沉井基础在桥梁施工中的应用

陈伟东

摘要：本文简单介绍沉井基础的特点与应用范围，并探讨了沉井基础在桥梁施工中的应用技术要点。

关键词：桥梁；沉井；下沉；纠偏

一、沉井基础

桥梁工程中常用沉井作为墩台的深基础。沉井是一个柱体形无底无盖的井筒状结构，是井孔内不断除土，井体借自重克服外壁与土的摩阻力而不断下沉至设计标高，经过封底、填心以后，成为桥梁墩台的基础。

沉井基础埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，施工工艺并不复杂。同时，沉井施工时对邻近建筑物影响较小且内部空间可以利用，因而常用作为工业建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础，也常用作为矿用竖井、地下油库等。

沉井基础适用于上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理时；在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工时；岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大基础施工围堰有困难时。

二、沉井基础在桥梁施工中的应用

（一）基坑开挖

基坑开挖是沉井施工过程中的前提基础，更是保证其后续施工正常进行的主要手段。基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。在挖土的过程中是采用其相应的挖掘机进行开挖，且在挖土的过程中要和人工相互配合。基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥，能够在其日后的施工过程中保证施工的质量和施工顺利进行的相应手段和相应措施。是通过其相应的防护措施对其集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水而影响刃脚垫层的施工。

（二）沉井制作

沉井的制作过程包括在旱地沉井的制作、利用人工制作，以及在基坑中制作三种方式，通常要针对不同的情况采用不同的制作方法，但是最常见的制作方法是在基坑中制作。基坑中所制作的沉井其基坑的宽度要宽出沉井的宽度，周围还要有排水沟，集水井，地面水位要低于基坑底面0.5m，从沉井中挖出来的土方应该用来挡水。

沉井井壁模板是由定型模板和木定型模板组成的，如果利用的是木定模板，那么外膜一侧朝向混凝土方向的应该进行刨光处理，内外膜应该进行竖向分节支设。

在沉井中安装钢筋的时候，应该用吊车进行垂直吊装就位，如果是竖筋，可以进行一次性的捆绑，与井壁连接处的插筋应该利用焊接的方式，并且将接头错开。沉井内壁的隔墙可以与沉井的井壁进行同时浇筑，当沉井下沉以后，再进行井壁隔墙施工。

需要用混凝土对沉井进行浇筑的时候，应该沿着沉井四周搭设的脚手架方向，沿着井壁的四周灌入混凝土，这样的方法可以使浇筑的混凝土面保持一定的高度，避免因为基底受力不均，造成沉井沉陷，致使混凝土出现裂缝。

在通常情况下，混凝土浇筑完成后的十几个小时，对表层应该进行浇水养护。如果是在非常炎热干燥的天气里，混凝土浇筑两个小时以后，就应该在上面洒水，这样做可以避免阳光直晒在混凝土层，使混凝土层出现裂缝，同时要注意洒水的时候应该掌握好水量，避免水过多，造成混凝土流失出现坍塌。

（三）沉井下沉

沉井下沉施工过程中，经常观测沉井的倾斜度，如发现井箱出现倾斜或位移，要立即采取措施进行纠偏，施工中主要采取以下纠偏措施：

1、倾斜纠正措施

当沉井发生倾斜时，在下沉量少的一侧加强取土，促使该侧下沉。同时，在下沉量大的一侧停止挖工，或适当填筑砂石或石块，放慢下沉速度，待沉井正位后再均匀分层取土。若挖土纠偏无效，在下沉量少的一侧的井箱外壁注射压力水，使该处的土成为泥浆，以减少土的摩助力，促使该侧沉井加快下沉。当纠偏至接近正常位置时，停止射水，并用细砂填充沉井外壁与土之间的空隙。

2、偏移纠正措施

有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至刃脚中心线与设计中心线位置相吻合或接近时，再倾斜纠正。

