摘要：沖水下沉法施工沉井的施工工藝，省時省工，安全又易于操作，適合地下水位較高砂性粉土及淤泥質(zhì)粉土地質(zhì)。
沉井常采用挖土的方法下沉，而對于地下水位較高的砂性粉土及淤泥質(zhì)粉土地質(zhì)情況，挖土下沉施工比較困難，可以采用沖水下沉的方法。下面以沿海地區(qū)某漩流井為例來介紹沖水下沉法的施工方法。
一、工程概況
本工程±0.000m相當于絕對高程3.000m，漩流井底標高－19.000m。根據(jù)巖土工程勘察報告，構筑物底部座落于第8層粉質(zhì)黏土層，其地基承載力大于175kPa，上部土層大部為粉砂。為透水性較大的土層。該區(qū)域地下水位－2.000m。
二、施工順序
建筑物定位放線----機械挖土（在不影響原建筑安全使用的前提下，最大限度地深挖以減少沉井下沉量）----沉井刃腳設計，在基坑中制作沉井----對沉井進行技術處理----拆除沉井腳模及刃角支承，沖水下沉（再制作上段沉井，重復進行，分段下沉）----沉至設計標高，對沉井進行穩(wěn)定觀測----沉井封底----穩(wěn)流板----各現(xiàn)澆平臺----金屬內(nèi)筒。
三、沉井沖水下沉施工
1、施工準備
?。?）一套沖水下沉設備包括：一臺高壓泵、水槍及一臺泥漿泵。充分做好設備的安裝調(diào)試工作，確保使用狀況良好。
?。?）墊架拆除
當?shù)谝欢纬辆炷翉姸冗_到100%即可拆除。抽除刃腳下的墊木應分區(qū)、分組、依對稱、同步地進行。抽除順序為先抽一般承墊架，后拆除定位架墊。抽除方法是將墊木底部的土挖去，將墊木抽出，每抽出一根墊木，刃腳下應立即用砂填實，在刃腳內(nèi)、外側(cè)應填筑成小土堤，并分層夯實，抽除時要加強觀測，注意下沉是否均勻。
?。?）井壁孔洞處理
井壁預留洞在制作時洞口預埋鋼框，螺栓，用鋼板封閉，中填與空洞混凝土重相等的砂石配重。沉井封底后再拆除封閉鋼板。
?。?）下沉系數(shù)演算
Q-BQ-B
K=---------=-----------------
T+Rπd（H-2.5）f+R
K----下沉安全系數(shù)，一般應大于1.15
Q----沉井自重及附加荷重(kN)
B----被井壁排出地水重(kN)，采取排水下沉時，B=0
T----沉井與土間的摩擦力(kN)
D----沉井外徑(m)
H----沉井下沉高度(m)
R----刃腳反力(kN)，如采取將刃腳底面及斜面的土方挖空，則R=0
f----井壁與土的摩擦力系數(shù)(即單位面積的摩擦力的平均值)，可從下表中查得。當下沉范圍內(nèi)土層由于不同土層構成時，其平均摩擦系數(shù)由下式計算：
f1n1+f2n2+………fnnn
f=-------------------
n1+n2+……nn
f1、f2、…fn---各層土與井壁得摩擦系數(shù)(kN/m2)
n1+n2+…nn---各層土的厚度(m)
土與沉井外壁的單位面積摩擦系數(shù)
漩流井自重為1920t，漩流井外表面積910m2，按砂層摩擦力19kN/m2計算，總摩擦力為1729t。其K值為1.11左右，基本可以實現(xiàn)漩流井在重力下的自沉。
2、具體施工工序
用高壓水泵通過水槍在井內(nèi)沖擊土體，先將井中間部位沖深1.0m左右，形成集泥坑，再對稱的沖擊周圍土體，將集泥坑擴大，直至刃腳邊緣，形成鍋底，同時開啟泥漿泵，將泥抽出。隨著集泥坑逐漸變深，當鍋底比刃腳低1～1.5m時，沉井即可靠自重下沉，并將刃腳下土壤擠向中央鍋底，繼續(xù)邊沖水邊抽泥，使沉井繼續(xù)下沉。
