沉井施工工艺探讨

沉井施工工艺探讨

董晨 韦智操

中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北武汉， 430000

摘要：现随着国内经济的迅猛发展，城市范围不断扩张，需要不断提高城市综合排水能力，污水管网的建设及污水处理厂日处理量的提升尤为重要，沉井是修筑市政污水干管和提升泵站等地下构筑物建设中频繁使用的施工方法之一，在地下建筑工程施工时得到广泛运用。沉井施工下沉过程可分两种；排水下沉和不排水下沉，沉井封底施工也分为两种：干封底和水下封底两大类。本人结合某污水厂厂区粗格栅进水泵房沉井项目实际情况，展开细致调研，详细阐述沉井施工中适时切换排水下沉与不排水下沉两种施工方法，并分别介绍了沉井下沉中采取的控制措施、选用的设备及下沉中出现涌砂的处理方法。

关键词：沉井；施工；工艺

1工程概况

某污水处理厂粗格栅进水泵房为方型大型地下取水构筑物，钢筋砼方形结构，粗格栅进水泵房沉井刃脚底标高为-17.7m，底板面标高-14.40m，顶板标高为罗零标高6.80m，沉井平面整体尺寸27×24.2m分为4×4方形16孔，沉井共分四节底下两节0.95m厚,上面两节0.80m厚，四节沉井总质量约9000T。

2地质情况

施工原始场地面标高约为罗零标高6.10米，沉井施工土层从上之下可分为：(1)杂填土层：松散，厚度约1.8m;(2)粘土层：松散-稍密，厚度约0.70m;(3)淤泥层：流塑-软塑，层厚约25m;沉井处在○2层粘土层(薄层)和○3淤泥层(厚层)中。场地内的地下水主要为在于淤泥层中的潜水，因场地存在旧河道地下水稳定在罗零标高5米处即-1.9米标高。

3沉井施工工艺

3.1准备阶段

首先，在进行具体的沉井施工工作之前，建造单位与施工负责单位需要针对沉井施工场地的各项数据参数与专业信息进行充分的收集与记录，对各项基本数据进行有效的收集与汇编，保证完成基本的摸底任务。同时，有关部门与负责单位还需要针对具体的沉井施工活动制定好施工建设方案，充分结合施工地点的特殊情况与地方特色进行专门的设计与规划，使具体的沉井施工建设方案可以满足实际需求与发展需要。在具体的沉井施工计划中，设计单位要保证一线施工人员的高效作业，使每一个一线施工人员都可以有着明确的分工，不会出现人员冗杂的情况，从而影响沉井施工工作的顺利推进与有效开展。此外，在具体的沉井施工规划之外，有关单位与施工部门还需要根据可能出现的特殊情况设计好应急预案，保证施工单位在面对突发情况时可以平稳的度过，有效的推进沉井施工过程的顺利推进与有效开展。最后，施工场地的清理工作以及施工建材的选择与准备都是准备阶段需要进行的重要工作，需要引起施工单位的充分重视。

3.2基坑开挖

采用1m3挖掘机进行基坑开挖，禁止超挖，并由人工修平基坑边坡和底部，再用自卸车将土方运到临时堆场。此外，要在基坑底部四周布置排水沟和集水井，及时将基坑内的水抽走，以保持坑底土层的干燥，并将地下水位控制在坑底标高以下50-100cm。最后，要清除基坑中松软的土质，为防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂，要用砂性土回填基坑，并且要夯实。

3.3沉井预制

（1）刃脚支垫。沉井的刃脚支设采用垫架法，垫架法是先在刃脚处铺设砂垫层，然后接着铺设垫木和垫架。一般要求采用150mm×150mm的方木做垫木，并且垫架要沿刃脚圆弧对准圆心铺设。（2）模板支设。由于浇筑速度会对模板产生很大的侧压力，因此，内外模板的钢圈都应采用两根槽钢制作，并用直径16mm的对拉螺栓固定，中部设止水片，与螺栓接触的一圈要满焊。此外，孔口要用M5水泥砂浆和MU1O砖砌实，以防止下沉时重量不等，影响重心偏移和泥水涌入沉井内。（3）钢筋绑扎。钢筋要在现场加工成型，并垂直吊装就位，然后进行人工绑扎。绑扎的具体要求是：一次绑好每节井壁的竖筋，分段绑扎水平筋，插筋要伸出，与上节井壁连接处的接头应错开1/4。当垫层混凝土达到设计强度的50%后可进行底板钢筋的绑扎，钢筋应按设计要求伸入刃脚的凹槽内，此外，应注意将新老混凝土的接触面冲刷干净。

