朱新河整治工程沉井下沉施工技術探討

帥宏進

(泰州市京泰路街道水利站 江蘇 泰州 225300)

泰州市2017年水生態河道治理工程朱新河整治工程共設置兩座工作井和一座接收井，均采用沉井，間距約135m。興泰南路南側綠地里頂管工作井A采用圓形結構，內徑8 m，壁厚0.8 m，高8.7m；加油站西側空地工作井B采用矩形結構，凈尺寸為7×5 m，壁厚0.8 m，高8.7m；接收井采用矩形結構，凈尺寸為5×4 m，壁厚0.7 m，高8.7m。沉井施工采用挖土下沉，射水輔助下沉。

一、沉井下沉

根據設計圖紙的要求和施工現場的地質情況以及周圍環境條件，沉井采取二次制作、一次下沉和濕封底的施工方案。

(一)沉井下沉

沉井制作完成后即可下沉。下沉前，將井壁與封底、井壁與底板連接處鑿毛，將預留孔洞封堵，封堵應嚴密牢靠，且便于拆除。為了控制沉井筒身下沉中筒身的垂直度，應在沉井井筒內壁四面中心對稱彈出垂線，并懸掛垂球，為了控制沉井筒身下沉速度及下沉位置，在內壁外側四周畫出標尺。沉井挖土分層、分塊均勻對稱進行，采用先中央后四周，即先在中部挖約40-50cm，并逐漸自四周均勻擴挖，至距刃腳1.0m處，再分層挖除刃腳內側土臺。沉井下沉過程中，采取統一的挖土順序及挖土速度來控制沉井下沉速度及沉井下沉位置，決不超挖，另外為確保沉井外土體的穩定，在井壁外四周填充中粗砂,且注漿減阻。沉井采用挖機挖土下沉，要做到均勻下沉，防止傾斜，故在沉井縱向設置兩處挖機停靠點，并做好下沉測量記錄，下沉到位時，做好定位措施。沉井筒身剛開始入土時，由于筒身中心高，容易產生偏斜，操作必須十分謹慎，入土半數后，可加快下沉速度，為了控制沉井筒體下沉位置，避免超沉，最后1.0m應放慢下沉速度，同時根據現場土質情況預留適當的自沉量。沉井下沉系數可能較小，在沉井挖土下沉中可采取在井壁外側灌砂和壓膨潤土漿進行減阻，及在沉井筒身上加重的措施，加大下沉系數，沉井挖土下沉應連續進行，中間不宜有較大時間的停歇。故在沉井下沉之前應對其在自重下能否下沉進行必要的驗算。沉井筒身下沉過程中，要不斷進行標高觀測，每班至少測量兩次，施工中如發現沉井筒體偏斜，應及時糾正，可采取井壁外一側射水及上部加重來糾偏，但糾偏中應防止過量及超沉。

(二)沉井封底

沉井下沉至設計標高后進行160cm厚C25素混凝土封底。當沉井下沉到設計標高0.1米時，應停止下沉施工，靠自重下沉至設計標高，在8小時內觀測累計下沉量不大于10毫米時，可以進行沉井封底。首先將井底浮泥清除干凈，新老混凝土接觸面用水沖刷干凈，澆筑水下混凝土的導管采用汽車泵軟管，澆筑是軟管應保持埋置于混凝土內，隨澆筑隨上移，嚴禁將混凝土拔出混凝土面。待水下混凝土達到規定強度后(一般養護7天)，才可以抽水檢查封底情況和檢修補漏，然后進行底板混凝土的施工。

基底處理：基底面應盡量整平；清除浮泥，防止封底砼和基底間滲入有害雜質；刃腳與封底砼接觸面處的泥污應予清除；用塊石回填換填超挖部分；用碎石、粗砂找平。

砼澆筑：采用商品混凝土，坍落度控制在15cm，由汽車吊吊至井內，人工澆筑，并及時振搗。

本工程封底混凝土澆筑時需預埋C18@100插筋，梅花狀布置。考慮到水下濕封底的實際操作難度，預先在需要插筋的位置綁扎鋼筋網片，網片與底板預留筋暫時連接固定，將封底預埋插筋與鋼筋網片進行連接固定，確保位置準確，然后澆筑封底混凝土，確保預埋插筋的正確安裝。

