某矩形沉井基礎施工質量控制技術研究

辛燕梅 馬鑫云 陳玉鍵 王璐

摘要：沉井基礎具有良好的穩定性和整體性，但在施工過程中容易引發沉井傾斜等質量事故，本文根據某矩形沉井基礎施工實例，介紹了沉井施工的基本流程，詳細分析了沉井質量控制的關鍵環節，重點對沉井挖土下沉與沉井糾偏技術進行了分析，可供類似工程參考。

Abstract： The open caisson foundation has good stability and integrity， but it is easy to cause quality accidents such as sinking of the open caisson during construction. This article introduces the basic process of open caisson construction based on a rectangular open caisson foundation construction example， analyzes the key links of open caisson quality control in detail， and focuses on the analysis of open caisson excavation subsidence and open caisson deviation correction technology， which can provide reference for similar projects.

關鍵詞：沉井;糾偏;取土;監測

Key words： open caisson;rectification;taking soil;monitoring

中圖分類號：TU753.64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）21-0143-02

1? 工程概況

沉井基礎由于承載面積大，因此具有良好的穩定性和整體性，能承受較大的水平及豎向荷載，其在施工過程中無需圍護結構，施工可靠性較高，因此在軟弱土體的基礎施工中得到廣泛的應用。但沉井基礎的施工技術要求比較高，在施工過程中一旦控制不當容易引發沉井傾斜等質量事故。基于此，本文依據某矩形沉井基礎的施工實例，對沉井施工質量控制的關鍵環節進行分析探討，以供類似工程參考。

該沉井為一座跨水庫特大橋的橋臺基礎，沉井為5m×5m的矩形結構，井壁為厚100cm的鋼筋混凝土，沉井總長達15m，根據施工鉆探成果，沉井施工范圍內的地層條件如下：

0-2m：雜填土，雜色為主，稍濕，由大量碎石，少量粘性土組成，結構松散，分布于場地表層。

2-5.8m：黏土，黃色，灰黃色，可塑狀，切面較光滑，韌性干強度高，一般具弱膨脹性，干易開裂，遇水易軟化。

5.8-9.8m：含有機質黏土，灰黑色、褐灰色，軟可塑狀，軟塑狀為主，有腥臭味，局部相變為泥炭、軟塑狀黏土、粉質黏土，切面光滑，韌性干強度低。

9.8-13.5m：黏土，黃白色，褐灰色，可～硬塑狀，切面光滑，韌性干強度高，一般具弱～中等膨脹性。

13.5-20m：粉土，褐灰色，淺灰色，中密狀，局部稍密，上部夾薄層狀礫砂，飽和，無光澤，搖振反應中等，層間含薄層狀粉質黏土、黏土。

2? 沉井施工流程

沉井的施工流程如圖1所示，包括七個主要步驟：第一步先是測量放線與平整場地，鋪墊木、制作第一節沉井;第二步是拆除模板，刃腳下對稱抽拔墊木;第三步，均勻開挖沉井內土體，第一節沉井下沉;第四步，澆筑第二節沉井混凝土，繼續前一節步驟開挖土體下沉井體;第五步，按此流程接續下沉，直至設計標高;第六步，進行沉井的封底處理;第七步，沉井內部結構施工并封頂。

3? 沉井施工質量控制關鍵技術

3.1 支架工程質量控制措施

本工程采用鋼管支架，支架施工順序為：地坪處理→豎立桿→搭設掃地桿→縱向水平桿→橫向水平桿→加設剪刀撐→鋪設腳手板→在作業面搭設護身欄桿→掛安全網。

支架工程的質量控制要點為：重點控制支架架體的水平與垂直度，避免因架體不平衡導致的變形扭轉以及架體中部下垂和外傾。施工時，應將縱向水平桿設置在小橫桿上部及立桿內側，同時采用十字扣件將之緊扣與立桿之上。縱向水平桿用對接扣件連接，接頭應岔開設置不得在同一跨內，相鄰接頭之間應錯開設置，錯距應大于500mm。如果采用旋轉扣件，則應使用3個扣件進行對接。

3.2 模板工程質量控制措施

模板工程安裝工序為：安裝前檢查→內側模板吊裝就位→安裝斜撐→清理雜物→插入對拉螺栓→安裝就位外側模板→安裝斜撐→調整模板位置→緊固穿墻螺栓→斜撐固定。模板工程的質量控制要點為：模板分次制作分別安裝，待混凝土分段澆筑完成后，再分段拆除模板;模板安裝按照先內后外的順序進行，模板安裝與鋼筋綁扎要緊密配合，如果模板安裝妨礙鋼筋綁扎，則應待鋼筋綁扎完畢后再立模板;模板安裝完后，要檢查螺栓、扣件等是否牢固穩定，模板縫隙及下口是否嚴密平整且不漏漿;在進行模板質量驗收時，應重點控制模板的尺寸、平整度、預埋件等項目。

