1工程概況
1.1總體概況
本文以某工程為例，采用沉井結(jié)構(gòu)概況沉井結(jié)構(gòu)尺寸為46.7 m×51.9 m×16.05 m，采用鋼筋混凝土制作，池體混凝土等級(jí)為C35，抗?jié)B等級(jí)為P8。起沉標(biāo)高為絕對(duì)標(biāo)高3.000 m，共計(jì)下沉深度達(dá)15.35 m。
1.2工程地質(zhì)
場(chǎng)地內(nèi)除河流地段地形低洼外，其余地段地形較平坦?？辈炱陂g陸域勘探點(diǎn)地面標(biāo)高在5.180～
3.910m，高差1.270m。主要分布②、③、④、⑤層土。
1.3地下水
（1）潛水。潛水賦存場(chǎng)地淺部土層中。年水位的變化幅度一般在1.0 m左右。
（2）微承壓水。場(chǎng)地內(nèi)的微承壓水賦存于⑤2 層、⑤3–2層砂質(zhì)粉土層中。
（ 3 ）承壓水。場(chǎng)地內(nèi)的承壓水賦存于⑦層
（⑦1–1層砂質(zhì)粉土、⑦2層粉砂層）中。
2施工工藝及前期條件
2.1施工流程
本工程沉井結(jié)構(gòu)刃腳底標(biāo)高–12.350 m，預(yù)制標(biāo)高
（即起沉線標(biāo)高）3.000m，平面尺寸46.7m×51.9m， 沉井準(zhǔn)備分三節(jié)制作。沉井結(jié)構(gòu)外壁5m處做隔離保護(hù)SWM工法樁。
基坑圍護(hù)→測(cè)量放點(diǎn)→開挖土方至起沉線→沉井放線→墊層施工→安裝支撐支架及底層模板→安裝內(nèi)?！苍摻?、止水鋼板→澆筑第一節(jié)混凝土→第二節(jié)結(jié)構(gòu)模板安裝→安扎鋼筋、止水鋼板→澆筑第二節(jié)結(jié)構(gòu)混凝土→第三節(jié)結(jié)構(gòu)模板安裝→安裝綁扎鋼筋、止水鋼板→澆筑第三節(jié)結(jié)構(gòu)混凝土→沉井下沉施工
（首段結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%，其他各段結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到齡期強(qiáng)度70%）→C20混凝土封底→沉井結(jié)構(gòu)底板施工→沉井內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工→沉井封頂。
2.2施工準(zhǔn)備
在工程開工前提前策劃，做好前期施工工作必需的預(yù)備工作，主要包括施工組織建立、技術(shù)措施、安全方案、施工物資、施工場(chǎng)地的準(zhǔn)備等。
（1）熟悉地質(zhì)勘察與施工圖紙等技術(shù)文件，編制總體施組和專項(xiàng)方案。
（2）平整場(chǎng)地，施工場(chǎng)內(nèi)施工道路，做好場(chǎng)內(nèi)三通工作。
（3）做好施工控制點(diǎn)的交、接樁工作，同時(shí)做好導(dǎo)線控制點(diǎn)與水準(zhǔn)控制點(diǎn)的符合工作，為了施工方便，可以在場(chǎng)內(nèi)設(shè)置臨時(shí)導(dǎo)線控制點(diǎn)與水準(zhǔn)控制點(diǎn)。
（4）做好施工人員、設(shè)備、原材料進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃， 同時(shí)及時(shí)跟進(jìn)落實(shí)情況，完成開工各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。
3施工過程控制要點(diǎn)
3.1沉井施工的測(cè)量方式
（1）主體結(jié)構(gòu)水平高程與位置的控制測(cè)量：在主體結(jié)構(gòu)外部地面設(shè)置高程控制點(diǎn)，沉井結(jié)構(gòu)上頂部畫出十字形橫縱線，施工中采用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀控制標(biāo)高與軸線，保證結(jié)構(gòu)標(biāo)高和位置符合要求。
