小议市政工程沉井构造及其施工工艺

张建伟　王文龙

摘 要： 市政工程施工中，通过沉井技术运用，能有效解决施工中的一些问题，沉井构造具有埋设深、整体性好、承载面积大等特点，可以承受一定垂直或者水平压力，能降低施工成本，大大提升市政工程施工效率，带来更大的经济效益。为此本文主要对市政工程沉井构造概况、施工工艺及监测进行了分析与探究。

关键词： 市政工程；沉井构造；施工工艺

一、市政工程沉井构造概况

沉井是一种在地面制作、通过取除井内土体的方法，使之沉到地下某一深度的井体结构。利用沉井作为挡土的支护结构，可以建造各种类型和各种用途的地下工程构筑物。沉井与大开挖相比可减小土方工程量，节约工程用地且可以建造深度很大的地下构筑物和基础。

沉井制作场地灵活，即可就地制作，也可在滑道，拼装船上中制作，尤其在水域里，沉井这一特点是其它深基础难以取代的。沉井结构刚度大，井壁能承受井外的水土压力，取土时无需像地下连续墙或板桩那样需加设支护。同敞口基坑开挖相比，沉井的挖土量较少，深度越深，其优越性越明显。沉井不仅可以作为临时挡土隔水构筑物，更可作为结构本身或结构基础使用，其混凝土质量比在泥浆下浇筑的地下连续墙更可靠。沉井下沉时，对周围土体有扰动，因此对在井周破坏棱体范围内的构筑物、管线，需采取有效措施并进行必要的保护和监测。

二、市政工程沉井施工工艺

1、场地准备

在沉井施工前，首先要对场地进行平整。此外，为减少下沉工作量，降低施工作业面，对体型较大的沉井应预先开挖一定的深度。基坑挖好后，要根据地层情况对地基作适当的处理，施工中常用砂和枕木作铺垫，并分层夯实砂垫层，在铺设垫木的过程中要保证沉井位置的准确。

2、基坑开挖

采用1m3挖掘机进行基坑开挖，禁止超挖，并由人工修平基坑边坡和底部，再用自卸车将土方运到临时堆场。此外，要在基坑底部四周布置排水沟和集水井，及时将基坑内的水抽走，以保持坑底土层的干燥，并将地下水位控制在坑底标高以下50-100cm。最后，要清除基坑中松软的土质，为防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂，要用砂性土回填基坑，并且要夯实。

3、沉井预制

（1）刃脚支垫。沉井的刃脚支设采用垫架法，垫架法是先在刃脚处铺设砂垫层，然后接着铺设垫木和垫架。一般要求采用150mm×150mm的方木做垫木，并且垫架要沿刃脚圆弧对准圆心铺设。

（2）模板支设。由于浇筑速度会对模板产生很大的侧压力，因此，内外模板的钢圈都应采用两根槽钢制作，并用直径16mm的对拉螺栓固定，中部设止水片，与螺栓接触的一圈要满焊。此外，孔口要用M5水泥砂浆和MU1O砖砌实，以防止下沉时重量不等，影響重心偏移和泥水涌入沉井内。

（3）钢筋绑扎。钢筋要在现场加工成型，并垂直吊装就位，然后进行人工绑扎。绑扎的具体要求是：一次绑好每节井壁的竖筋，分段绑扎水平筋，插筋要伸出，与上节井壁连接处的接头应错开1/4。当垫层混凝土达到设计强度的50%后可进行底板钢筋的绑扎，钢筋应按设计要求伸入刃脚的凹槽内，此外，应注意将新老混凝土的接触面冲刷干净。

4、沉井下沉

抽垫架之前，要对底板接缝部位的混凝土进行凿毛处理。混凝土强度达到25%后可拆除沉井侧模板，强度达到100%后方可拆除刃脚垫架。拆除工作应在专人指挥下依次、对称、同步的进行，拆除方法是先将垫架底部的砂垫层挖去，再利用卷扬机将相对的垫木抽出。拆除原则是：先拆除一般承垫木，后拆除定位垫木，每抽一根垫木，应随即用砂或砂砾对刃脚下的部位进行回填夯实。应注意的是，要加强对抽除垫木的观测，并注意下沉是否均匀，还要及时处理倾斜等问题。

