沉井施工控制论文

摘 要：沉井质量控制应先从施工计算着手做好施工准备工作，严格进行过程控制和监测才能确保质量要求。

1 工程概况

（1）本工程为浙江某地污水处理厂进水泵房，地下部分为钢筋混凝土结构，地上部分为砖混结构，泵站深为7.240m。设计地面标高为3.3m，施工期间实际地面标高为1.0m。根据施工要求，地下部分采用沉井施工工艺，沉井平面为矩形，长16.400m，宽12.000m，池壁剖面为阶梯形，井顶标高为3.300m，刃脚踏面标高为-5.840m，制作高度为6.840m。标高-0.100m以上，井壁厚为500mm，以下为700mm。

（2）根据工程地质勘察报告提供的资料，本工程施工深度内的土质情况如下：

第一层为粉质粘土，灰褐色，可塑状，湿，厚层状，中等压缩性，顶部为50cm厚耕植土，该层场地均匀分布，厚约1.8m，且物理力学性质较好。

第二层为淤泥质粘土，灰色，流塑厚层状为主，局部具薄层理，高等压缩性，该层场地地质均匀分布且厚度较大，尚未揭穿，物理力学性质较差。

2 结构形式

3 沉井施工前的几个要求 3.1 沉井施工条件

（1）制作沉井处的地面及岛面承载力应满足设计要求。地面以下的软弱地层，若不能满足承载力的要求时，应采取换填、打砂桩、填筑反压土体等加固措施。

（2）筑岛应符合下列规定：

①筑岛材料应用透水性好、易于压实的土（砂类土、砾石、较小的卵石），且不应含有影响岛体受力及抽垫下沉的块体（包括冻块）。

②筑岛的尺寸，应满足沉井制作及抽垫等施工的要求。无围堰筑岛护道宽度，不宜小于2m，临水面坡度，可采用1：2。有围堰的筑岛，决定护道宽度时，应满足沉井重量等荷载产生的对围堰侧压力的要求。

③岛面应高出施工水位0.5m以上。有流冰时应适当加高。 ④在斜面或软下卧层上筑岛，必须考虑土体稳定。

（3）采用土内模支承和采用模板及支垫支承制作底节沉井以及沉井抽垫，均应按照铁道部现行桥涵施工标准的有关规定执行。

3.2 沉井施工前的计算要点

（1）沉井下沉验算：由于沉井下沉是靠取出井池壁下的土，靠沉井自重来克服井壁四周和土的摩擦力来实现的，所以首先要进行沉井下沉的验算。

（2）沉井下垫层的验算：由于沉井施工时池底是不封闭的，四周井壁设计一般带斜角，因此对基础的承载能力要求较高。为确保沉井在浇注混凝土时不自行下沉，要对施工高度和重量的进行控制，所

以在施工前应对下部的基础进行验算，如不能满足时还需要进行加固处理。

（3）沉井上浮验算：沉井下沉后底部封闭完成后，井内是空的，由于地下水的原因会造成沉井上浮，如果此时沉井自重不大于上浮力，那么沉井就会上浮移动，造成相接的管道差，无法满足使用要求，所以要提前进行上浮验算。

4 沉井下沉验算

沉井下沉是沉井的自重（G）克服井壁四周土的摩擦力（T）和刃脚下土的正面阻力（R）实现的。

摩擦力的计算，首先要确定井壁摩擦力的分布形式和数值。根据本地区沉井工程施工经验，侧面摩擦力可取fc=1.4～2.0t/m2，5m以上为三角形分布，5m以下为矩形分布。根据现场土质以及其他情况，现决定开挖1.5m深后再进行沉井的施工，据此，本沉井井壁摩擦力按图示的分布形式进行计算。

5 砂垫层铺设厚度计算

（1）现场自然地面标高为+1.000m，因沉井顶标高也是+1m，沉井封底后还需施工上部结构，第一层的土质不是很好，故决定先开挖一个1.5m深的基坑，把沉井置于基坑内制作和下沉。基坑四周铺设碎石，边上设明沟和集水井。沉井内地面铺100厚碎石，刃脚下做1m厚砂垫层，垫层上均摸4cm厚水泥砂浆。详见布置剖面图。

