水处理构筑物沉井法施工质量控制

孙东晓

摘 要：结合饱水粉砂地层地质特点，介绍在市政工程中常见的沉井制作和下沉纠偏、封底的施工质量控制要点，为施工控制提供一定的参考意见。

关键词：下沉控制 监测 纠偏 封底 质量控制

中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-0-01

市政水务工程项目中，多采用沉井法施工，该文就粉砂饱水地层沉井下沉封底质量控制作一简要论述。

1 技术准备

施工前做好准备工作，施工方案须经监理审查施工工艺和及复核计算（沉井地基处理计算、模板安装、下沉计算、封底、安全水位计算）结果。做好放线定位以便进行下沉和变形观测。

2 下沉准备

①下沉前应将沉井附近地面堆载清除干净，以免造成沉井一侧土压力过大，造成沉井发生位移和倾斜。②沉井刃脚在下沉前应全部凿毛，以免影响水下砼的堵水效果。③井外壁做下沉高程控制点，并标注高程，作为下沉过程高程控制。在沉井内壁上弹出垂直轴墨线。在临近构筑物或附近地面设置沉降观测点，在沉井下沉过程中同时观测。④潜水员水下作业前应充分作好准备工作，以便能及时对下沉情况进行分析和处理。⑤垫层拆除：垫层的拆除应在刃脚砼达到设计强度的100%，井身砼达到设计强度的70%后进行。拆除应对称同步进行，并要加强观测，发现沉井倾斜及时纠正。

3 井筒下沉控制要点

井筒下沉采用不排水下沉挖土，最初利用高压水枪射出的高压水泥冲刷土层，然后采用吸泥砂泵，借助水力冲刷将泥砂吸出井外，沉淀处理。冲土顺序为先中央后四周，并沿刃脚留出土台，最后对称分层冲挖，尽量保持沉井受力均匀，不得冲空刃脚面下的土层。后期施工时，使高压水枪冲入井底，所造成的泥浆量和渗入的水量与水力吸砂泵吸入的泥浆量保持平衡。吸泥砂泵配套安装潜污泵，并24 h连续作业，以保证下沉平稳，避免停滞给再次下沉造成困难，下沉过程中可辅以抓斗取土。

下沉允许偏差：高度±50 mm，轴线位置水平差：位移值/深度不超过1%。

①沉井下沉位置的正确与否，初始阶段的下沉质量尤为重要，要特别注意保持其平面位置与垂直度的正确，以免继续下沉时不易调整。方法是在初始阶段每次取土时的取土高度控制在0.2 m左右，当沉井下沉3 m左右时进入正常下沉阶段。②下沉施工中必须执行“定位正确、先中后边、对称钻吸、深度均衡”的原则，施工中按“沉多钻少”的规律实施。③下沉正确掌握井内水位和锅底土面的标高，井内水位控制在井外地下水位标高以上0.8～1.0 m，低于地下水位可能导致井底涌砂及井外地面坍陷。④采用测量技术控制井底面的下沉标高，并做好一切防超沉的措施。由于沉井所在位置的土质较差，当沉井下沉至设计标高以上4.0 m时，要将沉井暂停下沉24 h左右，观察并记录沉井自由下沉量，以确定沉井停止取土下沉的高度。⑤当沉井下沉至设计标高以上2.0 m时，应适当减慢下沉速度，每天不大于0.5 m。锅底开挖深度应减少，刃脚下掏土应慎重，防止突沉和超沉事故发生。⑥沉井下沉到位后，潜水员到水下修整沉井锅底，然后在锅底表面及刃脚下铺设块石40 cm，以此增加沉井自由下沉时的阻力和防止浇筑水下砼时扰动锅底

