中交水利水电建设有限公司 浙江省宁波市 315200
摘要：沉井施工随着工艺进步逐渐走向大型化，而大中型沉井施工在地质影响和施工方案上需要更多关注。本文分析了浙江省宁波市宁波石化开发区凤鸣路雨水泵站（一期）工程泵站下沉施工中的施工方案和重难点控制，对排水式机械取土下沉的沉井施工中关键技术进行了研究总结，将“土楔”作用纳入接高稳定性考虑，优化计算。
关键词：沉井；大尺寸；下沉；接高稳定性
1工程概况
本项目为地埋式泵房地下室沉井工程，形状为矩形多格（分为6格），长24.4m，宽22.4m，深度为12.3m，壁厚900mm。下沉采用排水下沉法，采用长臂挖机开挖，第一次下沉三米左右（第一节为刃脚部分，制作高度5.8m）。
2适用范围
适用于分节预制、多次下沉且采用排水法机械取土的大中型沉井施工。
3 工艺原理
沉井下沉过程中井壁与土粒之间的摩擦力使得井筒在下沉时能够带动着紧贴它的土粒向下运动，由于浅部的土体结构松散，而离刃脚较远的土粒不能及时向下填充，形成类似“土楔”作用而向外挤压周围土体，周围被挤压的土作用到井壁，使得井壁上所受到的土压力值迅速增加；但随着下沉深度的增大，“土楔”作用的效果逐渐减小；这是由于沉井下沉过程中己将周围的土体挤压密实，降低了“土楔”的作用。对于下沉深度达几十米的大型沉井来说，这种“土楔”作用对于沉井下沉的总体影响可以忽略，所以传统工法中并不考虑“土楔”作用的影响；但一般沉井的首节高度不大于6m，下沉深度不超过5m，对于第一次接高而言，这种作用的影响不容忽视。侧摩阻力随下沉深度变化如下图所示。
4 沉井下沉技术与方法
（1）第一节沉井制作完成后，其混凝土强度必须达到设计强度等级的100%后方可进行刃脚垫层和下沉的准备工作。下沉前应进行井壁外观检查，检查混凝土强度及抗渗等级，外井壁的预留孔洞要全部封堵好，经检查符合后才能进行下沉施工。
（2）井内挖土应根据沉井中心划分工作面，挖土应分层、均匀、对称地进行。挖土要点是：先从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖土厚度为0.4~0.5m，沿刃脚周围保留0.5~1.5m的土堤，然后再沿沉井井壁每2~3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层，每次削5~10cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重的作用下挤土下沉。
（1.沉井刃脚 2.边壁留置土堤 1234.削坡次序）
（3）井下沉施工按“先中后边、分层对称破土、先高后低、及时纠偏”的原则进行操作。井内挖出的土方应及时外运，不得堆放在沉井旁，以免造成沉井偏斜或位移。如确实需要在场内堆土，堆土地点应设在沉井下沉深度2倍以外的地方。
（4）沉井下沉过程中，应安排专人进行测量观察。第一次下沉前，做好对沉井的初始标高、轴线位移等校核，并做好记录，以此作为对以后各项观测的参照。沉降观测每8小时至少2次，刃脚标高和位移观测每台班至少1次。当沉井每次下沉稳定后应进行四角高差、中心位移测量、平面扭转情况的观测。每次观测数据均须如实记录，并按一定表式填写，以便进行数据分析和资料管理。按勤测勤纠偏的原则进行沉井下沉。在终沉阶段，沉井下沉接近设计标高时，应加强观测，刃脚的标高差和平面轴线偏差，要始终控制在规范容许的范围内，防止超沉。
（5）沉井时，如发现有异常情况，应及时分析研究，采取有效的对策措施：如摩擦阻力过大，应采取减阻措施，使沉井连续下沉，避免停歇时间过长；如遇到突沉或下沉过快情况，应采取停挖或井壁周边多留土等止沉措施。
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图4-1沉井下沉开挖方法示意图
（6）在沉井下沉过程中，如井壁外侧土体发生塌陷，应及时采取回填措施，以减少下沉时四周土体开裂、塌陷对周围环境造成的不利影响。
（7）为了减少沉井下沉时摩擦阻力和方便以后的清淤工作，在沉井外壁宜采用随下沉随回填砂的方法。
（8）沉井开始下沉至3m以内的深度时，要特别注意保持沉井的水平与垂直度，否则在继续下沉时容易发生倾斜、偏移等问题，而且纠偏也较为困难。
（9）沉井下沉近设计标高时，井内土体的每层开挖深度应小于30cm或更薄些，以避免沉井发生倾斜。沉井下沉至离设计底标高10cm左右时应停止挖土，让沉井依靠自重下沉到位。
（10）当沉井的进尺到最后2m时即进入终沉阶段。挖土锅底形状由“凹”面逐步过渡到“凸”形反锅底，并且适当放慢取土速度和数量，严格按照均匀对称的原则布置挖土范围，当沉井四周控制点高差大于20mm时，应及时纠偏，纠偏方法以调整各仓挖土深度为主，外刃脚土塞部分土体易涌进，不准冲挖。终沉阶段是沉井的关键时刻，故一定要加强观测，测量在最后阶段应每隔不少于1小时，严格控制沉井的下沉速率。
5 沉井允许偏差控制
表5-1沉井终沉后允许偏差
注：L2为矩形沉井两角的距离，圆形沉井为互相垂直的两条直径（mm）；H3为下沉总深度（mm）。[2]
参考文献：
[1] 沈东.大型沉井施工技术研究[D].上海：同济大学，2005.
[2] GB51130T，沉井与气压沉箱施工规范附条文[S].北京：中国计划出版社，2016.