浅述取水泵房沉井下沉质量控制措施

韩宝祥

(江苏省水利建设工程有限公司， 江苏 扬州　225002)

浅述取水泵房沉井下沉质量控制措施

韩宝祥

(江苏省水利建设工程有限公司， 江苏 扬州225002)

【摘要】沉井广泛应用于地下建筑，主体部分的钢筋混凝土在地面上施工，施工较为便利，对邻近建筑物的影响较小，土方开挖量也明显减少。沉井采用排水下沉，先用高压水冲刷并搅动土层形成泥浆，再用泥浆泵将泥浆抽排出井外，使沉井下沉。本文主要结合工程实际阐述了沉井下沉施工技术、下沉过程各阶段的质量控制，以及下沉偏移分析和纠偏措施，同时强调了下沉过程中必须跟踪监测，及时掌握沉井下沉动态，做到及时纠偏，平稳下沉。

【关键词】沉井； 排水下沉； 监测； 纠偏； 质量控制

1工程概况

扬州市廖家沟水源地达标建设取水口迁建工程取水泵房采用钢筋混凝土沉井，平面尺寸为45m×29.6m，底板顶面高程为-6.7m，刃脚底面高程均为-11.1m，顶部高程为7.8m。该沉井紧邻中沟河，距离廖家沟河也很近，地下水补给丰富。

取水泵房四周防渗止水帷幕采用双排φ800高压旋喷桩876根，间距500mm，搭接300mm，桩长23.8m(顶高程7.5m，底高程-16.3m)。

止水帷幕封闭圈内设置了16口降水井，降水井距离止水帷幕1.5m，井深30m。取水泵房北侧止水帷幕外侧设置了2口回灌井，回灌井距离止水帷幕8m，井深15m。取水泵房中心设置了一口观测井，井底高程为-13.0m。

沉井的施工主要包括沉井钢筋混凝土结构制作与井体沉放两个部分。该沉井为二次制作、一次下沉、一次接高(盖板顶梁)；沉井底板、顶板、水泵基础、管道镇墩、柱壁、传力支墩均在后期浇筑。

2沉井下沉的质量控制

2.1沉井下沉的质量控制措施

沉井下沉分为初沉、正常下沉和终沉三个阶段，最后实施封底。沉井下沉过程中穿越了③层，终沉坐落于④层粉土层中。

2.1.1下沉前质量控制措施

需对施工人员进行施工技术交底、安全技术交底，排好施工值班表，安排专人值班。

2.1.2初沉阶段的质量控制措施

a.沉井下沉深度在0～3m为初沉阶段。下沉前应对称清除混凝土垫层，同时应由专人负责观测，如发生倾斜，及时调整，使沉井平稳地进入土中。

b.水力机械挖土，从中间向四周对称进行。开挖过程中在井外壁刃脚内侧保留宽度、高度均为1m的土埂，随沉井下沉深度增加而适当减少。

c.沉井初沉阶段下沉系数较大，以纠偏为主，下沉为辅，此时必须跟踪监测，控制各井格区域内的出土量，及时分析监测数据，控制下沉速度，减少不均匀沉降。此时，每天下沉深度不宜超过0.6m，当下沉正常后，每天下沉深度控制在1m左右。

d.沉井下沉过程中如发现下沉系数增大而失控，应立即在沉井外侧回填碎石和粗砂增大侧壁摩阻力。

e.为防止刃脚取土不平衡产生不均匀沉降，需加大下沉过程中的测量控制，及时调整各区域取土量，以保证沉井平稳、均匀下沉。

2.1.3正常下沉阶段的质量控制措施

a.如初沉阶段一直保持均匀、平稳下沉，可增加沉井锅底深度，锅底深度控制在2m以内，并加快土层冲排速度，减少地基反力，从而降低下沉时的阻力，提高施工速度。

b.沉井下沉时，均衡挖土，均匀下沉，先冲排中央部位的土体，再冲排刃脚下土层，井内土面高差不得大于1.0m。施工时跟踪监测，如发生异常，应及时纠偏，严禁出现沉井局部被搁置的现象。做好施工记录，画出下沉时间与下沉深度关系曲线图。沉井下沉时密切关注突沉和超沉情况，做好应急预案。

2.1.4终沉阶段的质量控制措施

a.终沉阶段是指沉井下沉最后2m的过程。此时，适当放慢出土数量与速度，将“凹”形锅底逐步过渡到“凸”形反锅底，当沉井四周控制点高差大于20cm时，应及时纠偏，纠偏措施是调整各井格挖土深度。

终沉阶段是沉井的关键阶段，故一定要加强监测，应每隔1min提供一份监测分析报告，以此来控制沉井下沉。

b.终沉确定刃脚踏面抛高100mm左右，此时沉井底隔梁必须全部搁置在土面上并有适当的涌土高度。一旦沉井刃脚踏面高程达到方案要求，立即停止挖土，并向井格内抛填石块压重、镇脚，密切注意观测，24min内沉井下沉不大于10mm，立即组织进行混凝土封底。沉井下沉到位后，每隔4min观测一次沉井四角的高程。

