摘要：沉井应用广泛，但其施工过程，存在非确定特征。而且不均匀下沉、突沉等施工难题亟需解决。该泵房下部结构设计为钢筋混凝土圆筒型沉井式结构，沉井外壁直径为21.5m，内径为19.5m，高为25.1m。结合现场地形、地质条件，采取分节制作、一次下沉、排水、纠偏等措施，偏移控制在施工允许偏差范围内，成功封底，未有渗水现象。
关键词：大型沉井 排水下沉法 纠偏
1、工程概况
老挝万象Dongmakhai水处理厂取水泵房沉井工程位于Nam Ngum河（南俄河）一侧，旱季距Nam Ngum河河堤约10m，丰水期最高水位至钢筋混凝土沉井顶面下1.5m。该圆筒型泵房沉井结构尺寸: 沉井外壁直径为21.5m，内径为19.5m，壁厚1.0m ，高为25.1m。沉井自然地面（河岸是斜坡）以下的最小埋深为17.87m（临河边-西侧），最大埋深为24.3m（东侧）。沉井内格仓为：进水池3个、吸水池3个、风井2个、水泵房1个（176m2），格仓墙底梁高1.5m，梁底距周边刃脚底2.5m。
根据地质报告，沉井所处场地地层岩性及特性为:地层由上至下的分布，为第四系坡积层（Q4dl）、第四系冲洪积层（Q4al+pl）、第四系残积层（Q4el）、侏罗系（J）泥岩组成。沉井筒壁岩性粘土、粉质粘土，井筒井底处地层为②1层粉质粘土和④层粘土，均为相对隔水层。
2、工程难点
本项目沉井是给水厂的取水泵房，位于河边，距离10米，受河水影响大；由于选址在河岸较陡的斜坡地形上，各土层分布也呈倾斜分布。井筒内偏离井筒中心轴线1.85m处设有中隔墙（水泵房与其它井室分隔墙），长度19m，厚度0.8m。重达273t(仅考虑第一节7m高度)的隔墙使得沉井结构重心分布呈偏心状，而且是偏向河边方向，在沉井下沉中会产生失衡的隐患，从而加大井身倾斜的可能。
3、应对技术措施
3.1内隔墙分开施工
为了避免重心偏心隐患，经与设计洽商后确定沉井内隔墙后施工，待沉井沉到设计标高后再施工内隔墙。
3.2施工工艺及技术措施
根据工程的特点，采取沉井钢筋混凝土结构分四节制作、一次下沉的方法。沉井第一节制作高度为7.50m（含刃脚部分），第二节沉井高度为9.15m，第三节沉井高度为5.40m，第四节沉井高为3.05m（与顶板一起浇筑）。
该项目沉井施工分为：平整场地，制作沉井的地基、沉井刃脚及第一节沉井制作（高7.5 m）、第二节沉井制作（高9.15m）、沉井取土至永久标高、沉井C25砼封底，沉井底板施工、第一节、第二节内隔墙施工、第三节沉井结构施工（高5.4m）、第四节沉井及沉井顶结构施工（高3.05m）八个阶段。
3.2.1在沉井内部设置排水坑，通过水泵，边挖边抽水。为了确保沉井不发生向河道倾斜，在沉井西侧的外围设置钢筋混凝土地锚，用两根揽风钢绳拉接在井筒预埋拉结点上。在下沉同时连续排水，疏干沉井附近地层水。取土开挖分层进行，由于靠河边的西侧土质较软，挖土时都先开挖距河边远的东侧。
用素砼垫层法支设刃脚。垫层可以均匀传递沉井上部的重量，使沉降均匀，以免井身或刃脚出现破坏性裂缝，并保持井身垂直。
先在基底处铺设砂垫层，砂垫层上垫木方（50*100mm），靠河边半圆部分1米/根，另一边1.5米/根；木方上垫黄沙，在黄沙上方浇筑水泥砂浆垫层，垫层上方浇筑30cm厚高度混凝土圈梁。对准圆心沿刃脚圆弧铺设垫架。刃脚垫层设置示意图如下：
3.2.2沉井下沉施工准备：
（1）井筒砼达75%设计强度时，拆除井壁模板与刃脚砖模。
（2）下沉前，用钢板按要求封堵洞口。
（3）下沉前，在井壁上，先内外各弹出4条对称垂线，并在内部垂线的顶端，挂上垂球，将标盘设在刃脚位置，下沉时，随时观测偏斜状况，并予纠偏。沿4条外壁垂线，绘水平测量标尺，并在相对位置设指示标尺（见下图），测下沉量及偏差。
