漿砌石沉井基礎在小型工程中的應用

摘要：漿砌石沉井是一種有效的地基處理方法，其在河道護岸工程建設中發揮中極為重要的作用。文章主要遵循工程實踐，簡要闡述漿砌石沉井基礎的應用及其結構形式，并介紹了漿砌石沉井基礎的一般施工工藝流程，同時指明漿砌石沉井基礎在小型工程應用中需要注意的重要問題。

關鍵詞：漿砌石沉井；小型工程；工程應用

中圖分類號：TV223文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2012）08-0117-02

目前，面廣量大的小型水閘、農橋以及吊機碼頭等建筑物，由于其本身的造價不高，在投資的角度來看，如這些小型工程采用混凝土樁基礎，在經濟上就不很合理。因為樁基一般截面尺寸較小，并且其抗彎能力較弱，在水流急、土層軟、易淘空的地段上的應用效果也不太理想。另外樁基的施工還容易受周邊建筑的制約。而沉井具有基礎穩定牢固、適應性廣的特點，其利用沉井井壁代替基坑開挖所必需的護壁材料，能充分減少挖土工作量，在小型工程中采用沉井基礎可以取得比較好的應用效果。

1漿砌石沉井基礎的應用

漿砌石沉井廣泛應用于灌泵站、抽水機站等小型工程中。在一些排灌泵站工程中，進水口側的沉井有雙重功能，既可以作為水池，又可以作為河側軟質土層的基礎處理結構。在河道交叉口或者急轉彎地段，船只過往頻繁、水流較紊亂、水位變化幅度大，河岸很容易受河水沖刷挖空，一般的基礎護岸容易走樣，甚至發生倒坍事故。例如南排護岸的一些交叉口和個別凹蕩地段，由于漩渦而形成的河坡變遷可以深達高程-3.8～-4.8m，這時的樁基礎受沖刷造成局部淘空，直接給上部結構帶來安全隱患。而沉井基礎則具有抗傾、抗滑、防淘空等優點，例如某市藥廠護岸，采用漿砌石沉井作為基礎，在臨水面形成一道保護屏障，河道過往船只雖然很多，河岸地勢也很高，墻背上所受壓力較大，但自建成以來一直運行良好。

在施工方面，比如護岸工程，其對要求基礎的埋置較深，選擇沉井基礎將具有獨特的優勢。 例如某水干線的淺水閘下右側有一水沖7 m深的坑塘，并且都是粉砂土土質，原先計劃是打樁回填護岸，但由于土呈彈性，打樁時易彈出。后來改成漿砌石沉井基礎以后，不僅施工順利，而且工程也穩定牢固。

2漿砌石沉井基礎的結構形式

按建筑材料來分的話，沉井材料可以分為混凝土、鋼筋混凝土、磚砌沉井和漿砌石等。淺基礎中漿砌石應用得比較多的原因是漿砌石沉井具有自身重量大易于下沉以及其價格適中的優點。

一般的沉井的組成部分可以分為刃腳、內隔墻、井壁、封底和承臺等。沉井的平面布局由上部建筑的基礎截面形狀、阻水要求以及基礎的受力特點決定。工程中最常見的平面型式是矩形。一般地，口字形和田字形應用于獨立基礎比較多，而日字形的則應用于條形基礎比較多。有時為了避免轉角處應力過于集中的現象，將其四角造成圓角。另外，沉井的高度則與地質條件、載荷要求以及上部結構相關，一般的小型工程中應用的漿砌石的高度大多在2 m-5 m之間。

3漿砌石沉井的施工方法

3.1漿砌石施工工藝流程

漿砌石沉井的施工講究一定的施工順序，其工藝流程一般由澆筑混凝土刃腳、漿砌沉井井壁和內隔墻、沉井下沉、封底、回填土方、澆筑承臺等幾部分工藝組成。

3.2工藝組成構件的施工

3.2.1 澆筑混凝土刃腳

混凝土刃腳的作用主要是切開土層，其位置在沉井的最底端。混凝土刃腳由于其受力面積很小，在刃腳處受力很集中，所以需要很高的強度。按設計要求來分類的話，沉井刃腳有鋼筋混凝土刃腳和素混凝土刃腳，它們應用于不同強度的場合，一般人土強度高則需要應用鋼筋混凝土刃腳，小強度只需素混凝土刃腳即可。燒筑混凝土刃腳前需要將土方挖到施工常水位上方的0.2~0.3 m的地方。并且需要將基面挖平，在施工期間主要不能擾動原狀土，按照要求放樣和開挖混凝土刃腳地模以后就可以澆筑混凝土刃腳。

3.2.2漿砌沉井井壁和內隔墻

沉井井壁的作用主要是在漿砌石下沉的過程中起到擋土和防水的作用。其也稱沉井圈，是沉井基礎外端殼部。使用期間沉井井壁就作為沉井基礎的組成部分，在混凝土刃腳強度達到設計要求的75%后，井壁和內隔墻就可以開始砌筑。

砌筑過程中需要注意灰縫飽滿，充分考慮井壁和內隔墻的協調性均勻地砌筑，同時也需要遵守承重墻的施工要求。為了使后面工序中順暢地將沉井下沉，井壁外表面要砌筑得平整，并留有1%~1.5%的余量。在保證沉井有效厚度的基礎上，井壁的內表面可以做成毛面，其作用主要是保證井壁石塊之間的搭接牢固。另外，內隔墻中還需要預留工作孔洞，這樣才能在沉井下沉過程中均衡施工，孔洞的尺寸大約為D80 cm。沉井井壁砌筑好以后要主要加強覆盞養護，確保沉井砂漿的強度。

