淺談沉井的設(shè)計(jì)與施工

董孝健

[摘要]沉井是井筒狀的結(jié)構(gòu)物，它是通過(guò)挖除井內(nèi)泥土，以沉井自身重力克服井壁的摩擦阻力影響后下沉到設(shè)計(jì)的標(biāo)高，最后采用混凝土將沉井封底，讓整個(gè)井筒狀的結(jié)構(gòu)成為橋梁等大型建筑的基礎(chǔ)維護(hù)結(jié)構(gòu)。由于沉井的牢固性和封閉性，保證井內(nèi)人機(jī)械作業(yè)的安全，所以被廣泛的運(yùn)用在大型建筑的基礎(chǔ)施工中。本文將通過(guò)分析沉井的設(shè)計(jì)和施工方法，希望對(duì)沉井的應(yīng)用有所了解。

[關(guān)鍵詞]沉井;設(shè)計(jì)原理;施工方法

文章編號(hào)：2095 - 4085（ 2019） 04 - 0129 - 01

近年來(lái)，隨著建筑設(shè)施的建設(shè)增多，橋梁、取水工程以及大型設(shè)備的建筑基礎(chǔ)都能看見(jiàn)沉井結(jié)構(gòu)。沉井結(jié)構(gòu)的種類有很多，可以根據(jù)實(shí)際建筑的基礎(chǔ)類型來(lái)選擇不同的沉井結(jié)構(gòu)。大致分為圓形沉井，矩形沉井和圓端形沉井等。沉井結(jié)構(gòu)用于建筑基礎(chǔ)的維護(hù)結(jié)構(gòu)，它的施工成本相對(duì)比較合理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，同時(shí)沉井結(jié)構(gòu)能明顯提升建筑工程的安全。

1沉井的特點(diǎn)

沉井是在建筑物的地面來(lái)制作的，它通過(guò)挖掘井內(nèi)泥土，以自身井筒重力克服井外泥土對(duì)井壁的摩擦阻力后下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，采用混凝土將沉井封底，讓整個(gè)沉井結(jié)構(gòu)成為建筑物基礎(chǔ)的維護(hù)結(jié)構(gòu)。這種內(nèi)部形成的結(jié)構(gòu)，在技術(shù)上比較穩(wěn)定，而且沉井的埋藏深度很深，能保證上層建筑的穩(wěn)定性。挖土數(shù)量少，對(duì)周圍的建筑影響較小。沉井作為建筑的基礎(chǔ)，在挖土的下沉工程中不需要坑壁的支撐和板樁的固定，使得施工流程減少。同時(shí)沉井結(jié)構(gòu)還能作為擋土的結(jié)構(gòu)。但是值得注意的是，沉井的施工技術(shù)要求很高。由于要承載上層建筑的巨大負(fù)荷，因此在沉井的基礎(chǔ)開(kāi)挖工作時(shí)，需要有良好的支撐能力，對(duì)于下沉中也要有良好的持力層來(lái)保證挖掘的安全。對(duì)于像橋墩的沉井基礎(chǔ)制作，需要的技術(shù)將會(huì)更高。

2沉井的設(shè)計(jì)原理

沉井的結(jié)構(gòu)是由刃腳，井壁，內(nèi)隔墻，梁，凹槽，底板等構(gòu)成的。井壁是沉井的外圍部分，也是構(gòu)成沉井的主要部分。井壁需要有很強(qiáng)的剛度來(lái)平衡在下層過(guò)程中周圍土壤對(duì)井壁的測(cè)壓負(fù)荷。也需要自身的足夠重量來(lái)克服周圍土壤對(duì)井壁的摩擦作用確保沉井結(jié)構(gòu)能順利的下沉，必要時(shí)可以增加配重來(lái)輔助沉井下沉。井壁的下端一般會(huì)呈現(xiàn)刀刃的形狀，主要是為了減小沉井的下沉阻力。內(nèi)隔墻是設(shè)置在沉井結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部，它能有效的增強(qiáng)沉井在使用中的剛度，同時(shí)內(nèi)置的隔墻能將沉井內(nèi)部分成若干小塊來(lái)進(jìn)行挖土，方便沉井結(jié)構(gòu)的施工。凹槽也是建立在沉井的內(nèi)里，它能讓混凝土和井壁能很好的連接，幫助增加沉井的穩(wěn)定性。封底是在沉井的下沉到達(dá)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)沉井的底部進(jìn)行封閉，保證沉井結(jié)構(gòu)的完整，防止地下水滲進(jìn)結(jié)構(gòu)物內(nèi)影響沉井的正常使用。

