浅谈沉井下沉施工控制

浅谈沉井下沉施工控制

钱志超

浙江大东吴集团建设有限公司  浙江湖州  313000

摘要：沉井是给水排水和桥梁工程以及工业与民用建筑工程中作为深基础的一种构筑物。它是在地面上用钢筋混凝土制成井筒形状作为基坑坑壁的支撑，在井壁的保护下，用机械和人工在井内挖土，使其在自重作用下沉入土中的一种地下构筑物，它具有结构刚性好、施工简便、安全可靠、节约投资以及加快施工进度等优点，在基础工程中得到了广泛的应用。沉井虽然具有这些优点，一旦在施工过程中稍有不慎或质量控制不好，都将会出现一系列质量问题，纠偏起来难度相当大，成本相当高，给工程的正常使用带来很大的影响。下面结合本人的施工经验，着重讲讲沉井施工在其中的一道重要工序（挖土下沉过程）中常会遇到的问题，进行原因分析并制定出相应的处理措施。沉井下沉是沉井施工中一道非常重要的工序，在挖土下沉过程中若控制不好，就会出现质量问题，所以在下沉过程中必须采取严格的质量控制措施，并对常遇到的问题进行原因分析，总结出相应的处理方法。

关键词：沉井下沉；偏斜；处理

一、引言

沉井是给水排水和桥梁工程以及工业与民用建筑工程中作为深基础的一种构筑物。它是在地面上用钢筋混凝土制成井筒形状作为基坑坑壁的支撑，在井壁的保护下，用机械和人工在井内挖土，使其在自重作用下沉入土中的一种地下构筑物，它具有结构刚性好、施工简便、安全可靠、节约投资以及加快施工进度等优点，在基础工程中得到了广泛的应用。沉井虽然具有这些优点，一旦在施工过程中稍有不慎或质量控制不好，都将会出现一系列质量问题，纠偏起来难度相当大，成本相当高，给工程的正常使用带来很大的影响。下面结合本人在湖州市西部南部水厂互通主干管工程二标段沉井的施工经验，着重讲述沉井施工在其中的一道重要工序（挖土下沉过程）中常会遇到的问题，进行原因分析并制定出相应的处理措施。

二、沉井挖土下沉存在问题

沉井挖土下沉是沉井施工中非常重要的一道工序，也是施工中必须引起重视的一个环节。沉井在混凝土井壁浇筑完成并强度达到100%设计强度后，就可进行挖土下沉。沉井挖土必须事先制定好挖土计划、合理配备施工人员和机械设备。沉井开始下沉阶段，井体入土的深度不大，井体下沉时所受的土方阻力较小，并且此时由于沉井大部分还在地面以上，侧向土体的约束作用很小，稳定性较差，所以沉井最容易产生偏移和倾斜。这一阶段应严格控制挖土的程序和深度，注意要均匀挖土，对于结构体大的井体，根据需要，必须安排多个作业面，同时对称均匀挖土。实际上在挖土下沉时不可能是竖直均匀下沉，每沉一次，难免有些倾斜，继续挖土时，可在井体倾斜的反方向一边增大挖土量。在开始阶段，要经常检查沉井的平面位置，在纵横方向都应作好标记，随时注意防止较大的倾斜。在中间阶段，可能会出现下沉困难的现象，但在上节井体接高后，下沉又会变得明显，且仍可能出现偏斜事故。当下沉到后阶段时，由于沉井井体很大部分进入土中，受土体侧向约束作用，摩阻力增大，沉井将会出现下沉困难，而倾斜的可能性就很小了。所以沉井挖土下沉主要出现偏斜和下沉困难两个问题。

用自身重力下沉过程中，常遇到的主要问题是偏斜：导致偏斜的主要原因有：（1）制作场地高低不平，软硬不均。（2）刃脚制作质量差，不平，不垂直，井壁与刃脚中线不在同一根直线上。（3）抽垫方法不妥，回填不及时。（4）河底高低不平，软硬不均。（5）开挖除土不对称和不均匀，下沉时有实沉和停沉现象。（6）沉井正面和侧面的受力不对称。（7）土岛表面松软，使沉井下沉不均，河底土质软硬不匀；（8）挖土不对称；（9）井内发生流砂，沉井突然下沉，刃脚遇到障碍物顶住而未及时发现；（10）井内挖除的土堆压在沉井外一侧，沉井受压偏移或水流将沉井一侧土冲空等。