3.4沉井下沉

在该市政工程沉井中施工人员经过综合考虑选择使用专门的泥浆泵进行排水下沉施工。在施工过程中，施工人员首先需要在沉井中央位置进行取土，由此形成深度至少高于沉井刃脚标高100cm至150cm的锅底。随后从锅底中间逐渐向四周扩大，使得沉井可以利用自重完成下沉。但在取土时要求施工人员保障取土的对称性，这主要是一旦某一侧取土过多，则容易导致沉井自重偏向一边，进而直接影响沉井下沉的均匀性。图2为沉井下沉中的取土施工。

为避免出现沉井下沉偏离的情况，施工人员通过在沉井外壁弹周围水平线，并将井筒内部均匀分成8等分，依次清晰标注出相应的垂直轴线，在每一个垂直轴线上吊有一个线坠，线坠和下部标板相对准。施工人员每隔2小时进行一次沉井下沉观测，一旦发现垂直线与标准垂线的偏离值超过5cm，或标高差达到10cm，则需施工人员根据实际情况，对挖土标高进行相应调整以达到纠偏的目的。特别是在沉井下沉与标高相接近时，施工人员可将砖墩分别垫在四角位置处，令沉井压于砖墩上，从而有效增强沉井下沉稳定性。

3.5沉井封底

当沉井下沉至设计标高且经过一段时间的观测后，沉井的累计下沉量始终控制在1cm时，施工人员则应当立即进行沉井干封底施工。此时，施工人员首先需要清除刃脚位置处新旧混凝土接触面的渣土，同时适当修整井底从而构成一个完整的锅底。随后按照由刃脚逐渐向中心的顺序挖设新排水沟，并将卵石填铺于排水沟内形成一个滤水盲沟。在其中央位置处设置2个或3个连接着盲沟的集水井，使得井底地下水能够统一汇聚在集水井中，便于施工人员统一利用潜水泵将其完全排出，要求井底地下水位始终需要比基底面至少低50cm。将厚度为1.5cm的卵石均匀铺设于封底，并在其上浇筑一层混凝土垫层，待其设计强度至少达到50%后，将卷材防水层铺设在垫层上，同时用钢筋将其牢固绑扎，钢筋的两端需要分别伸至沉井刃脚中，此时施工人员按规定操作规范完成底板混凝土的浇筑、垫实捣平即可。

3.6井体偏斜监测

各监测站要对沉井进行全过程的沉降和位移监测，然后汇总并分析取得的数据。为了准确监测井体的偏斜，各监测站要架设一台经纬仪，并以井壁上的纵向墨线为依据进行井体扭转量的监测。为了掌握沉井在不同土质层中的下沉速率，要将测量取得的数据与原始值进行对比分析，绘制沉降速率图表。在监测井体偏斜时要注意：第一，沉井接近设计标高0.5～1m时，要根据下沉速率适当调整挖土速度以减缓沉井的下沉速度，并提高监测频率；第二，沉井下沉至设计标高时需密切进行沉降观测，如果沉井在8小时内的下沉量不大于10mm则认为沉井基本趋于稳定；第三，要将沉井的高差始终控制在10cm以内，当沉井的沉降偏斜度达到沉井最大允许偏斜度的1/4时，要立即采取纠偏措施。

结论

综上所述，沉井施工在市政工程建设中有着广泛的应用，并且这种施工技术具有强大的优势，同时，也要从多方面加强沉井监测的准确性，并全面考虑多方面的因素，严格按照施工要求进行施工，创新技术运用，获取更好施工效果。

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