沉井結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要對(duì)所施工地段的實(shí)地探查，其中包括對(duì)地址結(jié)構(gòu)以及施工地段周圍的建筑等考察。對(duì)于沉井的高度既要達(dá)到一定的深度滿足建筑基礎(chǔ)的需要，同時(shí)對(duì)沉井內(nèi)部的持力層也要有較高的承載能力。密實(shí)土層是持力層最好的選擇，沉井結(jié)構(gòu)的底層需要堅(jiān)實(shí)的土層作為沉井結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。對(duì)于沉井的平面尺寸，需要在設(shè)計(jì)圖紙之時(shí)為實(shí)際建造留有一定的偏離空間，防止沉井在下沉過(guò)程出現(xiàn)偏差影響整體結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。而沉井不同構(gòu)成結(jié)構(gòu)的不同設(shè)計(jì)方案要按照建造沉井結(jié)構(gòu)的不用來(lái)計(jì)算。每個(gè)結(jié)構(gòu)都有嚴(yán)格的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

3沉井結(jié)構(gòu)的施工

沉井的施工技術(shù)要求很高，但都是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件和水文環(huán)境來(lái)施工。沉井的施工步驟可以分為，平整場(chǎng)地，制作鋪墊木和底部墊層。這要求沉浸的施工場(chǎng)地平整穩(wěn)固，因?yàn)槌辆闹谱鲿r(shí)在地表進(jìn)行，因此地面需要土質(zhì)均勻無(wú)雜物。對(duì)于刃腳也要用其他沙石來(lái)填補(bǔ)使其均勻平整。刃腳下的一邊填塞砂，一邊對(duì)稱，抽拔出墊木是為了保證沉井在混凝土的澆筑過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，混凝土澆筑作業(yè)要對(duì)稱均勻以防沉井傾斜。沉井均勻開(kāi)挖下沉，在確定井壁到達(dá)設(shè)計(jì)的深度時(shí)，如果沉井穿過(guò)的土質(zhì)層含水量較大，而此時(shí)的地下水也比較豐富時(shí)，就要排水下沉。排水下沉能使挖土均勻，下沉過(guò)程也比較均衡，很少會(huì)使沉井結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜問(wèn)題。當(dāng)沉井結(jié)構(gòu)到達(dá)設(shè)計(jì)高度后，就可以準(zhǔn)備封底工作了。封底工作也會(huì)因施工現(xiàn)場(chǎng)的地基不同而有不同的封底方式。地基土質(zhì)較好，且涌水量小時(shí)，可以采取干封底。通過(guò)對(duì)沉井中間進(jìn)行集中抽水，往中心及澆筑混凝土。這種封底方式的施工成本低，施工工期短，又能保證良好的沉井結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。沉井結(jié)構(gòu)的施工難免會(huì)對(duì)周圍的建筑造成影響，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)施工圖紙時(shí)要考慮充分，為工程施工做好預(yù)留方案，盡量減少施工對(duì)周圍建筑的影響。在施工中要時(shí)刻將質(zhì)量控制和安全施工放在首位，既要保證沉井結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，也要保證施工人員的安全施工。

4結(jié)語(yǔ)

沉井結(jié)構(gòu)以其自身的優(yōu)勢(shì)被廣泛的運(yùn)用到現(xiàn)代建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在運(yùn)用沉井結(jié)構(gòu)時(shí)，要考慮周圍的地質(zhì)情況，做好沉井施工各個(gè)結(jié)構(gòu)的計(jì)算工作。在施工時(shí)對(duì)各個(gè)部分都要嚴(yán)格的采取施工技術(shù)，保證沉井結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

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