软土层沉井施工工法一、前言沉井是工业建筑常见的地下构筑物，也是修建深基础地下室、工业厂房地下深构筑物的主要基础形式和较广泛应用的方法之一。

它是在修建沉井的地面和地坑上，先制作开口钢筋混凝土井筒，做到全高或部分高度（分节时），达到一定强度后，用人工或机械在井筒内不断分层挖土、运土，随着井内土面逐渐降低，沉井筒身借其自重（或外加荷载作用下）克服与土壁之间摩擦力及刃脚下土的阻力，不断切土下沉。

采取分节制作，则在井筒下沉过程中或下沉各个阶段中，逐节加高井筒，继续挖土下沉，如此循环往复，待井筒刃脚达到设计标高后，进行基底整形，浇筑混凝土垫层和钢筋混凝土底板封底（或仅在井底填砾石作滤水层），如沉井作为地下构筑物使用，则再在其上端施工井内隔墙、板和上部建筑物；如只作建筑物基础使用，则在井筒内填充低强度等级混凝土或砂石。

沉井及刃脚构造二、工法特点2.１沉井结构截面尺寸和刚度大，承载力高，抗渗、耐久性好，内部空间可资利用，可用于很深地下工程和进行施工，深度可达５０米。

2.２不需复杂的施工机具设备，在排水和不排水情况下均能施工。

2.３可用于各种复杂地形、地质和场地狭窄条件下施工，节省施工用地；对邻近建筑物、构筑物影响小，甚至不受影响。

2.４当沉井尺寸较大，在制作和下沉时，均能使用机械化施工；变地下大部分工序为地面作业，减轻劳动强度。

2.５可在地下水很旺，土的渗透系数大，难以将地下水排干，地下有流砂或有其它有害的土层情况下施工。

2.６不需设置深基坑支护，可防止坍方，不需土方二次回填和搬运。

2.７比大开挖施工，可大大减少挖、运、回填土方量，加快施工速度，降低施工费用。

2.８在沉井内挖土作业，施工比较安全。

三、适用范围本法适用于工业建筑的深坑（料坑、料车坑、铁皮坑、井或炉、翻车机室）、地下室、水泵房、设备深基础、桥墩、水力发电站、码头以及民用水源井等工程，并可在松软、不稳定含水土层、人工填土、黏性土、砂土、砂卵石等地基中应用。

一般讲在施工场地复杂，邻近有铁路、房屋、地下构筑物等障碍物，加固、拆迁有困难或大开口施工会影响周围邻近建筑物安全时，应用最为合理、经济。

四、施工方法及关键技术4.1施工流程平整场地→测量放样→明开挖基坑→粉喷桩施工→砂垫层及垫木施工→下部主体施工→下部主体沉井施工→上部主体施工→基坑回填施工→上部结构施工4.2施工方法4.2.1测量放样根据交桩表，布置轴线控制网和水准控制网，并绘制测量控制布置图。

