摘要：沉積土層沉井，一般采用挖土法下沉，分三次制作兩次下沉，施工中采用人工井下挖土多臺吊車垂直出土的方法下沉，危險性較大。本文中作者根據的單位自行設計的沉井施工工法在某項工程中實踐使用，與傳統工法進行相比較。驗證了新工法開挖成本低、工期短、見效快取得了較好的經濟效益和社會效益。
關鍵詞：海相沉積土層,沉井,施工工法,實踐
前言
所施工泵站坐落在天津經濟技術開發區西區內，為一座集雨水、地道雨水、污水三種功能于一身的三合一泵站。泵站沉井的結構尺寸特別大，目前在天津地區是最大的沉井，建筑面積1584.1m2，其平面為矩形，外壁長43.4m，寬36.5m，地下部分深16.27m，標高-12.5～3.77為沉井部分，沉井的總高度為16.27m。沉井下沉時穿越3類巖性變華不大的土層，如何保證沉井在下沉時穿越不同土層的速度、水平位移、垂直度等重要指標至關重要。
一、工法特點和適用范圍
1.地層為淺海相砂粘土地層，且地層變化不明顯。
2.周邊設施空間有限于大體積的沉井施工。
二、工藝原理
水泥土攪拌樁止水帷幕和鋼板樁支護，基坑開挖, 刃腳及地梁以下換填地基,混凝土墊層施工,沉井預制(分三次制作), 高壓射水法沉井下沉, 沉井到位后，進行封底。
三、工藝流程
工藝流程:施工測量→打鋼板樁維護→打井降水→基坑施工→基礎墊層施工→沉井刃腳磚模的砌筑→搭設腳手架→鋼筋綁扎→模板支設→澆注第一節混凝土→鋼筋綁扎→模板支設→澆注第二節混凝土→混凝土養護與拆模→下沉的準備工作→沉井下沉→沉井糾偏→沉井封底→第三節鋼筋、模板、混凝土與沉井內的墻、板、梁、柱、梯等穿插施工。
三、 沉井制作
1.搭設腳手架
由于沉井結構的特殊性，腳手架工程需反復搭設，第一次為了沉井井壁施工，第二次為了井壁二次澆注和井內的墻、梁、板、梯、柱施工。腳手架采用φ48鋼管、扣件式結構，第一層立管下與基坑底之間鋪設5cm大板，擴大在基礎上的接觸面積，立管和橫管間距均為1.2m。腳手架分層搭設，層高不超過1.8m，每層鋪設大板，并安裝欄桿、掛網保護，同時用剪刀撐和八字撐進行加固。隔板澆注采用“滿堂紅”腳手架，在立桿的頂部配有絲杠和旋把，便于調節，鋼筋綁扎合格以后方可進行模板安裝。
2.第一、二、三節鋼筋綁扎
鋼筋采用Φ-HPB235(Q235);Φ-HRB335(20MnSi)，鋼筋連接采用機械連接或對接焊接。沉井封底鋼筋在沉井池壁刃角和地梁刃角處留出預埋鋼筋。
3.第一、二、三節模板支設:見圖3.3.1
模板的選用：墻、板、柱、梁模板選用P3012、P2512、P2012、P1512、P3060、P1012(帶孔)型鋼模板和E1512、E1012(陰角)、J0012(角模)。連鎖件選用U型卡。預留孔洞、異型結構和不能滿足模板模數的部位配制木模補差。
模板的支設：刃腳部分和中隔墻模板采取對頂的方法支設。井壁部分模板采取對頂、對拉的方法支設。模板拼接選用U型卡，內外模板由對拉螺栓連接緊固。
5.3.1沉井支模支設立面圖
4 .澆注第一、二、三節混凝土
混凝土分三次澆注，第一次澆注高度5.80m，第二次澆注高度5.50m，第三次澆注高度4.97-1.0m (留1.0m最后與梁和頂板一同澆注)。為了增加砼抗滲、抗裂能力，砼內摻加一定比例的高效復合抗裂防水劑。沉井池壁砼中應摻加阻銹劑，摻量根據廠家產品說明確定。