（ 2）主體結(jié)構(gòu)軸線垂直控制：將主體結(jié)構(gòu)均分，并在內(nèi)壁畫出垂直均分線，作為垂直度控制線， 在施工過程中采用垂球與垂直控制線對(duì)比，保證下沉施工的垂直度，同時(shí)利用測(cè)量設(shè)備定期測(cè)量垂直度。挖土施工過程中必須隨時(shí)觀測(cè)沉井結(jié)構(gòu)垂直度，在施工過程中如果出現(xiàn)垂球線與內(nèi)壁均分線距離過大或者結(jié)構(gòu)內(nèi)壁標(biāo)高不一致，必須實(shí)施糾偏工作。
（3）沉井下沉量控制：井筒外側(cè)壁四周測(cè)點(diǎn)位置彈出水平控制線，或者井筒外壁上四個(gè)側(cè)面用墨線畫出標(biāo)尺，每一格按施工需要的尺寸確定，用水準(zhǔn)儀在施工工程中觀測(cè)下沉值。
（4）做好沉井施工的監(jiān)測(cè)工作： 按照相關(guān)規(guī)范要求，在施工過程中，做好高程、垂直度、下沉位置的檢測(cè)工作，監(jiān)測(cè)頻率2次/每工作班。在結(jié)構(gòu)高程快達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)，應(yīng)加大觀測(cè)頻率，頻率2 h一次，標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。
3.2沉井制作
3.2.1基坑周邊排水
基坑四周布置排水溝（300×400 mm）收集地面排水，然后通過水泵抽到沉淀池，經(jīng)沉淀后再進(jìn)入臨近溝渠排走。
3.2.2起沉線開挖
采用1臺(tái)200PC挖掘機(jī)由東向西依次開挖，一次性開挖至起沉標(biāo)高線+3.000 m。
3.2.3鋼筋工程
（1）進(jìn)場(chǎng)鋼筋應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，應(yīng)該具有出場(chǎng)取樣檢驗(yàn)報(bào)告、產(chǎn)品質(zhì)保單，進(jìn)場(chǎng)后立即按規(guī)范進(jìn)行抽檢取樣，等檢定合格后，可以使用。
（2）沉井井壁內(nèi)的水平鋼筋與豎向鋼筋應(yīng)該垂直平順，牢固綁扎，安裝位置必須準(zhǔn)確無誤，誤差小于規(guī) 范要求，搭接長(zhǎng)度滿足規(guī)范要求，接頭質(zhì)量滿足要求。
（ 3）沉井井壁鋼筋要確保鋼筋交叉點(diǎn)綁扎質(zhì)量，在鋼筋與鋼筋之間設(shè)立板凳筋，同時(shí)拉筋必須按設(shè)計(jì)要求設(shè)置，梅花狀布置，間距≯圖紙要求，鋼筋保護(hù)墊塊必須采用鋼制墊塊且足量設(shè)置，保證保護(hù)層滿足要求。
3.2.4沉井制作技術(shù)
沉井結(jié)構(gòu)制作：沉井結(jié)構(gòu)采取分部結(jié)構(gòu)，本項(xiàng)目共分4部分，1.2.3部分制作完畢后分別下沉封底，最 后再制作第4部分（一次完成到制作高度4.90 m含頂板），每節(jié)制作高度（每節(jié)標(biāo)高）如下。
第一節(jié)：－12.350～－8.150m，制作高度4.200m。第二節(jié)：－8.150～－1.750m，制作高度6.400m。第三節(jié)：－1.750～+3.500 m，制作高度5.250 m。第四節(jié)為沉井下沉后施工：+3.500～+4.900 m，
制作高度1.400 m。
沉井施工順序?yàn)槟_手架→鋼筋→模板→澆筑
→養(yǎng)護(hù)等過程，混凝土采用商品混凝土，強(qiáng)度等級(jí)
C35P8，用泵車輸送入模，振動(dòng)機(jī)、振搗密實(shí)。
上節(jié)與下節(jié)澆搗時(shí)分節(jié)接縫處按施工縫處理，采用鋼板止水帶，施工縫應(yīng)鑿毛并清理干凈，采用同強(qiáng)度等級(jí)水泥砂漿，接縫確保密實(shí)相互咬合和防止?jié)B漏。
3.2.5混凝土工程
（1）混凝土澆搗。沉井的混凝土澆灌由2輛混凝土泵車同時(shí)澆灌，混凝土振搗采取插入式振動(dòng)器，預(yù)留洞口及其他難以振搗的部位，為了確?；炷翝仓|(zhì)量，必須延長(zhǎng)搗固時(shí)長(zhǎng)，對(duì)于振搗棒不能插入的部位可以采用人工搗固，從而保證混凝土密實(shí)澆筑。
