将砂石填充到刃脚较低的一侧，以延缓下沉速度。当沉井轴线与设计轴线出现偏差时，可以将沉井向偏位的相反方向进行倾斜，反复几次，即可以回复。

 

 

　　可见，沉井施工过程的处理措施如果得当，是可以保证沉井工程完成质量的。