摘要：沖水下沉法施工沉井的施工工藝，省時(shí)省工，安全又易于操作，適合地下水位較高砂性粉土及淤泥質(zhì)粉土地質(zhì)。
沉井常采用挖土的方法下沉，而對(duì)于地下水位較高的砂性粉土及淤泥質(zhì)粉土地質(zhì)情況，挖土下沉施工比較困難，可以采用沖水下沉的方法。下面以沿海地區(qū)某漩流井為例來(lái)介紹沖水下沉法的施工方法。
一、工程概況
本工程±0.000m相當(dāng)于絕對(duì)高程3.000m，漩流井底標(biāo)高－19.000m。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，構(gòu)筑物底部座落于第8層粉質(zhì)黏土層，其地基承載力大于175kPa，上部土層大部為粉砂。為透水性較大的土層。該區(qū)域地下水位－2.000m。
二、施工順序
建筑物定位放線----機(jī)械挖土（在不影響原建筑安全使用的前提下，最大限度地深挖以減少沉井下沉量）----沉井刃腳設(shè)計(jì)，在基坑中制作沉井----對(duì)沉井進(jìn)行技術(shù)處理----拆除沉井腳模及刃角支承，沖水下沉（再制作上段沉井，重復(fù)進(jìn)行，分段下沉）----沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)沉井進(jìn)行穩(wěn)定觀測(cè)----沉井封底----穩(wěn)流板----各現(xiàn)澆平臺(tái)----金屬內(nèi)筒。
三、沉井沖水下沉施工
1、施工準(zhǔn)備
?。?）一套沖水下沉設(shè)備包括：一臺(tái)高壓泵、水槍及一臺(tái)泥漿泵。充分做好設(shè)備的安裝調(diào)試工作，確保使用狀況良好。
?。?）墊架拆除
當(dāng)?shù)谝欢纬辆炷翉?qiáng)度達(dá)到100%即可拆除。抽除刃腳下的墊木應(yīng)分區(qū)、分組、依對(duì)稱、同步地進(jìn)行。抽除順序?yàn)橄瘸橐话愠袎|架，后拆除定位架墊。抽除方法是將墊木底部的土挖去，將墊木抽出，每抽出一根墊木，刃腳下應(yīng)立即用砂填實(shí)，在刃腳內(nèi)、外側(cè)應(yīng)填筑成小土堤，并分層夯實(shí)，抽除時(shí)要加強(qiáng)觀測(cè)，注意下沉是否均勻。
?。?）井壁孔洞處理
井壁預(yù)留洞在制作時(shí)洞口預(yù)埋鋼框，螺栓，用鋼板封閉，中填與空洞混凝土重相等的砂石配重。沉井封底后再拆除封閉鋼板。
（4）下沉系數(shù)演算
Q-BQ-B
K=---------=-----------------
T+Rπd（H-2.5）f+R
K----下沉安全系數(shù)，一般應(yīng)大于1.15
Q----沉井自重及附加荷重(kN)
B----被井壁排出地水重(kN)，采取排水下沉?xí)r，B=0
T----沉井與土間的摩擦力(kN)
D----沉井外徑(m)
H----沉井下沉高度(m)
R----刃腳反力(kN)，如采取將刃腳底面及斜面的土方挖空，則R=0
f----井壁與土的摩擦力系數(shù)(即單位面積的摩擦力的平均值)，可從下表中查得。當(dāng)下沉范圍內(nèi)土層由于不同土層構(gòu)成時(shí)，其平均摩擦系數(shù)由下式計(jì)算：
f1n1+f2n2+………fnnn
f=-------------------
n1+n2+……nn
f1、f2、…fn---各層土與井壁得摩擦系數(shù)(kN/m2)
n1+n2+…nn---各層土的厚度(m)
土與沉井外壁的單位面積摩擦系數(shù)
漩流井自重為1920t，漩流井外表面積910m2，按砂層摩擦力19kN/m2計(jì)算，總摩擦力為1729t。其K值為1.11左右，基本可以實(shí)現(xiàn)漩流井在重力下的自沉。
2、具體施工工序
用高壓水泵通過(guò)水槍在井內(nèi)沖擊土體，先將井中間部位沖深1.0m左右，形成集泥坑，再對(duì)稱的沖擊周圍土體，將集泥坑擴(kuò)大，直至刃腳邊緣，形成鍋底，同時(shí)開(kāi)啟泥漿泵，將泥抽出。隨著集泥坑逐漸變深，當(dāng)鍋底比刃腳低1～1.5m時(shí)，沉井即可靠自重下沉，并將刃腳下土壤擠向中央鍋底，繼續(xù)邊沖水邊抽泥，使沉井繼續(xù)下沉。
初沉階段沉井的重心高，容易產(chǎn)生偏斜，需控制下沉速度緩慢下沉，保證沉井順利、平穩(wěn)的進(jìn)入下沉軌道。
