复杂地质条件下沉井施工技术应用研究

沉井施工是市政基础工程中的主要工艺，具备结构整体性强、对周边环境影响小等优势，因此，被广泛应用在水利、市政等领域中。但面临复杂地质条件时，容易发生偏移、涌土、下沉困难等问题，影响施工进度与安全。文章以岚县污水处理厂提质扩容工程001 标段为研究对象，该项目粗格栅及提升泵井采用沉井施工，面临着复杂地质环境的挑战。

1.工程概况

该工程项目为岚县污水处理厂尾水人工湿地配套污水处理厂提质扩容工程 001 第 1 标段，总占地面积为116.52 ㎡，项目场地 ±0.000 为1170。沉井主体为矩形，东西方向的长度为9.5m，南北方向宽度是13.6m，主体施工采取的是钢筋混凝土框架结构形式， 使用年限设计为50 年。沉井施工根据设计要求分两次下沉，首次浇筑工作涉及到刃脚和第一节井壁，高度为 5m，井壁厚度700mm。第二节的井壁高为4m，壁厚700mm。施工现场地质条件， 第①层素填土（Q42ml）、第②层粉土Q4al+pl、第③层细中砂 Q4al+pl、第④层粗砾砂（Q4al+pl）、第⑤层粉土（Q4al+pl）、第⑥层细中砂（Q4al+pl）。

2.复杂地质条件下沉井施工技术应用

2.1 基坑降水

本工程粗格栅采用双排高压旋喷桩止水帷幕，桩径500mm，咬合长度约150mm，桩长13m，水泥采用普通硅酸盐水泥P.O42.5，水灰比0.8-1.0，水泥用量不少于300kg/m，粗格栅通到进水井排水管道俩测采用双排高压旋喷桩做止水帷幕，桩径500mm，咬合长度约 150mm，桩长13m，水泥采用普通硅酸盐水泥P.O42.5，水灰比0.8-1.0，水泥用量不少于300kg/m，喷射管分段提升的搭接长度不得小于200mm。在坑内布设管井井点进行降水。井深12m 不小于基底以下5m、井间距15m 左右。

2.2 刃脚基础处理

沉井制作时，为解决地基承载力的不足，采用了垫层法。即在刃脚下设混凝土垫层，C20 砼垫层厚度100mm，宽度1850mm；垫层下再设砂垫层，厚度30cm，宽度1.5m，采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器压实系数不小于0.95。刃脚下并布置M10 水泥砂浆砌MU15 混凝土实心砖。1：2 水泥砂浆抹面，外表上铺油毡

2.3 钢筋施工

钢筋进场时，需有完整、合理、有效的原材料质保单，确保应用在施工中的钢筋满足要求。安排专门工作人员根据规范和批量完成原材料检验，检验合格后方可使用。严格按照设计图纸要求完成钢筋制作与安装，钢筋直径需≤Φ18，采取绑扎接头方式，接头在受压区域内按照50%交叉错开，受拉区域内的接头按照25%交叉错开，错开距离要大于30d 或者大于500mm，钢筋直径超过Φ18 情况下，采取机械连接方式。施工开始之前，技术人员按照施工图纸完成提料，绘制出不同规格、不同形状的单根钢筋图并进行编号，接着对钢筋下料长度、根数进行分别计算，准确填写钢筋配料单。施工人员根据配料单完成钢筋加工、制作，严格按照国家现行规范要求施工。

2.4 模板施工

设计图纸中，外墙的厚度均是700mm，内隔墙施工要在沉井封闭完成后进行。模板选择厚度为 1.2cm 的整拼整装木胶合模板，并与规格为35×75mm 的方木、M14 对拉止水螺杆、双钢管完成加固。对拉螺栓布置中，水平方向间距控制在450mm，竖向与地面、顶面的距离均为150mm，中间按照450mm 的间距实现均匀排列。

模板拼装中，先将竖向主杆立起，接着安装水平横杆。水平钢管长度不足情况下可以进行搭接，接头长度要超过两个对拉螺栓固定点。斜支撑要沿着墙的长度每间隔3.6m 设置一道，这样不但保证了支撑系统的刚度，还能避免模板变形。

2.5 混凝土施工

该项目沉井混凝土施工中选用的是商品混凝土， 使用泵车将混凝土输送至模板内。浇筑时要保证对称布料，沿着井体周边分层均匀浇筑，将每 层的厚度控 实现刃脚的均匀受力，避免发生不均匀沉降问题。振捣密实中使用插入式振 要遵循连续性原则[2]。在施工缝位置进行连续浇筑时，必须确保下部已 70%及以上。将规格 300mm × 3mm 的止水钢板设置在施工缝位置，浇筑前工作人员要 接缝表 凿毛并 冲洗干净。混凝土浇筑完成后为了避免开裂问题，要及时进行洒水养护或者覆盖养护。

2.6 下沉施工

下沉条件：下沉施工时，需等到刃脚混凝土强度达到设计值 100% ，井筒混凝土强度大于 75% 。

前期准备：使用混凝土预制块，或者水泥砂浆砌砖进行井壁预留孔洞的封堵，保证井壁可以抵抗水土压力为拆除工作提供便利；遵循对称性原则在内外井壁弹 4 条垂直线，内侧挂垂球，刃脚处设置标盘，外壁沿着垂向画出水平标尺，应用在下沉量、偏差、倾斜度监测中。

下沉操作：小挖掘机要与吊车或者长臂挖机相配合，按照分层、均匀、对称的原则进行挖土，挖出的土方需装车运输至指定位置。

过程控制：在整个下沉施工中要保证平稳、缓慢下沉，安排专门工作人员管理，一旦发现偏斜情况，可以通过调整开挖顺序的方式进行及时纠正；沉井周边5m 范围内禁止堆放物品，同时还要减少车辆振动对下沉的影响。

特殊处理：下沉时出现难沉情况后，可以通过压沙袋等方式增加自重，还可以通过埋设高压射水管等减少摩擦阻力的方式解决。如果软土中的下沉系数 K>1.25 ，那么使用顶部预埋螺栓与临时钢梁相连接，防止突然下沉。出现超沉情况时，可通过刃脚打水泥搅拌桩等方式进行处理。

2.7 沉井封底

该工程项目沉井封底采取干封底法，具体操作中，工作人员要及时对刃脚混凝土接触面进行清理，例如，使用高压水枪清除淤泥、浮渣，将井底修整为锅底形；封底使用C20 微膨胀混凝土，将刃脚填实并进行振捣密实；将C30 微膨胀商品混凝土应用在底板中，按照设计要求进行钢筋配置；浇筑时遵循由四周到中央的分层推进原则，每一层厚度为30cm；最终采取自然养护方式。

结束语：

综上所述，复杂地质条件下沉井施工技术的应用，在提升施工质量，保障施工安全等环节中发挥着重要作用。文章围绕工程案例，从沉井封底、混凝土施工、拆模等方面分析了沉井施工技术的应用。未来，沉井施工技术要继续创新，跟上时代发展步伐，满足施工要求。

参考文献：

[1]宋朋远.复杂地质条件下沉井下沉各阶段风险分析及对策[J].冶金丛刊， 2020， 005（020）：235-236.

[2]曾源新.复杂地质环境下矩形深大沉井下沉施工技术研究与应用[J].广东土木与建筑， 2024， 31（2）：104-107.