摘要：沉井施工是修筑深基礎(chǔ)和地下構(gòu)筑物的一種施工技術(shù)。其常見質(zhì)量通病形式有：沉井偏斜、沉井停沉、沉井突沉、沉井超沉或欠沉、沉井干封底及沉井水下混凝土封底的一般故障等。本文分析了這幾項常見質(zhì)量通病的現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因，重點闡述了預(yù)防措施。
沉井施工工藝的優(yōu)點是：可在場地狹窄情況下施工較深(可達50余米)的地下工程，且對周圍環(huán)境影響較??；可在地質(zhì)、水文條件復(fù)雜地區(qū)施工；施工不需復(fù)雜的機具設(shè)備；與大開挖相比，可減少挖、運和回填的土方量。其缺點是施工工序較多；技術(shù)要求高、質(zhì)量控制難。筆者就如何預(yù)防該類工程質(zhì)量通病進行交流與探討。
1沉井工程質(zhì)量通病
1.1沉井偏斜
現(xiàn)象：井體不垂直，上部水平出現(xiàn)高差。
原因分析：沉井制作場地土質(zhì)不良，事前未進行地基處理；抽承墊木時未按施工規(guī)定實施，致使沉井的初沉階段出現(xiàn)偏斜；刃腳與井壁施工質(zhì)量差，本身不垂直，使刃腳失去導(dǎo)向功能；挖土局部超挖過深，下沉不均、不對稱，又沒及時糾偏。
1.2沉井停沉
現(xiàn)象：下沉困難以至不下沉。
原因分析：開挖面挖土深度不夠，正面阻力過大；沉井偏斜，形成較大的正面阻力；遇到堅硬土層；沉井在軟粘土層中因故中途停止，下沉?xí)r間過久，側(cè)壓力恢復(fù)增加。
1.3沉井突沉
現(xiàn)象：在瞬時內(nèi)下沉較大。
原因分析：
在軟土層中，井筒內(nèi)挖土較深或刃腳的土被挖而失去支承時會產(chǎn)生大量下沉；當粘土層中挖土超過刃腳太深或粘土層只局部穿透，但其下部砂層卻被水力吸泥機吸空時，刃腳下的粘土一旦被水浸泡等原因而失穩(wěn)，即引起突然坍塌，沉井隨之突沉；土挖深已超過刃腳很多，因沉井四周有導(dǎo)向裝置頂住暫沉不下，當導(dǎo)向裝置一旦松開，沉井將突沉。
1.4沉井超沉或欠沉
現(xiàn)象：達不到設(shè)計規(guī)定標高和超過允許偏差值。
原因分析：封底時沉井下沉尚未穩(wěn)定。測量差錯。
1.5沉井干封底的一般故障
現(xiàn)象：下沉不均勻、沉井上浮、接縫滲漏水。
原因分析：
封底前井底的積水和浮泥未除凈；封底混凝土未按合理施工順序進行。在含水地層，井底未做到濾層，封底時未從集水井內(nèi)把水不斷抽去，停抽時無措施。新老混凝土接縫未處理好。
1.6沉井水下混凝土封底的一般故障
現(xiàn)象：導(dǎo)管下口拔不出、混凝土在導(dǎo)管內(nèi)堵塞、導(dǎo)管漏水或斷裂、球塞卡堵。
原因分析：
導(dǎo)管埋入混凝土堆過深，提動次數(shù)太小或時間過久，混凝土配合比選擇不當，初凝時間太短，和易性差。導(dǎo)管埋入混凝土堆太淺，有水進入導(dǎo)管，導(dǎo)管有輕微漏水；混凝土含砂率偏低，和易性欠佳。導(dǎo)管接頭橡皮膠墊圈不平；接頭螺栓沒有擰緊；導(dǎo)管組裝后未經(jīng)水密試驗和拉力試驗。導(dǎo)管下口距基底面太近，球塞未出導(dǎo)管；貯料時間過久；導(dǎo)管內(nèi)徑與球塞外徑配合不當。
2解決的方案
2.1材料要求