3.3 沉井混凝土工程質量控制

本工程采用C35商品混凝土。混凝土澆筑的自由高度應控制在2m以內，如果澆筑高度超過2m，應加串筒澆筑。應對稱進行混凝土的澆筑，確保兩側荷載平衡，采用分層平鋪法澆筑混凝土，分層的厚度控制在50cm左右，應先于混凝土澆筑在沉井根部澆筑30-50mm厚且與混凝土同配比水泥砂漿，砂漿鋪筑保持與混凝土澆筑同步進行，砂漿與混凝土澆筑點間的距離控制為3m左右，如果在雨季施工，則需在混凝土中加入早強劑。沉井下沉時，混凝土的強度應達到75%以上方可進行下沉施工。混凝土澆注完畢后，須進行養護，當混凝土達到設計強度后再拆模，養護時間不得少于72小時。

3.4 沉井下沉施工質量控制

本沉井下沉施工取土采用機械為主、人工為輔的方法，下沉施工時要求混凝土強度達到設計值的75%以上。下沉施工前先鑿除刃腳墊層，墊層鑿除按照先內后外的順序對稱施工，避免沉井傾斜，施工前為便于控制沉井的傾斜度，應在沉井井壁上畫出測量標尺點和水平指示尺。為保障沉井均勻下沉，沉井刃腳部位采用人工方式進行取土，取土順序為從沉井中間開始逐漸向四周擴展，單層取土厚度控制在50cm左右，沉井刃腳周圍應保留1.0m左右的土堤，然后沿沉井壁向刃腳方向對稱、逐層、均勻地的削薄土層，每次控制字50mm左右，直至土層受刃腳擠壓破裂，沉井受自重作用開始均勻垂直下沉。沉井取土應始終保持中間稍低于四周，但高差需控制在1m之內，嚴禁深鍋挖土，避免應土體突沉造成沉井范圍內地面沉陷和沉井傾斜的風險。沉井下沉時應對沉井四周加強監測，一旦觀測到偏移、扭曲等問題應及時予以糾正。

3.5 沉井下沉過程中的糾偏措施

由于地層不均勻以及施工過程難以精確控制，在沉井施工過程中，難免會發生沉井偏移現象，因此應及時組織糾偏施工。在沉井下沉的初始階段應采用“多沉則少挖，少沉則多挖”的原則進行糾偏，刃腳下挖土要避免過量掏空，杜絕通過大量挖土來糾偏，以免引發更大的偏斜。沉井施工時，應隨時分析觀測數據，以測量數據為基礎組織糾偏措施，當沉井的偏斜量達到設計允許值的1/4時，便要組織糾偏，糾偏應堅持勤糾和緩糾的原則。沉井每下沉一次均需對垂直度與中心軸線進行復測檢查，施工過程中應注意排水，避免因地下水浸泡導致基礎的不均勻沉降。當沉井下沉至接近設計標高1m時，應減慢下沉速率，至接近設計標高30cm時應停止取土開挖，測量沉井在不取土時的下沉速度，確保沉井下沉標高嚴格控制在范圍內，杜絕土體超挖。

3.6 沉井封底施工質量控制

沉井下沉達到設計標高后，先清除污泥雜物，超挖部分采用碎石夾砂進行填實，當沉井下沉至距設計標高10cm時，停止挖土和排水，依靠沉井自重下沉設計底標高，再經過2-3天達到下沉穩定狀態，或經觀測沉井在8天內的累計下沉量不大于10mm時，即可進行沉井封底施工。先將井底修整成鍋底狀，再從四周向中心挖出放射狀排水溝，內填卵石形成排水暗溝，并在中心位置設置深1.5m左右的集水井，將井底水流匯至井中，用潛水泵排出，確保井內水位低于基底0.5m左右。封底包括三層，依次為：厚1m的毛石、厚1.2m的C15素混凝土、厚0.45m的C35P6混凝土底板，最后施做厚0.6m的C15混凝土封底層，并留設集水井，如圖2所示。

4? 結束語

通過本沉井施工實例，本文介紹了沉井施工質量控制的關鍵環節，總結該沉井施工經驗，得出以下結論：沉井施工質量控制的關鍵在挖土與糾偏工作，沉井的糾偏是一項常設工作，糾偏過程應小心謹慎，并堅持以監測數據為指導。

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