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【摘要】结合工程实例，就异形沉井制作、下沉、监控测量、下沉纠偏、封底等进行了阐述，避免异形沉井不均匀下沉，确保工程质量。
【关键词】地基处理；沉井制作；下沉
1项目概况。粗格栅及进水泵房，上部结构为一层框架结构，下部为异形钢筋砼结构，采用沉井施工。28.6×（6.61～23m），壁厚1.2 m，地下部分高度19.6m，下部设隔墙，在-0.9m、6.3m标高设置钢筋砼梁，2.3m标高设置牛腿变截面。施工场地地质条件自上而下分别为素填土、粉质粘土、粉质粘土夹粉土、粉土、粉土夹粉砂、粉质粘土，地下水位在1.0m左右。
2沉井地基处理及沉井制作
2.1基坑开挖。因既有地面以下2m见粉质粘土夹粉土，沉井制作时又处于冬季，开挖深度2m，边坡比例为1：1，沉井外壁到坡脚尺寸不小于2m。在坡脚设置排水沟，并均匀布设5处积水坑，并在底部铺设反滤层。自基坑上口向外设坡度，并设置300×300㎜截水沟。
2.2地基处理。开挖前先排水，保持开挖面干燥，然后铺设粗砂垫层。沉井按四次预制成型自刃脚向上浇筑16.8m（6.3m以上梁板不浇筑），一次下沉到位考虑。刃脚和井字梁下为200㎜厚C15砼垫层，砼垫层下的粗砂垫层厚度2m。
在砼垫层上设置四个观测点，观测垫层坐标和标高。
（1）混凝土垫层宽度计算
混凝土垫层宽l=刃脚宽+砖膜底部宽+每边宽出尺寸：
l=（0.8+2.3+0.2×2）=3.5m
（2）砂垫层宽度计算
砂垫层最小宽度B=混凝土垫层宽l+每边外放尺寸×2
其中，每边外放尺寸=砂垫层厚h×tanα（压力扩散角）=2×1=2m（α压力扩散角取45°）。
B=3.5+2×2=7.5m
（3）砂垫层厚度验算
沉井自重对下卧层的附加应力：
沉井自重为沉井加井字梁部分：G=2485×25=62125.0kN
下卧层受力面积：
S=（6.61+15.8×2+14.4×2+20.6×3+8×2+3.6×2+8.6×2+3.6×2+9.75）×7.5=1396.2 ㎡
PZ=G/S=62125.0/1396.2=44.5kN/㎡
砂垫层及砼垫层对下卧层的压力
PCZ=γh=15×2+24×0.2=34.8kN/㎡
下卧层承载力特征值（按照最不利因素考虑，地勘报告提供的②-2层的承载力）80 kPa，则：
fZ=80.0kN/㎡≥PZ+ PCZ=44.5+ 34.8=79.3kN/㎡
砂垫层厚度满足承载力要求。
（4）砂垫层承载力验算
混凝土垫层面积
S1=（6.61+15.8×2+14.4×2+20.6×3+8×2+3.6×2+8.6×2+3.6×2+9.75）×3.5=651.6㎡
砂垫层承受荷载为：
P=G/S1=62125.0/651.6=95.3kN/㎡<[f]=130kN/㎡
故，砂垫层满足要求。
2.3沉井制作
刃脚底模采用砖胎膜表面抹灰，在砼垫层和砖胎膜上设一毡两油以隔离刃脚，自刃脚向上分四次浇筑完成，第一次浇筑高度3.05m，第二次浇筑6.45m，第三次浇筑3.2m，第四次浇筑4m。 施工缝采用-300*4止水钢板作防水处理。模板采用2.44m×1.22m×1.5mm竹胶板，Φ48×3.6钢管作横楞，竖楞采用横楞间密插钢管，间距200㎜，对拉螺栓控制结构尺寸。
砼对模板最大侧压力
计算式一：F=0.22γct0β1β2V1/2=0.22×24×4×1.2×1.15×11/2=29.15kN/m2
计算式二：F=γcH=24×6.45=154.80kN/m2
式中：γc—砼重力密度（kN/m3）；t0—砼初凝时间（h），取4h； V—砼浇灌速度（m/h），取1m/h；
β1—外加剂影响修正系数，缓凝时取1.2；β2—砼塌落度影响修正系数，取1.15；H—砼浇灌高度；有效压头高度：h=F/γc=1.05m
两者取最小值，故新浇混凝土对侧模最大压力为29.15kN/m2，考虑混凝土施工对模板产生的施工荷载4kN/m2，为并取荷载分项系数，作用于模板的总荷载为：
