【摘要】結(jié)合南京市六合區(qū)雄州西路三期雨水提升泵站沉井施工實踐，對沉井施工的常見質(zhì)量問題及防治措施進行了論述和總結(jié)。
1沉井工程的特點
沉井是地下工程和深埋基礎(chǔ)施工的一種方法。是將位于地下一定深度的建筑物或建筑物基礎(chǔ)，先在地面上制作，形成一個上下開口鋼筋混凝土井狀結(jié)構(gòu)，然后在沉井內(nèi)不斷挖土，借助井體自重而逐步下沉，下沉到預(yù)定標高后，進行封底、梁、樓板、內(nèi)隔墻、頂蓋板等構(gòu)件，最終形成一個地下建筑物。
沉井施工優(yōu)點：占地面積小，不需要板樁圍護，與大開挖相比較，挖土量小，對鄰近建筑物的影響比較小，操作簡便，無須特殊的專用設(shè)備。在市政工程中被廣泛用于泵站、頂管拼裝井、大型設(shè)備基礎(chǔ)等。
2沉井制作過程的質(zhì)量問題及防治措施
2.1沉井混凝土澆筑時傾斜
1）造成原因：
①砂墊層厚度不足、不均勻或不密實；
②沒有在砂墊層與素混凝土墊層之間鋪墊木，或墊木間距過大、數(shù)量不足；混凝土墊層厚度不足或厚度不均勻；
?、刍炷翝仓^程中偏心澆筑；
?、芑拥刭|(zhì)差。
2）防治措施：
?、賴栏癜丛O(shè)計要求厚度鋪設(shè)砂墊層、混凝土墊層；
?、趬|木的選擇要合適，布置要合理，數(shù)量、尺寸、間距要經(jīng)由計算確定；
③混凝土墊層澆筑應(yīng)均勻；
?、芑炷翝仓r要分層平衡澆筑。如果出現(xiàn)明顯傾斜，混凝土澆筑就要停止?jié)仓?，要求待混凝土達到一定強度后進行糾偏，然后再澆筑混凝土；
?、菰诨娱_挖時，注意觀察，如果基坑地質(zhì)較差，要及時進行換填。
2.2裂縫原因及處理
沉井施工過程中出現(xiàn)超出設(shè)計規(guī)范容許的裂縫，如鋼筋混凝土出現(xiàn)超出0.3㎜寬的裂縫，或設(shè)計不允許出現(xiàn)裂縫而出現(xiàn)裂縫。
1）造成原因：
?、儇Q向裂縫的產(chǎn)生主要是設(shè)計驗算的支撐點過多，與實際情況不符；
?、诔辆車嬖诓粚ΨQ荷載及由于沉井傾斜產(chǎn)生較大的側(cè)壓力與沉井施工質(zhì)量差所致，施工中應(yīng)按前面論述的相應(yīng)措施予以避免。沉井水平裂縫的產(chǎn)生除避免沉井質(zhì)量差和傾斜之外，還應(yīng)檢查沉井上部是否被卡住，刃腳下是否挖空太多，使沉井懸吊坑中的承載力與豎向配筋不符，能將沉井拉出水平裂縫。
2）防治措施：
?、賾?yīng)在沉井內(nèi)或頂部加壓重或用高壓水沖切土壁或刃腳下不要挖土太深使沉井能均勻下沉。沉井壁出現(xiàn)裂縫在0.5～1.0㎜以內(nèi)，一般不作特殊處理，以環(huán)氧樹脂等將其縫封閉即可（使用有嚴格要求時，則另行處理）。
?、诹芽p寬度達1～2mm以上時，所在井壁鉆30～40cm深的孔安裝數(shù)排直徑16～20mm的牽釘，使井壁與填充混凝土或修補混凝土連成整體。牽釘間距約50cm，外露高度約40cm并應(yīng)有彎鉤。
3沉井下沉過程的質(zhì)量問題及防治措施
3.1沉井下沉過程中出現(xiàn)傾斜、扭轉(zhuǎn)或位移
1）造成原因
?、倩炷翂|層未敲碎或敲碎不均勻；
?、诓鹑心_墊架時，抽出承墊木未對稱同步進行，或未及時回填；
?、廴心_下土質(zhì)軟硬不均
?、艹敛痪?，使井內(nèi)土面高差過大；
?、萑心_下掏空過多，使沉井不均勻突然下沉；
?、奕心_一側(cè)或一角被障礙物擱住，未及時發(fā)現(xiàn)和處理；
?、吲潘鲁辆畠?nèi)除土?xí)r大量翻砂；
?、嗑鈼壨粱蚝哟哺叩拖嗖钸^大，偏土壓對沉井產(chǎn)生水平推移；
?、岢辆谥腥珙A(yù)留孔洞，在下沉前未進行填塞封閉處理。
2）防治措施：
①混凝土墊層應(yīng)均勻敲碎；
?、诔槌鰤|木應(yīng)對稱同步進行，及時回填砂礫；
?、垭S時掌握地層情況，多挖土層較硬地段，土層較軟地段應(yīng)少挖，多留臺階或適當回填和支墊；④嚴格控制井內(nèi)除土底面高差；
?、輫栏窨刂迫心_下除土量；
