摘要：随着建筑工程的快速发展，市场对工程施工技术的要求也在不断提高。在沉箱施工技术的应用中，要掌握有效的施工质量控制技术，探索具体沉箱施工中的关键技术和问题，对推动沉箱施工技术的发展具有重要意义。
关键词：沉井施工；质量控制；技术
一、沉井结构的设计过程
沉井的组成部分分别为刃脚、井壁、内隔墙、梁、凹槽，底板等。沉井的主要部分是井壁，简单地说，井壁就是沉井的外围。任何沉井都需要外围来承重，因此刚度和硬度就成为衡量井壁的重要指标，较硬刚度的井壁可以有效地支撑周围的土层在下沉的过程中对井壁产生的压力，减轻侧压负荷。同时为了减少下沉过程中产生的阻力，我们通常会把井壁的下端设计成刀刃形状。在沉井的内部，通常会专门设计一个内隔墙，内隔墙可以很好地增加沉井在使用时的硬度和刚度。内隔墙的设置也为施工带来了较大的便利，它将沉井分成了几个部分，这样就为挖掘土层带来了方便，大大减轻了难度。凹槽部分也是设计在沉井的内部。凹槽可以很好地方便于混凝土与井壁连接，有效地加强了沉井稳定的性能。当沉井下沉达到了法规规定的要求时，就要进行底部的全面封闭，这样可以让沉井更加完备，同时也可以有效地阻止地下水的渗进沉井内。持力层最好选取土层密集的地方。厚重的密集土层也可以满足沉井结构的底层需求。在进行沉井平面图纸设计时，一定要为实际的施工建设留出空间，以避免因实际下沉时出现偏差而影响沉井结构的整体稳定性。每个沉井的结构都有不同之处，因此设计方案也会有所不同，不同的构造有不同的计算标准，一定要按照要求严格设计。
二、沉井施工控制难点
1、沉井的箱室较多产生的下沉倾斜问题
吸水井沉井需要10个箱室，外侧是60厘米的井壁，水泥搅拌桩止水帷幕是85厘米，四脚高差要小于等于1.5%到2%的沉井长度，下沉中心位移要小于等于1.5%的沉井高度，这样的数据对施工中的下沉要求就比较高，而且这属于多箱室下沉，刃脚下面的土层掏出来比较难把握，容易造成沉井倾斜，如果偏差大了可能会影响止水效果。
2、沉井内的流砂
沉井在进行抽水的过程中，有时会产生类似于泥石流的现象。抽水时，井底的土层是流动的，它会和水同时流入沉井里产生流砂，这时土层不具备承重力，施工工人无法站立，无法进行施工，施工条件无法满足设计的沉井深度。流砂之所以产生是因为抽掉沉井内的水后，外水位高于内水位，或者水的压力过大，土层浸水后，颗粒悬浮失去稳定性而被水带入沉井内部。为避免流砂产生，我们可以采取以下手段有：第一，如果工期允许，要安排在一年中水位最低时进行施工；第二，不排水法，使井内外压力均衡，避免流砂产生；第三，外围切断法，阻断流砂；第四，外部支援法，在沉井附近打个深井，让井外水位低于井内水位。
三、沉井下沉技术分析
1、前期准备
在沉井下沉过程中，有两种常用的施工技术，一种是明挖下沉，另一种是排水下沉。其中，明挖下沉是在地下水位降低到沉井刃脚底面设计标高位置时，在发生地表渗水的情况下，采用明挖下沉的沉井技术。在进行开挖之前，需要先将抽垫在刃脚内部的回填土分层挖开，并遵照相应的开挖顺序做好分区，依次对称开挖。
在土质比较松软的情况下，可以在中部使用人工向下开挖50cm，并逐渐向沉井四周进行均匀开挖。在距离刃脚1m的位置，开始对刃脚下位置的土台进行开挖，在沉井下沉后，重复上述过程。相反，如果土质本身坚硬，则可以选择爆破振动下沉的方法来进行下沉施工。在以上方法不奏效的情况下，还可以采用挖沉井外侧沙土来降低外侧土压力，实现沉井下沉。在沉井下沉到设计标高上2m的位置时，注意减缓下沉速度，控制挖土量。
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2、沉井排水施工
