沉井的施工方法及质量控制措施

2010-08-15孟金波蔡宏伟

陕西水利 2010年2期

孟金波蔡宏伟

（杭州市南排工程建设管理处浙江杭州 310020）

1 工程概述

沉井是一种用于垂直防冲的井筒状结构物，其在实际工程中使用较为广泛。比如钱塘江标准塘设计中，为防御钱塘江大潮的垂直冲击，钢筋砼护坦外侧基础就采用的是沉井防冲。该工程位于浙江省杭州市钱塘江南岸，属钱塘江防洪堤外坡加固工程，主要由防浪墙工程、钢筋砼护坡工程、钢筋砼护坦工程、垂直防冲沉井工程、抛石柔性护坦工程组成，总投资1100万元人民币。为防御钱塘江大潮的冲击，护坦外坡脚的垂直防冲采用了1m×1m×5m（长×宽×高）的沉井。该次工程的沉井施工不仅质量良好，而且进度也比较快，监理和业主单位都比较满意。

2 沉井施工方法

沉井施工时，应先在护坦位置修筑施工便道作为施工机械作业平台，然后进行沉井的基坑开挖。基坑开挖用lm3的反铲液压挖掘机沿沉井沉放轴线后退开挖至设计高程，另设一台挖机在侧面开挖柔性护坦抛石断面至设计开挖面，挖出的淤泥和泥夹石分别堆放于基坑外侧，并采用水泵冲洗以便后续利用。另外使用16t汽车吊吊装沉井就位，三机之间间距必须保证作臂互不影响。沉井沉放后，及时进行封底及井内回填。当沉井连续沉放之后，可在沉井内侧按设计要求修正冲坑，铺设无纺布，内、外侧回填块石混合料，然后浇筑封井钢筋砼。开挖基础和沉井沉放可同时交叉作业，即边挖、边放、边沉。沉井施工的一般步骤为：测量放样→沉井搬运→基坑开挖及排水→沉井沉放→沉井内外回填及封顶。

2.1 测量放样

用经纬仪精确放出沉井外缘线，并每20m插一花杆定位以引设临时高程点。水准仪控制高程，经纬仪控制轴线。

2.2 沉井搬运

应用吊机将沉井直接吊至堤脚，再吊装就位。搬运中要保证机械设备运行稳定和沉井安全，且按设计吊点吊装，不得将沉井从堤顶顺坡拖运以免造成损坏。

2.3 基坑开挖及排水

沉井施工前先用反铲挖掘机开挖至基面设计高程。如果基坑开挖面大，挖掘机作业半径无法到达，则可以考虑基坑开挖分两次进行，即先由一台挖机沿沉井沉放轴线在施工便道上倒退开挖，将沉井外缘线以内的基坑开挖到位，然后余下的外基坑部分即抛石柔性护坦部分则由另一台挖机在基坑外侧进行第二次开挖，以确保基坑开挖到位。开挖出的淤泥堆放在靠围堰内坡脚处。基坑排水可以采用潜水泵吸排至外江，施工中可根据现场情况按需在基坑外设置集水坑排水以降低地下水位，保证基坑的正常施工。若地下水位较高，沉井沉放开挖基坑难以形成，则需在开挖基坑两侧布置井点排水，降低地下水位，确保沉井施工顺利进行。

2.4 沉井沉放

当第一只沉井沉放基坑开挖到位后，用16t汽车吊机将砼沉井吊装就位，同时借助经纬仪和水准仪对沉井轴线位置及沉放高低进行校核控制，并采取适当的固位措施。本次工程第一只沉井主要采用挖掘机定位，即用挖掘机在沉井边缘压住，再在井内外两侧同时对称回填块石混合料，以确保第一只沉井沉放达到设计要求并用作后续沉放沉井的标准。之后相继进行第二、第三只沉井的沉放施工。当沉井基坑为砂质粉土时，沉井沉放可采取连续沉放多只沉井，即后面相继逐只校正连续放进的施工方法，使其逐只下沉到位。同时采用挖机适当推或压，逐只调整沉井轴线和间隙偏差并固定沉井。

