某矩形沉井基础施工质量控制技术研究

辛燕梅 马鑫云 陈玉键 王璐

摘要：沉井基础具有良好的稳定性和整体性，但在施工过程中容易引发沉井倾斜等质量事故，本文根据某矩形沉井基础施工实例，介绍了沉井施工的基本流程，详细分析了沉井质量控制的关键环节，重点对沉井挖土下沉与沉井纠偏技术进行了分析，可供类似工程参考。

Abstract： The open caisson foundation has good stability and integrity， but it is easy to cause quality accidents such as sinking of the open caisson during construction. This article introduces the basic process of open caisson construction based on a rectangular open caisson foundation construction example， analyzes the key links of open caisson quality control in detail， and focuses on the analysis of open caisson excavation subsidence and open caisson deviation correction technology， which can provide reference for similar projects.

關键词：沉井;纠偏;取土;监测

Key words： open caisson;rectification;taking soil;monitoring

中图分类号：TU753.64                                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）21-0143-02

1  工程概况

沉井基础由于承载面积大，因此具有良好的稳定性和整体性，能承受较大的水平及竖向荷载，其在施工过程中无需围护结构，施工可靠性较高，因此在软弱土体的基础施工中得到广泛的应用。但沉井基础的施工技术要求比较高，在施工过程中一旦控制不当容易引发沉井倾斜等质量事故。基于此，本文依据某矩形沉井基础的施工实例，对沉井施工质量控制的关键环节进行分析探讨，以供类似工程参考。

该沉井为一座跨水库特大桥的桥台基础，沉井为5m×5m的矩形结构，井壁为厚100cm的钢筋混凝土，沉井总长达15m，根据施工钻探成果，沉井施工范围内的地层条件如下：

0-2m：杂填土，杂色为主，稍湿，由大量碎石，少量粘性土组成，结构松散，分布于场地表层。

2-5.8m：黏土，黄色，灰黄色，可塑状，切面较光滑，韧性干强度高，一般具弱膨胀性，干易开裂，遇水易软化。

5.8-9.8m：含有机质黏土，灰黑色、褐灰色，软可塑状，软塑状为主，有腥臭味，局部相变为泥炭、软塑状黏土、粉质黏土，切面光滑，韧性干强度低。

9.8-13.5m：黏土，黄白色，褐灰色，可～硬塑状，切面光滑，韧性干强度高，一般具弱～中等膨胀性。

13.5-20m：粉土，褐灰色，浅灰色，中密状，局部稍密，上部夹薄层状砾砂，饱和，无光泽，摇振反应中等，层间含薄层状粉质黏土、黏土。

2  沉井施工流程

沉井的施工流程如图1所示，包括七个主要步骤：第一步先是测量放线与平整场地，铺垫木、制作第一节沉井;第二步是拆除模板，刃脚下对称抽拔垫木;第三步，均匀开挖沉井内土体，第一节沉井下沉;第四步，浇筑第二节沉井混凝土，继续前一节步骤开挖土体下沉井体;第五步，按此流程接续下沉，直至设计标高;第六步，进行沉井的封底处理;第七步，沉井内部结构施工并封顶。

3  沉井施工质量控制关键技术

3.1 支架工程质量控制措施

本工程采用钢管支架，支架施工顺序为：地坪处理→竖立杆→搭设扫地杆→纵向水平杆→横向水平杆→加设剪刀撑→铺设脚手板→在作业面搭设护身栏杆→挂安全网。

支架工程的质量控制要点为：重点控制支架架体的水平与垂直度，避免因架体不平衡导致的变形扭转以及架体中部下垂和外倾。施工时，应将纵向水平杆设置在小横杆上部及立杆内侧，同时采用十字扣件将之紧扣与立杆之上。纵向水平杆用对接扣件连接，接头应岔开设置不得在同一跨内，相邻接头之间应错开设置，错距应大于500mm。如果采用旋转扣件，则应使用3个扣件进行对接。

3.2 模板工程质量控制措施

模板工程安装工序为：安装前检查→内侧模板吊装就位→安装斜撑→清理杂物→插入对拉螺栓→安装就位外侧模板→安装斜撑→调整模板位置→紧固穿墙螺栓→斜撑固定。模板工程的质量控制要点为：模板分次制作分别安装，待混凝土分段浇筑完成后，再分段拆除模板;模板安装按照先内后外的顺序进行，模板安装与钢筋绑扎要紧密配合，如果模板安装妨碍钢筋绑扎，则应待钢筋绑扎完毕后再立模板;模板安装完后，要检查螺栓、扣件等是否牢固稳定，模板缝隙及下口是否严密平整且不漏浆;在进行模板质量验收时，应重点控制模板的尺寸、平整度、预埋件等项目。

