关于城市市政沉井施工的研究

邓聂

摘要：沉井作为一种在市政工程中较为常见的工程,沉井基础有效的解决了基础体积大、埋置深、特别是复杂地质条件(软弱地层、富含水层、承压水地层等)下施工问题。沉井施工使得支护和构筑物的建造能够一次完成,这样就达到了较好的技术、经济效果。

关键词：沉井施工特点 应急措施 主要事项 保证措施

中图分类号: TU74文献标识码：A

1、引言

沉井是一种在地面制作、通过取除井内土体的方法，使之沉到地下某一深度的井体结构。利用沉井作为挡土的支护结构，可以建造各种类型和各种用途的地下工程构筑物。沉井与大开挖相比可减小土方工程量，节约工程用地且可以建造深度很大的地下构筑物和基础。沉井结构刚度大，井壁能承受井外的水土压力，取土时无需像地下连续墙或板桩那样需加设支护。同敞口基坑开挖相比，沉井的挖土量较少，深度越深，其优越性越明显。沉井不仅可以作为临时挡土隔水构筑物，更可作为结构本身或结构基础使用，其混凝土质量比在泥浆下浇筑的地下连续墙更可靠。

2、沉井施工的特点

沉井施工有其独特的特点：

1、该沉井结构体积、重量较大，井壁高度15.4米，内径20米，壁厚1.6米（上部为1.2米），沉井计划制作成型后，一次下沉，制作阶段分三节进行，加大了沉井在制作和下沉中难度，施工前对沉井下沉合理计算，施工合理安排，準确指导施工。

2、沉井底板厚2.2米，浇筑体积为691 m3；封底素砼厚3.5米，浇筑体积更是达到1050 m3，各部分砼浇筑已接近或达到大体积砼浇筑的条件，预计会因混凝土中水泥水化热引起的温度和收缩而导致有害裂缝，专门针对大体积混凝土施工制定对策。

3、该沉井作为泵房筒体结构抗渗要求高，施工中在砼内适量掺高性能膨胀抗裂剂。

4、沉井通过地质主要为强风化粉砂质泥岩层和中风化粉砂质泥岩层，增加了下沉挖土的施工难度，准备了“水冲法排水下沉”，必要时进行爆破作业。

5、该沉井采用排水下沉，对降水要求的比较高，特制订深井降水相关对策。

3、施工意外情况的应急措施

在基坑施工期间,应监测水平位移,当有危险情况出现时可采取下列措施:

1、用挖土机械削坡，坡顶卸荷，坡面加打锚管、灌浆并挂钢丝网后喷5cm厚混凝土。

2、用砂袋或填土在坡脚压载。

3、当开挖至基坑下部淤泥层时,开挖困难时则采取在坡脚打木桩及夹板后加设打锚管后喷射砼。

4、边坡局部涌水的处理，迅速用特种止水材料缩小范围，埋管引流，注浆封堵。

5、位移、沉降过大的处理：在位移、沉降过大区域根据产生的原因或加长加密土钉、或加大注浆量。

6、施工时必须确保深井降水的施工质量，深井降水效果好，是防止基底流砂、管涌、降起最有效的措施。

7、坑底局部管涌、突涌的处理：如因特殊情况未达到要求，出现突涌，应立即用粘土或水泥封压，在最短的时间内制止突涌的发展。

8、最大限度地减少周边摩阻力，井内有序挖土，尽可能避免在刃脚下冲土，这些都是防止基底流砂、管涌、隆起的有效措施。

9、在基坑施工期间,设立值班制度,成立应急领导小组、现场监测小组。

10、仓库要备一定数量钢管、钢筋、水泥及砂石等应急材料。

4、沉井施工的主要事项

施工现场准备工作的主要内容是施工场地的障碍物处理及“三通一平”，即水通、电通、道路通及场地平整。在障碍物处理之前，首先应调查清楚地上建筑物，地下构筑物、管道、电缆等情况，然后确定要清除及保护的对象和应采取的措施。

基坑底部的平面尺寸，一般要比沉井的平面尺寸大一些，同时还需考虑支模、搭设脚手架及排水等项工作的需要。基坑开挖的深度，视水文、地质条件而定，在一般情况下，基坑开挖的深度即等于砂垫层的厚度，约为1~2m深。在地下水位较低的地区，为了减少沉井的下沉深度，亦可将基坑开挖深度加深，但须确保坑底高出施工期间最高地下水位0.5m以上。砂垫层可提高地基的承载能力，便于整平、支模及可使沉井自由收缩，避免产生收缩裂缝。砂垫层宜采用颗粒级配良好的中砂、粗砂或砾砂，在缺少中、粗或砾砂的地区，如采用细砂，宜同时参入一定数量的卵石或碎石，石子的最大粒径不易大于5cm。在开挖好的基坑内，应做好排水工作，并防止被暴雨所淹没。砂垫层的密实视不同条件可选用振实法、夯实法、碾压法等方法进行。