2.5 沉井内外回填及封顶

在沉井两侧回填之前要按护坦基坑的设计断面要求进行内侧边坡人工修正，然后按设计要求在基坑与沉井间隙内侧铺设无纺布，采用吊机网兜或挖斗向沉井两侧对称回填块石混合料。当沉井沉放就位，并经质量检查验收合格后方可施工沉井封顶砼。采用压力水枪冲洗干净封顶砼浇筑基面，逐只检测砼封顶的浇筑深度，然后进行砼浇筑。同时，还应埋设好沉井顶梁的插筋。

3 沉井沉放质量控制

沉井沉放施工质量主要需要控制沉井沉放轴线偏移、高程偏差、沉井间隙及井内石碴回填与封顶等几个方面。

3.1 控制轴线的偏移

沉井轴线偏移一般要求控制在10cm以内，沉放基面开挖基本平整，沉井吊装四角平稳垂直。实施沉放时一般以沉井外边线拉线为控制，经纬仪校核，采用汽吊吊装缓慢轻放就位，然后及时回填并采取固位措施。软基条件时，往往因后续基坑开挖会引起前者沉井偏斜，必要时应适当采用挖斗扶正，反向回填加压使其复原。沉井的轴线偏移要尽量避免向外江侧倾斜。沉井沉放必须严格要求达到设计标准，发现问题要逐只进行处理和纠正。本次钱塘江堤防工程中的轴线偏移控制主要采用挖掘机斗扶正，反向回填块石混合料加压使其复原，施工效果较好。

3.2 控制高程的偏差

沉井沉放底面高程的偏差要小于10cm，且沉放底面高程开挖要求一次到位，沉放基面基本平整。对于个别难以达到设计要求的，要宁低勿高，因为放低后续只需进行接井处理即可，而且基础加深还能有利于工程防冲，放高则不但要凿井处理也不利于防冲。软基沉井沉放底面高程控制要通过现场试放，适当预留沉井自重下沉及后续基坑开挖而引起的移位下沉影响，本次施工中就预留了20cm。沉放高程控制主要在于加大基坑排水，即降低地下水位以防止基土液化，必要时甚至可采取井点排水的办法提高基土的承载能力，减少沉井下沉深度。沉放时要逐只用水准仪进行控制校核，井内外及时回填并采取一定的固位措施。个别淤泥质地基开挖到位后可在沉井底面先铺设一层塑料编织袋，既可阻止井内淤泥回升，又可加大沉井的承压面积，并及时向井内、外回填块石混合料以加大沉井下沉的摩阻力，达到减少沉井下沉深度的要求。此外，也可采用三脚小扒杆葫芦悬吊沉井，同时抓紧井内外回填，待沉井不再下沉时再松开。本工程高程控制首先在基坑开挖到位时就铺设一层塑料编织袋，同时为防止井内淤泥回升，待沉井就位后又再向沉井内放入块石压住编织袋，效果良好。

3.3 控制沉井的间隙

沉井沉放要求垂直，一般间隙应小于3cm。沉放时沉井要紧靠着下放，挖斗可在沉井下方适当推压。当沉井间隙超过设计要求时可采用手拉葫芦把需要纠正的沉井利用已放好的沉井进行牵引锁定，同时用块石混合料及时回填以达到稳定。若遇见难以纠正的超过设计标准的井缝，经监理、设计同意可采取井缝两侧封立沥青木板，缝中灌浇细骨料高标号砼加以封闭。对个别特大的井缝也可在沉井内侧开挖后紧贴并缝再放一只沉井来封闭处理。本工程采用这种方法进行间隙控制的效果比较理想，合格率在95%以上。

3.4 控制沉井内回填及封顶

沉井内外石碴回填应符合设计要求，确保沉井内石碴回填到设计高程。在井内回填石渣时，如果相隔时间太长应重新测定沉井深度，防止井内淤泥沉积。对于深度不到的应进行冲井处理，待冲到设计高度后再进行回填。回填到设计高程后方可进行封井砼浇筑，且浇筑前应埋好井柱钢筋。封井砼回填需要分层进行且振捣密实（具体有关砼施工应严格按砼施工规范进行）。