根据设计施工图，先放出井身的轮廓线，根据轮廓线预留2m 的粉喷桩的施工空间，并按照1：3的坡度测设开挖至设计施工平台的开挖轮廓线。

4.2.2基坑开挖开挖采用机械开挖，人工配合进行支撑下方土方开挖；基坑开挖土方采用自卸汽车运至弃土地点。

基坑开挖时基底预留300mm厚保护层，采用人工开挖修整。

挖至设计基底标高经监理工程师检验后尽快进行混凝土垫层施工。

4.2.3井点降水：为了保证沉井顺利进行，采用在基坑9m外进行打井降水，施工设置水泵进行降水。

降水工作应持续主体施工的全过程，防止地下水上浮的影响。

4.2.4粉喷桩施工为控制沉井均匀下沉，在沉井刃脚下打一圈粉喷桩，桩长从自然地面下返15m，刃脚以下水泥掺量为15%，刃脚以上水泥掺量为10%。

粉喷桩施工前对基坑底部进行整平，铺设一层砂垫层，以便于施工。

4.2.5铺设砂垫层与垫木由于地基比较软弱，所以施工沉井主体前在基层刃脚下铺设一层砂垫层后，再铺设垫木。

先在刃脚处平整地基夯实，再铺设0.6m厚2m-2.8m宽砂垫层。

然后在其上铺承2m长20cm×20cm方木，间距0.5m。

砂垫层中用粗砂分层铺设，每层铺平后用平板振动仪振实，并洒水至饱和。

最后沿井壁方向铺垫木，每3根为一组，等距离安放，用水平仪控制其顶面标高差在10mm以内。

4.2.6下沉施工4.2.6.1抽除垫木：为使抽除垫木时在沉井内外能很好地配合，有条不紊地进行，要对垫木分组编号，分组编号次序，按设计拟定的次序标记在内外井壁上。

抽除垫木时要统一指挥，按规定的联络信号分组、对称、同步地进行抽除工作，待同一编号的垫木抽完后并进行回填后，再进行下一组垫木的抽除。

垫木每抽完一组必须及时回填，回填材料选用粗、中砂。

回填高度根据分配在定位的垫木上的重力以及地基承受力确定。

4.2.6.2挖土下沉本工法沉井部分施工采取排水开挖下沉。

施工中，砌筑井点，把地下水降至开挖层以下，排水选用适合本工程地质排水量、吸程、扬程的污水泵，保证施工过程中的水顺利排出，不影响施工。

下沉挖土采取小型机械配合人工挖土，对称进行，保证均匀下沉，由小型吊车把挖土取出。

开挖顺序为：先框架地梁底，再由中心向四周均衡对称地进行，最后挖刃脚下，以使沉井下沉均匀。

挖土过程中，沉井逐渐下沉，当刃脚与井中部土面齐平时，即可在中部先向下挖深约40cm-50cm，并逐渐向四周扩挖，到距刃脚约1m时，开始分层挖除刃脚内侧的土台，使沉井挤土下沉。

4.2.7封底当沉井下沉到接近设计标高约500mm时，井中取土应特别仔细并放慢速度，借以观测沉井自重下沉情况。

当沉井下沉到距离设计标高0.1m时，应停止井内挖土，使其靠自重下沉到设计标高或接近设计标高。

正常情况下，经观测在8h内累计下沉量不大于10mm时，即可进行土形整理，分层回填土石屑至设计标高，浇筑垫层及基础混凝土。

封底过程中，应保持地下水位低于井底面0.5m以下。

4 3关键施工技术4.3.1测量观测及控制沉井位置标高控制：在沉井外部地面及井壁顶部四面，设置纵横十字中心控制线和固定的观测点及水准点与沉降观测点，以控制沉井位置和标高。

沉井外部顶部中心线控制沉井垂直度控制：在井筒内壁按8等分标出垂直轴线，各吊线锤逐个对准下部标板来控制，并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。

挖土时，随时观测垂直度，当线锤离墨线达50mm，或四面标高不一致时，即应纠正。

沉井下沉的控制：在井筒外壁周围弹水平线，每200mm一格，用水准仪来观测沉降。

沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高的观测，每班至少测量两次（于班中及每次下沉后检查一次），同时每层土不少于一次，接近设计标高时应加强观测，每2H一次，预防超沉。

由专人负责并作好下沉施工记录，发现有倾斜、位移和扭转，应及时通知值班队长，指挥操作人员随沉随纠正，使偏差控制在允许范围以内。

4.3.2取土下沉顺序控制沉井下沉的取土顺序应为：先框架地梁，再由中心向四周均衡对称地进行，最后挖刃脚下，以使沉井下沉均匀，稳定。

4.3.3粉喷桩的开挖沉井下沉接近设计工程时，由于有粉喷桩的作用，下沉速度是非常缓慢的，此时是沉井下沉的关键时刻，切不可急于求成。

有些施工单位为使沉井迅速沉到设计高程，采取猛凿狠凿粉喷桩，甚至用机械将整棵桩拽出。

这样就失去了粉喷桩控制沉井均匀下沉的作用，甚至引起沉井过沉和倾斜。

应根据沉降观测记录，均匀地一点一点地取桩，按照这样的方法施工，沉井刃脚高差可控制在5cm以内。

五、主要机具设备六、常遇问题及处理6.1下沉过快现象：沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况。

