市政建筑沉井基础施工技术

冯强

摘要：本文简单介绍了沉井基础施工技术，并探讨了其在市政建筑中的应用。

关键词：市政建筑；沉井基础；下沉

一、沉井基础施工技术

沉井是在土层中修筑地下建筑物的方法之一。沉井在施工期间是一个上无盖、下无底的筒状结构，通常用钢筋混凝土制成，在其井壁的挡土和防水的围护作用下，从井内取土，借其自重使之下沉至设计标高。沉井下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，与明挖法相比，简化了施工；可就地制作，所需机械设备简单；作为地下建筑使用，其单体造价较低；主体部分的混凝土在地面上灌筑，质量较易保证，整体刚度亦较大；防水可靠；且对邻近建筑物的影响较明挖法少。因此在一定场合下，沉井法是一种较好的方案。沉井基础有多种施工方法，具体如下：

（一）钻吸不排水沉井法

钻吸排土沉井通过特制的钻吸机组，在水中用高压水冲结合潜水钻破土、真空吸泥相配合的方法，对土体的切削破碎以及同时完成排泥工作，从而使沉井下沉到达设计标高。该法适用于穿过的地层为较厚的亚砂土或粉砂层，且含水量很大（含水量为30%～40%）的土层时，或附近水源补给丰富，沉井下面的土层不稳定，容易出现流砂或涌土的土层地段。

（二）排水下沉沉井法

该法是在沉井基坑四周设置一定数量降水用的集水井，通过水泵将沉井内与集水井将排水排到排水沟或排水管道，通过挖掘机等取土机械将土挖运，同时沉井在自重作用下，下沉到达设计标高。适用于场地面积大，土质较好，地下水位较低的施工地点。

（三）泥浆润滑套沉井法

泥浆润滑套是把配置的泥浆灌注在沉井壁周围，形成井壁与泥浆接触。选用的泥浆配合比应使泥浆性能具有良好的固壁性、触变性和胶体稳定性。这种有提高沉井下沉的施工效率，减少井壁的污土数量，加大了沉井的下沉速度，施工中沉井稳定性好等优点。

（四）壁后压气沉井法

壁后压气沉井法也是减少下沉时井壁摩阻力的有效方法。它是通过对沿井壁内周围预埋的气管中喷射高压气流，气流沿喷气孔射出再沿沉井外壁上升，形成一圈压气层（又称空气幕），使井壁周围土松动，减少井壁摩阻力，促使沉井顺利下沉，与泥浆润滑套相比，壁后压气沉井法在停气后即可恢复土对井壁的摩阻力，下沉量易于控制，且所需施工设备简单，可以水下施工，经济效果好。

二、市政建筑沉井基础施工技术应用

某市政再生水出水泵房地下部分钢筋混凝土矩形筒壁结构，外墙壁厚600，一道内隔墙厚450（沿纵向，即长边平行方向），短向底部设6道地梁（兼刃脚），刃脚底标高为-8.000m，宽度有400（外墙下）、450（内隔墙下）、600（短向地梁下）等；于标高-5.200m处为600厚钢筋混凝土底板（板顶，此板后浇）；于标高0.000m处又设6道600×1000的钢筋混凝土梁（梁顶标高0.000m），标高3.500m为200厚顶板，其上为一层框架结构。

（二）沉井施工

1、地基处理

本工程的沉井持力层处在淤泥质粉质粘土层或淤泥质粉质粘土夹粉土内。该层土体湿度达到饱和，为流塑状态，属高压缩性，Ps平均值较低，承载强度也相应较低。针对这一不利的地质情况，设计要求对该层土体采取水泥搅拌桩或钻孔灌注桩的处理措施，使地基得到加固，并防止或减少渗透和不均匀的沉降。

2、制做第一节沉井

制造沉井前，应先在刃脚处对称铺满垫木，以支承第一节沉井的重量，并按垫木定位立模板以绑扎钢筋。垫木数量可按垫木底面压力不大于100kPa计算，其布置应考虑抽垫方便。垫木一般为枕木或方木（200mm×200mm），其下垫一层厚约0.3m的砂，垫木间间隙用砂填实（填到半高即可）。然后在刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，再立外模浇筑第一节沉井。模板应有较大刚度，以免挠曲变形。当场地土质较好时也可采用土模。

3、拆模及抽垫

当沉井混凝土强度达设计强度70%时可拆除模板，达设计强度后方可抽撤垫木。抽垫应分区、依次、对称、同步地向沉井外抽出。其顺序为：先内壁下，再短边，最后长边。长边下垫木隔一根抽一根，以固定垫木为中心，由远而近对称地抽，最后抽除固定垫木，并随抽随用砂土回填捣实，以免沉井开裂、移动或偏斜。

4、第二节沉井制作与下沉阶段

第二节沉井的制作与下沉阶段。主要施工内容有：（1）根据设计和规范的有关要求，完成上下节沉井之间的施工缝处理工作。 （2）第二节沉井的钢筋绑扎和支模，其中穿插进行安装预埋预留的配合工作。（3）第二节沉井的混凝土浇捣、拆模与养护，同时完成沉井第二次下沉的有关准备工作。

5、井内挖土

应根据沉井中心划分工作面，挖土应分层、均匀、对称地进行。挖土要点是：先从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖土厚度为0.4～0.5m，沿刃脚周围保留0.5～1.5m的土堤，然后再沿沉井井壁每2～3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层，每次削5～10cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重的作用下挤土下沉。井内挖出的土方应及时外运，不得堆放在沉井旁，以免造成沉井偏斜或位移。

6、封底

沉井达到了设计要求的标高后，即可进行封底。用铁板焊一个小铁筒，其直径根据水泵的大小决定。下半截打若干个孔，周围用8号铅丝缠好（或用棕片绑好），放在已挖好的抽水井中。筒底下垫30cm厚的石子，挡住砂子和淤泥，然后抽水，铁筒上口高度应与混凝土底板的一半高度相平，筒的外边满填级配砂石，厚度在30cm左右，水从砂石底下及缝隙中被抽走，上面打混凝土垫层就不受影响了，然后打好混凝土垫层。

封集水井时，先准备好不加水的混凝土拌和物、电焊机、和封小井的铁板。将水泵快速拔出，用小水斗快速地将从水泵倒回的水掏走，把拌和物填人小井中用木夯夯实。然后把已切好的铁板盖盖在铁井筒的口上，用电焊机把周围的缝隙焊好焊严，使焊口处不能漏水，这样地下水就彻底被封在底板下边。然后再把小井筒盖上边的一半板底厚度的洼坑用混凝土补齐抹平。如果有几个集水井时，应按上述方法一个一个地封好，整个封底工作就结束了。

三、沉井技术运用过程中出现的问题与控制

（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。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）下沉施工中存在的问题及改进措施

在沉井下沉的过程中，通常会发生下沉过慢、过快、悬挂、筒体倾斜等问题。对于下沉过慢而言，可以增加沉井的自重予以解决，或者增加刃脚上部的空隙；对于下沉过快而言，可以重新调整土层的挖掘施工，改进排水的方式；对于下沉悬挂而言，可以先挖掘土层比较硬或者有倾斜的土层，然后挖掘土層比较弱的，实现沉井的均匀下沉；对于筒体倾斜而言，可以根据土质的不同情况，进行分层挖掘，使刃脚的受力达到均匀，进而实现沉井平稳、竖直、均匀的下沉。

（三）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]刘红梅.沉井应用及常见问题探讨[J].民营科技，2011年2期.

[2]骆夏平.关于市政工程沉井施工有关问题的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2012年14期.