（4）安排好运土车、吊车、照明等设施。
3.2.3沉井取土下沉：
沉井内部挖方和吊运土方，采用机械配合人工的方法。根据其施工特点，配备W-1001履带式5吨起重机一台，处理中间部分的土方。井边土方则人工开挖，以防土层超挖。井内土体经排水后较为干燥，采用了两台小型挖掘机配合两班工人作业，以减少劳力和提高工效。井筒外两台汽车吊使用钢筋骨架制作的吊篮吊运土方。
其施工，包括四个阶段，准备阶段、初沉、中沉、终沉。下沉前，先排除刃脚下的施工措施梁，清理沉井内杂物，逐步让沉井进入初沉阶段。沉井初沉阶段要根据“沉多挖少，沉少挖多”的原则在开挖中纠偏。在井内先采用小型挖掘机挖土，从中间开始挖向四周，先形成小锅底，然后再逐步形成大锅底，挖土厚度每层0.5米，刃脚处留宽土台1.0米，逐层用人工切削。每次5厘米-15厘米，若土垅受刃脚挤压而裂，沉井便在自重作用下破土下沉，刃脚处的土台与沉井中心保持约0.5米的高差。
沉井下沉过程中分别在井筒的东、南、西、北方位设四个点进行监控测量。
3.2.4纠偏
在沉井取土下沉过程中，出现井筒下沉不均匀、井筒垂直度偏差超过规范允许偏差要求，项目部积极采取边纠偏边下沉，在取土过程中对靠河边一侧（西边）采取不挖或少挖，尽量让土质硬的部位（东边）先挖先下沉（对于常规土质均匀的沉井，是从井筒重心向外取土），使井筒的垂直度偏差在施工规范允许范围内。随着井筒按施工进度在可控范围内缓慢下沉，在入土深度慢慢加深，井内的土呈窑泥的青褐色，非常稀软含水量大、以至于小型挖掘机履带下铺垫木头、钢板增大受力面积还时常出现下陷。从井筒外壁往井筒内的涌水量也越来越大，水流夹带着泥沙呈浑浊颜色，针对于井筒内涌水量大，现场紧急采取编织袋装土沿井筒内壁封堵水流。井筒内水抽排现场最高峰采用8台大功率抽水机。井筒内采用两台小型挖掘机配合两班现场工人作业，井筒外两台汽车吊使用钢筋骨架制作的吊篮吊运土方。
3.2.5沉井结构封底
本工程设计为干封底。当井底距设计标高300mm即停，使其自然下沉2～3天，沉至底部的设计标高，稳定后封底。
4、结束语
本项目的沉井，严格控制其下沉偏差在规定范围内，尤其是从制作混凝土结构沉井开始，到其下沉全部完成，始终没有形成裂缝，克服了沉井在下沉过程中，容易产生裂缝的施工质量通病。总结施工中的不足，吸取工作中经验，在沉井施工过程中应认真做好以下几方面的工作：
（1）地质资料必须详细，包括地下土质、土体的各项分布指标，为砂垫层宽度，道木铺设数量，下沉稳定性，防沉措施的设置提供各项数据。
（2）大体积沉井的防沉措施，是相当重要的。在同类工程中还应在井内圆心点设置直径大于2米的钢板使用￠25的钢筋呈对称放射状与刃脚连接，增加刃脚的道木数量以增大刃脚处的受力面积的方式较为稳妥。
（3）做好抽排水工作，现场必须事先准备好满足抽排水使用的备用发电机和备用抽水机。井筒内水位上涨不能及时排除，刃脚位置的泥土被水长时间浸泡也将出现井筒不可控制的下沉倾斜。
参考文献:
[1]关于皂市水电站下游水位计及水位井的更新改造[J].刘茂盛,刘震,付元.科技风.2012(24)
[2]建筑施工手册[M]. 中国建筑工业出版社,《建筑施工手册》(第四版)编写组[编],2003
[3]特种结构地基基础工程手册[M]. 中国建筑工业出版社 , 鞠建英主编, 2000
论文作者:赵丽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/6
标签：沉井论文; 井筒论文; 隔墙论文; 土方论文; 泵房论文; 偏差论文; 封底论文; 《防护工程》2018年第3期论文;