初沉階段沉井的重心高，容易產(chǎn)生偏斜，需控制下沉速度緩慢下沉，保證沉井順利、平穩(wěn)的進入下沉軌道。
為防止沉井下沉過程中產(chǎn)生較大的偏斜，應根據(jù)土質(zhì)情況、入土深度等，控制井內(nèi)除土深度。下沉中隨時注意土層變化情況，分析和檢驗土體應力與沉井重量關系，控制其沖土部位及抽泥量，使沉井均勻平穩(wěn)地下沉。
在下沉過程中，經(jīng)常測量底面標高、下沉量、傾斜和位移，隨時注意糾正沉井的偏斜，并觀察沉井周圍地面塌陷和開裂情況，以便采取相應措施，確保附近施工設施的安全。
沉井下沉到設計標高以上2m左右時，控制井內(nèi)出泥量，注意調(diào)平沉井，避免沉井發(fā)生突然大量下沉或大的偏斜，造成難以按標準下沉至設計標高。當沉井下沉到設計標高時，刃腳下的土不允許掏空。
3、沉井施工偏差預防與糾偏
沉井位置標高的控制，是在沉井外部地面及井壁頂部四面設置縱橫十字中心控制線，水準基點以控制位置和標高，沉井垂直度的控制是在井筒內(nèi)按4或8等分標出垂直軸線，各吊線墜一個對準下部標板來控制。下沉時隨時觀測垂直度，當線墜離墨線達50mm或四周標高不一致時，即應糾正，沉井下沉的控制是在井外壁上兩側(cè)畫出標尺用水平尺或水準儀來觀測沉降，沉井下沉中應加強位置，垂直度和標高的觀測，每班至少測量兩次（于班中及每次下沉后檢查一次），并做好紀錄，如有傾斜，位移和扭轉(zhuǎn)，應及時通知值班隊長，指揮操作人員糾正，使偏差控制在允許范圍以內(nèi)。
糾正沉井傾斜采取井內(nèi)偏沖土，井外偏除土，井頂偏壓重、施加水平力等方法。當發(fā)現(xiàn)井體向一側(cè)偏斜時，將水槍移向?qū)?cè)，進行偏沖土，如糾偏效果不明顯，則同時在沖土側(cè)井體外挖土幫助下沉。
下沉中嚴格遵循先糾偏后下沉的原則，同時注意控制糾偏的力度和速度，避免糾偏過度向反向傾斜。
4、沉井封底
當沉井沉到設計標高，經(jīng)2-3天下沉已穩(wěn)定，或觀測在8h內(nèi)累計沉量不大于10mm時，即進行沉井封底。
封底采用不排水封底。
封底前將新舊混凝土接觸面沖刷干凈或打毛，然后按設計要求澆筑混凝土墊層，達到50%設計強度后，綁扎鋼筋，兩端伸入凹槽內(nèi)，澆筑上層底板混凝土，澆筑應在整個沉井面積上分層，同時不間斷地進行，由四周向中央推進，每層厚30-50cm，并用振搗器搗實。
四、降水措施
根據(jù)本工地地下水存量較大的情況，為了保證漩流井能夠順利下沉，以及減少封底時的難度，在漩流井四周打四口管井。深度24m，均勻布置在周圍四個方向。
在下沉過程中確保井內(nèi)不出現(xiàn)涌砂出現(xiàn)，控制好下沉的速度，確保在地下水降到工作面以下時再進行下沉施工，以減少井外的土層隨涌砂流失而形成大的空洞。
五、結語
以上就是沖水下沉法施工沉井的施工工藝，這種施工方法具有速度快、靈活而易于糾偏的特點，同時對井外場地無要求，泥漿可直接外運。這種施工方法省時省工，安全又易于操作，適合砂性粉土及淤泥質(zhì)粉土地質(zhì)。
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