建筑沉井基础施工技术探讨

关键词 沉井；基础；旱地；水中；施工  

　　沉井是一种带刃脚的井筒状构造物。它是利用人工或机械方法清除井内土石，借助自重克服井壁摩阻力逐节下沉至设计标高，再浇筑混凝土封底并填塞井孔，成为结构物的基础。沉井最适合在不太透水的土层中下沉，其易于控制沉井下沉方向，避免倾斜。 

　　1 旱地沉井施工 

　　旱地沉井施工可分为就地制造、除土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板等（图1），其一般工序如下： 

　　1.1 清整场地 

　　要求施工场地平整干净。若天然地面土质较硬，只需将地表杂物清净并整平，就可在其上制造沉井。否则应换土或在基坑处铺填一不小于0.5m厚夯实的砂或砂砾垫层，防止沉井在混凝土浇筑之初因地面沉降不均产生裂缝。为减小下沉深度，也可挖一浅坑，在坑底制做沉井，但坑底应高出地下水面0.5m~1.0m。 

　　1.2 制做第一节沉井 

　　制造沉井前，应先在刃脚处对称铺满垫木，以支承第一节沉井的重量，并按垫木定位立模板以绑扎钢筋。垫木数量可按垫木底面压力不大于100kPa计算，其布置应考虑抽垫方便。垫木一般为枕木或方木（200mm×200mm），其下垫一层厚约0.3m的砂，垫木间间隙用砂填实（填到半高即可）。然后在刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，再立外模浇筑第一节沉井。模板应有较大刚度，以免挠曲变形。当场地土质较好时也可采用土模。 

　　1.3 拆模及抽垫 

　　当沉井混凝土强度达设计强度70％时可拆除模板，达设计强度后方可抽撤垫木。抽垫应分区、依次、对称、同步地向沉井外抽出。其顺序为：先内壁下，再短边，最后长边。长边下垫木隔一根抽一根，以固定垫木为中心，由远而近对称地抽，最后抽除固定垫木，并随抽随用砂土回填捣实，以免沉井开裂、移动或偏斜。 

　　1.4 除土下沉 

　　沉井宜采用不排水除土下沉，在稳定的土层中，也可采用排水除土下沉。除土方法可采用人工或机械除土，排水下沉常用人工除土。人工除土可使沉井均匀下沉和易于清除井内障碍物，但应有安全措施。不排水下沉时，可使用空气吸泥机、抓土斗、水力吸石筒、水力吸泥机等除土。通过粘土、胶结层除土困难时，可采用高压射水破坏土层。 

　　沉井正常下沉时，应自中间向刃脚处均匀对称除土，排水下沉时应严格控制设计支承点土的排除，并随时注意沉井正位，保持竖直下沉，无特殊情况不宜采用爆破施工。 

　　1.5 接高沉井 

　　当第一节沉井下沉至一定深度（井顶露出地面不小于0.5m，或露出水面不小于1.5m）时，停止挖土，接筑下节沉井。接筑前刃脚不得掏空，并应尽量纠正上节沉井的倾斜，凿毛顶面，立模，然后对称均匀浇筑混凝土，待强度达设计要求后再拆模继续下沉。 

　　1.6 基底检验和处理 

　　沉井沉至设计标高后，应检验基底地质情况是否与设计相符。排水下沉时可直接检验；不排水下沉则应进行水下检验，必要时可用钻机取样进行检验。 

　　当基底达设计要求后，应对地基进行必要的处理。砂性土或粘性土地基，一般可在井底铺一层砾石或碎石至刃脚底面以上200mm。未风化岩石地基，应凿除风化岩层，若岩层倾斜，还应凿成阶梯形。要确保井底浮土、软土清除干净，封底混凝土、沉井与地基结合紧密。 

　　1.7 沉井封底 

　　基底检验合格后应及时封底。排水下沉时，如渗水量上升速度≤6mm/min可采用普通混凝土封底；否则宜用水下混凝土封底。若沉井面积大，可采用多导管先外后内、先低后高依次浇筑。封底一般为素混凝土，但必须与地基紧密结合，不得存在有害的夹层、夹缝。 

　　2 水中沉井施工 

　　2.1 水中筑岛 

　　当水深小于3m，流速≤1.5m/s时，可采用砂或砾石在水中筑岛（图2a），周围用草袋围护；若水深或流速加大，可采用围堤防护筑岛（图2 b）；当水深较大（通常<15m）或流速较大时，宜采用钢板桩围堰筑岛（图2c）。 

　　岛面应高出最高施工水位0.5m以上，砂岛地基强度应符合要求，围堰筑岛时，围堰距井壁外缘距离b≥H tg（45°-φ/2），且≥2m，（H为筑岛高度，φ为砂在水中的内摩擦角）。其余施工方法与旱地沉井施工相同。 

　　2.2 浮运沉井 

　　若水深（如大于10m）人工筑岛困难或不经济时，可采用浮运法施工。即将沉井在岸边作成空体结构，或采用其它措施（如带钢气筒等）使沉井浮于水上，利用在岸边铺成的滑道滑入水中（图3），然后用绳索牵引至设计位置。在悬浮状态下，逐步将水或混凝土注入空体中，使沉井徐徐下沉至河底。若沉井较高，需分段制造，在悬浮状态下逐节接长下沉至河底，但整个过程应保证沉井本身稳定。当刃脚切人河床一定深度后，即可按一般沉井下沉方法施工。 

　　3 结论 

　　总之，沉井基础施工可分为旱地施工、水中筑岛及浮运沉井3种。施工前应详细了解场地的地质和水文条件。水中施工应做好河流汛期、河床冲刷、通航及漂流物等的调查研究，充分利用枯水季节，制订出详细的施工计划及必要的措施，确保施工安全。 

　　参考文献 

　　[1]杨思运.基于土体位移的沉井基础施工技术探讨[J].山西建筑，2008(14). 

　　[2]李浩基.沉井基础的施工技术[J].中国西部科技，2006(5).