沉井施工方法浅析

祁 波

中铁七局集团郑州工程有限公司，河南郑州 450000

1 工程概况

由中铁七局集团有限公司承建的新建郑州铁路集装箱中心站工程，污水泵井由于埋设较深，设计采用沉井施工。地下水位高程在自然地坪以下4.7m左右，要求先开挖到自然地坪下3.5m之后，施工沉井。工程采取分节制作、分节下沉的施工方法。第一节制作高度不宜大于沉井直径（6m）。根据地质报告，可将刃脚支设持力层选在粉质粘土夹粉土层，可采用降水下沉法，降水方式优先采用井内设内径600mm，深15m管井，用潜水泵抽水来降水。

2 沉井施工方法

2.1 施工流程

场地平整——测量放线——降水井施工并开始抽水——开挖基坑至自然地坪以下3.5m处——砌刃脚砖座——坑内制作沉井刃脚——沉井浇筑——监控降水情况——拆除垫座——井内挖土下沉、封底——浇筑底板混凝土——施工内隔墙、梁、板、顶板及辅助设施。

2.2 沉井制作

2.2.1 刃脚支设

可采用砖垫座，砖垫座沿周长分成6～8段，中间留20mm空隙，以便拆除，砖垫座内壁用M7.5水泥砂浆抹面，砖采用MU10。

2.2.2 井壁制作

沉井制作可在基坑中及地面上进行。分节制作时水平接缝需做凹凸型，以利防水。

沉井主体采用C35、S6商品砼，在对钢筋模板进行验收合格后，进行浇筑砼，浇筑刃脚、井壁砼要注意浇筑顺序，每层30cm，将沉井沿周长设多个振捣组，同时浇筑。保证对称均匀下料，防止一侧受压而使模板产生位移、变形，每层必须在2h 之内浇筑完毕，振捣时振动器移动间距不大于0.5m。振捣器应避免碰撞钢筋、模板。振捣器插入下层砼内不小于0.05m，要快插慢拔，每一振点的振捣时间应使砼表面呈现浮浆和不再下沉。在砼浇筑过程中，应经常观察模板、支架，当发现问题及时采取措施处理。

施工缝的技术处理。井身整个高度7m左右设一道施工缝。施工缝选择在井身中间处，浇筑高度为3.5m左右，施工缝采用凹凸槽，该处砼应确保密实平整，无高低起伏，砼后期接面要打凿清理，并浇10cm厚减半石子砼，下沉时浇筑的砼强度必须达到100%。

2.3 管井降水

降水井管井结构

井口。井口设置护圈，遮盖盖板，以防止地表污水、杂物混入井内。

井壁管。井壁管均采用无砂混凝土管，井壁管的内径为φ600mm。

过滤器（滤水管）。无砂混凝土管壁透水性良好，沿井深通长埋设，可用作过滤器。

沉淀管。沉淀管长度为1.50m，底口封死。

填砾料（砾砂）。下部井管外侧用洁净石英砂填充作为过滤层。滤料从井口四周均匀回填，防止将井管挤偏。

填粘性土封孔。为防止地面污水的渗入及确保降水效果，在砾料的围填面以上须采用优质粘土围填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作。

2.4 沉井下沉

2.4.1 下沉验算

下沉验算计算：根据《建筑施工手册》第374页表6-143，得出井壁摩擦阻力：粉砂和粉性土为15～25kN/m2，取平均值20kN/m2。

两次浇筑完之后，井的自重为G=mg=3.14*6.6*0.3*9*2500*10=1400kN；

当沉井下沉深度为3.38m时，井壁摩擦阻力为：f=20*3.14*6.6*3.38=1400kN；

所以得出结论：下沉深度小于3.38m时，沉井依靠自重，可自然下沉；下沉深度大于3.38m时，要依靠外力使沉井下沉。

抗浮验算计算：地下水位标高为82.4m，刃脚下端标高为79.05m；

水浮力为f浮=1000*10*3.14*3.3*3.3*（82.4-79.05）=1146kN；

当沉井封底混凝土自重G=f浮时，能将地下水封住。

G=mg=2500*10*3.14*3.3*3.3*h；得出封底平均厚度：h=1.34m。

2.4.2 沉井下沉

1）分组对称拆除沉井砖模或模板至刃脚斜面内400mm；

2）在沉井中间开始逐渐向四周挖土，每层挖土厚0.4～0.5m，沿刃脚周围保留1.5m土；

3）先挖两层后（形同锅底），再集中人力沿沉井井壁，每2～3m一段向刃脚方向逐层全面、对称均匀地削薄土层，每次削200～300mm，使沉井在自重作用下均匀垂直切土下沉，然后再重复上面程序。沉井位移主要是由沉井倾斜引起的，沉井向某一方向倾斜被纠正后，必然引起沉井向相反方向产生位移，可以利用这一点，当沉井向某一侧位移后，在沉井下步沉时，先挖此侧刃脚处的土，使沉井向此侧倾斜，然后挖相反侧刃脚的土纠正倾斜，如此循环一、二次可纠正沉井位移；

4）沉井下沉最初3.5m内要特别注意保持平面位置与垂直度正确，以免以后下沉不易调整。挖土必须分层进行，防止挖的太深或刃脚处切土过快伤人；

5）在沉井开始下沉和将沉至高度标高时，周边开挖深度应于300mm或更薄一些，避免发生倾斜，在离设计标高200mm左右应停止取土，依自重下沉至设计标高。

2.4.3 封底

位于沉井中心设置有一个降水管井，先将沉井内土形整理成锅底形，自刃脚向中心挖放射形排水沟填以石子做滤水暗沟，管井四周填以卵石，使井底的水都汇集到管井中，用潜水泵排出，使地下水位保持低于井底面50cm以上。刃脚砼凿毛处应洗刷干净或打毛，然后浇筑C15混凝土砼垫层（封底一般铺一层150～500mm厚碎石或卵石层，再在其上浇一层厚约1.5m的混凝土垫层，在刃脚下切实填严，振捣密实，以保证沉井的最后稳定）。达到50%设计强度后，在垫层上铺设底板钢筋浇筑砼，并捣固密实，砼养护14d期间，在封底的集水井中应不断抽水，待底板砼达到70%设计强度后，抽除井筒中水后立即向降水管井中灌入C30早强干硬性混凝土捣实，装上法兰，再在上面浇筑一层砼，使之于底板一平。

3 监控量测

1）在井周围建筑物处设置沉降观测点；

2）监控量测频次及控制。降水前，进行观测点的水准测量。在降水过程中，每天两次进行观测。在施工期间，固定专人及专用设备，不得随意更换。当观测点沉降速率发生突变或地表发生开裂，应立即停止降水，查找原因，采取补救措施后方可继续施工。

4 结论

在沉井的施工过程中，我们有条不紊的按照上述施工方法施工，使整个沉井系统有序而又保质保量的完成，既能确保施工安全，又能对整个工程的经济性和施工进度有很大的帮助，为中铁七局在以后的沉井施工提供了借鉴的范例。

[1]武中刚.沉井施工技术在某工程中的应用[J].山西建筑,2005,31(3).