建筑工程沉井基础施工技术原理及施工方法探讨

王广华

【摘要】沉井下沉过程中要加强施工观测，出现偏差时要分析原因及时调整。当地下水位以下有细砂、粉砂层时，如排水取土，将产生流砂现象，大量砂土涌入井内，使沉井倾斜，对施工造成很大困难。本文就沉井基础施工技术方法及注意事项进行了探讨。

【关键词】沉井基础；施工技术；技术方法

0 前言

沉井（又称为沉箱）由于对周围环境影响较小，需要场地不太大，所以在城市建设中广泛用于各个专业。例如城市管线施工时，使用沉井做工作坑或检查井，可以避免直接开挖施工造成占地过大而影响道路交通或者周围有建筑物无法开挖等。但沉井较一般开挖工程要复杂，遇到的问题比较难以处理。如何能够避免这些问题或是将这些问题处理在萌芽阶段，将是沉井施工成败的关键。沉井基础施工在工程施工过程中作为一项首要环节，其施工技术方法的意义至关重要，必须严格加强其质量的控制和管理，同时对于不同形式的沉井基础，还应根据实际情况采取不同的措施，只有严格按相关规范进行施工才能充分保障施工质量，才能有效减少施工安全隐患。

1 沉井施工技术原理

沉井基础是一个井筒状的结构物，它是从井内挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后采用混凝土封底并添塞井孔，使其成为建筑物的基础，沉井基础由于埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直载荷和水平载荷；沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水的围堰结构物。施工工艺并不复杂。沉井施工顺序包括施工前的准备工作——三通一平（地基处理）、开挖基坑、沉井制作、沉井下沉、沉井封底、封顶等主要施工工序，下面将详细介绍沉井的施工技术。

2 沉井制作

2.1准备工作。首先沉井施工场地要平整，平整范围要大于沉井外侧面1m到3m，场地整平后进行放线定位，定位要准确，并经验收合格后才能正式施工。

2.2铺垫木、立底节沉井模板和绑扎钢筋。沉井通常是在原位制作，可采用如下不同方法。

2.2.1垫木法。先在场地上铺一层厚约0.5m的砂垫层（以方便抽取垫木）。在砂垫层上的刃脚处对称的铺设适当的垫木，再在垫木之间添实砂土，然后按照设计的尺寸立模、浇筑第一节底节沉井。

2.2.2无垫未法。在均匀土层上，可采用无垫木法。浇筑一层与沉井井壁等厚的混凝土，代替垫木和砂垫层。浇的混凝土位于刃脚的下方，其作用是保证沉井在制作过程中和开始下沉时处于垂直方向。

2.2.3土模法。如地基为均匀的粘性土，可采用土模法制作沉井。土模法分两种，填土内模：即先用粘土、粉质粘土按照刃脚及隔墙的形状和尺寸分层填筑夯实，修整表面使之与设计相符。挖土内模：当地下水位底，土质较好时，可采用挖土内模。在刃脚部位，按照设计的尺寸，开挖基槽，以地基土作为天然模板。

2.3浇筑混凝土

浇筑沉井混凝土时，应对称、均匀地进行，以免地面不均匀沉降而引起沉井破裂，最好一次连续浇筑完成。

2.4拆除模板和垫木

当沉井混凝土的强度达到设计强度的25%以上时，可拆除内外侧模板；达到设计强度75%时，可拆除隔墙底面和刃脚斜面模板。当混凝土达到设计强度时，就可拆除垫木。垫木中最后拆除的4根，称为定位垫木，常用红油漆标明。拆除垫木的顺序是：先内壁，后外壁，先短边，后长边。长边下的垫木是隔一根撤一根，以定位垫木为中心，由远而近对称地撤除。在撤垫木前，可先撬松垫木下的地基土，每撤除一根，在刃角处随即用砂土回填捣实。

3 沉井下沉

沉井下沉，就是通过在沉井内用机械或人工的方法均匀除土，消除或减小沉井刃脚下土的正面阻力，有时也采用减小井壁与外侧土体的摩阻力的方法，使沉井依靠自身的重量，逐渐地从地面沉人地下，其下沉施工方法有：排水下沉、不排水下沉或中心岛式下沉等。