首先要分层逐渐往刃脚方向削薄土层，每次削5cm～15cm，当土垅挡不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重作用下破土下沉。此外，应注意以下几点：第一，每层挖土厚度为0.4m～0.6m，并在刃脚处留1.2m～1.5m宽的土台；第二，削土时应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行，要采用人工逐层切削的办法，以使土层均匀平稳的下沉；第三，对于刃脚下部的土方要边挖边清理。

在整个下沉过程中，要注意保持井身平面位置与垂直度的准确性，在离设计深度20cm左右时停止取土，使其依自重下沉至设计标高。在下沉过程中，当沉井不下沉或下沉不平稳时，应逐段对称的将刃脚下挖空，然后用小卵石填塞夯实，之后再分层刷掉回填的小卵石，使沉井恢复平稳下沉。

5、封底

当沉井下沉至距设计底标高20cm时，应停止井内挖土和排水，使其靠自重下沉至或接近设计底标高，再经过2d～3d的下沉稳定，观测沉井在8d内的累计下沉量，当累计下沉量不大于lOmm时，方可进行沉井封底。沉井封底的步骤是：首先将井底修整成锅底形状，然后从刃脚向中心挖出放射形的排水沟，同时在排水沟的内部填卵石，并在中间部位设置一个与排水沟相互连通的集水井，并且井内需设有钢管，并用卵石将井的四周填好，保证水流能够汇集在井中，便于用潜水泵排出。底板混凝土的浇筑应分层、不间断地进行，并由四周向中间推进，需控制每层的浇筑厚度在30cm―50cm左右，浇筑完毕后要用振动器振捣密实。当底板混凝土强度达到70%并经抗浮验算后，方可对集水井进行封堵处理。

三、市政工程沉井监测分析

1、沉降监测

对沉井的沉降观测分为两方面，一方面是在挖土时随时观测其垂直度，当吊线球与墨线的距离大于50mm或四面标高不一致时要尽快纠正；另一方面是在沉井的下沉过程中，要随时测定沉井标高，确保其均匀下沉，同时要做好沉井下沉记录。

2、井体偏斜监测

各监测站要对沉井进行全过程的沉降和位移监测，然后汇总并分析取得的数据。为了准确监测井体的偏斜，各监测站要架设一台经纬仪，并以井壁上的纵向墨线为依据进行井体扭转量的监测。为了掌握沉井在不同土质层中的下沉速率，要将测量取得的数据与原始值进行对比分析，绘制沉降速率图表。

在监测井体偏斜时要注意：第一，沉井接近设计标高0.5～1m时，要根据下沉速率适当调整挖土速度以减缓沉井的下沉速度，并提高监测频率；第二，沉井下沉至设计标高时需密切进行沉降观测，如果沉井在8小时内的下沉量不大于10mm则认为沉井基本趋于稳定；第三，要将沉井的高差始终控制在10cm以内，当沉井的沉降偏斜度达到沉井最大允许偏斜度的1/4时，要立即采取纠偏措施。

3、地下水位监测

地下水位监测时要在基坑边布置四个监测孔，钻孔后安装一段带滤孔的PVC塑料管，然后固定加盖。在沉井下沉过程中，要加强对水位监测孔中水位的观测，以保证降水的效果，此外，还要对井点进行巡查，及时发现“死井”，并采取相应的补救措施。

四、结束语

综上所述，沉井施工在市政工程建设中有着广泛的应用，并且这种施工技术具有强大的优势，同时，也要从多方面加强沉井监测的准确性，并全面考虑多方面的因素，严格按照施工要求进行施工，创新技术运用，获取更好施工效果。

参考文献

[1]张川，杨建，张娟娟.谈沉井施工技术在工程中的应用[J]. 山西建筑. 2014（33）.