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　　目前，我國(guó)地下構(gòu)筑物外殼、橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)、建筑物的深埋基礎(chǔ)、礦區(qū)豎井等建筑工程中廣泛使用了沉井施工，沉井施工可以有效縮短施工周期，節(jié)約工程費(fèi)用、減小占地面積、無需復(fù)雜機(jī)械設(shè)備。然而，沉井施工過程中，現(xiàn)場(chǎng)管理比較混亂，很多施工單位施工經(jīng)驗(yàn)不豐富，導(dǎo)致沉井工程容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，影響了沉井功能的發(fā)揮。文章介紹了沉井施工的技術(shù)要點(diǎn)、常見質(zhì)量問題及處理措施，希望有助于沉井工程質(zhì)量的改善。

 

 

　　1.1沉降觀測(cè)

 

　　沉井工程施工前，工程人員應(yīng)該認(rèn)真完成測(cè)量工作。為方便沉井下沉?xí)r用經(jīng)緯儀調(diào)整垂直度，應(yīng)該在井外壁的每一面墻上投測(cè)至少兩條軸線；為方便挖土下沉?xí)r控制各部位的標(biāo)高偏差和下沉速度，應(yīng)該在井壁內(nèi)外標(biāo)出間距為20mm的標(biāo)高線；每天由專業(yè)觀測(cè)人員測(cè)量至少6次平面位置和下沉速率；光線不好的地方應(yīng)該安裝照明設(shè)備，保證成像的穩(wěn)定清晰。

 

　　1.2沉井制作

 

　　1.2.1制作砂墊層及混凝土墊層

 

　　沉井施工前，完善施工現(xiàn)場(chǎng)的排水系統(tǒng)，平整場(chǎng)地，同時(shí)保證基坑底面高于地下水位0.5m，然后開始制作砂墊層及混凝土墊層。

 

　　制作砂墊層時(shí)，必須選用質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒級(jí)配良好的中、粗砂，含泥量不能超過5%，干容重達(dá)到1.5-1.6kg/cm2、壓實(shí)系數(shù)達(dá)到0.93、密實(shí)度0.6≤e≤0.75，然后在上面澆筑0.25m厚的C20混凝土墊層。

 

　　1.2.2澆注沉井混凝土

 

　　澆筑混凝土?xí)r需要做好以下幾點(diǎn)：澆筑混凝土必須一次連續(xù)完成，第二節(jié)混凝土的澆筑應(yīng)該在第一節(jié)混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后進(jìn)行；為避免沉井出現(xiàn)不均勻沉降，澆筑井壁時(shí)，應(yīng)該依次、均勻、對(duì)稱地沿著井壁四周進(jìn)行，每層澆筑厚度控制在0.3m內(nèi)，且控制澆筑面水平高差在0.3m內(nèi)。沉井進(jìn)行二次接高時(shí)，需要計(jì)算下沉穩(wěn)定系數(shù)，以確定沉井是否穩(wěn)定，為此必須測(cè)量井內(nèi)泥面標(biāo)高以對(duì)所挖出土的性質(zhì)進(jìn)行全面的分析。如果穩(wěn)定系數(shù)超過1，沉井會(huì)不穩(wěn)定，這時(shí)應(yīng)該根據(jù)接高混凝土的重量重復(fù)計(jì)算沉井澆筑過程中的下沉量，直至沉井地面以上高度符合要求?；蛘咴黾尤心_的支承力，將砂子回填到沉井內(nèi)刃腳四周。

 

　　1.3沉井下沉

 

　　1.3.1沉井下沉的準(zhǔn)備工作

 

　　沉井下沉前，先清除掉沉井內(nèi)外的碎混凝土塊等垃圾，再依次拆除沉井刃腳斜面及隔墻底面上的支撐和模板。然后對(duì)墊層進(jìn)行分區(qū)編號(hào)，拆除墊層后測(cè)量縱橫軸線和沉井頂標(biāo)高，然后依次拆除縱隔墻、橫隔墻、端墻、長(zhǎng)邊墻。完成以上步驟后，再將定位墊架拆除掉。

 

　　1.3.2控制好沉井下沉過程

 

　　為保證沉井均勻、垂直下沉，挖土下沉務(wù)必均勻、對(duì)稱、分層進(jìn)行，并保持各格內(nèi)的挖土高差在1m范圍內(nèi)。到達(dá)地下水位后，含沙量會(huì)增加，這時(shí)應(yīng)把砂礫抽上來，并用砂礫專用泵輸送到圍堰外。井身下沉到離設(shè)計(jì)標(biāo)高只有1.5m時(shí)，應(yīng)該放緩下沉速度，離設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m時(shí)停止抽沙，井身會(huì)依靠自重下沉。待沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，如果8h的下沉量不超過10cm，可以封底。

 

　　1.4沉井封底施工

 

　　沉井快要下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高處時(shí)，注意觀察，如果8h的下沉量不超過10cm，可以封底。封底有兩種方式即干封底和水下封底。以下對(duì)水下封底進(jìn)行介紹：

 

　　1.4.1施工程序

 

　　(1)井內(nèi)水位與井外持平。

 

　　(2)清除掉井底的沉積物、浮泥等雜物，然后整理成鍋底形狀，這些工作由潛水員負(fù)責(zé)，最后拋填約200mm厚碎石。

 

　　(3)按確定的澆筑水下混凝土，澆筑每格井時(shí)，從四周向中間進(jìn)行，并同時(shí)澆筑并排的兩格。

 

　　(4)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，抽干井內(nèi)積水，然后制作、安裝底板鋼筋，澆筑混凝土。

 

　　1.4.2澆筑水下混凝土

 

