浅谈沉井施工技术在泵站工程施工中的应用

黄海龙

摘 要：本文主要分析了沉井施工的结构和特点，通过对泵站工程沉井施工技术的应用，阐述了沉井施工的工艺过程和质量控制要点，从而达到减少施工干扰，降低施工成本、加快施工进度、保证施工质量的目的。以期对今后的类似工程施工具有一定的借鉴意义。

关键词：泵站 沉井施工 工艺 质量控制

引言

沉井是在地面或地坑上先制作开口钢筋混凝土筒身，达到一定强度后，在井筒内分层挖土、运土，随着井内土面逐渐降低，沉井筒身借其自重，克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉而就位的一种深基或地下工程施工工艺。

在泵站工程中采用沉井施工，可以避免拆迁、减少工程投资。但在沉井施工时，有可能发生沉井倾斜、偏移、下沉过快、过慢或停沉、流砂或补给水量很大而排水困难等情况。因此，在沉井施工过程中采取行之有效的质量控制措施意义重大。本文笔者以工程实例进行分析，提出了相应的质量控制要点，以解决沉井施工时出现的这些技术问题。

1、工程概况

某泵站工程，厂房为圆形结构，内径22 m，分为地上、地下两部分，地下部分高17.375 m，地上部分10.4 m，厂房地下部分为沉井式钢筋混凝土现浇结构，沉井为圆形，内径23.4 m，高20.2 m，井壁厚1.2 m，内部隔墙厚1.0 m，底板厚1.2 m，坐落于岩石基础上。

2、沉井结构、特点及施工流程

沉井施工是在地面上制作一个沉井，通过取出井内土体使其在自重作用下，下沉到预定设计标高后，再进行封底并构筑内部结构。本次泵站厂房地下部分采用沉井施工，主要是考虑到沉井施工技术较为安全可靠、挖土方量较少、降低了施工对周边环境的影响等特点。另外，沉井施工操作方便，无需进行板桩围护，占地面积小，节省了大量的人力物力。

沉井施工过程主要包括：施工准备、沉井制作、沉井下沉、沉井封底及井内施工和封顶等。

3、沉井施工工艺及方法

3.1 施工准备

沉井施工前的准备包括场地平整、搭建临时设施、水电供应、施工方案编制、地址勘探、测量控制网布设等。其中重点是地质勘探以及施工方案的编制和审批。

3.2 沉井制作施工

沉井结构主要由刃脚、井壁、内隔墙、取土井、凹槽、封底、顶板等构成。

沉井制作施工主要包括沉井挖土石方和沉井井壁混凝土施工，土石方开挖自上而下分层进行，每层开挖深度4 m，基坑开挖深约18m，开挖土石料运往弃料场。为保证沉井制作时的重量，将松软部分的土换填相应厚度的砂垫层，砂采用中粗砂，上宽1.5 m、下宽2.5 m，并洒水分层压实，以保证基底密实度。为了扩大沉井刃脚下的支承面，砂垫层上铺设混凝土垫层。然后在混凝土顶面砌筑沉井刃脚砖胎模。对沉井刃脚和井壁混凝土的浇筑，要保证质量。浇筑的井壁混凝土应密实，外表面保持平整、光滑。沉井井壁混凝土设计强度等级为C25，施工现场应做混凝土抗压、抗渗试块，并随时抽检混凝土坍落度。在下一节浇筑前应凿毛，并清洗干净。

沉井制作过程中，应对基坑开挖、砖模砌筑、脚手架的搭设、钢筋工程、模板工程、混凝土工程等工序严格按照相应规定进行操作。

3.3 沉井下沉

沉井下沉前要做好准备工作，主要有井壁外观检查、井内杂物清除、取水管预留孔口井内封堵、砖胎模及素混凝土垫层拆除、井体与封底素混凝土接触部位凿毛等。沉井下沉施工时先用挖机装至集料斗后，由汽车吊吊料斗至井外，自卸汽车运至弃渣场。初沉时，下沉速度控制在0.2～0.5 m/d。刃脚四周及局部取土困难，可由人工辅助出土。人工辅助出土时应暂停开挖与其他起吊作业，保证人员安全。挖土对于沉井在自重作用下均匀垂直挤土下沉很关键，挖土要在井内对称、缓慢进行，注意沉井下沉速度，防止发生倾斜。沉井下沉主要应控制好刃脚高差、下沉速度和平面位移。沉井下沉时，在沉井第一节混凝土达到100%设计强度，其余部分达到70%设计强度后开始下沉。

3.4 沉井封底处理

沉井基础处理：由技术人员和钻工配合完成测量定孔位，按设计孔位用白漆标出。钻孔完毕后用孔道清洗干净，经检验合格后，临时封堵孔口。在完成造孔后先将水泥卷式锚固剂推入钻孔内，安插锚杆。

沉井封底：清除井底浮泥→井壁等接触部清洗→混凝土封底→底板浇筑。沉井下沉到位后需进行8h连续观测，在观测期间内累计下沉量小于10 mm才可以进行封底，封底可采用C20水下混凝土。封底前将井壁刃脚处凿毛并清洗，以使新旧混凝土很好连接。浇筑混凝土一般采用导管法，在浇筑过程中通过移动导管和多点测控达到对混凝土顶面的标高控制。

井内底板施工及封顶：沉井封底后，待混凝土达到设计强度后，再进行钢筋混凝土底板施工。为防止封底后渗漏，在浇筑钢筋混凝土底板前，要将井壁与底板接触的周边进行凿毛和清洗干净。井底设集水井，在混凝土养护期间要连续抽水，浇筑的底板混凝土达到设计强度的70%后，抽干集水井并封堵。作为地下建筑物，在修筑好满足内部使用要求的各种结构后，还要进行封顶。

4、沉井施工质量控制要点

沉井施工质量控制要点主要有三点：①沉井的制作与施工质量控制；②沉井的下沉施工速度；③偏位控制。沉井制作施工控制要從基坑开挖、垫层和底模制作、模板制作安装、钢筋材料检验及制作、浇筑混凝土及养护等几个工序上做好质量控制，在施工中，根据质量与进度要求，质检人员要对分节现浇制作、分节下沉施工工艺加强控制。在沉井下沉时，要全面实时监控沉井下沉过程与下沉速度。为确保沉井下沉保持均匀，在出土顺序、控制刃脚土基、保证下沉轨道、沉井结构安全受力、控制降水等方面要严格控制。

沉井下沉要以纠偏为主，设置轴线位移和垂直度观测标志，观测密度设置要合理，最初在每次下沉稳定后进行测量，接近设计标高时要增加观测密度。出现偏差应及时纠正，但不可大幅度纠偏，要在放缓下沉速度时纠偏，下沉速度服从于纠偏。此外，质检人员要充分了解沉井全过程，掌握关键环节，抓住主要节点，确保操作规范、质量合格。

5、结语

总之，沉井施工工艺比较成熟，但施工过程复杂。因此，在施工时必须严格操作规范，控制好工程施工质量。

参考文献：

[1]冯统宏.浅析循环水泵房沉井下沉施工工艺[J].山西建筑，2009，35：170-171.