5.混凝土養護與拆模
混凝土澆注后設專人進行苫蓋、澆水養護，并設專人進行自然下沉量的監測。第一節、第二節沉井混凝土強度達到100%后開始下沉。第三節沉井砼強度達到80%后開始下沉。
6.對拉螺栓孔處理施工
混凝土井壁螺栓孔滲漏現象，是建筑工程外墻滲漏的一個質量通病。為杜絕井壁螺孔滲漏現象，所以必須填補井壁螺栓孔，確保螺孔處不滲漏。
操作前首先要把螺孔內的垃圾清理干凈，凸出砼井壁面PVC塑料管割除至與砼井壁面平齊。人站在外井壁面，然后拔出塞桿，手拿金屬管，在裝滿干硬性水泥砂漿桶內插數次，使金屬管內裝入部分砂漿。然后使金屬管對正螺孔，用塞桿擠壓水泥砂漿，使之壓入螺孔內，至內井壁孔中擠出砂漿為止，重復上述方法數次即可填滿螺孔。
填補螺孔分三次完成。第一次砂漿填孔完成螺孔總長的一半。第二次完成至內凹5mm處。最后一遍為防止PVC管外壁與砼之間的滲漏，必須用1：2.5水泥砂漿抹灰，凸出墻面3 mm，周邊大于螺孔每邊30mm，表面壓光，待水泥砂漿干燥后，刷聚氨酯防水涂料一遍即可完成。
每次填補水泥砂漿的時間間隔為不少于24小時。最后一遍水泥砂漿抹灰完成后，必須進行噴水養護。
7.下沉的準備工作
(1) 出入鋼梯的制作：在池壁一側制作臨時出入鋼梯。
(2) 測量靶盤：在沉井的四個角設置測量靶盤，靶盤高度設置在刃腳踏面以上1.20m處。
(3)沉井內照明：在靶盤位置設置500瓦廣照燈具，刃腳周圍設置安全電壓并聯線路100瓦白熾燈，沉井內按單元設置安全電壓100瓦手持燈。在施工現場四角設置1千瓦探照燈塔。
(4)搭設指揮平臺：在4軸、D軸、G軸對稱位置搭設指揮平臺，每個指揮臺面積1.0m2。
(5)吊車穩坐位置：在沉井下沉過程中選用2臺65t吊車負責吊運土方，選擇最佳位置一次穩定。吊車穩坐位置在沉井南側、西側、北側。穩坐吊車的位置進行地基處理。
(6)現場備120KW發電機一臺供停電使用，準備一臺30 t吊車隨叫隨到。
(7)封底用片石、碎石、濾水窩子等提前進場。
四、沉井下沉
1. 沖水法沉井下沉
首先拆除墻和地梁的刃腳磚模與混凝土基礎，再將以上的墻和地梁下的土方挖深0.50m。特別要注意的是在整個下沉過程中始終保持地梁下的土方與地梁底部留有50cm空隙，絕不能讓地梁承受沉井的重力。
初沉階段沉井很容易產生傾斜和位移，因此射水不需過快，每步以中心向四周放射沖水。沖水過程保持統一指揮、統一速度、統一深度、統一方向。
在該階段四角控制點的高差容易偏大，利用沖水位置和沖水深度不同，高處多沖、低處少沖，調整刃腳踏面的土反力分布，促使沉井改變傾斜狀態，逐步改變到垂直狀態。
正常下沉階段：一般在沉井下沉至總高度1/3后，即算進入正常下沉階段。該階段下沉比較平穩，可適當加快沖水速度、增加沖水深度，一般底深度控制在1.5m左右。但仍要保證四周對稱、均勻射水，平穩下沉。
2.糾偏：測量人員要隨時觀測靶盤，分析傾斜趨勢并及時與總帶班溝通，做到超前糾偏。糾偏時不能一側超挖糾偏，應與相鄰的兩側同時進行，一次糾偏不要過大，讓沉井在下沉過程中緩慢校正。
