關(guān)于城市市政沉井施工的問題與防治探討

周建新

摘 要 因為沉井施工具有挖土方少、埋深大、穩(wěn)定性高等特點，沉井被廣泛地利用到市政工程當(dāng)中。不過沉井施工也是一個比較復(fù)雜的過程，操作不當(dāng)便會發(fā)生事故，一般來說，市政沉井施工容易發(fā)生井體歪斜、井壁裂縫、沉井下沉過快過慢、下沉過程遇到流沙等問題，對這些問題進(jìn)行妥善解決是提升工程質(zhì)量的關(guān)鍵。本文就試圖探討以上問題產(chǎn)生原因以及解決辦法，為市政沉井施工提供理論支持。

關(guān)鍵詞 井壁裂縫;井體歪斜;沉井下沉

前言

城市市政工程比較特殊，需要穿越為數(shù)眾多的管線、構(gòu)筑物、建筑物，需要采用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定堅固的沉井進(jìn)行施工。在施工過程中最容易發(fā)生的問題莫過井體歪斜、井壁裂縫、沉井下沉過快過慢、下沉中遇到流沙，以及周圍建筑物傾斜等問題。對這些問題需要找到具體原因，針對原因進(jìn)行具體的防治。

1井體歪斜的原因和防治辦法

1.1 導(dǎo)致井體歪斜的原因

主要因素有：第一，沉井一次性下降高度太大導(dǎo)致重心不穩(wěn)。第二，沉井落處地基不穩(wěn)或者土質(zhì)不均，形成不均勻沉降，最終導(dǎo)致沉井歪斜。第三，刃腳具有導(dǎo)向功能，但是在最初制作時，刃腳和井壁不垂直，導(dǎo)向功能減弱或者消失。

1.2 具體防治辦法

一般來說，沉井每一次下降的高度控制在十二米之內(nèi)，以確保重心不偏移。對工程中沉井落處地基進(jìn)行處理，避免不均勻沉降的發(fā)生。在沉井制作過程中，要確保刃腳和井壁垂直，具體方法是嚴(yán)格制作模板，對混凝土質(zhì)量把關(guān)等等。現(xiàn)場出現(xiàn)沉井歪斜，要對刃腳高的地方進(jìn)行土方挖掘，刃腳低處少挖或者不挖，確保沉井平穩(wěn)下降[1]。

2井壁裂縫的原因和防治辦法

2.1 導(dǎo)致井壁裂縫的原因

具體導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因有：第一，彎曲應(yīng)力的出現(xiàn)。簡單來說就是井壁產(chǎn)生彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)力，主要是因為墊木設(shè)置不均，讓沉井在制作期就出現(xiàn)了彎曲應(yīng)力。第二，沉井墊木取出一般都是對稱取出，否則容易導(dǎo)致內(nèi)部拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。第三，混凝土還沒有完全硬化就拆除了模板，此時取下墊木會導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)。第四，沉井到了工地之后，存放地點土質(zhì)不均或者混凝土澆筑之后地基出現(xiàn)了不均勻沉降，都可以導(dǎo)致井壁裂縫。

2.2 具體防治辦法

第一，均勻設(shè)置墊木。第二，對稱取出墊木，而且取墊木之時，沉井的井壁強度要達(dá)到設(shè)計強度的80%以上。第三，對工地沉井?dāng)[放處的土質(zhì)以及混凝土澆筑后地基進(jìn)行測量，并進(jìn)行平整，避免沉井因為不均勻著力而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

現(xiàn)場出現(xiàn)井壁裂縫，如果裂縫細(xì)微，則需要采用環(huán)氧膠泥的辦法進(jìn)行處理，也可以用水泥砂漿進(jìn)行涂抹修補。一旦裂縫超過了0.5mm，此時需要采取特別措施進(jìn)行處理，比如：灌水泥漿、化學(xué)漿液或者灌漿和表面封閉結(jié)合形式。如果裂縫實在過大，從安全考慮需要直接返工[2]。

3導(dǎo)致沉井下降過快過慢原因以及防治辦法

3.1 導(dǎo)致沉井下降過快的原因以及防治辦法

第一，抽水作業(yè)導(dǎo)致土壤和井壁摩擦力變小。第二，地基土層軟弱，承載力小，導(dǎo)致沉井下降過快。第三，土層出現(xiàn)液化，土層和井壁摩擦力變小。具體防治方案為：第一，設(shè)法加大沉井浮力，緩沖其下降速度。第二，刃腳下一米范圍不挖土方，以此來增加沉井下降阻力。第三，沉井發(fā)生下降過快時，向其和土層間隙投放粗糙材料增加二者摩擦力，降低下降速度。

