论建筑施工中沉箱沉井技术的运用研讨

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　　摘    要：随着建筑行业的快速发展，对建筑工程的施工提出了更高要求，越来越多的先进技术被应用到工程施工中。尤其在地面结构施工时，由于会受到复杂地形条件的影响会出现安全、质量等方面的问题。为保证工程质量，必须做好建筑施工前的技术准备工作，而沉箱沉井技术就是针对复杂地形结构和较深地基建设的技术，能有效满足建筑工程施工对于施工技术的要求。本文将对沉箱沉井技术的施工应用和技术要点展开研究分析，希望能促进该技术的广泛应用和推广。
　　关键词：建筑工程;沉箱沉井技术;施工应用
　　1  沉箱沉井技术概述
　　沉箱基础又叫做气压沉箱基础，是一种以气压沉箱来修筑结构物的基础形式，在进行地下结构物施工时在沉箱下部先构筑底板，并在沉箱下部形成气密性较高的混凝土结构工作室，然后向室内注入压力以及和地下水压力相等的压缩空气，在无水环境下取土排土，使在箱体自身重量和上部荷载作用下下沉到指定的深度，然后封箱施工。沉井则是在修筑地下结构和深基础的一种形式，先在地表制作一个井筒状结构物，再在井壁围护下从井内不断挖土，使沉井能够在自重和上部荷载作用下下沉，达到设计标高以后再封底。
　　沉箱沉井技术特点包括：第一沉降沉井的整体刚度较大、抗震性能好;第二和地下施工相比，沉箱沉井施工具有突出的优势，且应用范围较广;第三沉箱沉井结构也可以作为围护结构，在施工时无需对地基进行特殊化处理，具有安全经济的特点。第四，施工对于周围环境的影响较小，比较适合用在土体变形相对敏感的区域。
　　2  建筑施工前的准备工作
　　2.1  技术准备
　　在建筑施工前必须做好对施工现场的实地调研和勘察工作，做好地质水文等数据的搜集与分析工作，全面掌握当地施工条件，尤其要了解施工个场地地形地质情况。其次，根据工程实际要求、特点以及掌握的地质地形数据制定合理的施工方案，并在进行自审和会审以后进行改进完善，保证施工方案的科学合理、做好技术交底工作，并要求施工人员能严格按照施工方案、所设计的施工图纸进行施工。
　　2.2  现场准备
　　在正式施工前应做好测量放线、观测等工作，比如结合沉井平面位置和沉井定位开展抄平放线工作，准确布置好水准点。比如应利用好沉井周边的建筑物，设置沉降观测点，保证所设置的观测点不会影响正常施工和施工进度。最后利用观测点做好施工观测，做好对相关数据的统计和分析处理。此外还要保证现场施工场地的平整，设置道路、排水沟、截水沟等临时设备，保证水电路的畅通。
　　2.3  地基处理
　　在地基处理时，第一采用填砂、人工夯实和机械碾压结合的方式做好地基的加固处理，避免出现地基松散、沉箱施工时不均匀沉降、裂缝等问题，保证地基施工的稳定。第二，为避免出现地基下沉的问题，在沉井施工现场可采用压缩性较低的中砂或砂石等，填筑人工岛，注意清理干净周边的淤泥以提升地基对于沉井的承受能力。第三，在修筑人工岛时如果流速较大，则可通过围堰的修筑来提高人工岛的稳定，同时在围堰四周设置护道。
　　3  沉箱沉井技術在建筑施工中的应用
　　3.1  开挖基坑
　　在基坑卡瓦时必须严格按照技术规范和要求进行，首先要求基坑开挖的深度应在地下水位的0.5以上;其次要求基坑平面尺寸要大于沉井尺寸的2.5-3倍，在开挖到一定深度时可在基坑底部边缘设置排水沟，使基坑谁能流向集水井，集水井的直径和深度要根据具体工程现场条件和工程实际要求来决定，一般集水井的直径在1000m左右，深度则应低于排水沟。第三，在处理深基坑时，应结合沉井土方的坡度确定开槽尺寸，然后在开槽周围设置好排水沟和护道，避免雨水流入到基坑。第四，对于承受能力较弱的基坑，要求在刃脚下设置砂垫层和垫木，对于承载能力较大的基坑则不用铺设砂垫层，直接铺设垫木即可。
　　3.2  沉井制作