预防措施和处理方法：6.1.1可用木垛在定位垫架处给予支承，并重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土。

6.1.2在沉井外壁间填粗糙材料，或将井壁外的土夯实，增大阻力。

6.2下沉过慢现象：沉井下沉速度很慢，甚至不下沉。

预防措施和处理方法：6.2.1沉井制作采取措施，严格保持尺寸准确，表面平整光滑。

6.2.2用高压水冲刷井壁及刃脚或在井壁上预埋射水管，遇下沉缓慢或停沉，进行射水。

6.2.3在井壁周围空隙中填充触变泥浆。

6.3倾斜现象：筒体发生倾斜，使筒体中心线与刃脚中心线不重合，沉井垂直度出现歪斜，超过允许限度。

预防措施和处理方法：6.3.1加强沉井过程中的观测和资料分析，发现倾斜及时纠正。

6.3.2分区、依次、对称、同步地抽除垫架垫木，及时用砂或砂砾填充夯实。

6.3.3严格控制制作尺寸，使偏差在允许范围之内。

6.3.4在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土。

6.4位移或扭转现象：筒体轴线位置发生一个方向便移（称位移），或两个方向的便移（称扭转）。

预防措施和处理方法：6.4.1控制沉井不再向便移方向倾斜。

6.4.2有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正。

6.4.3及时不断地纠正倾斜，避免在倾斜情况下继续下沉，造成位移或扭转。

6.4.4加强测量的检查和复核工作。

七、质量标准及要求7.1沉井工程中的模板、钢筋、混凝土等均应符合施工规范的规定。

7.2混凝土抗压强度和抗渗等级及下沉前混凝土的强度必须符合设计要求和施工规范的规定。

7.3沉井下沉前应进行中间验收，其制作质量按浇筑段（节）内外各抽查1-5处，其允许偏差和检验方法见下表。

注：L 为长度或宽度，R 为半径，B 为对角线长。

7.4沉井下沉后的位置偏差和基底的验收应在封底前进行，其允许偏差和验收方法见下表：注：H 为下沉总深度，L 为最高与最低两角间距离。

八、安全措施8.1严格遵循沉井垫木拆除和土方开挖程序，控制均匀挖土和刃脚处破土速度，防止沉井发生突然性下沉和严重倾斜现象，导致人身伤亡事故。

8.2沉井上部应设置安全平台，井（洞）口周围设安全栏杆；井内上下层立体交叉作业时，设安全网、安全挡板或挡棚等隔离层，以保证上下作业安全。

井下作业应戴安全帽，穿胶皮鞋；半水下作业穿防水裤。

8.3沉井挖土应分层、对称、均匀进行，达到破土下沉时，操作人员要离开刃脚一定距离 ，以防产生突然下沉，造成人身和质量事故。

8.4加强设备维护、检查、保养；机电设备应由专人操作；应有备用电源，防止突然停电；认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业；电动工具、潜水泵等设触电保护器，夜班作业，沉井内外应有足够的照明，井内应采用36V电压。

九、效益分析沉井施工不需复杂的施工机具设备，在排水和不排水情况下均能施工，可用于各种复杂地形、地质和场地狭窄条件下施工，节省施工用地；对邻近建筑物、构筑物影响小，甚至不受影响。

不需设置深基坑支护，可防止坍方，不需土方二次回填和搬运。

比大开挖施工，可大大减少挖、运、回填土方量，加快施工速度，降低施工费用。

在沉井内挖土作业，施工比较安全。

沉井施工社会效益非常显著，经济效益可比大开挖施工降低造价30%左右。

十、工程实例天津开发区十一大街雨水泵站工程位于开发区十一大街和东海路交口，由开发区市政公司投资兴建，天津市政工程设计研究院设计，开发区建设工程监理公司监理，是市政公司的重点项目之一。

开发区地处渤海湾西侧，属冲积—海积平原，大部分为盐田，地势平坦，高差较小。

工程现场属渤海凹陷区，冲积—海积平原为第四纪及滨海沉积层。