3.3沉井下沉

①漿砌石沉井下沉前需要進行驗算，確保沉井在自重G作用下能夠克服摩阻力f而下沉，一般要求K=G/f>1.05～1.25。對于5 m以內下沉深度的沉井，可以按照公式f=1/2UFH計算井壁外側總摩擦力f。

式中：U表示沉井的外側周長（m），F表示井壁單位面積摩擦力，視土質和井壁粗糙程度而定，一般如果土質為軟土或粘性土則可取15～25（kN/m²），H為沉井人土深度（m）。

如果K值不能滿足設計要求，就需要對沉井井壁外側進行處理，有效簡易的手段是往井壁外側灌注泥漿，降低其摩擦力，使沉井順利下沉。一般處理采用的參數如下：配合比（重量比）為：粘土40％左右；水65％～55％。而泥漿要求的指標為：比重1.2左右，粘度需要大于100S，泥皮厚度要小于3 mm，膠體率與穩定性為100％，含沙率應小于4％。

②確保漿砌石沉井砂漿強度滿足設計要求以后才能進行沉井下沉工序的實施，下沉過程中為了方便觀測和控制，需要在四個角設置平面和高程控制點。

③沉井下沉的方法可以采用人工拋挖法、卷揚機吊裝法以及水力沖挖法等，但無論采用哪種方法，下沉工藝一旦實施，就不能中途停頓，否則容易出現咬死、傾斜、涌水以及斷裂等事故。在下沉施工過程中，不同的情況有不同的處理對策：對于周邊地形平坦的沉井，需要保持一致的挖土速度，四周留土也需要保持一致，下沉過程要均衡；對于淤泥土質的沉井，可將其挖成鍋底狀，在鍋底比刃腳低1～1.5 m時，沉井可以依靠自重下沉，同時可以把刃腳下土擠向中央鍋底；對于粘土土質的沉井，刃腳底部可以不用挖凈，四個井壁留有大約5 cm厚的土層，因為沉井靠自重下沉時，可以將刃腳地下這部分土切下；對于土質較硬的沉井，在挖到刃腳底部50～60 cm的時候就采取對稱、均衡開挖，一直重復同樣的工序，直到沉井下沉；對于兩側土方高度差比較大的沉井，尤其是兩岸側的土方又硬又高的沉井，則應使岸側挖土速度比河側略快，并且岸側盡量挖空，但是河側留有一層薄土，這樣可以使沉井在下沉時向岸側傾斜2°～3°，這樣定位較準確，避免卡阻現象的出現。

④對于下沉工藝施工過程中出現的突發現象比如卡阻、傾斜等要注意觀察，具體問題具體分析，最終確定對策。例如，由于土質較硬產生的卡阻現象，可以采用挖空刃腳底部土方的方法，如果依然無法解決卡阻現象，這時就需要壓重，或者從沉井井壁四周往下灌注泥漿，促使下沉。但如果是由于異物比如木樁等出現卡阻，則應盡快去除木樁。如果出現傾斜現象，則可以挖空一側土方，再壓重或者灌注泥漿。總之在下沉過程中要均衡，實時監測和控制。

3.4沉井封底

有的沉井根據設計要求需要封底，但是并不是所有的沉井都要封底。對自身重量有要求而且井孔不需要回填土方或者泵站兼水池功能的沉井對封底工藝的要求比較高。在小型工程中常常采用現燒素混凝土，因此在施工中往往碰到初凝混凝土被地下水負壓破壞的情況的出現。所以需要在沉井設置底部反濾層，其施工方法為先將基底挖成過鍋底狀，使中間下凹，接著再四角設置瓜瓣狀的盲溝，盲溝中用碎石填滿，然后再在上面鋪設一層土工布，并且安裝好排水管之后方可進行混凝土的澆筑。有時為了方便控制地下水，排水管采用長瓶。排水管要割去瓶底，具體實施方法為將浸過煤油的線纏繞在長瓶的底部燃燒。埋設好排水管后可以根據需求擰緊或者打開瓶蓋，進而能夠保證混凝土封底的順利澆筑和日后的保養。

3.5回填土方與澆筑混凝土承臺

沉井回填的土方需要采用含水量比較適中的優質土，分層回填的過程中土方需要回填夯實。回填質量和沉井的要求有關，對于不封底的沉井，土方的回填質量要求更高，需要其單位體積重量滿足γd>14.5kN/kg。土方回填前需要排干沉井內部的積水。沉井承臺即封頂，按照上部結構的受力情況來分類的話，混凝土承臺可以分為鋼筋混凝土結構和無鋼筋混凝土機構。承臺需要燒筑在已經回填好的土方上面。如果是空心的沉井，則需要在井內燒筑底模，然后才燒筑混凝土承臺。

4結語

漿砌石沉井有很強的使用適應性，無論是在河段護岸、還是抽水機站等小型水工建筑物，漿砌石沉井都能應用。 在經濟上，漿砌石沉井的造價比混凝土樁基低；在運行上，漿砌石沉井可靠并且運行良好；在施工上，漿砌石沉井避免土方的大量搬運。因此在小型工程中，漿砌石沉井基礎具有很好的應用前景。

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