某经济开发区总用地面积36000m2，项目规划处理能力为2万m3/d，其中项目一期处理能力为1万m3/d。在地下水渗水量低于1m3/h的情况下，考虑使用排水开挖下沉的方法进行沉井。在沉井周围及中间位置可以设计2~3个集水坑，在集水坑中放置电动离心水泵，这样就能够直接将水管伸到沉井外侧位置。如果沉井深度比水泵的射程大，则可考虑在沉井中设置2~3个水箱，将水吸入水箱中，并借助吊装机械将水箱吊到沉井外侧进行排水。如果地下水或地表水的渗水量比较大，而实际的吸水量要比渗水量小的情况下，可以直接考虑使用水中沉井的施工技术实现沉井过程。
3、沉井排水的特点分析
沉井下沉过程中，取土作业时应排除井内积水。另外，刃脚下的土较硬时，一般采用排水下沉，如果不排水则会由于浮力导致下沉困难。预制沉井法施工通常采取排水下沉干式沉井方法和不排水下沉湿式沉井方法。前者适用于渗水量不大，稳定的黏性土；后者适用于比较深的沉井或有严重流沙的情况。
四、质量控制
在进行施工时，需要按照相关工程地址的水文、地质等勘察资料来进行准确计算，判断沉井方案是否能够在此实施，这是保证整体设计基础的必要工作。
在制订施工方案时，需要综合考虑方案实施的经济成本及技术难度，选择最佳方案。在进行设计的过程中，一般还需要分析相关的问题：
1）工程实施现场的地质情况是否存在一些不良的施工性质和地质要素影响，如施工场地是否存在软土层或坚硬岩石。
2）查看施工周边是否建有大型建筑物，因为在沉井施工中可能会存在一定的突发性事件，有可能对周边的建筑安全会产生一定的影响，因此要排除周围大型建筑物的影响。
3）针对施工场地进行分析，查看施工场所有无受到限制，大量的开挖土层会增加占地面积，施工场地要确保有足够开展土方运输和存放的空间，保证工程施工能够正常开展。
4）在具体的下沉过程中，要把握质量控制的要点。在下沉过程中需要做好垂直度和高程偏差的观测，在发生偏差的情况下要及时进行纠正；对于相应的垫层做好铺设，保证对称拆除；针对下沉中的地下水位也要做好监测工作，选择合理的下沉技术方案，控制地下水位；在排水下沉时，井格中挖土应保持对称，将相关井格的高差控制在合理范围内；在沉井施工中，控制沉井下游先沉，以调整沉井姿态为主；沉井施工最为艰难、最为关键的时刻，项目部要统一思想、提高认识、建立信心、客观冷静、积极应对。以井孔取土为主，加快取土、扰动土的速度，泥面到位的井孔继续采用高压射水辅助脱空，沉井目前状态不宜加载。井孔取土要对称均匀且分层进行，严格控制高差，在实施中要加大测量频率。严禁超挖，采取日常测锤法测量、潜水工探摸和声呐法测量相结合，及时清理盲区土体。
5）在进行封底施工时，要做好封底质量控制措施。封底施工也要保证对称施工，在封底时，要保证封底混凝土强度达到标准要求再进行底板施工，做好抗浮计算，选择合理的抗浮措施。
6）在具体的沉井使用中，需要安装相关的动力设备，因此需要考虑设备自身的自重及地下水的影响，在具体的沉井使用过程中，需要加强质量监测工作，确保整体施工质量。
结束语
沉井施工质量整个项目的施工质量会产生一定的影响，施工队伍需要把握有效的施工技术和工艺方法，加强施工质量控制的关键环节，针对沉井施工准备，具体过程，封底，并使用沉井，并应当建立相应的质量控制沉井方案，并掌握关键施工技术，全面推进沉箱施工管理效益。
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[3]魏湛力，石军．超大尺寸沉井封底施工工艺探究[J].价值工程，2018，37（36）．
论文作者:曹焕
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/15
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