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摘要：随着城市道路交通的发展，越来越多的市政道路立交桥建设下穿既有铁路，而与之配套的城市排水设施——雨水泵房必不可少，本文主要谈论了地基沉井施工的方案，不足之处请提出宝贵意见。
关键词：城市地基；沉井施工方案
沉井是修建深基础和地下结构建筑物的主要基础形式。沉井施工法是修筑深基础和地下构筑物工程采用的重要施工方法之一，在施工场地狭小及地下水位较高、涌水量较大或有地下承压水、流砂、软土等地质条件下，沉井施工是较为理想的选择。沉井施工通常是先在地面上或基坑上预制钢筋混凝土筒身，一般要求井壁强度达到设计强度的100%时，方可在井内挖土下沉到设计标高。其施工工序较多，工艺复杂，技术要求高，质量控制严。当沉井施工处于软土地基上时，施工前若不采取有效措施，极易造成无法弥补的质量事故，会出现超沉、突沉不止、涌泥涌砂、井内涌水、倾斜、下沉过深等问题，针对这些难题，本文在总结多个成功施工案例经验的基础上，提出了相关的施工方案。
1、施工工艺
沉井顺利下沉的条件是下沉系数(即井身自重减被井壁排除的水重与井周摩阻力加刃角反力之比)应大于1.05～1.25。沉井部分根据设计井壁形式、井筒高度和施工场地影响，一般采取分两次制作、一次下沉的方法或多次制作、多次下沉的方法。下沉是沉井施工的关键工序，下沉质量的好坏将直接影响到工程质量。沉井在下沉前，应在两互相垂直的直径与井壁的交点处或矩形的四角上设置水平测点，下沉过程中随时观测，如发现倾斜及位移较大时，应立即采取纠偏措施。
1．1沉井下沉到位后封底浇底板施工工艺
一般施工顺序为：挖基坑→铺设C 15混凝土垫层、安装砖垫座→制作刃脚、底节沉井及第二节沉井→拆除支架、模板、砼强度达100%后开始挖土下沉到设计标高→沉井封底、浇注钢筋混凝土底板→制作第三节沉井及上部结构。沉井挖土在软质土层中下沉时，一般在分层挖去井内泥土的过程中，沉井即会逐渐下沉，而且沉井刃脚始终埋在土层中。首先在沉井内挖成锅底，在沉井四周的刃脚处留有土堤，再逐步削平刃脚四周土堤，沉井在挖土堤时边挖边沉。封底方法分为排水封底法和不排水封底法，一般采用排水封底法。先将混凝土接触面冲刷和凿毛，清除刃脚上的污泥，对井底进行修整成锅底形。由刃脚向中心设置放射形排水沟，铺设碎石作滤水暗沟，在井底的锅底部位设置集水井，以保持地下水位低于井底面 300 ～500mm，浇筑混凝土垫层并振捣密实。底板混凝土的浇筑应在整个沉井面上分层浇注，每层厚度为300～500mm由四周向中央进行振捣密实。待底板混凝土强度达到设计强度70％以上时，抽干集水井积水，立即向滤水井管中灌入C 30早强干硬性混凝土，捣实后装上法兰，再在上面浇注一层底板混凝土，使之与底板平齐。
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1．2先浇筑沉井底板后下沉的施工工艺
挖工作基坑→浇筑砼垫层及钢筋混凝土底板→搭设模板及脚手架→制作第一节井→搭设上节模板及脚手架→制作第二节井→拆除脚手架及模板→冲水下沉至设计深度→封堵底板预留孔洞→制作第三节沉井及上部结构。下沉采用冲水法下沉，凿除底板预留孔下混凝土垫层，采用高压水枪由底板预留孔冲入高压水，搅动泥土成泥浆，同时用泥浆泵抽出运走。冲水速度和方位应基本相应和对称。如下沉需要，可采用泥浆润滑减阻措施，使用泥浆必须做到本身是稳定的，在长时间静置下不能有离析现象发生。待下沉到略高于设计标高时停止冲水，抽干泥浆，对底板预留孔进行封堵。由于预留孔面积较小，该工艺沉井封底简单易行。
2、软土地基沉井施工防止超沉、突沉的技术方案
2．1采用沉井外围堆载，增大井外壁和土之间摩擦力。堆载所用的材料应当选用密度比土大的碎石、砂子或片石，堆放位置应以不影响沉井其它工序施工，以尽量靠近井外壁为原则。
2．2沉井四周设置悬壁止沉环结构，沉井下沉到设计标高的位置时,止沉环底面正好落在夯填的碎石土顶面上，考虑碎石基础的下沉，碎石顶面的标高应该略高于沉井沉到位置时止沉环底面的标高。或在沉井内底部设置十字形砼梁，提高沉井下沉时的阻力。
2．3对淤泥质土在沉井浇筑前沿井壁四周采用水泥深层搅拌桩、水泥高压旋喷桩等进行地基加固处理，提高土体对井壁的承载力。
3、排水下沉时防止反涌泥土、涌水涌砂的技术方案
3．1沉井制作前，在刃脚范围内的软土层中采取水泥深层搅拌桩、水泥粉喷桩、水泥高压旋喷桩、水泥压密注浆等地基加固措施。
3．2对于粉砂土地质，在沉井下沉前，在沉井四周设置轻型井点降水或深井井点降水，直接降低地下水位。
在沉井处如地下水位较高或土层中存在着承压水层，沉井下沉极易导致涌土涌砂涌水、倾斜以及沉井在终沉阶段下沉无法停止现象。通过沉井设计时的结构措施、外围堆载、软弱地基加固等手段解决下沉过程中可能出现超沉、突沉、涌泥涌砂、涌水等软土沉井施工难题。沉井软土地基加固与传统意义上的加固有着不同的目的，处理软基不是为了获得承载力高的复合地基，而是为了防止沉井下沉过程中出现的软土层反涌或涌砂涌水现象的发生，避免对沉井下沉和封底施工造成影响。
沉井下沉时，对外围四周土体影响在所难避，土体破坏范围内有永久设施时，必须采取有效保护措施。土体破坏范围与沉井下沉的深度、范围内的土质、施工工艺等因素有关，施工时要特别注意，综合考虑，提前采取预防措施。沉井在下沉的深度范围内有地下水，降水施工有可能引起沉井周边建(构)筑物地基基础和道路的不均匀沉陷，从而导致建(构)筑物主体的倾斜或开裂。为防止沉井对周边建筑物造成不良影响，在既有建筑物附近进行沉井施工时，应对既有建筑物进行沉降观测或设置深层土体位移观测桩，必要时委托第三方监测并采取相应的安全措施。
4、小结
沉井施工作业面狭小，施工工序多，质量控制要求高，施工过程错综复杂，但在修筑深基础及地下构筑物工程，面对地下水位高、淤泥质土层、施工场地狭小等条件的约束时，使用该技术可以取得较好的施工效果。它具有基坑开挖量小、施工安全、造价低、工期快等优点，具有较好的经济效益和社会效益。
论文作者:韩滨
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/11
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