二、沉井下沉質量控制

(一)沉井下沉測量要求

沉井下沉測量要求：(1)在鑿除磚砌斜面和砼墊層前，必須在井頂及井壁上畫出沉井的縱橫中線，中線用于沉井垂直度與位移的監測。(2)鑿除斜面底模和砼墊層時，要加強垂直度，下沉量測量，發現傾斜立即糾正。(3)沉井初沉時，每班至少作兩次監測，(中線位移、垂直度、下沉量)，每開挖一層土均應作一次下沉測量、垂直度測量。(4)挖土下沉時，視下沉速度，每兩班測l-2次，發現異常現象及時采取相應技術措施。(5)在糾偏過程中要增加監測次數。(6)沉井接近設計標高時，應放慢下沉速度，沉井沉至距設計標高100mm時停止挖土下沉，并加強監測直至穩定，8小時內下沉量不大于10mm視為穩定。

(二)沉井下沉注意事項

沉井下沉注意事項：(1)沉井下沉時，井內除土應先從中間開始，均勻、對稱地逐步向刃腳處分層取土，使沉井均勻下沉，防止偏斜，特別是下沉初期，沉井入土較淺，土層對沉井的平衡穩定作用差，容易產生偏斜，尤應注意。在挖土下沉過程中，不應偏除土，避免沉井發生偏斜。(2)下沉中隨時掌握土層變化情況，分析和檢驗土壤阻力與沉井重量的關系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。(3)下沉過程中，應做好標高、下沉量、傾斜和位移的測量工作、隨時注意糾正沉井的偏斜。(4)沉井下沉至設計標高以上2m前，控制井內除土量，注意調平沉井，防止因除土量過大及除土不均，而使沉井突然大量下沉并產生較大的偏斜，增加準確下沉至設計標高的困難。(5)在工作井沉井開始下沉前，在其周圍構筑物及地面設置一定數量的沉降、位移觀察點，隨時觀測沉井周圍地面的塌陷、開裂情況和構筑物沉陷、位移的情況，以便迅速采取措施，確保附近設施的安全。(6)沉井下沉前混凝土強度應達到設計強度的100%以后，方可下沉(以實體回彈為主)。(7)工人上下沉井時設置專用鋼制爬梯，方便人員上下。(8)沉井下沉完畢后在四周設置高度1.2m的鋼管護欄，護欄上設置警示標志。

(三)施工偏差的處理

由于工作井和接收井是本頂管工程的基礎，因此在沉井施工過程中一定要加強控制，確保沉井準確下沉到位，并且要制定盡可能詳細的處理措施，為施工過程中可能出現的問題做好準備工作。

傾斜處理：沉井下沉過程中傾斜率要控制在1/150～1/200，超過1/200時就要進行糾偏，糾偏方法是在傾斜的相反一側刃腳偏除土，在井壁外側射水沖刷，井頂施加水平力予以糾偏。

三、沉井下沉中特殊情況的處理

(一)沉井突沉的處理

為了確保施工順利進行，防止由于挖土過快或地質驟變等使下沉失控，產生突沉，在施工前一定要對施工地點進行實地考察，詳細了解土質情況，做到心中有數。在下沉過程中如遇到突沉采取如下處理措施：(1)沉井下沉速度過快時，首先要放慢挖土速度，始終保持刃腳以上有較厚的土，使井壁內側亦承受一定的摩阻力，刃腳下土的阻力和井壁內、外側摩阻力之和與沉井自重處于極限平衡狀態，沉井徐徐“穿刺”下沉。(2)采用井壁外回填，以增強井壁外摩阻力。

(二)超沉的處理

在下沉過程中如遇到超沉可采取如下處理措施：(1)在刃腳處回填土，墊加石塊，增加阻力。(2)向井內灌水，增加沉井所受的浮力。

(三)遇障礙物的處理

沉井下沉發現障礙物，應立即停止下沉，根據障礙物的性質、大小、位置等情況決定處理辦法。刃腳下如遇較小的孤石，可將四周土掏空后取出；較大孤石，可用風動工具破成小塊后取出。