軟土地質(zhì)沉井施工方法初探

1、    軟土地質(zhì)沉井施工方法初探    鄒靜摘要：沉井基礎(chǔ)埋置較深，穩(wěn)定性好，能支承較大的荷載，因此適用于軟土地基的施工。本文以某淤泥地質(zhì)上的沉井工程為例，分析了其施工中的重要技術(shù)。關(guān)鍵詞：軟土地質(zhì)；沉井；施工技術(shù)一、沉井施工技術(shù)概述沉井是修建深基礎(chǔ)和地下建筑物的一種施工方法，適用于淤泥質(zhì)地基和砂性地基，其施工過程為：（1）在地面或地坑內(nèi)制作開口鋼筋混凝土井身；（2）待井身達到要求強度后，在井筒內(nèi)分層挖土并將土運出；（3）沉井筒身借其自重或其他技術(shù)措施克服與土壁之間的摩阻力和刃腳反力，不斷下沉直至設(shè)計標(biāo)高；（4）封底。沉井尤其是鋼筋混凝土沉井由于具有占地

2、面積小，開挖土方量少，對臨近構(gòu)造物及附近地質(zhì)條件影響小，且施工方便、工期短等特點，廣泛地應(yīng)用于工程實踐，如橋梁、水閘、港口等工程中用于基礎(chǔ)工程，市政工程中給、排水泵房，地下電廠，礦用豎井等。近年來也成為工業(yè)建筑物尤其是軟土地下建筑物的主要基礎(chǔ)類型。根據(jù)外形不同，鋼筋混凝土沉井分為方沉井和圓沉井。相對方沉井而言，圓沉井具有較好結(jié)構(gòu)受力特性，剛度大，能承受較大的外荷載，配筋量小，因而應(yīng)用較多。二、軟土地質(zhì)沉井施工方法（一）工程概述紅柳河特大橋中心里程dk433+994.9#墩位于紅柳河河中，墩身高度32m，下層承臺尺寸16.4×20.9×3m（長×寬×高），

3、下層承臺底設(shè)計高程為1315.85m，設(shè)計頂標(biāo)高為1318.85，原地面高程為1324.96，開挖深度為9.5m，土質(zhì)為粉砂土，承載力=220kpa，20根1.8m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長64m。在對鋼筋砼沉井方案進行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟比較后，按照安全可靠、經(jīng)濟合理、便于施工、保護環(huán)境的原則，選用矩形鋼筋砼沉井施工方案。為減短工期，方便施工，設(shè)計沉井總高度為8.0m，采用分層法澆注c30砼，砼臂厚1.0m，內(nèi)支撐采用600mm圓鋼管井字型支撐。（二）施工技術(shù)1、排水法下沉下沉前，在沉井外壁刷冷底子油一道，涂熱瀝青兩道。排水下沉?xí)r，采用機械配合人工進行挖土，先由井中央挖向四周，每層挖土厚0.40.5m

4、，在刃腳處留11.5m臺階。沿井壁每23m一段向刃腳方向逐層全面、對稱、均勻的削落臺階，每次削510cm；當(dāng)土層經(jīng)不住刃腳的擠壓破裂，沉井便在自重作用下均勻破土下沉。挖土?xí)r各井孔的土面高差一般不宜超過0.5m。2、沉井清基基底巖面應(yīng)盡量整平，基底面高差應(yīng)保證水下封底混凝土在刃腳下設(shè)計要求的最小厚度，并應(yīng)盡量消除陡坎，提高水下混凝土灌注質(zhì)量。清除泥砂、巖面殘存物，局部殘存的浮泥厚度不宜大于5cm，總面積不宜超過基底面積的5%。封底前，即沉井下至設(shè)計標(biāo)高后的位置偏差應(yīng)符合以下規(guī)定：（1）沉井底面中心和頂面中心各與其設(shè)計位置中心在平面縱橫方向的偏差均不得大于沉井高度的1/50。（2）沉井最大傾斜度不

