浅谈沉井下沉施工技术
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【摘 要】本文主要介绍了沉井施工下沉方法，针对在沉井的下沉过程中常遇到的问题，介绍了相关问题的处理或预防措施。
【关键词】沉井 下沉 措施
一、引言
沉井是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。是先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。这种施工方法适用于埋设较深的构筑物，地下水位较高易产生涌流或塌陷的不稳定土壤，以及场地狭窄，受其它因素限制不适宜采用大开挖施工的工程。技术上比较稳妥可靠，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小。
二、沉井的基本结构和下沉原理
（一）沉井基本结构
沉井的基本结构主要包括：刃脚、井筒及内隔墙、封底及底板、盖板等部分：
1.刃脚是是沉井井壁最下端部位，下面有一水平支承面，称为刃脚踏面。踏面宽度通常在10～20cm，根据地层的软硬程度作调整。刃脚的侧面呈直角梯形，内侧倾角45～60。其作用主要是减少土的阻力。
2.井筒是沉井的主要部分，其厚度应根据沉井的结构强度、刚度的需要以及沉井能够在足够的自重条件下下沉等确定。内隔墙是根据使用和结构上的需要，在沉井内可设置内隔墙，大型沉井还可能设置多道纵横隔墙。
3.封底及底板是当沉井下沉至设计标高后，需用混凝土封底以及制作钢筋混凝土底板，以阻止地下水和地基土进入井筒。
4.盖板是当沉井作为水泵站等地下结构的空心沉井时，在沉井顶部需做钢筋混凝土盖板。
（二）沉井下沉原理
沉井下沉通常靠自重下沉，沉井下沉时，必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力，其比值称为下沉系数K，一般应不小于1.15。
沉井下沉系数K=（Q-B）/（T+R）
式中：
K――下沉安全系数，一般应大于1.15
Q――沉井自重及附加荷载（KN）
B――被井壁排出的水量（KN），如采取排水下沉法时，B=0
T――沉井与土间的摩阻力（KN），T=πD（H-2.5）・f
D――沉井外径（m）
H――沉井全高（m）
f――井壁与土间的摩阻系数（KPa），由地质资料提供
R――刃脚反力（KN），如将刃脚底部及斜面的土方挖空，则R=0
二、沉井下沉施工工艺
（一）沉井下沉的作业顺序安排
下沉准备工作 设置垂直运输机械设备 挖土下沉 井内排水 边下沉边观测 纠偏措施 沉至设计标高 核对标高、观测沉降稳定情况
（二）沉井下沉验算
沉井下沉前，应对其在自重条件下能否下沉进行必要的验算。沉井下沉时，必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力，其比值称为下沉系数K，一般应不小于1.15。井壁与土层间的摩阻力计算，通常的方法是：假定摩阻力随土深度而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。沉井下沉系数的验算公式为：K=（Q-B）/（T+R）
（三）沉井下沉的主要方法和措施
1.第一节沉井制作完成后，下沉前应进行井壁外观检查，检查混凝土强度及抗渗等级，并根据勘测报告计算极限承载力，计算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系数（≥1.15-1.25），作为判断每个阶段可否下沉，是否会出现突沉，确定下沉方法及采取措施的依据。
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、挖土速度应大致相等以免井筒倾斜。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。
说明：1――沉井刃脚
2――边壁留置土堤
1、2、3、4――削坡次序
3.对松软土质，可先挖沉井中部土层（每层约深40～50cm），沿沉井刃脚周围保留土堤，使沉井挤土下沉；对中等密实的土，如刃脚土堤挖出后仍很少下沉，可再从中部向刃脚分层均匀削薄土堤，使沉井平稳下沉；对土质软硬不均的土层，应先挖硬的一侧，后挖软的一侧；对流砂层只挖中间不挖四周；对坚硬土层，可按撤除垫木顺序分段掏空刃脚，并随即回填砂砾，待最后几段（即定位承垫木处）掏空并回填后，再分层逐步挖去回填填料，使均匀下沉。沉井倾斜如受地下水方向影响时，先挖背水方面的土，后挖迎水方向的土。
4.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，及时清理井内、特别是刃脚处的树根、石块等障碍物。
5.沉井下沉多采用排水挖土下沉方法，常用方法是：设明沟、集水井排水，根据沉井大小在沉井内设集水井，深度比开挖面底部低1.0-1.5m，沟和井底深度，随沉井挖土而不断加深。在井壁上设离心式水泵或井内设潜水泵，将地下水排出井外。当地质条件较差，有流砂发生的情况，可在沉井外部周围设置轻型井点、喷射井点或深井井点，以降低地下水位，或采用井点与明沟排水相结合的方法，进行降水。
6.沉井下沉观测方法为在沉井外壁周围弹水平线，井筒内按4等分或8等分标出垂直轴线，各吊线坠一个，对准下部标板来控制。沉井下沉过程中，应安排专人进行测量观察。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高差和中心位移测量。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。如发现倾斜、位移时应随时通过调整挖土进行纠偏。