2.1.5沉井下沉完毕后的允许偏差

刃脚平均高程偏差：+0～-20cm(终沉抛高只能留0～10cm)。

刃脚中心线位移：小于1%H(H为下沉总深度)。

四角中任何两角的顶面高差：小于1%两角距离且不大于30cm。

2.2沉井下沉偏移分析及纠偏措施

2.2.1沉井下沉偏移分析

沉井下沉的过程就是不断纠偏的过程，保证沉井下沉质量的关键就是做好下沉阶段的纠偏工作。产生高差、位移的原因主要有：

a.基土层软硬不均，或有块石等障碍。

b.沉井挖土不匀称，井格间土层高差较大。

c.下沉系数偏小，底梁和刃脚下方土层被冲刷后发生突沉。

d.沉井内产生流沙管涌，破坏了沉井的稳定状态。

e.沉井四角高差较大，导致沉井产生轴线偏移或扭转。

f.沉井四周土体不对称或土质不均匀，使沉井四周井壁受力不一致。

2.2.2纠偏措施

a.下沉过程中，发现有障碍物，必须及时清除。

b.各井格内以及井格之间应均衡出土。一般土层高差控制在1m以内，终沉阶段高差控制在0.5m以内。

c.发生流沙管涌，主要是取土深度低于地下水位，此时须压住水头，同时暂停下沉施工，沉井下沉决不能在流砂的状态下进行。

d.及时回填沉井外侧周围坍陷区域，保持沉井外四周土体稳定。

e.下沉过程中沉井发生倾斜、偏转时，及时分析沉井产生倾斜偏转的原因，可以通过以下方法来进行纠偏，确保将沉井的偏差控制在允许的范围内。

2.2.2.1偏除土纠偏

在初沉阶段沉井容易发生倾斜，也容易纠正。纠正倾斜时，一般挖除刃脚高的那侧土体，使沉井高的一侧刃脚下阻力降低，沉井低的一侧阻力增加，下沉过程逐渐纠正沉井偏差。

2.2.2.2射水纠偏

正常下沉阶段，沉井四周土层对井外壁的摩阻力增大，故沉井纠偏工作比较困难。此时若需要纠正沉井的偏斜，就必须破坏土层的被动土压力。

用高压水冲刷沉井高的一侧井壁内外的土层，使其土层结构破坏，被动土压力降低，以此纠正沉井的偏斜。

2.2.2.3重纠偏

对沉井高的一侧加压，使用重物进行压重，使沉井高的一侧下沉量大于沉井低的一侧，从而起到纠正沉井倾斜的作用。

2.2.2.4沉井位置扭转时的纠正

沉井位置如发生扭转，可在沉井偏位的两角偏出土，另外两角偏填土，借助于刃脚下土压力差所形成的扭矩，逐步纠正沉井的偏位。

以上所述沉井的倾斜、位移、扭转，应在沉井下沉到距设计高程1m以上时完成，纠偏一定要缓慢，纠正后应匀速、稳定下沉。在沉井刃脚接近设计高程0.5m以内时，不得再有超出允许范围的偏差，因为此时的纠偏异常困难。

2.3下沉过程中监测

2.3.1沉井本体监测

a.在沉井井壁四周布置位移观测点、沉降观测点及观测轴线。

b.在沉井下沉过程中，每天观测沉井轴线位移情况，并做记录，发现位移累计超过50mm，要采取纠偏措施。

c.每班至少观测三次刃脚高程。

d.沉井每次下沉稳定后应观测四角高差和中心位移。

e.当沉井下沉接近设计高程时应增加沉降、位移的观测密度。

2.3.2深井降水监测

对降水井进行编号，定时观测井内水位、井体位移、破坏情况并做好记录。

2.3.3沉井四周土体监测

施工过程中，每天观测四周土体、路堤的沉降、位移情况，并做记录，特别要加强对沉井北侧土体的监测，在临近民居的开阔地带设置观测点，定时监测，及时对测量数据进行分析。如发现裂缝、坍塌必须及时汇报，立即采取防护措施。

2.3.4排泥场监测

下沉过程中指定专人巡查排泥场，出现异常情况需及时处理，采取加大围堰断面，加固围堰，增加退水口等措施。

3结语

沉井下沉前应根据地质勘查情况制定下沉方案，包括降水方案，设置防渗帷幕、降水井等。提前做好各类应急预案，跟踪监测，及时分析，及时纠偏，控制下沉速度，纠偏须缓慢进行。

参考文献

[1]王思建.沉井施工中的纠偏及其他常见问题分析与处理[J]. 科技创新导报，2011(9).

[2]刘东斌.较深大型沉井下沉施工技术初探[J]. 科技经济市场，2008(4).

On open caisson sinking quality control measures of water intake

pumping room

HAN Baoxiang

(JiangsuWaterConservancyConstructionEngineeringCo.,Ltd.,Yangzhou225002,China)

Abstract：Open caisson is widely used in underground building. Reinforced concrete of the main part is constructed on the ground with more convenient construction and less influence on adjacent buildings. Earthwork excavation volume is also decreased significantly. Drainage sinking is adopted for open caisson. High pressure water is firstly adopted for flushing and mixing the soil layer, thereby forming mud. Mud pump is further used for discharging mud out of caisson, thereby sinking open caisson. In the paper, engineering practice is mainly combined for describing open caisson sinking construction technology, quality control at all stages of sinking process, sinking deviation analysis and corrective measures. Meanwhile, the sinking process must be tracked and monitored, which is emphasized. Sinking stage of open caisson is mastered immediately, thereby achieving timely rectification and steady sinking.

Key words：open caisson; drainage sinking; monitoring; rectifying; quality control

中图分类号：TV675

文献标志码：B

文章编号：1005-4774(2015)12-0047-03

DOI:10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.12.013