浅谈沉井下沉的准备及施工方法

曹祥浩

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

（一）沉井下沉准备

(l）当沉井井筒的混凝土强度达到不低于设计强度的 75 ％时方可拆除刃脚模板及垫木。

( 2）沉井下沉前应封堵井壁全部预留孔洞，对较大的孔洞可用水泥砂浆砌砖封堵，并在靠土的一侧用水泥砂浆抹面。封堵孔洞用的砂浆强度应满足下沉时能抵抗土压力和水压力的要求，还要考虑便于拆除。

( 3）沉井下沉前应检查降、排水效果，当达到施工组织设计的要求后方可开始下沉。

(4）放线定位。沉井下沉前，先在内外井壁上各对称弹出 4 条垂线，以测定沉井下沉时的倾斜度。在沉井内部 4 条垂线的顶端，悬挂垂球，并在刃脚处设标盘，沉井下沉施工时，随时观测沉井偏斜，以便及时纠偏。在沉井外壁，沿 4 条垂线绘制水平测量标尺，并在基坑的相对位置设水平指示标尺以此测定沉井的下沉量及下沉偏差。

( 5 ）检查沉井下沉使用的挖土、出土、运土等机械、设备、工具是否完好，数量是否能满足要求。

( 6 ）当沉井附近有已建成的建筑物或管线时，应在有关位置处设置沉降变形观测点，并在沉井下沉和施工排水期间定期观测其变形情况，直至沉井封底完毕施工停止抽水满 3 个月为止。

（二）抽除刃脚垫木或拆除刃脚砖模的前期工作

应对垫木或砖模进行分组编号，从沉井平面上互相垂直的两条轴线等距点开始，同

时分组，依次、对称地向轴线方向抽出垫木或拆除砖模。

( l ）如沉井有内隔墙时，应先抽除内隔墙下垫木，然后再抽除外墙垫木或拆除外墙刃脚砖模。

( 2 ）抽除的方法是将垫木底部的土挖空，然后抽出垫木。每抽出一根垫木，应用砂砾石回填刃脚下部，并充填密实，刃脚外也应用砂、石夯实一段。

( 3 ）抽除刃脚垫木、拆除刃脚砌砖模，都必须有专人统一指挥，互相协调，各组进度应一致，并连续作业直到拆完，中途不得中断。

( 4 ）抽除期间应设专人注意观测沉井下沉是否均匀。

（三）沉井下沉的施工方法

根据沉井所通过地层和地下水的情况，沉井施工有排水挖土下沉，不排水挖土下沉、配重下沉、振动下沉、中心岛式下沉等施工方法。

1 ．排水挖土下沉排水挖土下沉是沉井下沉常用的施工方法。当沉井在有地下水的土体中下沉施工时，且所穿过的土层较稳定，地下水涌水量较小，以及沉井施工排水不影响沉井附近原有建筑物和管线安全时，可采用排水下沉施工法。

( l ）常用的排水方法有明沟集水井排水、井点排水等方法。

① 明沟集水井排水。在沉井内离刃脚 2m 左右挖一圈排水沟，视沉井的大小设一个或几个集水并，深度比地下水位深 1 一 1 . 5m ，排水沟与集水井随沉井挖土的进度同时加深，并在井内或井壁上设水泵，将水抽出井外排走。

② 井点排水。在沉井周围设置轻型井点或喷射井点，用以降低地下水位，使沉井内土方保持疏干状态。

(2 ）挖土的方法。

一般采用人工挖土，吊车垂直提升运土，或使用抓斗挖土机挖土，翻斗汽车运土。如遇岩层则可用风动工具或爆破法施工。不论何种方法，都要有专人指挥，统一操作。

① 普通土层。应分层挖掘，每层厚度约为 30cm ，中央部分的土面应始终高于四周的土面 30cm 以上；双孔和多孔沉井各孔中的土面应相平，其高差应不大于 20cm。沿刃脚内壁应保留土台，土台宽度可根据沉井内的土质决定，当土质松软时土台宽度应大些；土质坚硬时土台宽度可小些，一般为 2m 左右；沉井下沉时，按平面轴线的位置逐层沿外边四周挖去土台。当土台经不住沉井刃脚的挤压时土体破坏坍落，沉井便均匀地下沉，每次下沉宜控制在 20cm 左右。在挖除刃脚附近和刃脚下部的土时要求对称均衡，挖土的速度要相同，土面的高程要保持一致（纠偏时除外）。要加强施工力量，争取在最短的时间挖完，以保持沉井的均匀下沉。沉井内的排水沟、集水井，应随着沉并的下沉而随时施做，其断面和深度应不小于规定值。排水沟应经常保持畅通，集水井内应经常保持最低水位。

