浅谈沉井施工在实际工程中的应用与问题

发表时间:2020/5/6   来源:《基层建设》2020年第2期   作者:黄秋莹
[导读] 摘要:虽然我国的建筑施工技术相较于以前有了很大的提高,但是在沉井施工中仍然存在一些亟待解决的问题,相关的施工技术还有待进一步提升与加强。
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        摘要:虽然我国的建筑施工技术相较于以前有了很大的提高,但是在沉井施工中仍然存在一些亟待解决的问题,相关的施工技术还有待进一步提升与加强。
        关键词:沉井施工;实际工程;应用与问题
        一、沉井的基本概念及其优缺点
        1、适用范围
        如果桩基础和天然基础受到地质以及水文条件的影响,就会使得工程项目的开展比较困难,在横向以及竖向载力比较大的深基坑中,沉井基础被广泛的用到。沉井与广泛的大开挖技术进行比较,能够有效降低土方工程量,并且可以建造深度比较深并且工程用地比较少的地下基础以地下构筑物。
        2、沉井的组成
        通常情况下,沉井由刃脚、井壁、隔墙、凹槽、顶盖以及封底组成。所谓的井壁,也就是沉井的外壁,井壁是沉井中的重要组成部分,具有较高的强度,并且能够承受沉井使用以及下沉过程中所产生的荷载。与此同时,还要求沉井的重量足够,以便于沉井能够在自重的作用下可以顺利的进行下沉。在井壁的最下端部位是刃脚,通常情况下被打造成利于切入土中的形式而存在。除此之外,对于井壁而言,其应该具备一定的刚度。在刃脚的上方便是凹槽,能够确保井壁和混凝土底板更好的连接。
        3、沉井的优点
        (1)由于施工现场出土量少、占地面积比较小、整体性强、成本低,并且稳定性较好,因此,承载面积也比较大,能够承受比较大的水平以及垂直荷载。沉井不仅是挡土围堰以及挡土的结构物,并没有复杂的施工工艺。(2)该项施工技术比较适用于砂土、淤泥土、砾砂以及黏土之中。(3)适用该项施工技术,有着较大的施工深度,深度最大能够达到100m。(4)对于周围地层的位移影响比较小,同时对于建筑物的影响同样很小。
        二、沉井的常识及其基础应用
        1、沉井种类
        沉井按照不同标准进行分类,有很多种形式。这里介绍主要的分类方式:①按数量可分为单井和群井;②按平面形状可分为多孔、双孔和单孔;③按几何形状可分为圆形、异型、圆端型和矩形;④按材料可分为钢筋混凝土型、混凝土型、钢沉井和其他材料沉井;⑤按施工方式可分为浮运沉井和一般沉井。
        2、沉井的施工顺序
        依据设计图纸明确施工要求,并根据施工现场的地形情况和周围环境等,对沉井施工采取以下施工方案:分节制作、分次下沉和排水挖干等。具体的施工流程为:对施工现场进行清理→放样测量→井位确定→钢板维护桩施工→基坑施工→沉井外维护桩施工→枕木、中粗砂垫层施工→第一节沉井制作→第一次沉井下沉、接高→继续沉井下沉、再接高→最后下沉、封底并进行底板浇筑。
        3、施工中的注意事项
        1)施工前确认各井的定位、水平尺寸、高度是否满足顶管施工要求。一切满足后进行施工。
        2)对于沉井施工时挖掘出的土要及时向外运走,不能堆放在沉井附近,避免增大沉井的侧向土压力。
        3)沉井分节下沉时,每节井壁上端的钢筋均应加强。沉井的竖向框架在沉井下沉前应形成封闭体系。
        4)在进行混凝土浇筑前,要确保预埋套管、预留钢筋、预埋件等在正确的位置,并预留相关管道及顶管的连接孔洞。用振捣器工作时,要避开预埋件,适当的时候还要进行人工振捣,确保将混凝土振捣密实。
        5)沉井制作时,刃角下垫木中心应与刃角中心线重合,并在沉井混凝土的设计强度范围内,及时抽出垫木,确保刃角均匀受力,并保证井壁下用于支撑的用具最后抽出。
        6)在沉井下沉之前,确保刃脚内侧及凹槽和隔墙二侧表面粗糙。