为了减少混凝土与土之间的摩阻力，模板表面应平整光滑。由于沉井自重较大，在混凝土浇筑过程中，考虑到沉井可能会产生较大的沉降，故在施工中，不易从地面用斜撑支承井墙模板，以免在混凝土的浇筑过程中，因沉井继续下沉，而造成斜撑折断。沉井下沉，当地下水位不高或者虽有地下水但沉井周边的土层为不透水层或弱透水层，涌入井内的水量不大且排水不困难时，可采用排水下沉法，以节省费用或缩短工期。排水下沉对周围环境的影响较大，可采用在井周打止水桩然后再排水下沉的方法，以减少沉井下沉对周围环境的不利影响。排水下沉有可能造成流砂或补给水量很大而排水困难时，沉井附近有已建的建（构）筑物及其他设施，排水施工可能造成其沉降及导致倾斜而难以采取其他措施防止时可采用不排水法下沉沉井。沉井封底，进行水中封底前，要先将井底浮泥清除干净，新老混凝土的接触面应用水冲刷干净。封底混凝土采用提升导管法灌注，待水下混凝土达到所需强度后方可从井内抽水，抽水后再按排水封底方法施工上部钢筋混凝土底板。水下封底混凝土要求和易性好、流动性大、缓凝。导管安装后，应先做闭水试验，以确保导管严密无渗漏。

混凝土浇筑前要做充分准备，浇筑时应连续浇筑，不得中途停顿。导管根部，埋入砼内深度一般应为1m左右，开始浇筑砼时漏斗及导管内砼应保持充满，浇筑水下砼面均匀上升的速度不应小于0.25m/h。水下砼浇筑完毕，在未达到设计强度前井筒内外水位应保持稳定，不得抽水，砼达到设计强度后，方可抽水，清理井底。

5、挖运技术保证措施

基坑开挖多采用挖掘机配合人力进行开挖施工，部分位置采用长臂挖掘机。

1、开挖用挖掘机进行，人工配合。开挖土方用自卸汽车外运弃置，边开挖边清运，现场坑边原则上不堆放土方。

2、在开挖前，基坑的断面、开挖的次序和临时堆土的位置由现场施工人员向机械操作手和土方工详细交底。在挖土过程中管理人员应在现场指挥，并应经常检查基坑的净空尺寸，确保基坑开挖符合规范要求。为保证基坑底土体不被扰动或破坏，在用机械挖土时应避免超挖，当挖掘机挖至设计标高前20~30cm时用人工开挖，检修平整。开挖要保证连续作业，衔接工序流畅，以减少塌方或破坏土基，避免意外事故。

3、基坑开挖时，如有淤泥或浮土必须清除，超挖深部分要用碎石砂填平夯实。

4、基坑开挖作业时，应根据施工需要增加工作面宽度。

5、在可能发生滑坡的地段，挖土前和挖土时应做好下列工作：

（1）、施工前应详细掌握地质资料和现场的地形地貌情况，事先考虑遇到滑坡的措施，并尽可能先整治滑披后再开挖。

（2）、挖土前先作好地面和地下水排水设施。

（3）、挖土时不许在滑坡上弃土、堆料或作业(包括挖土及运输)。

6、严格按照施工工艺流程施工，抗滑桩施工完毕，且强度达到100%才能进行临空侧土方开挖。

7、基坑底部四周应布置排水沟和集水井，并及时抽水，保持坑底土层的疏干。

8、制作沉井的地基土必须有足够的承载力，开挖基坑底部若遇松软的土质全部予以清除，并以中粗砂回填、整平、夯实，以防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂。

9、基坑检查验收。基槽开挖完成后应进行检查验收，检查项目包括开挖断面、开挖标高等。

6、结束语：沉井在市政施工工程中都有较为广泛的应用，其技术以相当成熟，但在沉井的施工中出现问题的现象仍是相当多的。在沉井的设计施工中全面考虑各种不利情况，严格按照规范进行设计、施工对于沉井的成功实施是关键。随着新的沉井制作、下沉方法的出现发展，沉井的应用将更加广泛。

参考文献：

[1] 马耀兵.沉井干封底施工处理工艺[J]. 山西建筑. 2011(09).

[2] 白蓉.沉井施工工艺在污水处理厂的应用[J]. 安徽建筑. 2005(03).

[3] 陈良.浅谈桩顶注浆加固在沉井施工中的应用[J]. 山西建筑. 2008(23).