?、藜皶r注意，發(fā)現(xiàn)和處理障礙物，對未被障礙物擱住的地段，應(yīng)適當回填和支墊，防止傾倒；
?、呷心_處應(yīng)適當留有土臺，不宜挖通，以免在刃腳下形成翻砂涌水通道，引起沉井偏斜；
⑧棄土應(yīng)盡量遠棄，或棄于水流沖刷較大的一側(cè)，對河床較低的一側(cè)可拋土（石）回填；即使條件不允許外棄的，也應(yīng)搬運至離井壁四周影響范圍之外處，且四周均勻堆放；
?、岢辆陬A(yù)留孔洞，在下沉前封閉處理。
3.2摩阻力過，大下沉困難
1）原因分析：
?、倬谀ψ枇μ螅^了沉井本身的自重；
?、谌心_尖端處未挖土或在刃腳方向削土深度不夠，從而產(chǎn)生正面的阻力過大。
?、廴心_底部可能遇孤石或大塊石等障礙物，沉井局部被擱住，或刃腳被砂礫擠實；
?、苡瞿ψ枇Υ蟮耐翆?，未采取減阻措施，或減阻措施遭到破壞，側(cè)面摩阻力增大；
⑤在軟粘性土層中下沉，因故中途停沉過久，側(cè)壓力增大而使下沉過慢或停沉。
2）防治措施：
①沉井所用的模板表面必須平整光滑，制作時做到拼縫嚴密，相鄰塊高差符合要求；
②采用加重法即在沉井頂面鋪設(shè)平臺，放上泥土、沙袋或石塊等重物，使沉井有足夠的下沉自重；
?、塾萌斯せ蛩畼屘腿心_下的土層，以減少正面阻力，但挖空高度宜小，逐次進行；
④在軟粘性土層中，對下沉系數(shù)不大的沉井，采取連續(xù)挖土，連續(xù)下沉，中間停歇時間不要過長；
?、莶捎蒙渌丛诰谇粌?nèi)的不同高度處對稱預(yù)埋射水管，在井壁外側(cè)留有喇叭口朝上方的射水嘴，遇下沉緩慢或停沉?xí)r，用高壓水射水以減少井壁與土層之間的摩阻力；
?、薏捎媚酀{潤滑套法即在井壁周圍空隙中充填觸變性較大的泥漿(膨潤土20％、火堿5％、水75％)或黃泥漿，使其形成一個具有潤滑作用的泥漿套，可以大大減少作用在井壁上摩阻力，并加強管理，防止泥漿流失；
?、邔τ诓慌潘鲁恋某辆?，可采用抽水法，可以從井孔中抽出一部分，以減少浮力，增加向下壓力使沉井下沉；
?、嘣谏暗[或卵石等土層中可采用井外挖土的辦法減阻；
?、岢辆獗谧龀蓛A斜或臺階形或在沉井底節(jié)臺階形的井壁與土壁間隨沉井下沉隨時填入粒徑10～30㎜的小卵石，借助卵石滾動以減少摩阻力。還可采用泥漿套或空氣幕來減少摩阻力。
3.3沉井下沉到接近設(shè)計標高，但因土層軟弱摩阻力過小而不能穩(wěn)定
1）如不排水下沉?xí)r，可向井內(nèi)注水，增加對沉井的上浮力。
2）采用排水開挖下沉的可在沉井刃腳斜面設(shè)計標高處，提前放置一定數(shù)量的塊石或混凝土塊，使沉井最后落在混凝土塊或塊石上。
3）根據(jù)具體情況，可采取適當?shù)淖璩练?，如井壁外?cè)設(shè)挑翼擱在地面上，沉井內(nèi)設(shè)下橫擔(dān)梁，增大刃腳正面阻力等等。
3.4沉井過程中發(fā)現(xiàn)障礙物
1）如刃腳下遇到較小的孤石，可將四周土掏空后取出，若障礙物為較大的孤石或大塊混凝土等，可用風(fēng)動工具或爆破成小塊后取出。刃腳下孤石打炮眼須與刃腳斜面平行，裝藥。
2）量在0.2kg以內(nèi)，并在其上壓放草袋等。如在水下也可用射水管將孤石上面掏洞，用防水袋。
3）裝藥后水下爆破：如遇大塊鐵件，采用排水處理無法實現(xiàn)時，進行水下切割。沉井下有無障礙物，應(yīng)在施工前調(diào)查清楚，便確定合理的設(shè)計方案和施工措施，只有在不得已時，才考慮將沉井改裝為氣壓沉箱。
3.5避免流砂發(fā)生的具體作法
1）采取不排水開挖下沉，減小井內(nèi)外的水頭差。必要時使沉井內(nèi)的水位高出地下水。
2）開挖前采用井點、深井或其他辦法降低沉井內(nèi)外地下水。使粉砂層降水固結(jié)，降水一直到沉井封底澆筑的底板混凝土達足夠強度后方能停止。
3.6在防止突沉的主要措施
1）刃腳附近的土不能挖的太深。沉井內(nèi)合理分格，設(shè)一定數(shù)量的下框架梁，軟弱土層中下沉還可加大刃腳踏面寬度以增大正面阻力。