对于陆地上的沉井是以排水下沉为主，可采用机械抓土，人工配合，或人工挖土，机械做垂直运输的排水明挖法施工，以及用水力机械来代替人工挖土的排水法下沉。也可用空气吸泥潜水员配合或机械抓土潜水员配合的不排水下沉。对于在河流中人工筑岛上的沉井、浮运沉井或者水边滩地粉砂层地段的沉井，应以水下除土的不排水法下沉为主。可见沉井下沉究竟采取排水下沉还是不排水下沉，这要根据沉井所处的位置和沉井穿过土层的情况来决定。

对于深度较深，平面尺寸较大的沉井，下沉后期，沉井外壁的摩阻力将增加到很大，或者沉井井壁较薄，自重较轻，以及沉井下沉系数较小的沉井，下沉到一定深度后，由于外井壁摩阻力的增大，沉井下沉困难，有时可能就沉不下去。在设計和沉井制作之前，就应考虑在井壁外侧设置泥浆润滑套，或者在井壁（外侧）内埋没管道。以便用高压射水或喷射压缩空气等方法来降低沉井外壁的摩阻力，以及在沉井下沉过程中采用在井壁旁压重或在井壁内降低地下水位等措施，帮助沉井下沉，使沉井能顺利下沉到位。

4 沉井封底施工

当沉井下沉至设计标高的要求范围内，经沉降观测，其沉降率（待8h内沉井自沉累计不大于10mm）在允许范围内，即可进行封底，封底分干封底和水下封底两种。下面将详细介绍干封底施工技术：

4.1准备工作

4.1.1沉井封底前，在井壁底部凹槽内和隔墙预留钢筋处，需要进行凿毛，将刃脚处凹槽内的污泥清理干净。

4.1.2在井点降水条件下施工的沉井，在封底前应用大石块或其他砌块将刃脚斜面下垫实，同时要检查井点降水设备是否完好，并能保持连续抽水。采用触变泥浆护壁下沉的沉井，当下沉到设计标高。立即准备进行置换触变泥浆工作。

4.4.3准备好封底时所需的各种材料和机具（包括混凝土），以及制定出封底方案。当沉井下沉到设计标高前（还应预留一定的抛高度），应及时进行封底，若拖延时日，有可能发生条件变化，产生偏差，或有大量土体涌入井内等，给干封底带来很大的困难，因此，应抓紧做好封底的准备工作。

4.1.4封底前，还应做好井内集水井筒，以便封底时预放在井底的一定（各仓）位置，便于封底后抽除地下水之用。其深度、大小应满足水泵吸水要求。

4.2千封底施工

封底前按照设计规定，一般先铺一层碎石（或砾石砂）。整平后，再浇筑素混凝土封底（也称为垫层）。浇筑混凝土时均需沿井壁四周向中央进行。素混凝土封底应一次浇筑，分格、分批、逐段、对称进行，不得中途停顿，避免产生施工缝而造成渗漏，浇筑封底混凝土时，不得堵塞集水井，保证井内排水工作能继续进行，以保证混凝土在终凝以前不浸水。素混凝土封底后表面要平整。当强度达到设计强度的25%以上时，才允许在上面绑扎底板钢筋。钢筋要绑扎好。

5 结语

沉井基础是位于建筑物最下部的构件，承受着建筑物的全部荷载，并将这些荷载传递给地基。建筑基础工程属于地下隐蔽工程，在建筑工程竣工后，难以检查基础的施工质量。一旦发生事故，难以补救，甚至造成灾难性后果。本文阐述了建筑沉井基础施工现状，分析了其出现的质量问题，并探讨了建筑工程基础施工技术措施。若沉井基础工程出现质量问题，将会导致整个建筑沉降、偏斜，甚至引发难以补救的重大安全事故，造成灾难性后果。因此，研究并探讨地基基础工程事故发生的原因，并对地基基础工程事故采取有效的防治措施是十分重要的。

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