关于沉井施工技术的探究

摘 要：在工程建造中为了满足结构物的要求,适应地基的特点,在土木工程结构的实践中形成了很多类型的深基础,其中沉井基础,在国内外已有广泛的应用和发展.本文作者结合工作经验提出了一下建议,希望对相关的研究有所帮助.

关 键 词：建筑工程；沉井；施工技术

一、沉井施工法

沉井基础施工一般可分为旱地施工、水中筑岛施工及浮运沉井施工三种,旱地施工.桥梁墩台位于旱地时,沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板,在这种情况下,较容易施工.

（一）整平场地.如天然地面土质较好,只需将地面杂物清除干净整平地面,就可在其上制造沉井.如土质松软,应整平夯实或换土夯实.在一般情况下,应在整平场地上铺上不小于0,51m厚的砂或砂砾层.

（二）制造第一节沉井.由于沉井自重较大,刃脚踏面尺寸较小,应力集中,场地土往往承受不了这样大的压力,所以在整平的场地上应在刃脚踏面位置处对称地铺满一层垫木以加大支承面积.垫木的布置应考虑抽取垫木方便.然后在刃脚位置处放上刃脚角钢,竖立内模,绑扎钢筋,立外模,最后浇灌第一节沉井混凝土.

（三）拆模及抽垫.当沉井混凝土的强度达到设计强度70%时方可拆除模板,强度达到设计强度后才可以拆除垫木.抽撤垫木应按照分区、依次、对称、同步的原则进行.抽撤垫木应按一定的顺序进行,以免引起沉井开裂、移动或倾斜.其顺序是：撤除内隔墙下的垫木,再撤沉井短边下的垫木,最后撤长边下的垫木.拆长边下的垫木时,以定位垫木为中心,对称地由远到近拆除,最后拆除定位垫木.注意在抽垫木过程中,抽除一根垫木应立即用砂回填捣实.

（四）挖土下沉.撤完垫木后,可在井内挖土消除刃脚下土的阻力,促使沉井在自重作用下逐渐下沉.下沉施工可分为排水下沉和不排水下沉.当沉井穿过的土层较稳定,不会因排水而产生大量流沙或塌陷时,可采用排水下沉.土的挖除可采用人工挖土或机械除土.人工挖土可使沉井均匀下沉和清除井下障碍物,但应采取措施,确实保证施工安全.当沉井穿过的土层不稳定,会因排水而产生大量流沙时,可采用不排水下沉.不排水下沉一般都采用机械除土,挖土工具可以是抓土斗或水力吸泥机,如土质较硬,水力吸泥机需配以水射水破坏土层.

（五）接高沉井.当第一节沉井顶面下沉至距地面还剩1?2m时,应停止挖土下沉,接筑第二节沉井.此时,应使第一节沉井位置正直,凿毛顶面,然后立模浇筑混凝土.待混凝土强度达到设计要求后,再拆模继续挖土下沉.此后,每当前一节沉井顶面下沉至离地面较近时,即接筑下一节沉井.

（六）筑井顶围堰.如沉井顶面低于地面或水面,应在沉井上接筑围堰,围堰的平面尺寸略小于沉井,其下端与井顶上预埋锚杆相连.围堰是临时性的,待墩台身出水后可拆除.

二、地基检验和处理

当沉井下沉至设计标高后,应进行基底检验.检验内容是地基土质是否和设计相符,是否平整,并对地基进行必要的处理.如果是排水下沉的沉井,可以直接进行检；若是不排水下沉的沉井,由潜水工进行检查或钻取土样鉴定.地基为砂土或黏性土,可在其上铺一层砾石或碎石至刃脚底面以上200mm.地基为风化岩石,应将风化岩层凿掉,岩层倾斜时,应凿成阶梯形.若岩层与刃脚间局部有不大的孔洞,由潜水工清除软层并用水泥砂浆封堵,待砂浆有一定强度后再抽水清基.不排水情况下,可由潜水工清基或用水及吸泥机清基.

总之要保证井底地基尽量平整,浮土及软土清除干净,以保证封底混凝土、沉井及地基紧密连接.

地基经检验及处理合乎要求后,应立即进行封底.如封底是在不排水情况下进行的,则可用导管法灌注水下混凝土.若灌注面积大,可用多根导管,以先周围后中间、先低后高的次序进行灌注.待混凝土达设计强度后,再抽干井孔中的水,填筑井内圬土.如井孔中不填料或仅填以砾石,则井顶面应浇筑钢筋混凝土顶盖,以支承墩台,然后砌筑墩身,墩身出土后可拆除临时性的井顶围堰.

三、水中筑岛施工

当水流速不大,水深在3m或4m以内时,可用水中筑岛的方法.筑岛材料为砂或砾石,周围用草袋围护；如水深较大可作围堰防护,岛面应比沉井周围宽出2m以上,作为护道,并应高出施工最高水位0,5m以上.砂岛地基强度应符合要求后方可在岛上浇筑沉井,如筑岛压缩水面较大,可采用钢板桩围堰筑岛,但要考虑沉井重力对它产生的侧向压力的影响.

四、浮运沉井施工

当水深较大,如超过10mPa时,水中筑岛施工法很不经济,且施工也困难,可改用浮运法下沉沉井,即把沉井井壁做成空体形式或采用其他措施,使其浮于水上.沉井可以在岸边做成,利用在岸边铺成的滑道滑入水中,然后用绳索引到设计墩位.也可以在船坞内制成,用浮船定位和吊放下沉,或利用潮汐,水位上涨浮起,再浮运至设计位置.沉井就位后,逐步用水或混凝土灌入空体中,使其徐徐下沉直至河底.当沉井较高时,可在悬浮状态下接长沉井并填充混凝土使它逐步下沉,这时每个步骤均需保证沉井本身具有足够的稳定性.当沉

井刃脚切入河床一定深度后,可按前述下沉方法施工.

五、常见问题及处理

沉井在下沉过程中,会经常发生倾斜和偏移,如不注意防止与及时纠正,会造成沉井偏斜过大而不能满足设计要求.偏斜的主要原因：土岛表面松软,使沉井下沉不均,河底土质软硬不匀；挖土不对称；井内发生流沙,沉井突然下沉,刃脚遇到障碍物顶住而未及时发现；井内挖除的土堆压在沉井外一侧,沉井受压偏移或水流将沉井一侧土冲空等.

沉井发生倾斜纠正方法：在沉井高的一侧集中挖土；在低的一侧回填砂石；在沉井高的一侧加重物或用高压射水冲松土层；必要时可在沉井顶面施加水平力扶正.

沉井发生偏移纠正方法：纠正沉井中心位置发生偏移的方法是先使沉井倾斜,然后均匀除土,使沉井底中心线下沉至设计中心线后,再进行纠偏.

下沉困难即下沉过慢或不下沉.如因沉井侧面摩阻力过大造成下沉困难,可以采用增加沉井自重或减小沉井外壁的摩阻力的方法.在不排水下沉时遇到的下沉困难,可进行部分抽水以减小浮力加重沉井.如水下无法清理障碍物,可由潜水员进行水下清理.如因刃脚下土阻力过大造成下沉困难,则应尽量挖除刃脚下的土.

【参考文献】

[1],建筑工程施工规范[M],中国建筑工业出版社,2002年2月.

[2]王大纯,张大权,史毅虹等,工程建筑学基础[M],北京,地质出版社.1995