沉井法施工在某工程中应用

欧阳平 （广州番禺职业技术学院，广东 广州 511483）

1 工程概况

某污水收集管道A 线工程，A 线主管设计管径DN800~DN1200，管材为Ⅲ级钢筋混凝土管，管线全长约1813m，埋深5m~16m，采用机械顶管法施工。根据设计图纸要求和广州市建委有关深基坑（开挖深度≥5m）的规定，A线工作井和接收井及中间检查井均为深基坑施工。

2 地质条件

场地所处地貌单元属于珠江三角洲平原，河网发育，场地周围主要为市政道路和河涌。据野外钻探资料，场地岩土自上而下划分为人工填土层、粉质粘土层、粗砂层、淤泥质土和粉砂岩。根据地质剖面图，各岩土层的分布及特征如下。

人工填土层：土性为素填土，灰褐、灰黄色，主要由人工堆填的粘性土和建筑垃圾为主，经分层压实，为路基填土，层厚0.5m~4.2m，平均1.91m。

粉质粘土层：灰黄色为主，可塑，局部软塑，粘性较好，均匀性差，不均匀夹有粉细砂。该层层状分布于人工填土下部，沿线均有分布，层厚2.2m~11.1m，平均5.72m，平均埋深9.95m。是管线和井段的主要分布层。

淤泥：部分为淤泥质土，饱和，流塑，局部混砂粒或夹薄层砂土。呈局部透镜体分布，厚度0.4m~4.2m。

粉细砂层：灰黄、浅黄等色，饱和，松散为主，局部稍密，局部混夹淤泥。厚度0.7-1m，埋深3.5m~5.9m。

中粗砂层：呈透镜体分布，饱和，稍密，局部含粘粒，均匀性差，场地大部分地段有分布，主要分布于A线顶管的AW2~AW5和AW23~AW23(新石)井段位置，厚度1m~6m，埋深5.5m。对AW3、AW4、AW5、AW23、AW24、AW25、AW23（新石）7个井的施工有较大影响。

泥质页岩：主要分布于AW8~AW21段，该段顶管、工作井、接收井和检查井均需要爆破作业。

3 工作井和接收井结构形式设计

图2 承垫木的抽出顺序图

图3 承垫木的抽出方法示意图

图4 沉井不排水挖土下沉

沉井的质量控制值 表1

图5 沉井下沉控制

本工程顶管段AW3、AW7、AW21、AW25工作井和AW1、AW5、AW23接收井因位于中砂层，为防止出现流沙和引起道路沉陷，设计采用钢筋混凝土沉井结构形式，工作井和接收井均分为矩形和圆形沉井，井深5.5m~7.5m。沉井支撑与井体同时制作。井壁开孔在下沉前用砖墙封堵，顶管时拆开。井体及底板采用C25、S6商品混凝土，封底采用C20水下混凝土。沉井浇注第一节高度4.58m，第二节5.5m。下沉采用排水法下沉施工，封底采用混凝土封底。沉井封底后，浇筑底板，进行顶管施工。

4 沉井法工作井和接收井施工

4.1 沉井施工程序

平整场地→测量放线→铺砂垫层和垫木→第一节沉井制作→抽出垫木→不排水下沉→第二节沉井制作→不排水下沉→封底→浇注底板混凝土→施工辅助设施。

4.2 沉井制作

沉井制作顺序：场地平整→放线→搅拌桩施工→夯实基底→铺砂垫层→铺垫木→安设刃脚铁件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇注混凝土→养护、拆模→抽出垫木。