3.3 沉井混凝土工程质量控制

本工程采用C35商品混凝土。混凝土浇筑的自由高度应控制在2m以内，如果浇筑高度超过2m，应加串筒浇筑。应对称进行混凝土的浇筑，确保两侧荷载平衡，采用分层平铺法浇筑混凝土，分层的厚度控制在50cm左右，应先于混凝土浇筑在沉井根部浇筑30-50mm厚且与混凝土同配比水泥砂浆，砂浆铺筑保持与混凝土浇筑同步进行，砂浆与混凝土浇筑点间的距离控制为3m左右，如果在雨季施工，则需在混凝土中加入早强剂。沉井下沉时，混凝土的强度应达到75%以上方可进行下沉施工。混凝土浇注完毕后，须进行养护，当混凝土达到设计强度后再拆模，养护时间不得少于72小时。

3.4 沉井下沉施工质量控制

本沉井下沉施工取土采用机械为主、人工为辅的方法，下沉施工时要求混凝土强度达到设计值的75%以上。下沉施工前先凿除刃脚垫层，垫层凿除按照先内后外的顺序对称施工，避免沉井倾斜，施工前为便于控制沉井的倾斜度，应在沉井井壁上画出测量标尺点和水平指示尺。为保障沉井均匀下沉，沉井刃脚部位采用人工方式进行取土，取土顺序为从沉井中间开始逐渐向四周扩展，单层取土厚度控制在50cm左右，沉井刃脚周围应保留1.0m左右的土堤，然后沿沉井壁向刃脚方向对称、逐层、均匀地的削薄土层，每次控制字50mm左右，直至土层受刃脚挤压破裂，沉井受自重作用开始均匀垂直下沉。沉井取土应始终保持中间稍低于四周，但高差需控制在1m之内，严禁深锅挖土，避免应土体突沉造成沉井范围内地面沉陷和沉井倾斜的风险。沉井下沉时应对沉井四周加强监测，一旦观测到偏移、扭曲等问题应及时予以纠正。

3.5 沉井下沉过程中的纠偏措施

由于地层不均匀以及施工过程难以精确控制，在沉井施工过程中，难免会发生沉井偏移现象，因此应及时组织纠偏施工。在沉井下沉的初始阶段应采用“多沉则少挖，少沉则多挖”的原则进行纠偏，刃脚下挖土要避免过量掏空，杜绝通过大量挖土来纠偏，以免引发更大的偏斜。沉井施工时，应随时分析观测数据，以测量数据为基础组织纠偏措施，当沉井的偏斜量达到设计允许值的1/4时，便要组织纠偏，纠偏应坚持勤纠和缓纠的原则。沉井每下沉一次均需对垂直度与中心轴线进行复测检查，施工过程中应注意排水，避免因地下水浸泡导致基础的不均匀沉降。当沉井下沉至接近设计标高1m时，应减慢下沉速率，至接近设计标高30cm时应停止取土開挖，测量沉井在不取土时的下沉速度，确保沉井下沉标高严格控制在范围内，杜绝土体超挖。

3.6 沉井封底施工质量控制

沉井下沉达到设计标高后，先清除污泥杂物，超挖部分采用碎石夹砂进行填实，当沉井下沉至距设计标高10cm时，停止挖土和排水，依靠沉井自重下沉设计底标高，再经过2-3天达到下沉稳定状态，或经观测沉井在8天内的累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底施工。先将井底修整成锅底状，再从四周向中心挖出放射状排水沟，内填卵石形成排水暗沟，并在中心位置设置深1.5m左右的集水井，将井底水流汇至井中，用潜水泵排出，确保井内水位低于基底0.5m左右。封底包括三层，依次为：厚1m的毛石、厚1.2m的C15素混凝土、厚0.45m的C35P6混凝土底板，最后施做厚0.6m的C15混凝土封底层，并留设集水井，如图2所示。

4  结束语

通过本沉井施工实例，本文介绍了沉井施工质量控制的关键环节，总结该沉井施工经验，得出以下结论：沉井施工质量控制的关键在挖土与纠偏工作，沉井的纠偏是一项常设工作，纠偏过程应小心谨慎，并坚持以监测数据为指导。

参考文献：

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