3.2 導(dǎo)致沉井下降過慢的原因以及防治辦法

第一，井面過于粗糙，和土層形成較大摩擦力，使得下沉速度過慢。第二，沉井重量問題，如果質(zhì)量相對較輕就會導(dǎo)致沉井不能克服與土層的摩擦力，最終下降速度過緩。第三，下方遇到了障礙物，阻擋其下降。第四，下沉過程中停工時間過長，導(dǎo)致側(cè)面壓力加大，導(dǎo)致沉井下降過慢。具體防治辦法有：第一，在制作沉井時要控制工藝，確保井壁光滑。第二，沉井制作過程要按照工程所需尺寸嚴(yán)格把關(guān)，杜絕偷工減料，確保沉井重量符合施工標(biāo)準(zhǔn)。第三，對于下沉系數(shù)小的沉井，要采取連續(xù)作業(yè)方式，確保沉井不斷下沉，中間停頓時間不能過長。第四，想辦法減小井壁和土層的摩擦力，比如射水作業(yè)，以及填充觸變泥漿，不過需要采取措施防止泥漿流失。當(dāng)發(fā)生具體狀況解決方案有：第一，在工程中埋設(shè)水管當(dāng)出下降減緩開始注水，減小井壁和土層摩擦力。第二，在沉井底部增加重物，加快其下降速度。第三，隨時監(jiān)測沉井底部是否有突出物阻擋，如果有立刻清除。

4沉井下降中遇到流沙的防治方案

形成流沙原因：第一，井內(nèi)挖土太深，有土壤經(jīng)過沉井刃腳流到井內(nèi)部。第二，井內(nèi)排水以后，井內(nèi)外壓力不同，導(dǎo)致外側(cè)土在較大水壓下流入井內(nèi)形成流沙。第三，當(dāng)井深度在地下水位小于0.5米時，地下水涌出形成流沙。解決方案有：第一，排水法，該法下沉需要控制水頭，一般在1.5～2米范圍內(nèi)。第二，刃腳位置土壤不挖，防止井外土壤流入。第三，在穿越流沙層時需要加快下降速度，如果沉井質(zhì)量較輕，可以增加重物，加快下降速度，確保沉井安全穿過流沙層。現(xiàn)場處理措施：第一，向刃腳處添加石子，降水壓力減小而將土壓力增大。第二，如果是深井降水則需要布置在井外，防止流沙形成。第三，可以采用不排水法下降，如此沉井下降使井內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)水位，減少了外側(cè)流沙進(jìn)入井內(nèi)的可能性。

5周圍建筑物傾斜的防治方案

導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要因素是沉井工地距離建筑物過近，導(dǎo)致在降水下沉過程中，浸泡了建筑物地基，使其發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變化。在沉井下沉?xí)r，刃腳處土方挖掘太多，導(dǎo)致外側(cè)土方流入井內(nèi)，外部土方出現(xiàn)了虛空。防治方案：第一，在沉井和建筑物之間進(jìn)行灌注樁和攪拌樁，使得土體穩(wěn)定，并保護(hù)建筑物地基。第二，設(shè)置回灌井，降低土體水分流失。第三，不要過分挖掘刃腳處土壤，避免外側(cè)土體虛空。第四，下降完畢立刻向井壁和土體之間空隙灌沙，并加水增加密度，杜絕土壤被擾動。

6結(jié)束語

城市市政沉井施工是常見的施工方式，過程中常見各種問題，不過大部分是井體歪斜、井壁裂縫、沉井下沉過快或者過慢、下沉中遇到流沙，以及周圍建筑物傾斜。這些問題不僅影響了工程進(jìn)度，對工程質(zhì)量也會產(chǎn)生非常明顯的破壞。通過對這些問題形成原因以及解決辦法的探討，希望可以為我國市政沉井施工提供一些理論上的指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王理想.大型沉井施工中的常見問題及應(yīng)對措施[J].建筑施工，2016，

38（9）：1296-1299.

[2] 黃綏超.大型沉井施工的質(zhì)量控制及常見問題處理[J].福建建材，

2018，（2）：76-77.