沉井法施工在某工程中應(yīng)用

歐陽平 （廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 511483）

1 工程概況

某污水收集管道A 線工程，A 線主管設(shè)計(jì)管徑DN800~DN1200，管材為Ⅲ級(jí)鋼筋混凝土管，管線全長約1813m，埋深5m~16m，采用機(jī)械頂管法施工。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求和廣州市建委有關(guān)深基坑（開挖深度≥5m）的規(guī)定，A線工作井和接收井及中間檢查井均為深基坑施工。

2 地質(zhì)條件

場地所處地貌單元屬于珠江三角洲平原，河網(wǎng)發(fā)育，場地周圍主要為市政道路和河涌。據(jù)野外鉆探資料，場地巖土自上而下劃分為人工填土層、粉質(zhì)粘土層、粗砂層、淤泥質(zhì)土和粉砂巖。根據(jù)地質(zhì)剖面圖，各巖土層的分布及特征如下。

人工填土層：土性為素填土，灰褐、灰黃色，主要由人工堆填的粘性土和建筑垃圾為主，經(jīng)分層壓實(shí)，為路基填土，層厚0.5m~4.2m，平均1.91m。

粉質(zhì)粘土層：灰黃色為主，可塑，局部軟塑，粘性較好，均勻性差，不均勻夾有粉細(xì)砂。該層層狀分布于人工填土下部，沿線均有分布，層厚2.2m~11.1m，平均5.72m，平均埋深9.95m。是管線和井段的主要分布層。

淤泥：部分為淤泥質(zhì)土，飽和，流塑，局部混砂粒或夾薄層砂土。呈局部透鏡體分布，厚度0.4m~4.2m。

粉細(xì)砂層：灰黃、淺黃等色，飽和，松散為主，局部稍密，局部混夾淤泥。厚度0.7-1m，埋深3.5m~5.9m。

中粗砂層：呈透鏡體分布，飽和，稍密，局部含粘粒，均勻性差，場地大部分地段有分布，主要分布于A線頂管的AW2~AW5和AW23~AW23(新石)井段位置，厚度1m~6m，埋深5.5m。對(duì)AW3、AW4、AW5、AW23、AW24、AW25、AW23（新石）7個(gè)井的施工有較大影響。

泥質(zhì)頁巖：主要分布于AW8~AW21段，該段頂管、工作井、接收井和檢查井均需要爆破作業(yè)。

3 工作井和接收井結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)

圖2 承墊木的抽出順序圖

圖3 承墊木的抽出方法示意圖

圖4 沉井不排水挖土下沉

沉井的質(zhì)量控制值 表1

圖5 沉井下沉控制

本工程頂管段AW3、AW7、AW21、AW25工作井和AW1、AW5、AW23接收井因位于中砂層，為防止出現(xiàn)流沙和引起道路沉陷，設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)形式，工作井和接收井均分為矩形和圓形沉井，井深5.5m~7.5m。沉井支撐與井體同時(shí)制作。井壁開孔在下沉前用磚墻封堵，頂管時(shí)拆開。井體及底板采用C25、S6商品混凝土，封底采用C20水下混凝土。沉井澆注第一節(jié)高度4.58m，第二節(jié)5.5m。下沉采用排水法下沉施工，封底采用混凝土封底。沉井封底后，澆筑底板，進(jìn)行頂管施工。

4 沉井法工作井和接收井施工

4.1 沉井施工程序

平整場地→測量放線→鋪砂墊層和墊木→第一節(jié)沉井制作→抽出墊木→不排水下沉→第二節(jié)沉井制作→不排水下沉→封底→澆注底板混凝土→施工輔助設(shè)施。

4.2 沉井制作

沉井制作順序：場地平整→放線→攪拌樁施工→夯實(shí)基底→鋪砂墊層→鋪墊木→安設(shè)刃腳鐵件、綁鋼筋→支刃腳、井身模板→澆注混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆模→抽出墊木。

4.1.1.1 支模工程

井壁模板采用鋼模板組裝而成。沉井內(nèi)外模板均采取豎向分節(jié)支設(shè),每節(jié)高1.5m～2.0m，模板循環(huán)倒置使用。先支井體內(nèi)模,一次支到比施工縫高100mm，豎縫處用90mm×90mm方木支撐在內(nèi)部腳手架或豎井架上。外模分兩次支設(shè),內(nèi)外模均支到施工縫高100mm處，豎縫用木方及Φ16mm拉緊螺栓緊固，間距500mm,檁立楞采用2-[8槽鋼，在螺栓中間設(shè)50mm×50mm×3mm鋼板止水片1道，止水片與螺栓接觸的1圈滿焊。每隔1.8m設(shè)1道Φ20mm鋼絲繩和拉緊器箍緊，以防外脹,再設(shè)斜支撐支頂于外部腳手架上。模板支立見圖1。