（2）混凝土養(yǎng)護(hù)。沉井井壁混凝土采用保溫保濕養(yǎng)護(hù)當(dāng)同條件下養(yǎng)護(hù)的混凝土試件強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)即可，刃腳底模就可以拆除。
3.2.6施工縫的技術(shù)處理
本工程設(shè)計(jì)采用預(yù)埋止水鋼板進(jìn)行施工縫的處理。
（1）止水條粘貼之前，對(duì)混凝土粘貼部位表面必須清理干凈，將水泥浮漿、松散的碎石子用水沖刷干凈，接縫處必須清理干凈無殘留污漬，最后將結(jié)構(gòu)上的積水清除干凈。
（2）止水條粘貼緊固時(shí)，嚴(yán)格按照出場(chǎng)使用說明或者按照施工方案執(zhí)行，必須牢固地固定在粘貼物表面。
3.2.7沉井下沉
（1）下沉前的準(zhǔn)備工作。下沉前先做好監(jiān)測(cè)測(cè)量標(biāo)識(shí)的準(zhǔn)備工作，在沉井內(nèi)壁懸掛吊墜，下沉期間井內(nèi)根據(jù)吊墜的垂直度適當(dāng)控制挖土方向；在沉井外壁四角畫出測(cè)量標(biāo)尺，下沉期間通過井外測(cè)量進(jìn)行控制。
（2）混凝土墊層拆除?；炷翂|層拆除遵循分區(qū)、依次、對(duì)稱、同步進(jìn)行的原則。沉井墊層拆除時(shí)首先鑿除底梁下墊層，再鑿除隔墻下墊層，然后對(duì)稱鑿除井壁中段墊層，最后鑿除對(duì)角位置井壁下墊層。
（3）沉井干挖法下沉。1）沉井制作前開挖至起沉開挖線。2）沉井制作完成，第一節(jié)達(dá)到強(qiáng)度100%開始下沉。3）沉井下沉至2 m（速率控制在
0.3 m/d）。4）沉井下沉一半（速率控制0.5~0.8 m/ d）。5）沉井下沉至離設(shè)計(jì)標(biāo)高2.000 m（速率控制0.2~0.3 m/d）。6）沉井下沉完成（預(yù)留35 cm讓沉井自由下沉）。7）沉井封底（經(jīng)24 h沉降觀測(cè)，沉降量不大于10 mm時(shí)進(jìn)行封底，誤差在20 cm內(nèi)）。8）沉井內(nèi)部及封頂施工。
（4）沉井封底。在沉井施工下沉至標(biāo)高時(shí)加強(qiáng)觀察，離底部標(biāo)高35cm時(shí)，立即停止挖土作業(yè)，利用結(jié)構(gòu)自重自行下沉，下沉隨時(shí)測(cè)量標(biāo)高，確保能夠達(dá)到設(shè)計(jì)高程，如果到達(dá)設(shè)計(jì)高程，需要停止施工， 等待3 d左右的時(shí)間穩(wěn)定，或者經(jīng)過監(jiān)測(cè)沉降值不大于1cm/8 h時(shí)，可以進(jìn)行沉井底部封底。
（5）沉井下沉速度控制。通過控制井內(nèi)取土， 沉井結(jié)構(gòu)下沉速度需要保持一定的范圍，以便下沉偏差可以進(jìn)行控制，確保完工后的偏差滿足要求，下沉速度的控制主要通過結(jié)構(gòu)內(nèi)的取土速度。
1）初始階段：由于剛開始施工，本階段主要以慢為主，確保各項(xiàng)工作能夠順暢，保證沉井軌跡能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確，速度最大不能超過30 cm/d，本階段范圍初始2.0 m之內(nèi)的距離。
2）中間階段：本階段下沉速度可以加快，速度維持在50~80 cm/d之間，本階段距離自初始階段至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上2.0 m處。
3）最終階段 ：本階段設(shè)計(jì)高程2 m至設(shè)計(jì)高程之間，下沉速度與中間階段相比需要減小，速度保持在20~30 cm/d之間，在施工期間嚴(yán)格觀測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)有施工偏差，立即糾正。
4沉井工序施工中易出現(xiàn)問題及處理方法
4.1下沉困難
沉井結(jié)構(gòu)下沉施工中，容易出現(xiàn)下沉速度過小或者沒有下沉量，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)懸掛或者擱置現(xiàn)象。出現(xiàn)以上問題的緣由主要是，沉井結(jié)構(gòu)與周邊土層摩擦力太大，沉井結(jié)構(gòu)本身自重不夠，下沉系數(shù)取值不當(dāng)，地下有遺留的樹根、管道等障礙物，或者地面出現(xiàn)管涌與流沙現(xiàn)象。
