水處理構筑物沉井法施工質量控制

孫東曉

摘 要：結合飽水粉砂地層地質特點，介紹在市政工程中常見的沉井制作和下沉糾偏、封底的施工質量控制要點，為施工控制提供一定的參考意見。

關鍵詞：下沉控制 監測 糾偏 封底 質量控制

中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-0-01

市政水務工程項目中，多采用沉井法施工，該文就粉砂飽水地層沉井下沉封底質量控制作一簡要論述。

1 技術準備

施工前做好準備工作，施工方案須經監理審查施工工藝和及復核計算（沉井地基處理計算、模板安裝、下沉計算、封底、安全水位計算）結果。做好放線定位以便進行下沉和變形觀測。

2 下沉準備

①下沉前應將沉井附近地面堆載清除干凈，以免造成沉井一側土壓力過大，造成沉井發生位移和傾斜。②沉井刃腳在下沉前應全部鑿毛，以免影響水下砼的堵水效果。③井外壁做下沉高程控制點，并標注高程，作為下沉過程高程控制。在沉井內壁上彈出垂直軸墨線。在臨近構筑物或附近地面設置沉降觀測點，在沉井下沉過程中同時觀測。④潛水員水下作業前應充分作好準備工作，以便能及時對下沉情況進行分析和處理。⑤墊層拆除：墊層的拆除應在刃腳砼達到設計強度的100%，井身砼達到設計強度的70%后進行。拆除應對稱同步進行，并要加強觀測，發現沉井傾斜及時糾正。

3 井筒下沉控制要點

井筒下沉采用不排水下沉挖土，最初利用高壓水槍射出的高壓水泥沖刷土層，然后采用吸泥砂泵，借助水力沖刷將泥砂吸出井外，沉淀處理。沖土順序為先中央后四周，并沿刃腳留出土臺，最后對稱分層沖挖，盡量保持沉井受力均勻，不得沖空刃腳面下的土層。后期施工時，使高壓水槍沖入井底，所造成的泥漿量和滲入的水量與水力吸砂泵吸入的泥漿量保持平衡。吸泥砂泵配套安裝潛污泵，并24 h連續作業，以保證下沉平穩，避免停滯給再次下沉造成困難，下沉過程中可輔以抓斗取土。

下沉允許偏差：高度±50 mm，軸線位置水平差：位移值/深度不超過1%。

①沉井下沉位置的正確與否，初始階段的下沉質量尤為重要，要特別注意保持其平面位置與垂直度的正確，以免繼續下沉時不易調整。方法是在初始階段每次取土時的取土高度控制在0.2 m左右，當沉井下沉3 m左右時進入正常下沉階段。②下沉施工中必須執行“定位正確、先中后邊、對稱鉆吸、深度均衡”的原則，施工中按“沉多鉆少”的規律實施。③下沉正確掌握井內水位和鍋底土面的標高，井內水位控制在井外地下水位標高以上0.8～1.0 m，低于地下水位可能導致井底涌砂及井外地面坍陷。④采用測量技術控制井底面的下沉標高，并做好一切防超沉的措施。由于沉井所在位置的土質較差，當沉井下沉至設計標高以上4.0 m時，要將沉井暫停下沉24 h左右，觀察并記錄沉井自由下沉量，以確定沉井停止取土下沉的高度。⑤當沉井下沉至設計標高以上2.0 m時，應適當減慢下沉速度，每天不大于0.5 m。鍋底開挖深度應減少，刃腳下掏土應慎重，防止突沉和超沉事故發生。⑥沉井下沉到位后，潛水員到水下修整沉井鍋底，然后在鍋底表面及刃腳下鋪設塊石40 cm，以此增加沉井自由下沉時的阻力和防止澆筑水下砼時擾動鍋底