② 砂夹卵石层或硬土层。挖土方法同普通土层。当挖至刃脚若不下沉，则可按平面布置分段对称挖空刃脚，并挖至刃脚外壁约 10cm ，每段挖完后用小卵石填塞夯实，待全部挖空填实后，再分层削掉回填的小卵石，可使沉井均匀减少承压面而平衡下沉。

③ 岩层。当沉井遇到风化或软质岩层时，可用风镐按普通土层方法开挖。如遇较硬岩层，可在刃脚处打斜炮孔，炮孔深 1 . 3m ，以 lm x lm 网格交错排列，并伸出刃脚口外巧一 30cm 进行松动爆破，如此分段进行，每挖一段，即用小卵石回填夯实。待全部回填夯实后，再按砂夹卵石层的挖土下沉法分层削掉小卵石，使沉井平稳下沉。应用此法要特别注意沉井下沉的垂直度，如有倾斜，则不易调整。

2 ．不排水挖土下沉

此法也称带水下沉，即沉井下沉施工时，井筒内、外均不降水，沉井内保持原有水位在水中挖土，带水下沉，在水下封底。

当沉井在水中施工，或沉井穿过的土层不稳定、涌水量较大，或防止由于沉井施工降水而影响附近建筑物管线的稳定时，一般采用带水下沉施工方法。此时常用抓斗挖土或用高压水枪挖土。

( 1 ）抓斗挖土。用吊车吊抓斗挖掘井底中央的土，使之形成锅底状。在砂或砂砾石类土中，当锅底比刃脚低 1 一 1 .5m 时，沉并可靠自重下沉，同时将刃脚下的土挤向井中央，再从井中央挖土，则沉井可继续下沉。若土质为粘性土，刃脚下土不易向中央坍落，应配以射水松土。当沉井由多台抓斗抓土时，应对称均匀抓土，土面高差不宜大于 0 .5m。

( 2 ）高压水枪挖土。利用高压水枪的高压水流冲刷沉井井底的土层，使其形成泥浆汇流至集泥坑。当冲刷粘性土时，宜使用喷嘴接近 90 。角度冲刷土的立面，将立面底部冲成缺口使之塌落。取土顺序为先中央后四周，并沿刃脚留出土台，最后对称分层冲挖，但不得冲空刃脚下的土层。冲出的泥浆可用泥浆泵或水力吸泥机抽至场外。

3 ．配重下沉

当沉井的自重小于沉井外壁与土之间的摩阻力时，可在沉井上配重加荷载，使其大于摩阻力而下沉。

4 ．振动下沉当沉井自重小于沉井外壁与土之间的摩阻力时，也可使用振动机的振动力加大荷载，使沉井井筒的自重大于土的摩阻力而下沉，

5 ．中心岛下沉法

为了防止沉井施工时附近建筑物、管线和环境的影响，以及减少由于沉井施工所引起的地面沉降，可采用中心岛下沉法施工。它的特点是沉井井壁的内外两侧处在泥浆护壁槽中。做法是：先用挖槽吸泥机在沉井基坑内挖除沿井筒内壁的土，并边挖边向井壁槽内补充泥浆，使沉井井筒内、外壁均处于泥浆护壁槽内，并使槽内泥浆经常保持一定的高度（高于地下水位），以保证槽内土壁的稳定。随着挖槽加深，沉井也逐渐下沉。当沉井下沉达到设计标高后，将沉井井筒外侧的泥浆置换固化，并将刃脚斜面和踏面下的土加固，待沉井稳定后，再挖除井筒内的土，而后浇筑底板混凝土封底，并浇筑井内结构的混凝土。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。