5、得大于24cm。沉井清基完成后到封底前，井內(nèi)水位應(yīng)保持高于地下水位，并應(yīng)盡量做好封底前的準(zhǔn)備工作，爭取盡快封底，以免基巖在水中浸泡時間過長，影響沉井基礎(chǔ)的承載力。（三）施工中的注意事項1、測量控制與觀測在沉井外部地面及井壁頂面四周設(shè)置縱橫十字中心控制線，水準(zhǔn)基點，控制位置和標(biāo)高。在井筒內(nèi)按4或8等分標(biāo)出垂直軸線各吊線錘一個，對準(zhǔn)下部標(biāo)板來控制，并定時用兩臺經(jīng)緯儀進行垂直度偏差觀測。挖土?xí)r隨時觀測垂直度，當(dāng)線錘與下部標(biāo)板中線偏離25mm，或四周標(biāo)高不一致時，即應(yīng)起動糾偏程序。在標(biāo)板上設(shè)刻度尺，以cm為最小單位，用水準(zhǔn)儀來觀測沉降，沉井下沉中應(yīng)加強位置、垂直度和標(biāo)高的觀測，每班最少測兩次，接近設(shè)計

6、標(biāo)高時應(yīng)加強觀測，每2小時1次，預(yù)防突沉、超挖。由專人定時、定儀器負(fù)責(zé)并做好記錄，如有傾斜、位移和扭轉(zhuǎn)，應(yīng)及時通報并采取有效措施糾正，使偏差控制在允許范圍內(nèi)。2、助沉糾偏沉井下沉過程中，刃腳下產(chǎn)生地基反力，當(dāng)沉井下沉系數(shù)小于設(shè)計下沉系數(shù)時，允許采用加載助沉，加載平臺應(yīng)符合重物堆放方便和結(jié)構(gòu)安全等要求，重物堆放重心應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計規(guī)定，加載時加載范圍內(nèi)的其他工作應(yīng)停止。沉井下沉到設(shè)計標(biāo)高時應(yīng)先卸載，卸下的重物應(yīng)隨卸隨運，不應(yīng)堆放在沉井邊。沉井糾偏應(yīng)根據(jù)測量資料隨偏隨糾，當(dāng)沉井偏斜達到允許值的1/4時便要糾偏，沉井下沉過程中要做到勤測、勤糾、緩糾。沉井初沉階段糾偏應(yīng)根據(jù)“沉多則少挖”“沉少則多挖

7、”的原則在開挖中糾偏。刃腳下挖土要逐步擴大，不能一次過量掏挖，不要通過大量挖土來糾偏。水或沖氣方法糾正井體傾斜時，可在沉井偏高的一例在井壁外插入射水管或沖氣管進行射水或沖氣，減少井壁摩阻力。射水或沖氣管亦可預(yù)埋設(shè)在井壁內(nèi)適當(dāng)位置，供糾偏時按照偏斜方法進行糾偏。用射水法糾偏后如留有射水孔宜用厚觸變泥漿或砂土填滿。井下沉過快時，在沉井外壁間填粗糙材料，或?qū)⒕餐獾耐梁粚?，加大摩阻力?、保護周圍建構(gòu)筑物的措施沉井下沉對四周土體的破壞不可能完全避免，但可采取如下措施盡量減少坍陷范圍：（1）最大沉井的下沉系數(shù)，在軟土中下沉沉井時，可使沉井刃腳埋入土中1.53.0m，以阻礙土體從井外向井內(nèi)涌入，這樣對穩(wěn)

8、定井外的土體有利。（2）在粉、細(xì)砂土層中下沉沉井時，為避免產(chǎn)生管涌現(xiàn)象和流砂大量流入井內(nèi)，關(guān)鍵在于降低沉井四周地下水位。本工程西圍場河及市政配套道路的工程2#污水泵站沉井的主要措施是井管降水，從根本上截斷井內(nèi)地下水位的補給來源，所以十分強調(diào)在施沉中地下水位必須降到刃腳以下0.5米，在封底時地下水位要降到0.51米才能保證干封底澆筑混凝土，同時插入導(dǎo)管法施工。（3）在沉井四周如坍陷嚴(yán)重時，應(yīng)及時進行回填，特別對四周不均勻坍陷更應(yīng)注意，以免由于沉井四周土壓力不均勻，而引起沉井發(fā)生過大的傾斜。（4）下沉坍陷范圍內(nèi)不允許堆載，如果有堆載會加劇坍陷。5、允許偏差項目沉井制作和下沉后的允許偏差及檢驗方法2、檢查數(shù)量：沉井的制