水泥要求：宜用32.5級以上普通硅酸鹽水泥。使用前必須查明其品種、標號及出廠日期。凡過期水泥、受潮或結(jié)塊的水泥不準使用。
細骨料要求：選用質(zhì)地堅硬的中、粗砂，含泥量不大于3%，不得含有垃圾、泥塊、草根等。
粗骨料要求：應(yīng)采用質(zhì)地堅硬碎石或卵石。石子級配粒徑以5~40mm組合為宜，最大粒徑不宜大于50mm，含泥量不大于2%。
用水要求：一般飲用水或潔凈的天然水。
鋼材要求：有出廠合格證和復(fù)試報告，符合鋼材技術(shù)指標的規(guī)定方可使用。
外加劑要求：根據(jù)不同要求，通過試驗確定后應(yīng)用。
其他要求：沉井、沉箱工程中的模板、鋼筋、混凝土、砌磚、鋼殼制作等分項工程均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；有資質(zhì)等級并符合設(shè)計要求的商品混凝土供應(yīng)廠。
2.2施工過程控制
地質(zhì)勘察時要在沉井施工處進行鉆探，鉆孔設(shè)在井外，距外井壁距離宜大于2m，需有一定數(shù)量和深度的鉆孔，以提供土層變化、地下水位、地下障礙物及有無承壓水等情況，對各土層要提供詳細的物理力學(xué)指標，掌握確鑿的地質(zhì)資料至關(guān)重要，為制訂施工方案提供技術(shù)依據(jù)。
鉆孔要求如下：
面積在200m2以下(包括200m2)的沉井，至少要有一個鉆孔(可布置在中心位置)；在沉井周邊均勻布置4個5m以內(nèi)的鉆孔，探明是否有暗浜存在。
面積在200m2以上的沉井，在四角(圓形為相互垂直的兩直徑端點)各布置一個鉆孔。
特大沉井可根據(jù)具體情況增加鉆孔。
鉆孔底標高應(yīng)深于沉井的終沉標高。
每座沉井至少有一個鉆孔提供土的各項物理力學(xué)指標、地下水位和地下水含量資料作為編制施工方案的可靠依據(jù)，用以指導(dǎo)施工。
編制施工方案施工方案是指導(dǎo)沉井施工的核心技術(shù)文件，要根據(jù)沉井結(jié)構(gòu)特點、地質(zhì)水文條件、已有的施工設(shè)備和過去的施工經(jīng)驗，經(jīng)過詳細的技術(shù)、經(jīng)濟比較，編制出技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理的切實可行的施工方案。在方案中要重點解決沉井制作、下沉、封底等技術(shù)措施及保證質(zhì)量的技術(shù)措施，對可能遇到的間題和解決措施要做到心中有數(shù)。
布設(shè)測量控制網(wǎng)事先要設(shè)置測量控制網(wǎng)和水準基點，用于定位放線、沉井制作和下沉的依據(jù)。如附近存在建(構(gòu))筑物等，要設(shè)沉降觀測點，以便施工沉井時定期進行沉降觀測。
刃腳支設(shè)沉井下部為刃腳，其支設(shè)方式取決于沉井重量、施工荷載和地基承載力。常用的方法有墊架法、磚砌墊座和土模。在軟弱地基上澆筑較重的沉井，常用墊架法。墊架的作用是將上部沉井重量均勻傳給地基，使沉井井身澆筑過程中不會產(chǎn)生過大不均勻沉降，使刃腳和井身產(chǎn)生裂縫而破壞；使井身保持垂直；便于拆除模板和支撐。采用墊架法施工時，應(yīng)計算井身一次澆筑高度，使其不超過地耐力，其下砂墊層厚度亦需計算確定。
