摘要：随着社会的不断发展和进步，我国建筑工程得到进一步提升，近年来，随着相关技术的进步，城市市政管网工程需新建或改扩建，其中沉井所起的功效不容忽视。然而，沉井深度与其规模密切相关，大型沉井施工中经常会遇到一些问题，如地下水位下降或周围土体下降，甚至导致地面凹陷。因此，以大型沉井施工中常见问题作为研究对象，通过调查、探究与分析，提出应对措施，以此为施工工程提供参照。
关键词：沉井施工；市政工程；地下水
引言
沉井需要事先做好开口钢筋混凝土筒身，因为沉井需要能够承受一定的荷载，因而对混凝土强度有一定要求，然后再进行分层挖土、运土，沉井筒是利用自身的重力，克服周围土壤的摩擦力来达到下沉的目的，最后达到指定深度之后再进行封底操作。沉井一般应用在桥梁、泵站基础施工之中，接下来便对我国市政工程沉井施工相关问题进行分析。
1沉井施工的优缺点
①尽管沉井施工所占面积较大，但是所需要开挖的基坑面积较小，土方的挖填量也较小，因而对周围的环境破坏较小，减小了对周围建筑、居民的不利影响。②沉井能埋置的深度较深，并且具有较大的承载面积和承载能力，具有较高的稳定性。③沉井不仅仅提高了承载能力，还能对周围的土壤、水分进行格挡，不用再添加支护进行保护，加快了整体施工速率，节省深基坑支护费用。
2沉井施工控制难点
2.1沉井的箱室较多产生的下沉倾斜问题
吸水井沉井需要10个箱室，外侧是60厘米的井壁，水泥搅拌桩止水帷幕是85厘米，四脚高差要小于等于1.5%到2%的沉井长度，下沉中心位移要小于等于1.5%的沉井高度，这样的数据对施工中的下沉要求就比较高，而且这属于多箱室下沉，刃脚下面的土层掏出来比较难把握，容易造成沉井倾斜，如果偏差大了可能会影响止水效果。
2.2沉井下沉
沉井下沉是施工中极其重要的施工步骤，沉井下沉的精准性对后续施工有很大的影响。当使用承垫木法施工时，一定要保证施工顺序不能乱，在实际施工中按照对称、同步、协调的步骤抽出垫木，抽出木垫后会存在一些小空隙，因此需要对这些空隙进行填补。当施工土质为软土质时，需要严格控制下沉标高，防止下沉深度过深而引起沉井突然下沉。在下沉过程中，还需要注意到基底隆起、不透水层爆裂的情况，下沉主要利用的是沉井自重，因而对下沉系数需要进行合理控制，下沉系数过小沉井则难以下降。当碰到硬土层或者较为坚硬的杂质，则可以采用将土垅削至刃脚的方法来帮助沉井下沉。
2.3沉井内的流砂
沉井在进行抽水的过程中，有时会产生类似于泥石流的现象。抽水时，井底的土层是流动的，它会和水同时流入沉井里产生流砂，这时土层不具备承重力，施工工人无法站立，无法进行施工，施工条件无法满足设计的沉井深度。流砂之所以产生是因为抽掉沉井内的水后，外水位高于内水位，或者水的压力过大，土层浸水后，颗粒悬浮失去稳定性而被水带入沉井内部。为避免流砂产生，我们可以采取以下手段有：第一，如果工期允许，要安排在一年中水位最低时进行施工；第二，不排水法，使井内外压力均衡，避免流砂产生；第三，外围切断法，阻断流砂；第四，外部支援法，在沉井附近打个深井，让井外水位低于井内水位。
3沉井结构施工的关键
3.1助沉方法