q=29.15×1.2+4×1.4=40.58 kN/m2对拉螺栓按0.61m×0.61m布置，则每根承受的拉力为：
P=q·A=40.58×0.61×0.61=15.10kNM 14 螺栓容许拉力为17.80KN﹥15.10kN
故可采用M14对拉螺栓按间距0.61× 0.61m布置。
在沉井内外分别设双排脚手架作为工具脚手架，不与沉井模板支撑体系相连，通过沉井顶部模板上空加连杆形成稳固的结构。沉井的接高：在接高沉井时，利用下面一节的对拉螺栓支撑上一节沉井的模板。水平施工缝顶部及模板接缝用聚氨脂泡沫胶条镶嵌平整以防漏浆、麻面。水平施工缝中部埋置宽300mm厚4mm的钢板止水带，在浇筑上一层混凝土前，水平施工缝处混凝土先凿毛，清除表面浮浆皮、浮松石子、然后用水湿润混凝土面，铺一层与混凝土同标号，厚度为10-15mm的水泥砂浆，然后浇筑上层混凝土。沉井接高部分的轴线与沉井中轴线应重合，在接高时必须注意混凝土应对称浇筑，以免沉井刃脚踏面处压力不均匀使沉井偏斜。井壁钢筋砼保护层厚度由50×40mm（内埋铅丝）水泥砂浆垫块控制、井壁水平筋提前在两端立筋上画好刻度线控制间距，底板上层筋采用钢筋马凳架设
3沉井下沉。沉井取土下沉根据土层地质情况主要分两种方式：自地面至②-4粉土夹砂层主要为粉土及粉砂（总深度12m），采用高压水枪冲刷成高稠度泥砂，汇流至集泥坑，用泥浆泵排出至沉淀池。当局部有较硬土层，遇有粘形土层时，使喷嘴接近90°的角度冲刷立面，将立面底部冲成缺口，缓慢塌落。冲土顺序为先中央后四周，并沿刃脚留出土台，最后对称分层冲挖，尽量保持沉井受力均匀，不得冲空刃脚面下的土层。吸泥砂泵配套安装潜污泵，并24h连续作业，以保证下沉平稳，避免下沉过程中的停滞，给再次下沉造成困难。
4结束语
沉井基础处理施工方法种类很多，本工程结合地质条件，底部采用中粗砂换填，面层采用素砼垫层，分四节制作，上部采用高压水枪冲刷形成泥浆排出池外，下部6m采用滑臂挖机开挖，既经济合理，又大大节约工期，并减少项目安全、质量风险。
【关键词】地基处理；沉井制作；下沉
1项目概况。粗格栅及进水泵房，上部结构为一层框架结构，下部为异形钢筋砼结构，采用沉井施工。28.6×（6.61～23m），壁厚1.2 m，地下部分高度19.6m，下部设隔墙，在-0.9m、6.3m标高设置钢筋砼梁，2.3m标高设置牛腿变截面。施工场地地质条件自上而下分别为素填土、粉质粘土、粉质粘土夹粉土、粉土、粉土夹粉砂、粉质粘土，地下水位在1.0m左右。
2沉井地基处理及沉井制作
2.1基坑开挖。因既有地面以下2m见粉质粘土夹粉土，沉井制作时又处于冬季，开挖深度2m，边坡比例为1：1，沉井外壁到坡脚尺寸不小于2m。在坡脚设置排水沟，并均匀布设5处积水坑，并在底部铺设反滤层。自基坑上口向外设坡度，并设置300×300㎜截水沟。
2.2地基处理。开挖前先排水，保持开挖面干燥，然后铺设粗砂垫层。沉井按四次预制成型自刃脚向上浇筑16.8m（6.3m以上梁板不浇筑），一次下沉到位考虑。刃脚和井字梁下为200㎜厚C15砼垫层，砼垫层下的粗砂垫层厚度2m。
在砼垫层上设置四个观测点，观测垫层坐标和标高。
（1）混凝土垫层宽度计算
混凝土垫层宽l=刃脚宽+砖膜底部宽+每边宽出尺寸：
l=（0.8+2.3+0.2×2）=3.5m
（2）砂垫层宽度计算
砂垫层最小宽度B=混凝土垫层宽l+每边外放尺寸×2
其中，每边外放尺寸=砂垫层厚h×tanα（压力扩散角）=2×1=2m（α压力扩散角取45°）。
B=3.5+2×2=7.5m
（3）砂垫层厚度验算
沉井自重对下卧层的附加应力：
沉井自重为沉井加井字梁部分：G=2485×25=62125.0kN
下卧层受力面积：
S=（6.61+15.8×2+14.4×2+20.6×3+8×2+3.6×2+8.6×2+3.6×2+9.75）×7.5=1396.2 ㎡