（四）沉井封底技术要求

当沉井下沉到一定的设计标高之后，方可停止，并进行沉降观测工作，如果8米内下沉量不超过10mm时，就可以进行封底。常用的封底方法有干封法和水下封底法两种。

1、干封法技术

要将沉井底部土面全部挖至设计标高，且在中间局部深挖以形成集水井。要切实用水泵在集水井中连续抽水，使地下水位面降至沉井底面以下，随后用掺有早强剂的混凝土将集水井以外的全部底板一次浇筑，待底板混凝土达到设计强度以后，用掺有速凝剂的混凝土迅速把集水井封死。

2、水下封底法技术

要将基底土渣清除干净，若是为软土应铺碎石垫层。安装水下浇筑混凝土的钢导管，导管管段的接头应密封良好。水下浇筑混凝土的强度等级应比设计强度提高10%到15%之间。水灰比不宜大于0.6，并要有良好的和易性，初期坍落度宜为14到16cm，以后应为16到22cm。每立方米混凝土中水泥用量一般为300到400kq。浇筑混凝土时，导管插入混凝土的深度不应该小于1m。沉井全部底面的混凝土应连续浇筑，要采取一次完成。

三、桥梁基础沉井施工质量控制要点

（一）裂缝问题

在沉井制作过程中非常容易发生外壁粗糙、井筒裂缝以及歪斜等问题，而产生这些问题的原因就是没有充分的做好模板浇筑施工的前期准备工作，在这个过程中一定要进行浇水湿润，清理干净裂缝，并且要严封拼缝。假如出现裂缝的情况，一定要立即堵严，避免发生漏浆的情况。对于模板一定要进行相应的支撑，以确定其具有足够的刚度以及稳定性，设置一定的排水设施，避免发生浸泡的现象。

（二）土质软硬不均或土层变化

对人工填土先挖沉井中部土层，沿刃脚周围保留土体，然后从中部向刃脚分层均匀对称削薄土堤，直至均匀下沉。对松软土（细砂）先开挖中部土层，沿刃脚四周保留土体，使沉井挤土下沉；对较硬粘土层逐段挖除粘土，逐段回填细砂，待全部换填完成后，再对称均匀逐步挖出回填细砂。对黏土层先开挖沉井中间30cm厚的土，然后再分段开挖靠公路侧刃脚下的土，挖完后及时用细砂回填夯实，待最后几段掏空回填后再对称均匀开挖沉井四周的土。

（三）井内一侧出现流砂

首先采用降排水措施将沉井内外水头差控制在1.3m以内。然后每次开挖深度不大于40cm，先开挖中部土层，沿刃脚四周保留土堤，使沉井挤土下沉。同时在沉井顶部四周均匀加载砂袋，增加沉井自重，使沉井快速穿过细砂层。

（四）刃脚下掏空过多，使沉井不均匀突沉

在人工填土和细砂层挖土下沉时，在刃脚部位保留约50cm宽的土体，控制均匀削土，使沉井挤土缓慢均匀下沉。在粘土层中严格控制挖土深度，每次挖土深度为30cm，严格按次序均匀对称挖土，不得在刃脚部位过多掏空。严格控制水頭，减小动水压力，避免出现深的锅底将刃脚掏空。

（五）垂直度偏差过大引起偏移

加强过程中的测量控制和检测频次，发现垂直度偏差大于8cm、偏移大于2cm时及时进行纠正。

（六）封底、底板加工中存在的问题及改进措施

在沉井的封底、底板加工过程非常容易发生安全问题。可以在进行封底混凝土浇筑之前搭设井顶平台，设定支架，按照混凝土的浇筑速度进行操作，之后排除井内的所有积水，对底板钢筋开展相应的施工操作。

参考文献

[1]王虎.软弱地质条件下大直径钢壁沉井施工技术[J].上海铁道科技，2013年1期.

[2]马耀兵.沉井干封底施工处理工艺[J].山西建筑，2011年9期.