建筑工程沉井施工技術要點探究

胡兆民

摘 要：沉井作為基礎工程隨著市政工程如污水處理等問題的急待解決而不斷建造，在當今的一些重大工程中應用越來越廣泛。目前沉井的制作與施工下沉控制已成為了一個復雜而有重要現實意義的工程問題，文章在分析沉井施工技術的應用現狀和施工工藝特點的基礎上，對沉井的施工要點進行了研究，這對今后沉井工程的實際應用與推廣具有一定的參考價值。

關鍵詞：沉井施工；排水下沉；不排水下沉

1 沉井施工技術及應用

近年來，隨著生產規模的擴大和生產技術的發展，沉井施工方法已逐漸發展成為埋入軟土層內各種地下工業建筑和人防工程圍護結構的一種重要形式。

沉井的應用非常廣泛，適于工業建筑的地下室、水泵房、設備深基礎、橋墩、碼頭等工程，如用于鐵路和橋梁工程的墩臺基礎、岸邊的取水構筑物、特別是市政工程中的給、排水泵站中的下部結構、大型設備基礎、地下沉淀池、水池以及地下油庫、礦用豎井等。并可在松軟、不穩定含水土層、人工填土、粘性土、砂土、砂卵石等地基中應用。在施工場地復雜，鄰近有鐵路、房屋、地下構筑物等障礙物，加固、拆遷有困難或大開口施工會影響周圍鄰近建筑物安全時，應用沉井施工方法最為合理、經濟。將沉井應用到建筑工程較遲，隨著高層建筑的蓬勃興建，在建筑基礎及基礎開挖的防護工程中都有大型沉井工程的應用，沉井施工技術迅速發展。

2 沉井施工工藝特點

（1）沉井結構截面尺寸和剛度大，承載力高，抗滲及耐久性好，內部空間可資利用，可用于很深的地下工程的施工；（2）沉井施工不需要復雜的機械設備，在排水和不排水情況下，均能施工；（3）可用于各種復雜地形、地質和場地狹窄條件下施工，對鄰近建筑物影響較小，甚至不影響；（4）當沉井尺寸較大時，在制作和下沉過程中，均能采用機械化施工；（5）可在地下水很豐富、土的滲透系數大，難以將地下水排干，地下有流沙或有其它有害的土層情況下施工；（6）與大開挖施工相比，可大大減少挖、運、回填土方量，加快施工進度，降低施工費用。

3 沉井下沉施工方法

沉井下沉施工方法主要取決于施工場地的工程地質及水文地質條件和所具備的技術力量、施工機具及設備。一般沉井的施工先是沉前準備，然后是取土下沉，根據沉井所遇到土層的土質條件及透水性能，分為排水下沉及不排水下沉兩種。

3.1 抽除承墊木施工。抽除承墊木，是沉井下沉工作的開始，也是沉井下沉施工過程中的重要工序之一。

3.1.1 掏挖墊木下的填砂，再用大錘、撬棍等錘打撬動承墊木，并在墊木上臨時釘一扒釘，掛上繩鉤，并內外互相配合，連敲帶拖一鼓作氣地迅速將承墊木從里向外抽出。向里抽，則將抽出的承墊木及時運出井外。

3.1.2 刃腳內外及時回填砂石。當抽出幾組出現空擋后，即回填，每抽出一組立即用砂石進行回填。回填時分層灑水夯實，每層20～30mm。回填得越密實，沉井的下沉量也就越小，沉井不會產生很大的偏差。必要時可加高回填高度，甚至在隔墻下進行部分回填，使沉井更加穩定。

3.2 沉井排水下沉施工。根據施工場地及周邊環境情況，可采取排水下沉、不排水下沉等下沉施工方法。

3.2.1 排水施工。井內排水下沉：當沉井下沉時穿過的土層透水性很低，土層比較穩定，或者滲水量不大，不會因排水而產生流砂，且不會發生井底土體大量隆起失穩，或井底土體不會被下面的承壓水項破時，下沉過程中盡可能地將井內的積水抽干，采用明挖法下沉。