第一，施工前，在竹胶板的外层涂刷脱模剂，避免井壁粗糙，安装时，要注意不留缝隙。第二，下沉时，适当增加配重，辅助下沉。第三，遇到软黏性土层时，可以同时开挖下沉，将下沉时间降到最少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第四，通常会采用射水法作为一种辅助手段，在井内提前埋设对称的射水管路，管路的外侧安装射水喷头，如果下沉时受阻或者下沉速度不够时，可以放水喷湿沉井外壁，起到一个润滑的效果，以此达到顺利下沉的目的。第五，还有一种辅助法是注浆法。注浆法是在井室内提前埋设对称的泥浆套管，当沉井下沉遇到过大阻力时，在沉井外侧用注浆机灌注泥浆，从而达到润滑效果，减少摩擦阻力，保证沉井向下沉。
3.2突然下沉
除了不沉和慢沉的情况外，还会有沉井筒突然下沉的情况，下沉不均匀的情况大部分都是外侧壁的摩擦力大小有关，两边摩擦力不对称，以致于下沉速度不均匀。这时可以采取不沉的一边，或者是沉降较慢的一边进行挖土，使其沉降速度加快，最终达到两边都均匀下沉。在下沉过程中，由于沉降不均匀而导致沉井筒停顿，再突然下沉，面对这种情况，需要先分析地质情况，如果地质较软，则需要停止向外排水，以此来增大浮力，减缓下沉速度。
3.3降低对周围环境的干扰
随着沉井下沉，无可避免地会对周围环境造成干扰。沉井下沉过程中，由于沉井外部土压力处于主动土压力与被动极限应力状态，且沉井外壁与土体之间存在摩擦力，由于力的共同作用对周围土体造成破坏，沉井对周围土体造成影响的范围受到很大因素影响，如沉井设计标高、规模、土层状况、施工方式。
沉井下沉对周围环境产生干扰会在一定程度上限制其使用，为此须尽量降低其对周围环境的干扰。
3.4流砂的应对
流砂会导致底部以及周围大量的土层被冲刷流出，沉井跟随倾斜，严重时会毁坏整个井体，甚至周边建筑物也会遭到不同程度的破坏。当遇到比较薄的流砂层时，可以用快过法；遇到比较厚的流砂层时，做不到快穿，可以迅速改为不排水法下沉。如果不排水法不能解决问题，还可采取外降水法、防渗墙等方法。
3.5沉井封底工序后再上浮解析
当沉井封底后，沉井就变为密封箱体，此时其浮力快速加大，有一定概率导致沉井上浮，因此施工前就应思考封底后产生的问题。施工前应对相关数据进行计算，其中之一就是计算封底后抵抗浮力的大小。若无法达到需求，可选择降低地下水位，水下封底等对策处理该现象。
3.6纠正手段
第一，施工前，地基一定要严格按设计要求执行，场地弄平夯实后，进行地基承受力测试。场地周围的标高要严控准确，将测量误差降到最低。第二，控制挖掘速度力求均匀，既不少挖也不超挖，如果产生沉降不均时，沉降慢的加速挖，沉降快的降速挖。如果是松软土质，沉井下沉可以依靠本身重能挤压松软土，这时可以先挖井室内部，再挖隔墙土层，最后保留外侧井壁土堤。如果是稍硬的土质，可以采取中间辐射四周均匀开挖。如果是软硬夹杂的土质，可以先硬后软。
结语
沉井本身具有诸多优点，如整体刚度大，稳定性优良，井壁本身能够发挥支护功能，施工工艺难度小，造价不高，因此在很多类型建筑中都会用到，特别是在顶管工作井、盾构工作井及桥梁基础这类地下工程中存在很大优势。然而，沉井下沉时会出现一些问题，本文重点探析这些问题发生的缘由或机理，并对每个问题展开详细探究，给予相应的解决策略。沉井施工无可避免地对周围环境产生干扰，限制自身使用，为此应尽量降低其对周围环境的干扰。
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论文作者:陈锦锋
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/11/28
标签：沉井论文; 流砂论文; 土层论文; 封底论文; 土质论文; 井壁论文; 摩擦力论文; 《防护工程》2019年15期论文;