2）為了杜絕突然下沉前的滯沉現(xiàn)象，可適當加大下沉系數(shù)或采用泥漿套等減少摩阻力的措施。一般情況下應(yīng)該防止突沉，但在一定條件下也可利用突沉，如可以利用突沉快速穿過薄的流砂層，使井壁將流砂層隔絕；利用突沉使井下端形成在有土塞的情況下開挖，這樣也可以減少對沉井周圍土體的影響而保護附近設(shè)施，但施工時必須認真研究謹慎操作。
3.7未根據(jù)巖面標高做成高低刃腳，或高低刃腳與基巖不吻合時的處理方法
1）若在這部分刃腳下采取井外降水、井內(nèi)排水開挖，井外的土不會向井內(nèi)坍塌時，則可將井內(nèi)土全部挖凈后，一次封底；如果井外土仍向井內(nèi)坍塌時，則分段局部跳槽挖到基巖并澆筑混凝土，使沉井刃腳與巖面最后用混凝土全部封閉，然后再處理沉井內(nèi)部。當局部沉井刃腳與基巖面相差數(shù)米，僅靠澆筑的混凝土已無法擋住井外土壓力時，則可將護壁作成錨桿式或加固井外土體使其自身能擋住井外土壓力等。
2）若井內(nèi)涌水量大，井外土又容易向井內(nèi)坍塌，則可采取不排水，并將井內(nèi)水位提高到足以防止井外泥沙涌人時，利用水下除土的一套辦法，一邊除土，一邊由潛水人員將基巖面處理后用袋裝水泥或干攪混凝土堵塞住缺口。全部刃腳下堵塞完畢后，再用上述同樣方法清理基巖面進行封底等。
3）若刃腳距巖層最多達1m左右，開挖時，刃腳外的土又向井內(nèi)坍塌較多，容易引起沉井傾斜，這時只要井外為砂性土或砂夾石類的土層，則可用尖頭帶眼的鋼管從刃腳下向外斜向打人井外土層至巖面，壓水泥漿，使該部分土體加固，然后再逐步將刃腳與巖面間用混凝土填塞封閉。．
4）根據(jù)設(shè)計承力與工藝要求，如井底巖層傾斜或凹凸不平，宜將巖面鑿成臺階形或榫形；如基坑還要繼續(xù)向下開挖時，宜采用井中間掏槽的光面控制爆破或人工鑿巖，且?guī)r面下的基坑壁只能與沉井內(nèi)壁平。
3.8其他情況的處理措施
1）沉井下沉過程中如遇到了硬質(zhì)膠結(jié)土層或膠結(jié)石層等，用抓斗齒無法掏挖而需排水開挖時，則可采用鋼釬撬挖；不排水開挖可采用射水管射水或鋼制沖頭沖擊破壞硬質(zhì)土層。必要時還可打眼爆破，每孔放藥量宜控制0.2kg以內(nèi)。
2）在含有較多大塊石的砂或砂卵石中下沉沉井，采用吸泥、抓土斗或排水開挖有困難時，可考慮在井外周圍土層中鉆孔壓漿或旋噴封閉成截水墻或截水幕。壓漿法根據(jù)經(jīng)驗，可在10～20m深的砂層或砂卵石層內(nèi)進行，可使用0.4～0.5MPa的壓力，距沉井壁宜＞1.5m。壓漿孔距離可視土的緊密程度而定為0.8～1.5m。砂的粒徑宜＜0.5mm；水灰比用1：0.8左右，先壓稀漿，以后逐步加稠；水泥與砂的配合比可從1：0.5開始，最后用1：2，還可摻用2％～4％氯化鈣速凝劑，先壓漿孔少摻，后壓漿孔多摻。壓漿應(yīng)使用灰漿泵進行，邊壓漿邊逐步提升壓漿管，一般每次提升1m左右，每次壓漿至進漿困難時為止。等壓漿固結(jié)后，再排水除去井內(nèi)土體。
4沉井封底過程的質(zhì)量問題及防治措施
4.1封底困難或無法封底原因分析
1）地質(zhì)條件有變化，與設(shè)計不一致。
2）設(shè)計刃腳高度不足。
3）施工經(jīng)驗不足，對沉井下沉沒有預(yù)見性。
4.2防治措施
1）沉井施工之前認真核對地質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)異樣時及時通知設(shè)計單位進行核算或變更。
2）設(shè)計交底前認真研究施工圖紙，了解相關(guān)施工經(jīng)驗及教訓(xùn)，確認設(shè)計有缺陷時要在交底時提出。
3）監(jiān)理人員要及時了解下沉情況，提醒督促施工單位在快要下沉到位時根據(jù)實際情況放慢下沉速度或暫停觀測。
5結(jié)束語
總之，要保證沉井的施工質(zhì)量，其關(guān)鍵在于采取正確的質(zhì)量控制處理方案，并對沉井施工的各個環(huán)節(jié)充分重視、精心施工，沉井的施工質(zhì)量就能夠得到保證。
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