PZ=G/S=62125.0/1396.2=44.5kN/㎡
砂垫层及砼垫层对下卧层的压力
PCZ=γh=15×2+24×0.2=34.8kN/㎡
下卧层承载力特征值（按照最不利因素考虑，地勘报告提供的②-2层的承载力）80 kPa，则：
fZ=80.0kN/㎡≥PZ+ PCZ=44.5+ 34.8=79.3kN/㎡
砂垫层厚度满足承载力要求。
（4）砂垫层承载力验算
混凝土垫层面积
S1=（6.61+15.8×2+14.4×2+20.6×3+8×2+3.6×2+8.6×2+3.6×2+9.75）×3.5=651.6㎡
砂垫层承受荷载为：
P=G/S1=62125.0/651.6=95.3kN/㎡<[f]=130kN/㎡
故，砂垫层满足要求。
2.3沉井制作
刃脚底模采用砖胎膜表面抹灰，在砼垫层和砖胎膜上设一毡两油以隔离刃脚，自刃脚向上分四次浇筑完成，第一次浇筑高度3.05m，第二次浇筑6.45m，第三次浇筑3.2m，第四次浇筑4m。 施工缝采用-300*4止水钢板作防水处理。模板采用2.44m×1.22m×1.5mm竹胶板，Φ48×3.6钢管作横楞，竖楞采用横楞间密插钢管，间距200㎜，对拉螺栓控制结构尺寸。
砼对模板最大侧压力
计算式一：F=0.22γct0β1β2V1/2=0.22×24×4×1.2×1.15×11/2=29.15kN/m2
计算式二：F=γcH=24×6.45=154.80kN/m2
式中：γc—砼重力密度（kN/m3）；t0—砼初凝时间（h），取4h； V—砼浇灌速度（m/h），取1m/h；
β1—外加剂影响修正系数，缓凝时取1.2；β2—砼塌落度影响修正系数，取1.15；H—砼浇灌高度；有效压头高度：h=F/γc=1.05m
两者取最小值，故新浇混凝土对侧模最大压力为29.15kN/m2，考虑混凝土施工对模板产生的施工荷载4kN/m2，为并取荷载分项系数，作用于模板的总荷载为：
q=29.15×1.2+4×1.4=40.58 kN/m2对拉螺栓按0.61m×0.61m布置，则每根承受的拉力为：
P=q·A=40.58×0.61×0.61=15.10kNM 14 螺栓容许拉力为17.80KN﹥15.10kN
故可采用M14对拉螺栓按间距0.61× 0.61m布置。
在沉井内外分别设双排脚手架作为工具脚手架，不与沉井模板支撑体系相连，通过沉井顶部模板上空加连杆形成稳固的结构。沉井的接高：在接高沉井时，利用下面一节的对拉螺栓支撑上一节沉井的模板。水平施工缝顶部及模板接缝用聚氨脂泡沫胶条镶嵌平整以防漏浆、麻面。水平施工缝中部埋置宽300mm厚4mm的钢板止水带，在浇筑上一层混凝土前，水平施工缝处混凝土先凿毛，清除表面浮浆皮、浮松石子、然后用水湿润混凝土面，铺一层与混凝土同标号，厚度为10-15mm的水泥砂浆，然后浇筑上层混凝土。沉井接高部分的轴线与沉井中轴线应重合，在接高时必须注意混凝土应对称浇筑，以免沉井刃脚踏面处压力不均匀使沉井偏斜。井壁钢筋砼保护层厚度由50×40mm（内埋铅丝）水泥砂浆垫块控制、井壁水平筋提前在两端立筋上画好刻度线控制间距，底板上层筋采用钢筋马凳架设
3沉井下沉。沉井取土下沉根据土层地质情况主要分两种方式：自地面至②-4粉土夹砂层主要为粉土及粉砂（总深度12m），采用高压水枪冲刷成高稠度泥砂，汇流至集泥坑，用泥浆泵排出至沉淀池。当局部有较硬土层，遇有粘形土层时，使喷嘴接近90°的角度冲刷立面，将立面底部冲成缺口，缓慢塌落。冲土顺序为先中央后四周，并沿刃脚留出土台，最后对称分层冲挖，尽量保持沉井受力均匀，不得冲空刃脚面下的土层。吸泥砂泵配套安装潜污泵，并24h连续作业，以保证下沉平稳，避免下沉过程中的停滞，给再次下沉造成困难。
4结束语
沉井基础处理施工方法种类很多，本工程结合地质条件，底部采用中粗砂换填，面层采用素砼垫层，分四节制作，上部采用高压水枪冲刷形成泥浆排出池外，下部6m采用滑臂挖机开挖，既经济合理，又大大节约工期，并减少项目安全、质量风险。