　　在制作沉井时，先在支垫上放上大样，然后根据大样放置刃脚侧面积结构角钢，要求刃脚踏面宽度在200mm左右，刃脚斜面和水平面夹角在55°左右。如果土质层较硬则可以适当调整踏面宽度到150mm，夹角则设置在60°左右并在踏面外缘设置好钢板护角，然后立支撑架和模板，完成钢筋绑扎和混凝土浇筑。如果要在基坑在内制作沉箱，要求基坑宽度是沉箱宽度的2倍，然后在基坑周围设置好排水沟和积水井，避免因为出现基坑积水而引起塌方事故。此外，沉箱位置不能太高也不能太低，否则会出现因重心失稳而带来的下沉、倾斜等问题，可采用分节浇筑方式完成沉箱浇筑制作。
　　3.3  沉井下沉
　　结合施工现场实际地质勘探结果和相关水文地质资料，确定沉箱沉井施工的具体方案，要求沉箱沉井下沉工作在完成第一节混凝土浇筑并达到规定设计强度后再进行。沉井下沉施工方法具体有排水法、挖土法和不排水下沉法几种。第一，采用排水法施工时，要求在井内设置排水泵，然后沿着井壁挖出集水井和排水沟，采用排水泵排出地下水，完成沉井下沉工作。并随着下沉深度的增加来加深集水井和排水沟的深度。第二，在边长大于16m的沉井中，采用反铲挖土机先进行沉井中间位置挖掘，然后再完成四周的挖掘，要求每一层挖掘深度控制在0.4m左右，沉井大小控制在0.3m左右。当出现软土层时可直接在刃脚处直接挖掘，然后再进行沉井中间位置的挖掘。不排水下沉法施工时，采用高压水枪先将沉井中的图层稀释为泥浆，然后利用空气吸泥器将泥浆排出沉井，控制井内水位高出井外水位的1.5m左右。
　　3.4  沉箱封底
　　在完成上述工作后，当沉箱下沉深度达到设计要求并处于稳定状态时，可进行沉井沉陷封底。在封底时要求先彻底清除混凝土之间的接触面和底部的淤泥，保证沉井内没有积水;然后浇筑一层厚度在1000mm左右的混凝土垫层，保证垫层强度是设计的一半，然后再绑扎底板钢筋、固定好沉箱，完成最后的底板浇筑工作。
　　4  沉箱沉井技术的施工要点
　　在建筑工程沉箱沉井施工过程中，要注意的施工要点包括：第一必须注意彻底清理混凝土之间的接触面，这样沉井底部才能形成符合工程施工标准的有利于结构稳定的形状。第二要求在排水沟设置时严格按照挖掘顺序，先中间再四周逐层设置，并铺设好卵石形成滤水暗沟，在沉井中间位置设置好集水井。当沉井内部水汇集在集水井时可利用排水泵技术将积水排出沉井，保证水位要低于地面的0.3m。第三，在沉井施工时为避免发生安全事故和质量缺陷，可采用相应的质量控制措施，做好跟踪检测工作。在沉井下沉时要做好监督检测，当发生较大偏差时要及时纠正和调整。第三，在沉箱封底时，先浇筑混凝土垫层在达到设计强度后再绑扎固定钢筋、完成混凝土浇筑和沉箱封底。第四，混凝土浇筑时的一般顺序是先四周然后再浇筑沉井中间位置，一般采用分层浇筑的方式，并控制每一层的浇筑厚度，采用振捣棒捣实混凝土以保证混凝土强度。第五，在完成混凝土浇筑施工后，要做好养生防护工作，要求在养生期间保证沉井持续排水，在底板混凝土达到设计强度标准后可停止排水，进行沉箱沉井的封底操作。在完成封底工作后要检验沉井是否稳定，检测沉井结构和地下水浮力的荷载，并根据施工时最高地下水位完成混凝土强度的计算。
　　5  结语
　　综上所述，沉箱沉井施工技术主要被应用在复杂地形地质结构和较深地基建设中，近几年来随着建筑工程施工复杂度的增加，沉箱沉井技术也得到了广泛的应用。该技术不但满足建筑工程施工特殊工艺要求，而且还能有效提升建筑施工的效率、缩短工期，在保证建筑工程施工安全和工程质量的同时也降低了工程施工成本，有利于推动建筑企业的可持续发展，有利于为建筑行业的全面发展提供动力。
　　参考文献：
　　[1] 李洪振.有关建筑施工中沉箱沉井技术的应用探析[J].科技风2014（10）：170.
　　[2] 关胜玉.饱和水条件下砂石、卵石层的圆形沉井施工技术与应用[D].燕山大学，2014.
　　[3] 朱龙.圆形沉井施工理论研究与现场测试分析[D].上海交通大学，2014.
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