沉井制作可在修建構(gòu)筑物的地面上進行，亦可在基坑中進行，如在水中施工還可在人工筑島上進行。應(yīng)用較多的是在基坑中制作。如沉井過高，下沉?xí)r易傾斜，宜分節(jié)制作、分節(jié)下沉。沉井分節(jié)制作的高度，應(yīng)保證其穩(wěn)定性并能使其順利下沉。采用分節(jié)制作、一次下沉?xí)r，制作高度不宜大于沉井短邊或直徑，總高度超過12m時，需有可靠的計算依據(jù)和采取確保穩(wěn)定的措施。分節(jié)下沉的沉井接高前，應(yīng)進行穩(wěn)定性計算，如不符合要求，可根據(jù)計算結(jié)果采取井內(nèi)留土、填砂(土)、灌水等穩(wěn)定措施。
施工前應(yīng)審查沉井施工單位的資質(zhì)，并考察該企業(yè)的施工業(yè)績和信譽。
沉井制作時，承墊木或砂墊層的采用，影響到沉井的結(jié)構(gòu)，施工企業(yè)對沉井制作的穩(wěn)定計算和施工措施，應(yīng)征得設(shè)計的認同。
多次制作和下沉的沉井，每次制作接高時，應(yīng)對下臥層作穩(wěn)定復(fù)核計算。避免因接高一節(jié)的混凝土重量，對沉井的刃腳踏面增加荷載，當踏面下土的承載力不足以承擔增加的荷載，造成澆筑過程中產(chǎn)生大的沉降，甚至突然下沉或沉井傾斜。工程中常在沉井接高前，在井內(nèi)回填部分沙子，增加接觸面，減少沉井的沉降。
排水封底沉井的條件是確保終沉?xí)r井內(nèi)不發(fā)生管涌、涌土及沉井止沉穩(wěn)定，如不確保上述條件時，應(yīng)采用水下封底方法。
沉井施工前應(yīng)對鋼筋、電焊條及焊接成形的鋼筋半成品進行檢驗。不用商品混凝土?xí)r，應(yīng)對管料、水泥做檢驗。
刃腳支設(shè)及井壁制作：采用承墊木方法制作沉井時，砂墊層鋪筑厚度應(yīng)根據(jù)擴散沉井沉井重量的要求由計算確定，并應(yīng)便于抽出承墊木。刃腳下的承墊數(shù)量、尺寸及間距應(yīng)由計算確定，承墊木鋪設(shè)應(yīng)牢固、對稱，并應(yīng)使頂面保持在同一水平面上。
直徑(或邊長)在8cm以內(nèi)的較輕沉井，當土質(zhì)較好時可采用磚墊層；重量較輕的小型沉井，土質(zhì)好時可采用磚墊層、灰土墊層或在地基中挖槽做成土模。其表面用1：3水泥砂漿抹平，以保證成型后的刃腳表面平滑。
在基坑中制作時，基坑應(yīng)比沉井寬2～3m，四周設(shè)排水溝、集水井，使地下水位降至基坑底面下0.5m，同時要防止地表水向基坑流入，以免土體滑坡或坍方。
沉井過高常常不夠穩(wěn)定，下沉?xí)r易傾斜，一般高度大于12m時，宜分節(jié)制作，待第一節(jié)混凝土達到設(shè)計強度70%后，方可澆筑其上一節(jié)混凝土。
沉井接高的各節(jié)豎向中心線應(yīng)與前一節(jié)的中心線重合或平行。
沉井鋼筋可用吊車垂直吊裝就位，用人工綁扎或焊接連接，接頭錯開1/4。
沉井混凝土澆搗應(yīng)分成段同時對稱均勻分層澆灌，每層厚度30cm，以免造成地基不均勻下沉或產(chǎn)生傾斜。
沉井有抗?jié)B要求時，上下節(jié)井體的接縫應(yīng)設(shè)置水平凸縫，或加設(shè)鋼板止水帶，接縫處鑿毛洗凈，再澆灌上一節(jié)混凝土。井體上的各類穿墻管件及固定模板的對穿螺栓等應(yīng)采取抗?jié)B措施。