        7)沉井下沉必须根据地基情况选择挖土顺序,对称取土,每层厚度应不大于500mm,使沉井均匀下沉。在施工过程中若发现沉井出现倾斜或偏移现象,应立即调整挖土工序进行纠正。刃脚下的掏土作业要慎重,防止出现意外事故。
        8)在封底混凝土的设计强度范围内,观察底板渗漏水的情况,如果发现渗水现象,要尽快修补。当封底混凝土在设计强度范围内且不出现渗流水现象时,才可以停止抽水,但要控制地下水位稳定在距离井壁顶4.0m左右。
        三、沉井施工在实际工程当中遇到的问题与解决措施
        1、沉井倾斜
        在沉井施工过程当中经常会发现沉井出现倾斜的情况。造成这一情况的主要原因有以下几个方面。第一是沉井刃脚附近的泥土软硬度不均匀,因此在施工完成之后沉井无法固定。第二是对刃脚下素混凝土的处理没有对称敲碎或者没有做好及时的回填和夯实,这使得沉井周围的回填土没有得到及时和均匀的夯实。第三是在沉井施工挖土的时候没有确保挖土的均匀性,使得沉井当中土面存在一定的高度差。第四是在处理刃脚的时候掏空的土壤过多,导致在短时间内沉井出现下沉的情况,从而出现倾斜。第五是在刃脚施工的过程当中,一侧被障碍物搁住,或者是沉井外部的废弃物使得沉井上的附加荷重分布不均匀,从而导致井壁发生偏压的情况。第六是在排水开挖操作当中,沉井内部出现涌砂的情况。
        对于沉井倾斜的处理方法主要有以下三个。第一是在沉井下沉的过程当中要加强观测和分析,如果发现有发生倾斜的趋向要采取措施及时纠正。第二是在处理刃脚下的素混凝土垫块的时候需要做到对称和均匀,同时还要及时使用砂土或者沙砾回填和夯实,提高混凝土的稳定性。第三是可以在刃脚位置较低的一侧上添置砂石或者石块,从而增加沉井倾斜的阻力,从而减缓沉井的下沉速度。
        2、沉井偏移
        目前大多数的沉井偏移都是由于沉井的倾斜引起的。具体来说,在沉井发生倾斜或者在纠正倾斜的时候,沉井的井身会倾斜到一侧,这一侧的下部会产生较大的压力,从而使得沉井发生一定程度的位移。位移程度的大小通常取决于土质情况预计向一边倾斜的次数。除此之外,测量定位过程当中出现失误的话也会导致沉井的偏移。
        对于沉井偏移的处理方法主要有以下两种,第一是在沉井发生偏移的时候,通过相关的措施制止其继续发生偏移,使沉井无法再向偏移的方向倾斜。与此同时,尽可能改变沉井的偏向方向,使其向着与原来相反的方向偏移,在重复多次偏移纠正之后,陈旧就可以恢复到正常的位置。第二是在进行沉井测量与定位时候加强检查和复核。
        3、沉井超沉与欠沉
        沉井出现超沉与欠沉的原因主要是沉井在下降不稳的情况下封底,或者是测量的时候出现失误。
        解决沉井的超沉与欠沉问题的主要方法有以下三个。第一是在沉井下沉到终沉阶段的时候,加强观测,确保8小时累计沉降量小于10毫米的时候才能进行封底。第二是要在施工过程当中发现超沉和下沉遇阻情况发生的时候,需要及时与工程设计人员进行联系,根据实际情况来探讨解决的措施。第三是要加强对测量工作的检测,加固和校核测量标志,从而确保测量数据的准确性。
        结束语
        总的来说,沉井施工对于建筑工程施工来说具有重要的作用。沉井施工具有成本低、稳定度高的优点,但是在施工当中也经常会面临很多的问题。只有解决好这些问题才能使沉井施工的优点得到更好的发挥。
        参考文献
        [1]曾斯亮,陈宗桥,杨飞.沉井技术在口岸闸站下游水位自记台设计与施工中的应用[J].水利建设与管理,2018,38(01):78-80.
        [2]龚维明,杨超,戴国亮,等.侧壁后注浆根式沉井竖向承载特性原位试验研究[J].建筑结构学报,2018,39(05):164-173.
        [3]贺贤安.沉井施工中的控制要点分析[J].中华民居(下旬刊),2014(7):311~312.
        [4]周超.沉井施工在实际工程中的应用与问题分析[J].建材与装饰,2018,No.532(23):93- 94.
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