淺談沉井施工技術在泵站工程施工中的應用

黃海龍

摘 要：本文主要分析了沉井施工的結構和特點，通過對泵站工程沉井施工技術的應用，闡述了沉井施工的工藝過程和質量控制要點，從而達到減少施工干擾，降低施工成本、加快施工進度、保證施工質量的目的。以期對今后的類似工程施工具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：泵站 沉井施工 工藝 質量控制

引言

沉井是在地面或地坑上先制作開口鋼筋混凝土筒身，達到一定強度后，在井筒內分層挖土、運土，隨著井內土面逐漸降低，沉井筒身借其自重，克服與土壁之間的摩阻力，不斷下沉而就位的一種深基或地下工程施工工藝。

在泵站工程中采用沉井施工，可以避免拆遷、減少工程投資。但在沉井施工時，有可能發生沉井傾斜、偏移、下沉過快、過慢或停沉、流砂或補給水量很大而排水困難等情況。因此，在沉井施工過程中采取行之有效的質量控制措施意義重大。本文筆者以工程實例進行分析，提出了相應的質量控制要點，以解決沉井施工時出現的這些技術問題。

1、工程概況

某泵站工程，廠房為圓形結構，內徑22 m，分為地上、地下兩部分，地下部分高17.375 m，地上部分10.4 m，廠房地下部分為沉井式鋼筋混凝土現澆結構，沉井為圓形，內徑23.4 m，高20.2 m，井壁厚1.2 m，內部隔墻厚1.0 m，底板厚1.2 m，坐落于巖石基礎上。

2、沉井結構、特點及施工流程

沉井施工是在地面上制作一個沉井，通過取出井內土體使其在自重作用下，下沉到預定設計標高后，再進行封底并構筑內部結構。本次泵站廠房地下部分采用沉井施工，主要是考慮到沉井施工技術較為安全可靠、挖土方量較少、降低了施工對周邊環境的影響等特點。另外，沉井施工操作方便，無需進行板樁圍護，占地面積小，節省了大量的人力物力。

沉井施工過程主要包括：施工準備、沉井制作、沉井下沉、沉井封底及井內施工和封頂等。

3、沉井施工工藝及方法

3.1 施工準備

沉井施工前的準備包括場地平整、搭建臨時設施、水電供應、施工方案編制、地址勘探、測量控制網布設等。其中重點是地質勘探以及施工方案的編制和審批。

3.2 沉井制作施工

沉井結構主要由刃腳、井壁、內隔墻、取土井、凹槽、封底、頂板等構成。

沉井制作施工主要包括沉井挖土石方和沉井井壁混凝土施工，土石方開挖自上而下分層進行，每層開挖深度4 m，基坑開挖深約18m，開挖土石料運往棄料場。為保證沉井制作時的重量，將松軟部分的土換填相應厚度的砂墊層，砂采用中粗砂，上寬1.5 m、下寬2.5 m，并灑水分層壓實，以保證基底密實度。為了擴大沉井刃腳下的支承面，砂墊層上鋪設混凝土墊層。然后在混凝土頂面砌筑沉井刃腳磚胎模。對沉井刃腳和井壁混凝土的澆筑，要保證質量。澆筑的井壁混凝土應密實，外表面保持平整、光滑。沉井井壁混凝土設計強度等級為C25，施工現場應做混凝土抗壓、抗滲試塊，并隨時抽檢混凝土坍落度。在下一節澆筑前應鑿毛，并清洗干凈。

沉井制作過程中，應對基坑開挖、磚模砌筑、腳手架的搭設、鋼筋工程、模板工程、混凝土工程等工序嚴格按照相應規定進行操作。

3.3 沉井下沉

沉井下沉前要做好準備工作，主要有井壁外觀檢查、井內雜物清除、取水管預留孔口井內封堵、磚胎模及素混凝土墊層拆除、井體與封底素混凝土接觸部位鑿毛等。沉井下沉施工時先用挖機裝至集料斗后，由汽車吊吊料斗至井外，自卸汽車運至棄渣場。初沉時，下沉速度控制在0.2～0.5 m/d。刃腳四周及局部取土困難，可由人工輔助出土。人工輔助出土時應暫停開挖與其他起吊作業，保證人員安全。挖土對于沉井在自重作用下均勻垂直擠土下沉很關鍵，挖土要在井內對稱、緩慢進行，注意沉井下沉速度，防止發生傾斜。沉井下沉主要應控制好刃腳高差、下沉速度和平面位移。沉井下沉時，在沉井第一節混凝土達到100%設計強度，其余部分達到70%設計強度后開始下沉。

3.4 沉井封底處理

沉井基礎處理：由技術人員和鉆工配合完成測量定孔位，按設計孔位用白漆標出。鉆孔完畢后用孔道清洗干凈，經檢驗合格后，臨時封堵孔口。在完成造孔后先將水泥卷式錨固劑推入鉆孔內，安插錨桿。

沉井封底：清除井底浮泥→井壁等接觸部清洗→混凝土封底→底板澆筑。沉井下沉到位后需進行8h連續觀測，在觀測期間內累計下沉量小于10 mm才可以進行封底，封底可采用C20水下混凝土。封底前將井壁刃腳處鑿毛并清洗，以使新舊混凝土很好連接。澆筑混凝土一般采用導管法，在澆筑過程中通過移動導管和多點測控達到對混凝土頂面的標高控制。

井內底板施工及封頂：沉井封底后，待混凝土達到設計強度后，再進行鋼筋混凝土底板施工。為防止封底后滲漏，在澆筑鋼筋混凝土底板前，要將井壁與底板接觸的周邊進行鑿毛和清洗干凈。井底設集水井，在混凝土養護期間要連續抽水，澆筑的底板混凝土達到設計強度的70%后，抽干集水井并封堵。作為地下建筑物，在修筑好滿足內部使用要求的各種結構后，還要進行封頂。

4、沉井施工質量控制要點

沉井施工質量控制要點主要有三點：①沉井的制作與施工質量控制；②沉井的下沉施工速度；③偏位控制。沉井制作施工控制要從基坑開挖、墊層和底模制作、模板制作安裝、鋼筋材料檢驗及制作、澆筑混凝土及養護等幾個工序上做好質量控制，在施工中，根據質量與進度要求，質檢人員要對分節現澆制作、分節下沉施工工藝加強控制。在沉井下沉時，要全面實時監控沉井下沉過程與下沉速度。為確保沉井下沉保持均勻，在出土順序、控制刃腳土基、保證下沉軌道、沉井結構安全受力、控制降水等方面要嚴格控制。

沉井下沉要以糾偏為主，設置軸線位移和垂直度觀測標志，觀測密度設置要合理，最初在每次下沉穩定后進行測量，接近設計標高時要增加觀測密度。出現偏差應及時糾正，但不可大幅度糾偏，要在放緩下沉速度時糾偏，下沉速度服從于糾偏。此外，質檢人員要充分了解沉井全過程，掌握關鍵環節，抓住主要節點，確保操作規范、質量合格。

5、結語

總之，沉井施工工藝比較成熟，但施工過程復雜。因此，在施工時必須嚴格操作規范，控制好工程施工質量。

參考文獻：

[1]馮統宏.淺析循環水泵房沉井下沉施工工藝[J].山西建筑，2009，35：170-171.