（2）砂垫层厚度应满足P1≤P1/4的条件 刃脚下砂垫层表面平均压力为：

砂垫层暂定1m厚则传到砂垫层底部压力为： 6 沉井抗浮稳定计算 6.1 沉井下沉完后 6.2 井壁施工完后 7 沉井下沉

（1）沉井第一节混凝土达到设计强度的100%。

（2）沉井下沉前将砖垫层凿碎并清除，先凿刃脚外侧部分，后凿里侧。垫层凿除时，将垫层沿圆周分成四段，分区对称凿除。

（3）沉井采用排水下沉法。人工在井内取土，基坑边布置二台单杆抱，用吊斗将井内土吊出，装入卸土车运往卸土场。井内的水用潜水泵排至基坑集水井，再由集水井排出基坑。

（4）井内取土时，从中间开始，逐渐向四周分层均匀地进行，每层土厚度为300mm，挖至刃脚处时先留1m宽的台阶，然后再沿井壁每2m一段向刃脚方向对称，均匀地削薄土层，每次削100mm，直至刃脚处土体破坏，沉井下沉，如下沉很小，可再由中间向四周挖一层土，使沉井平稳下沉。

（5）沉井将沉至设计标高时，开挖深度应更薄些，避免发生倾斜，沉井下沉到距设计标高200mm左右时，停止取土，依靠其自重下沉至设计标高。

（6）测量控制与观测：

①沉井下沉前，在基坑上部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线（与轴线平行），以控制位置，在基坑附近设一个临时水准点，在井壁顶四面设沉降观测点，以控制标高。

②井壁内侧在中心线位置弹出垂直线。挖土时在中心线处各吊一个现锤对准下部标板，随时观测垂直度，当线锤离墨线达50mm（或通过沉降观测，发现四面标高不一致）时，即应进行纠偏。

③井壁外侧东西两面用白铅油画出标尺，刻度为0.1m，从底部起算，沉井下沉时，用水准仪观测沉降量。

④在沉井下沉过程中，要有测量人员跟班，加强位置、垂直度和沉降值的观常测。位置和标高每下沉0.5m观测一次，并做好记录；垂直度随时观测。如有倾斜、位移和扭转，应及时通知值班工长或计数人员，采取纠偏措施，使偏差值控制在允许范围内。

8 沉井封底

（1）沉井下沉到设计标高后，将井底土层稍加平整，使中间稍低于四周，然后回填200～400mm厚（视封底时基底土层情况而定）碎石，中间留集水坑抽水。经观测累计8h内下沉量不大于10mm时，即应浇灌封底混凝土。

（2）封底混凝土浇灌前，先将刃脚部位新老混凝土接触面冲刷干净，把井底水抽尽，混凝土浇灌时由四周向中间分层推进，每层厚度0.5m，并用振捣器捣实，混凝土浇灌时设2台泵车，对称布置。

（3）封底混凝土达到50%设计强度后，可施工钢筋混凝土底板，底板钢筋绑扎前，先将井壁与底板接触面凿毛（大扒皮），冲刷干净，底板混凝土浇灌。

（4）沉井封底时，如井底出水量较大时，中间留两个1m深的集水井，井内插入？准700带孔眼钢管、四周自刃角向中心挖排水沟填碎石作为滤水暗沟。集水井内用潜水泵不间断排水，使地下水位保持低于井底面30～50cm。钢管高度应高出封底混凝土面50mm，在底板施工前，再接一个？准500带法兰的钢管，待上部结构施工到一定程度后验算沉井的抗浮稳定性，满足要求后停止抽水，用硬性高强度混凝土迅速填入集水井内，然后上法兰盘用螺栓拧紧或焊固，法兰盘顶面应低于底板面100mm，上面用混凝土填平。

9 结束语

通过以上陈述，沉井质量控制应先从施工计算着手做好施工准备工作，严格进行过程控制和监测才能确保质量要求。

参考文献

[1]段良策，殷奇.沉井的设计与施工同济大学出版社2006. [2]建设部综合勘察研究设计院.建筑变形测量规程（JGJ/T8-97）.北京：中国建筑工业出版社，1998.