三、沉井下沉偏斜纠正措施

1纠正井体偏斜的措施

1.1原因分析引起沉井偏斜的原因，可能是沉井在制作时，就出现歪斜或挖土出现不均匀或地层土质软硬不均匀或井外侧临时堆土不当或沉井底部的一部分遇到障碍物等，都会引起沉井偏斜。

1.2纠正措施①在进行刃脚制作时，基础地面（枕木）必须用仪器操平，同时四周刃脚下基础地面（枕木）必须等厚、等量，做到均匀一致。②沉的少的一边多挖土，沉得多的一边少挖土或不挖土。③采取不对称压重、不对称射水和施加侧向力等措施。④遇到较小孤石时，可将障碍四周的土挖掉取出；遇到成层的大块卵石，可先清除覆盖的泥砂，然后找寻松动或薄弱处，用挖、铲撬的办法挖掉；对于较大的卵石，在不排水的情况下，也可用直径大于卵石的吸泥机吸出。⑤根据不同土质情况，采用不同的挖土顺序，分层开挖，使挖土对称均匀，刃脚均匀受力，沉井均匀、竖直平稳下沉。对松软土质，可先挖沉井中部土层（每层约深40～50cm），沿沉井刃脚周围保留土堤，使沉井挤土下沉；对中等密实的土，如刃脚土堤挖出后仍很少下沉，可再从中部向刃脚分层均匀削薄土堤，使沉井平稳下沉；对土质软硬不均的土层，应先挖硬的一侧，后挖软的一侧；对流砂层只挖中间不挖四周；对坚硬土层，可按撤除垫木先后顺序分段掏空刃脚，并随即回填砂砾，待最后几段（即定位承垫木处）掏空并回填后，再分层逐步挖去回填填料，使均匀下沉。沉井倾斜如受地下水方向影响时，先挖背水方面的土，后挖迎水方向的土。⑥沉井挖出的土方最好及时外运，即使条件不允许，也应搬运至离井壁四周影响范围之外处，且四周均匀堆放。⑦下沉过程中加强测量观测，每班观测不少于2次，发现倾斜（锤球偏离5cm）应及时纠正。

2克服下沉困难的措施

2.1原因分析①井壁摩阻力太大，超过了沉井本身的自重。②刃脚尖端处未挖土或在刃脚方向削土深度不够，从而产生正面的阻力过大。③刃脚底部可能遇孤石或大块石等障碍物，沉井局部被搁住，或刃脚被砂砾挤实。④遇摩阻力大的土层，未采取减阻措施，或减阻措施遭到破坏，侧面摩阻力增大。⑤在软粘性土层中下沉，因故中途停沉过久，侧压力增大而使下沉过慢或停沉。

2.2助沉措施①沉井所用的模板表面必须平整光滑，制作时做到拼缝严密，相邻块高差符合要求。②采用加重法即在沉井顶面铺设平台，放上泥土、沙袋或石块等重物，使沉井有足够的下沉自重。③在软粘性土层中，对下沉系数不大的沉井，采取连续挖土，连续下沉，中间停歇时间不要过长。④采用射水法即在井壁腔内的不同高度处对称预埋射水管，在井壁外侧留有喇叭口朝上方的射水嘴，遇下沉缓慢或停沉时，用高压水射水以减少井壁与土层之间的摩阻力。⑤采用泥浆润滑套法即在井壁周围空隙中充填触变性较大的泥浆（膨润土20％、火碱5％、水75％）或黄泥浆，使其形成一个具有润滑作用的泥浆套，可以大大减少作用在井壁上摩阻力，并加强管理，防止泥浆流失。⑥对于不排水下沉的沉井，可采用抽水法，可以从井孔中抽出一部分，以减少浮力，增加向下压力使沉井下沉。

四、结束语

从上述遇到问题的原因分析和处理方法可知，沉井施工过程中不光是在井体制作上要控制好质量，在沉井挖土下沉这一环节上更应严格控制质量，严格按设计和规范进行施工。一旦在这一环节上疏忽，或出现问题不及时进行有效处理，将产生更大的浪费和严重的后果。本文所涉及到问题是本人在施工中经历的问题，在此可作为借鉴。

参考文献：

[1]吉金凤.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].中国新技术新产品，2010，（03）：85

[2]刘会，杨转运.浅埋顶管工作井施工工艺.给水排水，2008，34（11）：99～101