沉井施工的质量检查与控制方法

赵维春，朱才明，杜洪贞

（1.烟台市城市排水管理处，山东烟台 264000；2.烟台市城建设计研究院有限公司，山东烟台264003；3.烟台市辛安河污水处理有限公司，山东烟台264003）

0 引言

在高地下水位地段、流砂地段、软土地段和现场狭窄地段修建深埋构筑物，经常采用沉井施工。沉井下沉过程中，由于水文地质资料掌握不全，下沉速度控制不严，以及其它各种原因，可能发生井筒倾斜、筒壁裂缝、下沉过快或不继续下沉等事故，应及时检查、控制并加以校正。

1 井筒倾斜的观测

沉井下沉时，可能发生倾斜，如图1所示，M、N为井筒外径的两端，由于倾斜而产生高差值h。施工过程中出现倾斜，就要校正，校正的结果很可能井筒轴线发生水平位移。如图2所示，井筒在倾斜位置，绕M点转动，校正到垂直位置2，如果继续转动到位置3，下沉到4，再绕N转动到垂直位置5，2和5两个位置的轴线水平位移为L[1]，因此，在校正倾斜的过程中，一定要注意校正幅度的大小，使轴线位移值不超过50 mm。

图1 井筒下沉时倾斜

图2 井筒倾斜的校正过程

井筒发生倾斜的原因很多，主要是刃脚下面的土质不均匀，挖土操作不对称，井壁四周土压力不均衡，以及刃脚下某一处遇有障碍物所造成的。

倾斜观测分井内和井外两种，井内观测可采用垂球观测，而垂球观测只适用于井筒降水下沉。

垂球观测是在井筒内壁4个对称点悬挂垂球。垂直下沉时，垂球线与井壁上所画标志线平行且重合，如果井筒倾斜，则垂球线发生位移（见图3）。这种方法简单、实用，但不能定量观测。水准测量适用水准仪或激光水准仪，需事先在井角四周设置高程标志，这在比较重要的沉井施工或已经产生倾斜而需要求误差值的适用。

图3 垂球法观测轴线倾斜

2 井筒倾斜的校正

由于挖土不均而引起井筒倾斜时，用挖土方法校正。在下沉慢的一边多挖土，下沉快的一边刃脚处将土夯实或做人工垫层，使井筒恢复垂直。如果这种方法也校正不过来，就应在井角外壁下沉快的一边回填土方，下沉慢的一边开挖土方。

3 井筒轴线发生水平位移的校正

井筒倾斜后在校正过程中如果像图2那样发生轴线水平位移，而且L值超过50 mm，就要对水平位移进行校正。具体做法如图4，AB为设计轴线，CD为偏移后的轴线，AB与CD两直线之间的距离为L。井筒在Ⅱ位置绕M点转动到位置Ⅲ，下沉至位置Ⅳ，再绕M点转动到垂直位置V，AB与CD两直线即可重合，井筒的转动过程可利用第2节中所提到的挖土方法来进行，还可通过在下沉慢的一边增加荷载，利用高压水枪冲击等方法进行。

4 下沉过程中的障碍物处理

下沉过程中，刃脚可能遇到石块或其它障碍物无法下沉，也可能遇到松散土及流砂等其它情况，使井筒下沉产生偏移。对待不同情况，有不同的处理方法。遇到石块或其它坚硬物体，可以用镐或风镐去除，也可采用爆破方式去除。遇到流砂，必须先降低地下水到井底标高0.5 m以下后方能进行下沉。遇到地质为高地下水位的粉细沙层,且沉井周边的建筑物距沉井很近，为防止流沙导致井壁外地面坍塌危及建筑物，采用在沉井周边打止水帷幕的方式来防止流沙导致沉井倾斜及建筑物倾覆。遇到松散土，沉井挖土下沉过程中可能发生溜方，导致沉井倾斜，采用沉井内挖土,由中心向四周进行，刃脚处不挖，沉井靠自身重力切土下沉，如发生倾斜问题，必须先进行校正，再进行下沉。

5 井筒裂缝的处理

井筒在下沉过程中，由于所受的力不均或强度达不到要求，可能出现裂缝，裂缝有环向裂缝和纵向裂缝两种。环向裂缝是由于井壁四周土质不均对井筒壁所造成的压力不同产生的，也可能是由于井筒设计强度达到不到要求或井筒没有达到设计强度要求就开始下沉而造成的。纵向裂缝是由于井筒在下沉过程中遇到石块或其它坚硬障碍物作用于井壁一点或爆震下沉所致。井筒一旦出现裂缝，就必须立即进行处理，以防裂缝扩大。出现裂缝后，可在井筒内增加支撑，也可以在出现裂缝处井筒以外挖土或者撤除障碍物，以减少对井壁的压力。对于已出现的裂缝，可用水泥砂浆与环氧树脂再加其它早强剂抹平，待达到一定强度后，再继续下沉。预防井筒裂缝除了要保证一定的设计强度以外，还要注意井筒要达到设计强度的70%以上后，再进行下沉[2]。

6 井筒下沉过快的处理

在沉井施工过程中，经常会遇到这种情况，井筒下沉过快，即井筒下沉的速度比挖土的速度快，出现这种情况主要发生在地下水为较高的流砂地带。由于长期抽水，使井筒外壁与土之间的摩擦力减少，或因土的耐压强度较小，使井筒下沉的速度超过挖土的速度。防止方法是在井筒外将土夯实，增加土与井壁之间的摩擦力，在即将下沉到设计标高时，为了防止下沉过快，先停止挖土，让井筒自沉一段时间，再继续挖土时，可以不将刃脚处的土方挖掉，下沉到设计标高时立即封底，也可以在刃脚处四周修筑混凝土支墩，来增加受压面积[3]。

总之，在沉井施工过程中，会出现许许多多的问题，要随时观察加以控制。施工条件不同，出现的问题也不尽相同，因此，必须因地制宜，灵活运用，这样才能保证沉井顺利下沉。

[1]郑达谦.给水排水工程施工（第 3版）.北京:中国建筑工业出版社,1998.

[2]GB50141—2008,给水排水构筑物施工及验收规范[S].

[3]GB50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].