井外降低地下水位下沉：當沉井在地下水位很高，或有豐富的地表滯水的地段下沉，而地層為粉土、粉細砂時，將會產生嚴重的翻漿、冒泥和流砂等現象。因此，沉井在下沉施工中，應根據工程地質和地下水文的情況，采取在井外降低地下水的措施，使沉并下沉挖土時，井內處于無水狀態，使井底土體穩定，這樣才能保證沉井下沉的施工質量和安全順利地使沉井下沉到位。

3.2.2 水力機械排水下沉。沉井排水下沉主要有人工排水排土下沉、機械排水下沉、水力機械排水下沉等幾種。我國普遍應用水力機械吸泥施工，適用于靠近江河的岸邊，具備電源、土質又比較松軟的大型沉井的挖土，因水源充沛、排泥方便、設備簡單、機械化程度高，提高了挖土的效力（代替人工挖土），大大縮短了工期，加快了施工進度。

水力機械排水下沉施工技術是在軟土地層中較成熟的沉井施工工藝。通過簡便的水力機械設施，就可完成將沉井內土體由高壓水破碎混和成泥漿后吸排出沉井的各道工序。從而使沉井逐步下沉到位。

3.2.3 沉并鉆吸不排水下沉。當沉井穿過的地層為較厚的亞砂土或粉砂層，且含水量很大（含水量為30%--40%）的土層時，或附近水源補給豐富（如沉井在河邊），沉井下面的土層不穩定。在這種情況下，沉井必須采用不排水除土下沉方法來進行施工。沉井不排水下沉施工方法主要有水下抓土下沉、水下水力機械吸泥下沉、空氣吸泥法和鉆吸法等除土下沉。

4 沉井封底施工

4.1 排水下沉干封底施工要點。當沉井穿越的土層透水性低，井底涌水量小，且無流砂現象時，沉井應力爭干封底。沉井干封底能節約混凝土等大量材料，確保封底混凝土的強度和密實性，并能加快工程進度。省去水下封底混凝土的養護和抽水時間。當沉井下沉至設計標高的要求范圍內，經沉降觀測，其沉降率（待8h內沉井自沉累計不大于10mm在允許范圍內，即可進行封底。

施工應遵循的幾個要點為：（1）沉井封底前，在井壁底部凹槽內和隔墻預留鋼筋處，需要進行鑿毛，將刃腳處凹槽內的污泥清理干凈。（2）在井點降水條件下施工的沉井，在封底前用大石塊或其他砌塊將刃腳斜面下墊實，同時要檢查井點降水設備是否完好，并能保持連續抽水。采用觸變泥漿護壁下沉的沉井，當下沉到設計標高，立即準備進行置換觸變泥漿工作。（3）準備好封底時所需的各種材料和機具（包括混凝土），以及制定出封底方案。當沉井下沉到設計標高前（預留一定的拋高度），及時進行封底。（4）封底前，做好井內集水井筒，以便封底時預放在井底的一定（各倉）位置，便于封底后抽除地下水之用。其深度、大小應滿足水泵吸水要求。

4.2 不排水下沉封底施工。不排水下沉的沉井或采用排水下沉，干封底有困難時，可采用垂直導管法澆筑水下混凝土來進行封底。施工時，在井內豎直放入一根或數直徑200～300mm的鋼制導管，管底距井底土面30-40cm，在導管頂部連接一個有一定容量的漏斗，在漏斗的頸部安放球塞，并用繩索或粗鋼絲系牢。漏斗一內先盛滿坍落度較大的混凝土，然后可將球塞慢慢下放一段距離，但不能超出導管下口。澆筑時割斷繩索或租鋼絲，同時迅速不斷地向漏斗內灌人混凝土，此時導管內的球塞，空氣和水均受混凝土重力擠壓由管底排出。在此瞬時，混凝土在管底周圍堆成一個圓錐體，將導管下端埋入混凝土內，使水不能流入管內，所以以后再澆筑的混凝土即在無水的導管內源源不斷地向外圍流動、擴散與升高。由于不與水接觸，避免了受水沖洗，保證了混凝土的質量。

參考文獻

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