土體。

4 測量控制

4.1 平面位置控制方法（全站儀檢查）

將全站儀架設在井外部地面的中心控制點上檢查設在沉井頂部的中心控制線，用以測量沉井扭轉和垂直度偏差。

4.2 高程控制方法（水準儀檢查）

沉井下沉前，用鋼尺實測各標高控制點的井壁高度，計算該點位的設計高程，下沉中用S3水準儀檢查各點的實際高程，計算出下沉高度和傾斜度。

4.3 垂直度控制方法（垂球法檢查）

沉井下沉前，在沉井內壁上彈出垂直軸墨線（以模板控制線分割），上端掛線墜，下端安裝標板。

4.4 沉降觀測與控制

挖土中以垂直度觀測為主，通過控制單向井壁垂直度和對稱軸兩側井壁垂直度之差（不大于30 mm）來保證沉井的平面位置和刃腳高差（即保證沉井均勻下沉）。沉井下沉中加強平面位置、垂直度和高程（沉降值）的觀測，每班與班中及每次下沉后檢查，接近設計高程時應加強觀測，每2 h測量一次，以防超沉，設專人進行觀測并做好記錄，如有傾斜、位移、扭轉，及時糾正，使偏差控制在允許范圍以內。

4.5 鍋底形成觀測

沉井下沉到位后，形成鍋底時應用測繩對鍋底的標高進行全面復測，直至滿足設計要求方可進行下道工序。

4.6 地面沉降觀測和出土量統計

雖然臨近構筑物距離都在2倍下沉深度之外，仍在井筒下沉過程中，對設在井筒四周的觀測點同時進行沉降觀測，以觀察對四周的影響，同時每日根據下沉深度計算出的理論出土量和實際出土量進行對比，如實際出土量過大則表明井外有大量土體涌入，則應加強沉降觀測，并提高井內水位，高于地下水位。

5 沉井下沉速度控制

每2 h一次測量一次，嚴格控制下沉速度，設專人進行觀測并做好記錄。在下沉距底面標高2.0 m以上時，每天下沉不得超過

1.0 m，在下沉距底面標高2.0 m開始，每天下沉不得超過0.5 m。下沉到位后井字梁底土不得掏空，同時因考慮到上部荷載作用，應預留5 cm不下沉。

6 下沉異常情況處理措施

6.1 沉井下沉傾斜預防措施

①沉井在第一次下沉前拆除墊層時，先井字梁后刃腳，應分區、依次對稱，同步地進行，并且及時用砂填夯實。②加強沉井過程中的觀測和資料分析，對沉井下沉全過程進行監控，發現傾斜及時糾正。③取土應從中間向四周擴展，并且均勻挖土，控制井內土面高差，同時避免刃腳下掏空過多。

6.2 糾偏

對于沉井四周土質軟硬不均及挖土不當引起的沉井傾斜糾偏方法有挖土糾偏、射水糾偏、局部增加荷載糾偏等方法。

6.3 沉井下沉過快和突沉預防措施

①在沉井外壁夯填碎石，加大摩擦力。②控制挖土，鍋底不能挖太深，刃腳下不得掏空。③當下沉接近設計標高時，可采取壓密注漿的方法，使其刃腳附近土層密實來阻止沉井下沉過快。④注意沉井內外水位的變化，若沉井內水位低于井外水位時易形成流砂，因而要及時進行補水，使其井內水位始終高于井外水位0.8 m。

6.4 阻力過大

若下沉速度過慢，可在外壁均勻對稱采用高壓水槍進行沖刷，或在池壁頂部采用型鋼堆載。

7 沉井封底

沉井下沉到距設計高程0.2 m時停止井內挖土和抽水，讓其靠自重下沉到設計高程或接近設計高程，再經2～3 d下沉穩定，或經觀測在24 h內累計下沉量不大于10 mm時，采用水下混凝土進行封底，坍落度應控制在180～

220 mm。采用的導管應保證密閉性，進行首灌量計算，必須保證導管口沒入混凝

土中。

在封底混凝土達到設計強度值前，須保持井內外水位相等，水下混凝土達到設計強度后，井外地下水位必須降至抗浮水位以下，防止池體漂浮和沉井封底混凝土被頂裂。井內水抽干后，若有滲水現象則應予修補。

8 結語

對于粉砂地層沉井施工質量控制，關鍵在于根據地質情況制定適宜的施工方案，并在下沉過程中加強觀測，隨時糾偏調整。希望通過該文的描述，對施工質量監督和控制起到一定的借鑒作用。