為防止沉井下沉過(guò)程中產(chǎn)生較大的偏斜，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況、入土深度等，控制井內(nèi)除土深度。下沉中隨時(shí)注意土層變化情況，分析和檢驗(yàn)土體應(yīng)力與沉井重量關(guān)系，控制其沖土部位及抽泥量，使沉井均勻平穩(wěn)地下沉。
在下沉過(guò)程中，經(jīng)常測(cè)量底面標(biāo)高、下沉量、傾斜和位移，隨時(shí)注意糾正沉井的偏斜，并觀察沉井周圍地面塌陷和開(kāi)裂情況，以便采取相應(yīng)措施，確保附近施工設(shè)施的安全。
沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高以上2m左右時(shí)，控制井內(nèi)出泥量，注意調(diào)平沉井，避免沉井發(fā)生突然大量下沉或大的偏斜，造成難以按標(biāo)準(zhǔn)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。當(dāng)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，刃腳下的土不允許掏空。
3、沉井施工偏差預(yù)防與糾偏
沉井位置標(biāo)高的控制，是在沉井外部地面及井壁頂部四面設(shè)置縱橫十字中心控制線，水準(zhǔn)基點(diǎn)以控制位置和標(biāo)高，沉井垂直度的控制是在井筒內(nèi)按4或8等分標(biāo)出垂直軸線，各吊線墜一個(gè)對(duì)準(zhǔn)下部標(biāo)板來(lái)控制。下沉?xí)r隨時(shí)觀測(cè)垂直度，當(dāng)線墜離墨線達(dá)50mm或四周標(biāo)高不一致時(shí)，即應(yīng)糾正，沉井下沉的控制是在井外壁上兩側(cè)畫出標(biāo)尺用水平尺或水準(zhǔn)儀來(lái)觀測(cè)沉降，沉井下沉中應(yīng)加強(qiáng)位置，垂直度和標(biāo)高的觀測(cè)，每班至少測(cè)量?jī)纱危ㄓ诎嘀屑懊看蜗鲁梁髾z查一次），并做好紀(jì)錄，如有傾斜，位移和扭轉(zhuǎn)，應(yīng)及時(shí)通知值班隊(duì)長(zhǎng)，指揮操作人員糾正，使偏差控制在允許范圍以內(nèi)。
糾正沉井傾斜采取井內(nèi)偏沖土，井外偏除土，井頂偏壓重、施加水平力等方法。當(dāng)發(fā)現(xiàn)井體向一側(cè)偏斜時(shí)，將水槍移向?qū)?cè)，進(jìn)行偏沖土，如糾偏效果不明顯，則同時(shí)在沖土側(cè)井體外挖土幫助下沉。
下沉中嚴(yán)格遵循先糾偏后下沉的原則，同時(shí)注意控制糾偏的力度和速度，避免糾偏過(guò)度向反向傾斜。
4、沉井封底
當(dāng)沉井沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)2-3天下沉已穩(wěn)定，或觀測(cè)在8h內(nèi)累計(jì)沉量不大于10mm時(shí)，即進(jìn)行沉井封底。
封底采用不排水封底。
封底前將新舊混凝土接觸面沖刷干凈或打毛，然后按設(shè)計(jì)要求澆筑混凝土墊層，達(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，綁扎鋼筋，兩端伸入凹槽內(nèi)，澆筑上層底板混凝土，澆筑應(yīng)在整個(gè)沉井面積上分層，同時(shí)不間斷地進(jìn)行，由四周向中央推進(jìn)，每層厚30-50cm，并用振搗器搗實(shí)。
四、降水措施
根據(jù)本工地地下水存量較大的情況，為了保證漩流井能夠順利下沉，以及減少封底時(shí)的難度，在漩流井四周打四口管井。深度24m，均勻布置在周圍四個(gè)方向。
在下沉過(guò)程中確保井內(nèi)不出現(xiàn)涌砂出現(xiàn)，控制好下沉的速度，確保在地下水降到工作面以下時(shí)再進(jìn)行下沉施工，以減少井外的土層隨涌砂流失而形成大的空洞。
五、結(jié)語(yǔ)
以上就是沖水下沉法施工沉井的施工工藝，這種施工方法具有速度快、靈活而易于糾偏的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)井外場(chǎng)地?zé)o要求，泥漿可直接外運(yùn)。這種施工方法省時(shí)省工，安全又易于操作，適合砂性粉土及淤泥質(zhì)粉土地質(zhì)。
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