3.終沉：當挖至高程-12.00m時停止各格中間部位大面積的沖水取土，進行墻底、梁底的清理工作。當沉井踏面沉至-12.00m時集中人力分段對稱挖刃腳槽和碼放片石。片石頂面高程為-12.40m，最終踏面沉至高程為-12.40m，留有10cm預沉量。從此時開始至封底混凝土澆注，測量人員每天要對沉井進行高程監測。
4. 沉井封底
沉井下沉至設計標高時,應立即連續進行沉降觀測,如8小時沉降量不大于10mm，方可封底。
沉井采用干封底時應符合下列規定：
a沉井基底土面已全部挖至設計標高;
b沉井內淤泥、雜物已全部清除干凈;
c排、降水設施良好，可不間斷地排降水，井底無積水;
d井壁與井底連接處應鑿毛的部位已鑿毛，并洗刷干凈。
(1)排水溝：在底板混凝土下層上開挖排水溝與大口井連通，排水溝寬度50cm、深度50cm。穿過梁段局部加深。排水溝與掏挖梁底超挖部分全部回填碎石找平。
(2)埋設水窩子：水窩子由DN600鋼管加工而成，一端管口焊接與盲板配套的法蘭盤，與法蘭盤相距30cm焊鋼板止水環，另一端管口至80cm在管壁上鉆8排Φ12孔。水窩子設置在觀測井位置。法蘭盤高程控制在底板厚度的1/3處。
(3) 澆注混凝土墊層：墊層混凝土等級為C10，澆注前將臨時支撐梁和地梁的落土清掃干凈，再將大口井回填碎石(觀測井除外)，封底水窩子開始抽水。墊層混凝土厚度100mm。由混凝土輸送泵澆注，采用插入式振搗器人工振搗找平。
(4)綁扎底板鋼筋：首先將墻、梁的預埋甩筋調直，然后分格擺放底板鋼筋并逐根與預埋甩筋焊接，搭接長度、焊縫長度、焊縫寬度與焊縫厚度詳見規范。
(5)封底混凝土的澆注：封底混凝土等級為C30、S8。由混凝土輸送泵澆注，采用插入式振搗器振搗人工找平搓出毛面，由于底板混凝土已經被墻、梁分隔，加之底板鋼筋要逐根與預埋甩筋焊接需要很長時間，因此為了不影響上部兩層板的施工，考慮鋼筋焊接與混凝土澆注逐塊進行。最后澆注封底混凝土時在水窩子周圈留出凹槽便于安裝盲板。
(6)面層混凝土：封底混凝土達到設計強度后，再澆注C30、S8混凝土一步，厚度1m。此時將封底水窩子的盲板上緊擰死。整個底板找平壓光。
(7)在沉井內的墻、板、梁、柱、梯施工前將臨時支撐鋼梁全部拆除。
五、沉井下沉過程注意事項
(1)沉井下沉階段要做好下沉記錄工作，畫出下沉速率圖，整理好與沉井下沉相對的關系圖，為施工提供可靠的依據。
(2)在下沉過程中一定要控制好各階段降水深度必須滿足如下要求：在初沉階段實際降水要達到8m左右，在正常下沉階段，水位保持在刃腳下2～4m，在終沉階段，要求保證水位一直在刃腳下3m左右。
(3)要密切注意地質條件，防止地下有承壓水、流沙等造成涌土、突沉或不沉等情況，加強對周圍土體的觀測，及時消除地面裂縫造成的滲水現象。
(4)要加強對周圍建筑物的沉降觀測，設置固定觀測點，每天定時進行觀測。
(5)要重視各階段的糾偏工作，發現有超出要求傾向時，及時糾偏，特別是終沉階段的糾偏工作，要勤、要及時、要準確，確保沉井按設計要求達到位置。
結語
本施工法于天津新區中北組團與污水泵站工程施工,取得了成功,節約成本近105萬元，得到了當地政府和業內人士的關注和好評。隨著城市規劃建設發展，基礎設施不斷擴大，類似的工程會越來越多，在以后濱海新區和國內此類工程的中，本工藝將得到廣泛的推廣和應用。
