浅谈沉井工程施工技术

浅谈沉井工程施工技术

李侨

中国水利水电第十一工程局有限公司450001

摘要：随着我国经济社会的发展和工程技术的不断进步，沉井在工业建筑的深坑、地下室、设备深基础、桥墩、码头、井、管道等领域得到了广泛的应用；在施工场地复杂，邻近铁路、房屋、地下构筑物等障碍时，采用沉井施工方法是最为合理、经济的。

关键词：沉井施工；工程建设

引言

近几年，随着我国工程建设的迅速发展，沉井施工技术在各种工程中得到了广泛的应用，沉井作为地基、挡土、挡水结构，在沉井施工中不需要设置坑壁或板桩围墙，从而简化了施工，便于施工，开挖的基坑较少，挖掘量也较少，并可降低周围建筑、管线、路面的不利影响。然而，由于工程建设周期长，技术难度大，在工程建设中遇到了一些困难。所以，对它的施工要领一定要有比较全面的认识。

1沉井施工技术原理

沉井基础是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。首先，是先在地表制作成一个井简状的结构物（沉井），在井壁的围护下，从井中挖掘泥土，让沉井在重力的作用下，逐渐下沉，直到达到预定的高度，才能完成底部的施工。沉井地基技术安全、可靠，开挖量少，对周围建筑物的影响相对较小；在桥梁，烟囱，水塔等地基中得到了广泛的应用；泵房，地下油库，水池井等深井构筑物及盾构或顶管工作井。

2沉井的构造

沉井的组成部分包括井筒、刃脚、隔墙、梁、底板。

（1）井筒。即沉井的井壁，是沉井的主要组成部分，他作为地下构筑物的围护结构和基础，要有足够的强度，其内部空间可充分利用。井筒是靠它的自重或外力客服筒壁周围的土的摩阻力而下沉。井筒一般用钢筋混凝土、砌砖或钢材等材料制成。

（2）刃脚。刃脚在沉井井筒的下部，形状为内刃环刀，它的主要功能是降低井底下端切土的阻力，方便工人在接近沉井刃脚外侧的土壤中挖掘。根据土壤的硬度不同，刃脚的高度也不同，在土壤较软的情况下，要适当地提高刃脚的高度。刃脚底部有一横向支承面，称为刃脚踏面，刀脚宽度一般在150-300毫米之间，刃脚上方是刃脚坡度，在井壁内部，刃脚与水平线的角度通常是50-60度。沉井在较硬的土壤中沉陷时，刃脚板的底宽应为150 mm；为了避免对脚板的破坏，可以采用角钢进行加强；在使用爆破方法清理刀刃底部障碍时，应在刃脚外侧用钢板包裹，以加强刃脚。

（3）隔墙、壁柱和横梁。为了满足交工后沉井的使用需求，提高井眼刚性，预防施工中井眼突然塌陷，通常在大沉井的井眼内设置横隔墙或横隔墙或横梁，隔板的底标高出刀锋踏面500-1000 mm；如果在井壁上设置隔板，会影响施工和井眼的沉降，可以采用横梁或由上下横梁、壁柱构成的框架来加强井壁。

（4）底板。沉井的底板在井筒的下部，是沉井的井底。为增强井壁与底板的连接，在刃脚上部井筒壁上留有连接底板的企口凹槽，深度为100～200mm。

3沉井施工的特点

随着生产技术的发展，沉井施工方法在工程中的应用越来越广，已逐渐成为各种地下工业建筑和人防工程围护结构的一种重要形式。沉井施工工艺具有如下特点：

（1）由于地质条件的不确定性，施工环境的复杂，施工工艺的差异，造成了沉井施工的地质干扰，在沉井施工中容易出现倾斜、位移、扭转、裂缝和变形等问题。同时，在沉箱施工中，这也是一个难点。

（2）大型沉井截面刚度大、承载力高，可用于截面尺寸较大、深度较深、有流沙或其它有害土层的地下工程的施工；

（3）沉井的抗渗及耐久性好，可用于地下水比较丰富、土壤的渗透系数较大的地下工程的施工；

（4）沉井施工对邻近建筑物影响较小，可在比较复杂的地形、地质场地及比较狭窄的场地内取用。

（5）沉井施工还具有作业相对简便、不需要专业设备、占地面积较小、可减少大面积开挖等特点，因此取用沉井施工相对比较经济、安全。

4沉井施工过程中常见问题

（1）基坑开挖

基坑开挖是为便于砂垫层施工，在沿海地区不宜挖深，最好不要挖到2米以上。不过，很多建筑工人在开挖2米以上的时候，会因为地下水的存在，导致基础的承载力下降，从而影响到工程的正常生产。

（2）主泵房沉井下沉控制

在施工中，主泵沉箱下沉太快或者太慢，以及下沉的时候倾斜太多，都会导致墙体开裂。沉井在沉降、纠偏中发生沉降，必然会对井壁附近的土层产生一定的影响。在一些严重的案例中，也会造成塌方，使得井内的泥土和水沙进入井内，并对周边产生影响。

（3）沉井封底施工

在一些建筑工程中，由于封底工作没有做好，导致结构整体上浮，超出了原来的水平，造成了不可预料的后果。当沙质土壤中含有丰富的软粘土或地下水时，若不进行排水，则很难达到设计标高，从而造成管线渗漏。在这个时候要想治理好很困难的，，而且成本非常高。在软土或砂土地基中，如果采用沉井施工法，施工过程中容易发生管道出水、塌方、硬密封等施工事故。