處理方法：為減少沉井下沉?xí)r，井筒外壁與土之間的摩阻力，在沉到一定深度后，在井筒壁四周設(shè)置300～500mm土壩，土壩用粘土分層夯實(shí)，在沉井下沉過程中，在土壩內(nèi)充填膨潤(rùn)土泥漿，并且隨沉井下沉， 及時(shí)補(bǔ)充泥漿，確保泥漿表面不低于地面，現(xiàn)場(chǎng)要儲(chǔ)備一定量的泥漿，或在井頂均勻加鐵塊或其他荷重。
4.2下沉速度過快
沉井結(jié)構(gòu)下沉速率過大，會(huì)出現(xiàn)速率超過挖土速率的異常情況。引起上述異常情況主要是地下土層承載力過小，土層的耐壓系數(shù)過小，或者由于長(zhǎng)期降水及地下水的流動(dòng)造成砂的流動(dòng)，減小了沉井結(jié)構(gòu)主體與周圍土層摩擦力。
處理方法：減小沉井結(jié)構(gòu)每段高度，從而減少結(jié)構(gòu)重量；將沉井結(jié)構(gòu)外部土方夯實(shí)，或者對(duì)結(jié)構(gòu)外部土方進(jìn)行換填，采用粗糙材料，加大摩擦力；如果沉井結(jié)構(gòu)由于土壤液化發(fā)生虛坑，可以采用碎石回填； 當(dāng)沉井下沉接近設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)停止挖土，但下沉速度仍未減慢時(shí)，應(yīng)及時(shí)在刃腳下部拋填大塊石阻沉。
4.3糾偏措施
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，沉井下沉過程中可能會(huì)發(fā)生傾斜、移位或扭偏等偏離情況，為此要進(jìn)行糾偏。糾偏前先要分析偏離原因，是未對(duì)稱抽除承墊木或未及時(shí)回填夯實(shí)刃角下土體，還是未對(duì)稱拆除混凝土墊層、井內(nèi)土方，抑或刃角下土質(zhì)軟硬不均勻、遇障礙物未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，或是井邊堆置棄土偏壓、突沉、造成不均勻下沉等，在分清原因后對(duì)癥下藥。
4.4遇硬質(zhì)土層
遇厚薄不等的黃砂膠結(jié)層，質(zhì)地堅(jiān)硬，開挖困難。本工程采用干挖下沉，可采取以人力用鐵釬打入土中向上撬動(dòng)、取出或用鐵鍬開挖，必要時(shí)打炮孔爆破成碎塊來處理。
4.5流砂井外土、砂涌入井內(nèi)的現(xiàn)象
4.5.1原因分析
（ 1）沉井結(jié)構(gòu)內(nèi)部土方開挖高度過大，沉井內(nèi)、外土方高度差過大，壓力差過大，造成結(jié)構(gòu)外部松散土進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
（2）沉井結(jié)構(gòu)內(nèi)部土層降水后，內(nèi)、外水頭差過大，水壓力將外部砂、碎石推到結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
4.5.2預(yù)防措施及處理方法
（1）挖土施工時(shí)避免掏挖刃腳處，防止砂石涌入，土方開挖后土層的現(xiàn)狀不宜形成鍋底形。
（ 2）在沉井結(jié)構(gòu)穿越流砂土層應(yīng)快速施工速度，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)增加豎向荷載，保證沉井底部刃角能夠快速進(jìn)入下面土層。
（3）如果沉井結(jié)構(gòu)地層需要降水，可以將降水井設(shè)置在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并采取措施防止降水井淤積。
5結(jié)束語
沉井結(jié)構(gòu)本身可以兼做圍護(hù)工程，不再需要增加防水措施與支撐，適合城市范圍內(nèi)的基坑工程，減少了地面沉降，減少了對(duì)城市生活的干擾，同時(shí)具備明顯的經(jīng)濟(jì)效益和綜合效益。