4.1.1.1 支模工程

井壁模板采用钢模板组装而成。沉井内外模板均采取竖向分节支设,每节高1.5m～2.0m，模板循环倒置使用。先支井体内模,一次支到比施工缝高100mm，竖缝处用90mm×90mm方木支撑在内部脚手架或竖井架上。外模分两次支设,内外模均支到施工缝高100mm处，竖缝用木方及Φ16mm拉紧螺栓紧固，间距500mm,檩立楞采用2-[8槽钢，在螺栓中间设50mm×50mm×3mm钢板止水片1道，止水片与螺栓接触的1圈满焊。每隔1.8m设1道Φ20mm钢丝绳和拉紧器箍紧，以防外胀,再设斜支撑支顶于外部脚手架上。模板支立见图1。

4.3 承垫木的抽出

承垫木的抽出应在首节沉井强度达到95%时进行，抽出垫木应分组、对称、依次、同步进行，抽出一组后，立即回填中砂和刃脚处进行培土，以增加刃脚处的下沉阻力。抽出顺序：先分组对称地抽出两短边下的定位垫木，然后再抽出长边下一般垫木，最后同时抽出承垫木，顺序见图2、3。

抽出方法是将垫木底部的砂垫层挖除，利用卷扬机将垫木抽出，每抽出一根垫木后，应立即用砂将空隙填实，同时在刃脚外侧筑成小堤，并分层夯实。如图3示意：抽出垫木时，加强观测，注意下沉动态，以指导抽出垫木的施工。

4.4 沉井下沉

本工程沉井均采用不排水下沉法，见图4。在沉井混凝土达到设计强度后，首先用吊机抓斗进行挖土下沉1m，由于地下水位高，防止沉井上浮，同时也考虑到挖土过程中出现塌方流砂，采用不排水下沉施工。首先往井内注入清水，水面线不超过井外地面。利用吊车吊住抓斗挖掘井底中央部分的土，使沉井形成锅底。在砂或砾石类土中，一般当锅底比刃脚低1m～1.5m时，沉井即可靠自重下沉，而将刃脚下的土挤向中央锅底，再从井孔中继续抓土，沉井即可继续下沉。在粘质土或紧密土中，刃脚下的土不易向中央塌落，则配以射水管松土，用空气吸泥机吸泥并抽出，通过沉砂池沉淀过滤排入下水道。在下沉过程测量人员用水准仪保持观察，随时指导沉井下沉，及时纠偏，保证均匀下沉。

第一节沉井下沉到设计标高后，制作第二节井壁，工艺同第一节。

4.5 沉井下沉测量控制

沉井位置标高的控制，是在沉井外部路面及井壁顶部四面设置十字纵横中心控制线、水准基点，以控制位置和标高，沉井垂直度的控制，是在井筒内标出4条垂直轴线，各吊线锤对准下部标板来控制，并定时用2台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时，随时观测垂直度，当线锤离墨线达50mm，或四周标高不一致时，即立即纠正。沉井下沉的控制，系在井壁四周弹水平墨线，或在井壁外侧用白铅油画出标尺，用水准仪进行观测沉降。下沉中应加强位置、垂直度和标高的观测，每班至少测量2次，接近设计标高时应加强观测，每2h一次，预防超沉。沉井下沉控制见图5。

4.6 沉井质量控制与检验

沉井在施工前应对钢筋、电焊条及焊接成型的钢筋半成品进行检验；混凝土浇注前，应对模板尺寸、预埋件位置、模板的密封性进行检验。拆模后应检查浇注质量，符合要求后方可下沉。下沉过程中应对下沉偏差做过程控制检查。下沉后的接高应对地基强度、沉井的稳定性做检查。封底后应对底板的结构及渗漏做检查。沉井的质量标准见表1。

5 结 论

沉井法施工是工程常用的一种基坑施工手段，本基坑采用沉井法施工，在施工过程中对基坑进行监测，监测数据表明，基坑变形值在合理范围之内，说明沉井法施工在此工程中应用合理。

[1] 深基坑支护技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社,2012.

[2] 黄先花.长阳西寺坪电站沉井法施工[J].水电与新能源,2003(3).

[3] 曹宝飞.沉井法在复杂基坑支护中的应用[J].山西建筑，2006(20).