（4）钢筋较密

刃脚的设计图中，钢筋密度较大，采用了支撑结构，因此，加强了钢筋和模板施工对混凝土施工的困难。同时，大体积混凝土连续浇注的高度一般都在4.5米以上，在这种高度下，在大体积混凝土的施工中，很容易发生模板的变形和位移。

4工程中沉井工程的施工建议

（1）基坑开挖

良好的基坑开挖方案要有系统的计划，要有专业技术人员的细心设计，有施工人员的合理执行。首先要重视“三通一平”，即水、电、路、地水平，以确保各项准备工作的条件比较充分；其次，在基坑开挖前8~10天，根据该计划进行降雨。在基坑开挖前的数个星期内，施工单位要认真地审查施工计划，一旦发现问题，要立即向上级汇报，并严格按照已确定的开挖计划进行开挖。在有基坑的情况下，必须等到有足够的强度才能进行开挖。当前，基坑开挖深度大、形状不规则，施工方案中应包含监测内容，并在开挖前获取大量的原始资料。在开挖期间，有关工作人员要进行同步检测，其重点是对桩的横向位移和沉降进行维修，同时还要对邻近建筑物的水平位移、沉降、地下水水位等进行实时监控，并对施工过程进行反馈和分析，对施工进行指导。在基坑工程中，必须充分考虑到“时空效应”、垂直分层、水平分区和时间分区。

（2）主泵房下沉

针对主泵房下沉的问题，解决的办法是：在其下沉前，混凝土强度和抗渗性标签必须符合设计要求和规范。当它沉没的时候，周围建筑物和地下管线不可被危及，隧道底部必须在最终沉降过程中保持稳定。沉井下沉应均匀，不应产生沉陷，在沉没完成的时候应该派专业的技术人员进行检查。当下沉到一定量的张口高度时，检查地基的土质量，并让其满足设计的要求。在沉降过程中，轴线的位置偏差不应大于HC／80mm，垂直倾角不应大于HC／95mm，矩形沉井的平面扭转角小于6度。补救措施：如果主泵房沉得太快，可通过以下方法补救：第一，如果下沉速度太快，可重新调整挖掘，并在叶片脚下采取不挖或部分挖掘的措施。其次，采用排水法代替排水法下沉，增加浮力。在沉箱的外壁上加入粗料，或将轴外的图形夯实，以增加摩擦阻力。当沉井过慢时，可根据情况而定，例如沉井的侧阻力过大，通常可在沉箱外侧使用0.6～0.8MPa的水针或软管，沿着沉井外壁用水冲刷。下沉后，洞里充满了沙子，沉井上部将被装载，或者井壁上部将被浇注，以增加沉箱的沉陷重量。最后，将铲脚的土壤均匀地挖出，减小正面阻力，或继续进行第二层碗状土的破碎，使叶片脚失去其稳定性和沉陷。如果小弧石或块石被搁置，在开挖后可以除去周围的土壤，较大的废石或块石可以被炸药或静态破碎剂破碎，然后被去除。如果采用不排水下沉，则潜水员应该潜入其水中进行清洗。当它与硬质胶结的上层相遇时，可用于重型抓斗或增加水枪的水压和在水中的联合操作。在轨道撞击被破坏后，再用抓斗抓出。如果沉井四壁的减阻措施被破坏，我们应该想办法恢复它们。

（3）沉井封底施工

目前，沉井的封堵技术主要有干法和水下法两种。采用干密封法，首先要将沉箱烘干，再灌注水泥；水下封闭技术不能把水抽出，只能把水泥注入水中。这种方法既能确保工程质量，又能快速地进行施工。针对井底密封不良一系列严重后果的处理方法：封底时，应确保观察井水位低于井底，确保施工安全。在沉箱底部封堵时，底板的混凝土必须达到设计要求，且在沉箱下沉达到抗浮条件时，方可暂停抽吸，关闭排水井并注水泥。

（4）刃脚施工

在刀脚的施工中，要解决的困难是：必须严格按照图纸上的要求，认真地制造、拉紧，以保证棒距的均一，否则会引起震动。对模板的施工，要做到精确定位，扩大支架，在浇注过程中，要仔细地检验质量，保证刀片和支架的顺利完成。

3.结束语

总之，沉井施工中的主要问题有：基坑开挖、基础施工、泵房沉井控制、沉箱施工、降水施工、钢筋加固。为了提高施工质量，提高施工效率，在工程建设中应采取有效的预防和排除干扰，从而使其在工程中的应用日益广泛。在施工场地小，水位高，水大，地下压水，流砂，软土等情况下，采用沉井施工是一种很好的施工方法。在施工过程中，应严格遵守施工规范，认真进行施工，严格控制施工质量。

参考文献

[1]邓明莉.排水泵站沉井工程中不排水下沉施工技术的应用分析[J].安阳工学院学报,2019,18(02):73-75.DOI:10.19329/j.cnki.1673-2928.2019.02.020.

[2]尹世强.谈沉井工程施工技术[J].山西建筑,2018,44(18):90-91.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2018.18.049.

[3]葛永晔.不排水下沉施工技术在排水泵站沉井工程中的应用[J].山西建筑,2018,44(01):84-85.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2018.01.046.

[4]谭福生,刘明永.超大型沉井工程施工技术[J].工业建筑,2011,41(S1):827-830.DOI:10.13204/j.gyjz2011.s1.144.

[5]孙冬海.沉井工程施工技术及施工要点[J].水利规划与设计,2009(02):58-60.