　　使用垂直導(dǎo)管法澆筑水下混凝土，導(dǎo)管的直徑為300mm，按照2.5-4m的間距均勻布置在井內(nèi)，其上部帶有裝料漏斗。導(dǎo)管骨料的坍落度通常為18-22mm，且采用粗細(xì)骨料之比為1：1的細(xì)砂。先從最低點(diǎn)開始澆筑，待混凝土表面平齊左右基底后，再同時(shí)澆筑其余導(dǎo)管。應(yīng)連續(xù)同步進(jìn)行混凝土的澆筑，每根導(dǎo)管的澆筑強(qiáng)度至少為5-10m3/m2，并控制相鄰兩管混凝土的高差在管距的1/15-1/20范圍內(nèi)。

 

　　2.1流砂現(xiàn)象

 

　　(1)成因

 

　　沉井下沉地帶選擇不當(dāng)，含有大量的細(xì)砂和粉砂，并且也沒有進(jìn)行有效處理，或者井點(diǎn)降水失去作用，使得地下水的水力梯度和動(dòng)水壓力達(dá)到臨界值。流砂現(xiàn)象產(chǎn)生后，沉井會(huì)發(fā)生傾斜，進(jìn)而引起周圍土體的坍塌，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)周圍建筑和人員造成威脅。

 

　　(2)處理措施

 

　　1)增加動(dòng)水流徑或降低井內(nèi)水頭差，即降低水力梯度?？梢圆扇〔慌潘鲁恋姆绞剑茐牧魃钞a(chǎn)生的條件；2)改變水頭梯度方向。即在沉井外實(shí)施井點(diǎn)降水，改變動(dòng)水壓力方向，減小水對(duì)土的浮力，從而土顆粒會(huì)沉降下來，保持穩(wěn)定。

 

　　2.2沉井下沉困難

 

　　(1)成因

 

　　當(dāng)沉井自身重量不能克服井壁的摩擦阻力或刃腳下遇到了過大的阻礙時(shí)，沉井的下沉就會(huì)比較困難。

 

　　(2)處理措施

 

　　1)增加沉井自重，在不排水下沉的井內(nèi)抽水，可以降低浮力，從而使得沉井下沉。但是不宜在沉井入土不深時(shí)使用，因?yàn)檫@時(shí)穩(wěn)定性較差，容易引起翻砂。2)減小沉井外壁的摩擦阻力。具體措施如下：挖除井壁周圍部分覆蓋土層；預(yù)埋射水管組于井壁內(nèi)部，通過高壓水沖擊井壁附近的土，使其松弛；掏空刃腳下的土后，炮振下沉；使用空氣幕或泥漿潤(rùn)滑套下沉。

 

　　2.3沉井突然下沉

 

　　(1)成因

 

　　1)沉井下沉地帶如果有大量淤泥或淤泥質(zhì)黏土，一經(jīng)擾動(dòng)，強(qiáng)度會(huì)降低很多，從而使得井壁摩擦阻力瞬間急劇下降，沉井必然發(fā)生突沉；2)飽和粉砂、細(xì)砂出現(xiàn)流砂現(xiàn)象后，也會(huì)突沉；3)土的觸變性導(dǎo)致其支撐力和摩擦阻力急劇下降，引發(fā)突沉。

 

　　(2)處理措施

 

　　1)采取泥漿潤(rùn)滑或者調(diào)高下沉系數(shù)的方式降低摩擦阻力，消除突沉前的滯沉現(xiàn)象；2)不能將“鍋底”挖得太深，停沉?xí)r，應(yīng)該通過逐步削除近刃腳土體的方式使沉井?dāng)D土下沉，而不能盲目將“鍋底”挖得更深；3)增設(shè)合適數(shù)量的下框架梁或?qū)ο驴蚣苓M(jìn)行合理布局以分擔(dān)一部分土壓力；4)砂土層下沉施工時(shí)，不能破壞井點(diǎn)的降水效果。

 

　　2.4沉井過快下沉

 

　　(1)成因

 

　　當(dāng)土的耐壓強(qiáng)度太小，難以滿足施工要求時(shí)，沉井的下沉速度就有可能超過挖土的速度，發(fā)生過快下沉。此外，砂的長(zhǎng)期流動(dòng)和抽水也會(huì)降低土體對(duì)井壁的摩擦阻力，也是一個(gè)重要誘因。

 

　　(2)處理措施

 

　　提高土的承載力和增大摩擦阻力是防止沉井下沉過快的主要措施，具體辦法有：采用不排水下沉增加浮力；將粗糙材料填充到土體與沉井外壁間，增加摩擦阻力；加大刃腳寬度；降低沉井自重即降低每一節(jié)井身的高度。

 

　　2.5沉靜下沉傾斜

 

　　(1)成因

 

　　沒有重視一、二節(jié)沉井下沉質(zhì)量的控制測(cè)量，致使下沉的垂直度出現(xiàn)偏差，而又沒有進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

 

　　(2)處理措施

 

　　施工過程中，重視對(duì)下沉過程的測(cè)量控制，一旦下沉位置出現(xiàn)偏差，及時(shí)進(jìn)行糾正。當(dāng)沉井的歪斜超出允許范圍后，可以在刃腳高的一側(cè)多取土，低的一側(cè)少挖土，待正位后再均勻分層取土；或者將砂石填充到刃腳較低的一側(cè)，以延緩下沉速度。當(dāng)沉井軸線與設(shè)計(jì)軸線出現(xiàn)偏差時(shí)，可以將沉井向偏位的相反方向進(jìn)行傾斜，反復(fù)幾次，即可以回復(fù)。

 

 

　　可見，沉井施工過程的處理措施如果得當(dāng)，是可以保證沉井工程完成質(zhì)量的。