土体。

4 测量控制

4.1 平面位置控制方法（全站仪检查）

将全站仪架设在井外部地面的中心控制点上检查设在沉井顶部的中心控制线，用以测量沉井扭转和垂直度偏差。

4.2 高程控制方法（水准仪检查）

沉井下沉前，用钢尺实测各标高控制点的井壁高度，计算该点位的设计高程，下沉中用S3水准仪检查各点的实际高程，计算出下沉高度和倾斜度。

4.3 垂直度控制方法（垂球法检查）

沉井下沉前，在沉井内壁上弹出垂直轴墨线（以模板控制线分割），上端挂线坠，下端安装标板。

4.4 沉降观测与控制

挖土中以垂直度观测为主，通过控制单向井壁垂直度和对称轴两侧井壁垂直度之差（不大于30 mm）来保证沉井的平面位置和刃脚高差（即保证沉井均匀下沉）。沉井下沉中加强平面位置、垂直度和高程（沉降值）的观测，每班与班中及每次下沉后检查，接近设计高程时应加强观测，每2 h测量一次，以防超沉，设专人进行观测并做好记录，如有倾斜、位移、扭转，及时纠正，使偏差控制在允许范围以内。

4.5 锅底形成观测

沉井下沉到位后，形成锅底时应用测绳对锅底的标高进行全面复测，直至满足设计要求方可进行下道工序。

4.6 地面沉降观测和出土量统计

虽然临近构筑物距离都在2倍下沉深度之外，仍在井筒下沉过程中，对设在井筒四周的观测点同时进行沉降观测，以观察对四周的影响，同时每日根据下沉深度计算出的理论出土量和实际出土量进行对比，如实际出土量过大则表明井外有大量土体涌入，则应加强沉降观测，并提高井内水位，高于地下水位。

5 沉井下沉速度控制

每2 h一次测量一次，严格控制下沉速度，设专人进行观测并做好记录。在下沉距底面标高2.0 m以上时，每天下沉不得超过

1.0 m，在下沉距底面标高2.0 m开始，每天下沉不得超过0.5 m。下沉到位后井字梁底土不得掏空，同时因考虑到上部荷载作用，应预留5 cm不下沉。

6 下沉异常情况处理措施

6.1 沉井下沉倾斜预防措施

①沉井在第一次下沉前拆除垫层时，先井字梁后刃脚，应分区、依次对称，同步地进行，并且及时用砂填夯实。②加强沉井过程中的观测和资料分析，对沉井下沉全过程进行监控，发现倾斜及时纠正。③取土应从中间向四周扩展，并且均匀挖土，控制井内土面高差，同时避免刃脚下掏空过多。

6.2 纠偏

对于沉井四周土质软硬不均及挖土不当引起的沉井倾斜纠偏方法有挖土纠偏、射水纠偏、局部增加荷载纠偏等方法。

6.3 沉井下沉过快和突沉预防措施

①在沉井外壁夯填碎石，加大摩擦力。②控制挖土，锅底不能挖太深，刃脚下不得掏空。③当下沉接近设计标高时，可采取压密注浆的方法，使其刃脚附近土层密实来阻止沉井下沉过快。④注意沉井内外水位的变化，若沉井内水位低于井外水位时易形成流砂，因而要及时进行补水，使其井内水位始终高于井外水位0.8 m。

6.4 阻力过大

若下沉速度过慢，可在外壁均匀对称采用高压水枪进行冲刷，或在池壁顶部采用型钢堆载。

7 沉井封底

沉井下沉到距设计高程0.2 m时停止井内挖土和抽水，让其靠自重下沉到设计高程或接近设计高程，再经2～3 d下沉稳定，或经观测在24 h内累计下沉量不大于10 mm时，采用水下混凝土进行封底，坍落度应控制在180～

220 mm。采用的导管应保证密闭性，进行首灌量计算，必须保证导管口没入混凝

土中。

在封底混凝土达到设计强度值前，须保持井内外水位相等，水下混凝土达到设计强度后，井外地下水位必须降至抗浮水位以下，防止池体漂浮和沉井封底混凝土被顶裂。井内水抽干后，若有渗水现象则应予修补。

8 结语

对于粉砂地层沉井施工质量控制，关键在于根据地质情况制定适宜的施工方案，并在下沉过程中加强观测，随时纠偏调整。希望通过该文的描述，对施工质量监督和控制起到一定的借鉴作用。