5.3 沉井下沉控制

　　5.3.1 下沉速度的控制根據(jù)土質(zhì)情況，采用臺階形挖土自重破土方式。采用從中間開始向四周逐漸開挖，并始終均衡對稱地進(jìn)行，每層挖土厚度為 0.4～1.5m.刃腳處留1.2～1.5m寬土垅，用人工逐層全面、對稱、均勻地削薄土層，每人負(fù)責(zé) 2～3m 一段，方法是順序分層逐漸往刃腳方向削薄土層，每次削5～15cm，當(dāng)土垅擋不住刃腳的擠壓而破裂時，沉井便在自重作用下破土下沉，削土?xí)r應(yīng)沿刃腳方向全面、均勻、對稱地進(jìn)行，使均勻平衡下沉，刃腳土方開挖方法如下圖所示。

　　沉井挖土下沉采用人工挖土，一臺塔吊吊運(yùn)出土，由于挖土施工困難，綜合考慮挖土、吊運(yùn)的施工能力，研究沉井下沉的安全控制，沉井下沉速度控制為30cm/天。沉井自2003年5月19日開始挖土下沉到7 月21 日封底，歷時64 天，基本按預(yù)定的速度進(jìn)行。

　　沉井下沉中，如遇到砂礫石或硬土層，當(dāng)土垅削至刃腳，沉井仍不下沉或下沉不平穩(wěn)，則按平面布置分段的次序，逐段對稱地將刃腳下掏空，并挖出刃腳外壁10cm ，每段挖完后用小卵石填滿夯實(shí)，待全部掏空回填后，再分層刷掉回填的小卵石，可使沉井因均勻地減少承壓面而平衡下沉。

　　在沉井開始下沉和將沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高時，周邊開挖深度小于10cm，避免發(fā)生傾斜，尤其在開始下沉 5m以內(nèi)時，其平面位置與垂直度要特別注意保持正確，否則繼續(xù)下沉不易調(diào)整，在離設(shè)計(jì)深度20cm 左右停止取土，依靠自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

　　5.3.2下沉觀測沉井位置的控制是在井外地面設(shè)置縱橫十字控制樁、水準(zhǔn)基點(diǎn)。下沉?xí)r，在井壁上設(shè)十字控制線，并在四側(cè)設(shè)水平點(diǎn)。于壁外側(cè)用紅鉛油畫出標(biāo)尺，以測沉降，井內(nèi)中心線與垂直度的觀測系在井內(nèi)壁四邊標(biāo)出垂直軸線，各吊垂球一個，對準(zhǔn)下部標(biāo)志板來控制，并定時用兩臺經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直偏差觀測。挖土?xí)r隨時觀測垂直度，當(dāng)垂球離墨線邊達(dá)50mm 或四面標(biāo)高不一致時，立即糾正，沉井下沉過程中，每班至少觀測兩次，并在每次下沉后進(jìn)行檢查，做好記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)傾斜、位移、扭轉(zhuǎn)時，及時通知值班隊(duì)長，指揮操作工人糾正，使允許偏差范圍控制在允許范圍以內(nèi)。沉井在下沉過程中，最大沉降差均控制在250mm以內(nèi)。當(dāng)沉至離設(shè)計(jì)標(biāo)高2m時，對下沉與挖土情況應(yīng)加強(qiáng)觀測，以防超沉。

　　5.3.3下沉糾偏沉井下沉過程中，有時會出現(xiàn)傾斜、位移及扭轉(zhuǎn)等情況，應(yīng)加強(qiáng)觀測，及時發(fā)現(xiàn)并采取措施糾正。

　　產(chǎn)生傾斜的可能原因有：⑴ 刃腳下土質(zhì)軟硬不均；⑵ 拆刃腳墊架時，抽出承墊木未對稱同步進(jìn)行，或未及時回填；⑶ 挖土不均，使井內(nèi)土面高低懸殊；⑷ 刃腳下掏空過多，使沉井不均勻突然下沉；⑸ 排水下沉，井內(nèi)一側(cè)出現(xiàn)流砂現(xiàn)象；⑹ 刃腳局部被大石塊或埋設(shè)物擱?。虎?井外棄土或施工荷載對沉井一側(cè)產(chǎn)生偏壓。

　　操作中可針對原因予以預(yù)防，如沉井已經(jīng)傾斜，可采取在刃腳較高一側(cè)加強(qiáng)挖土并可在較低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石，必要時配以井外射水，或局部偏心壓載，都可使偏斜得到糾正。待其正位后，再均勻分層取土下沉。

　　位移產(chǎn)生的原因多由于傾斜導(dǎo)致，如沉井在傾斜情況下下沉，則沉井向傾斜相反方向位移，或在傾斜糾正時，如傾斜一側(cè)土質(zhì)較松軟時，由于重力作用，有時也沿傾斜方向產(chǎn)生一定位移，因此預(yù)防位移應(yīng)避免在傾斜情況下下沉，加強(qiáng)觀測，及時糾正傾斜。位移糾正措施一般是有意使沉井向位移相反方向傾斜，再沿傾斜方向下沉，至刃腳中心與設(shè)計(jì)中心位置吻合時， 再糾正傾斜，因糾正傾斜重力作用產(chǎn)生的位移，可有意向位移的一方傾斜后，使其向位移相反方向產(chǎn)生位移糾正。

　　沉井下沉產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的原因是多次不同方向傾斜和位移的復(fù)合作用引起的，可按上述糾正位移、傾斜方法糾正位移，然后糾正傾斜，使偏差在允許范圍以內(nèi)。

　　5.4 下沉到位、封底技術(shù)當(dāng)沉井沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)2～3天 ，下沉已穩(wěn)定，在8h內(nèi)累計(jì)10mm時，即可進(jìn)行沉井封底。沉井封底有排水封底和不排水封底兩種方案，本沉井對封底質(zhì)量要求嚴(yán)格，不允許出現(xiàn)滲漏，再者涌水量不大，井底土質(zhì)較密實(shí)，因此確定采取排水封底方案，分兩步進(jìn)行。第一步進(jìn)行土形整理，使之呈鍋底形，自刃腳向中心挖放射形排水溝，填以石子做成濾水暗溝，在中部設(shè)2～4 個集水井， 井深1～2m ，插入直徑 0.6～0.8m，周圍有孔的混凝土或鋼套管，四周填以卵石，使井中的水都匯集到集水井中，用潛水泵排出，使地下水位保持低于井底面30～50cm.刃腳混凝土鑿毛處洗刷干凈，然后，在井底對稱均勻澆一層0.7～0.9m厚的混凝土墊層，強(qiáng)度達(dá)到 30% 后，綁鋼筋，澆筑上層550mm厚的防水混凝土底板。澆筑應(yīng)在整個沉井面積上分層由四周向中央進(jìn)行，每層厚 30～40cm  ，并搗固密實(shí)?；炷琉B(yǎng)護(hù)14d 期間，在封底的集水井中應(yīng)不間斷地抽水，待底板混凝土達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行第二步，對集水井逐個停止抽水，逐個進(jìn)行封堵。方法是在抽除井筒水后，立即向?yàn)V水井管中灌入C30早強(qiáng)干硬性混凝土搗實(shí)，裝上法蘭，再在上面澆筑一層混凝土，使之與底板平。封底時因上部結(jié)構(gòu)尚未施工，設(shè)備管道未安裝，應(yīng)驗(yàn)算沉井的抗浮穩(wěn)定性。

　　5.5沉井抗浮計(jì)算若地下水對沉井的浮力