4.3 承墊木的抽出

承墊木的抽出應(yīng)在首節(jié)沉井強(qiáng)度達(dá)到95%時(shí)進(jìn)行，抽出墊木應(yīng)分組、對(duì)稱、依次、同步進(jìn)行，抽出一組后，立即回填中砂和刃腳處進(jìn)行培土，以增加刃腳處的下沉阻力。抽出順序：先分組對(duì)稱地抽出兩短邊下的定位墊木，然后再抽出長邊下一般墊木，最后同時(shí)抽出承墊木，順序見圖2、3。

抽出方法是將墊木底部的砂墊層挖除，利用卷揚(yáng)機(jī)將墊木抽出，每抽出一根墊木后，應(yīng)立即用砂將空隙填實(shí)，同時(shí)在刃腳外側(cè)筑成小堤，并分層夯實(shí)。如圖3示意：抽出墊木時(shí)，加強(qiáng)觀測，注意下沉動(dòng)態(tài)，以指導(dǎo)抽出墊木的施工。

4.4 沉井下沉

本工程沉井均采用不排水下沉法，見圖4。在沉井混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，首先用吊機(jī)抓斗進(jìn)行挖土下沉1m，由于地下水位高，防止沉井上浮，同時(shí)也考慮到挖土過程中出現(xiàn)塌方流砂，采用不排水下沉施工。首先往井內(nèi)注入清水，水面線不超過井外地面。利用吊車吊住抓斗挖掘井底中央部分的土，使沉井形成鍋底。在砂或礫石類土中，一般當(dāng)鍋底比刃腳低1m～1.5m時(shí)，沉井即可靠自重下沉，而將刃腳下的土擠向中央鍋底，再從井孔中繼續(xù)抓土，沉井即可繼續(xù)下沉。在粘質(zhì)土或緊密土中，刃腳下的土不易向中央塌落，則配以射水管松土，用空氣吸泥機(jī)吸泥并抽出，通過沉砂池沉淀過濾排入下水道。在下沉過程測量人員用水準(zhǔn)儀保持觀察，隨時(shí)指導(dǎo)沉井下沉，及時(shí)糾偏，保證均勻下沉。

第一節(jié)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，制作第二節(jié)井壁，工藝同第一節(jié)。

4.5 沉井下沉測量控制

沉井位置標(biāo)高的控制，是在沉井外部路面及井壁頂部四面設(shè)置十字縱橫中心控制線、水準(zhǔn)基點(diǎn)，以控制位置和標(biāo)高，沉井垂直度的控制，是在井筒內(nèi)標(biāo)出4條垂直軸線，各吊線錘對(duì)準(zhǔn)下部標(biāo)板來控制，并定時(shí)用2臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直偏差觀測。挖土?xí)r，隨時(shí)觀測垂直度，當(dāng)線錘離墨線達(dá)50mm，或四周標(biāo)高不一致時(shí)，即立即糾正。沉井下沉的控制，系在井壁四周彈水平墨線，或在井壁外側(cè)用白鉛油畫出標(biāo)尺，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測沉降。下沉中應(yīng)加強(qiáng)位置、垂直度和標(biāo)高的觀測，每班至少測量2次，接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)加強(qiáng)觀測，每2h一次，預(yù)防超沉。沉井下沉控制見圖5。

4.6 沉井質(zhì)量控制與檢驗(yàn)

沉井在施工前應(yīng)對(duì)鋼筋、電焊條及焊接成型的鋼筋半成品進(jìn)行檢驗(yàn)；混凝土澆注前，應(yīng)對(duì)模板尺寸、預(yù)埋件位置、模板的密封性進(jìn)行檢驗(yàn)。拆模后應(yīng)檢查澆注質(zhì)量，符合要求后方可下沉。下沉過程中應(yīng)對(duì)下沉偏差做過程控制檢查。下沉后的接高應(yīng)對(duì)地基強(qiáng)度、沉井的穩(wěn)定性做檢查。封底后應(yīng)對(duì)底板的結(jié)構(gòu)及滲漏做檢查。沉井的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表1。

5 結(jié) 論

沉井法施工是工程常用的一種基坑施工手段，本基坑采用沉井法施工，在施工過程中對(duì)基坑進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，基坑變形值在合理范圍之內(nèi)，說明沉井法施工在此工程中應(yīng)用合理。

[1] 深基坑支護(hù)技術(shù)指南[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[2] 黃先花.長陽西寺坪電站沉井法施工[J].水電與新能源,2003(3).

[3] 曹寶飛.沉井法在復(fù)雜基坑支護(hù)中的應(yīng)用[J].山西建筑，2006(20).