沉井下沉：沉井強度：下沉?xí)r的混凝土應(yīng)具有一定強度，第一節(jié)混凝土達到設(shè)計強度的100%，其上各節(jié)達到70%以后方可開始下沉。承墊木拆除：大型沉井混凝土應(yīng)達到設(shè)計強度100%；小型沉井達到70%始可拆除。墊架拆除后即用砂或砂礫填實，同時要加強觀測，注意下沉是否均勻。井壁孔洞處理：沉井壁有預(yù)留地下廊道、地溝、管道、進水窗等孔洞，為避免下沉?xí)r泥土和地下水涌入，在下沉前應(yīng)先進行處理。
標高與軸線：
?、偻谕料鲁?xí)r，應(yīng)分層(每層挖土厚0.4～0.5m)均勻、對稱地進行。在刃腳處留1～1.5m臺階，然后再沿沉井壁每2～3m一段向刃腳方向逐層、全面、均勻削薄土層，每次削5～10cm。當土層經(jīng)不住刃腳的擠壓而破裂下沉至穩(wěn)住，再從沉井中間開始逐漸向四周，每層挖土厚40～50cm，如此反復(fù)操作，使沉井均勻豎直下沉，并防止有過大的傾斜。一般情況不應(yīng)從刃腳踏面下挖土。
?、谟蓴?shù)個井孔組成的沉井，為使其下沉均勻，挖土?xí)r各井孔土面高差不應(yīng)超過1m。
?、墼谲浲翆又幸耘潘ㄏ鲁脸辆?，當沉至距設(shè)計標高2m時，對下沉與挖土情況應(yīng)加強觀測。如沉井尚不斷自沉?xí)r，則應(yīng)向井內(nèi)灌水或采取其他使沉井穩(wěn)定的措施。
?、艹辆鲁吝^程中，每班至少測量兩次，如有傾斜、位移應(yīng)及時糾正。
沉井封底：
沉井下沉至設(shè)計標高，應(yīng)進行繼續(xù)沉降觀測，在8h內(nèi)下沉量不大于10cm時，方可封底。
干封底時規(guī)定：①沉井基底土面應(yīng)全部挖至設(shè)計標高。②井內(nèi)積水應(yīng)盡量排干。③混凝土鑿毛處應(yīng)洗刷干凈。④澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)防止沉井不均勻下沉，在軟土層中封底宜分格對稱進行。⑤在封底和底板混凝土未達到設(shè)計強度以前，應(yīng)從封底以下的集水井中不斷地抽水。停止抽水時，應(yīng)考慮沉井的抗浮穩(wěn)定性。
采用導(dǎo)管法進行水下混凝土封底時：
?、倩诪檐浲翆訒r，應(yīng)盡可能將井底浮泥清除干凈，并鋪碎石墊層?；诪閹r基時，把積物及風(fēng)化巖塊盡量清除干凈。
?、诨炷凌徝帒?yīng)洗刷干凈。
?、鬯路獾谆炷翍?yīng)一次澆搗完。當井內(nèi)有間隔墻、底梁或混凝土供應(yīng)受到限制時，應(yīng)預(yù)先隔斷，分格澆筑。
?、芩禄炷撩嫫骄仙俣炔粦?yīng)小于0.25m/h，坡度不應(yīng)小于1：5。
?、轁仓?，導(dǎo)管中應(yīng)設(shè)置球塞與隔水：澆筑時，導(dǎo)管插入混凝土的深度不小于1m。
?、匏禄炷吝_到設(shè)計強度后，方可從井內(nèi)抽水。
混凝土的配合比：
?、僭谶x擇配合比時，試配強度應(yīng)比設(shè)計強度提高15～20%。
?、谒冶炔灰舜笥?.6。
③有良好的和易性。坍落度應(yīng)為16～22cm；在灌筑初期為使導(dǎo)管下端形成混凝土堆，坍落度宜為14～16cm。
?、芩嘤昧恳话銥?50～400kg/m3。砂率一般為45%～50%。
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