浅谈沉井的设计与施工
董孝健
[摘要]沉井是井筒状的结构物，它是通过挖除井内泥土，以沉井自身重力克服井壁的摩擦阻力影响后下沉到设计的标高，最后采用混凝土将沉井封底，让整个井筒状的结构成为桥梁等大型建筑的基础维护结构。由于沉井的牢固性和封闭性，保证井内人机械作业的安全，所以被广泛的运用在大型建筑的基础施工中。本文将通过分析沉井的设计和施工方法，希望对沉井的应用有所了解。
[关键词]沉井;设计原理;施工方法
文章编号：2095 - 4085（ 2019） 04 - 0129 - 01
近年来，随着建筑设施的建设增多，桥梁、取水工程以及大型设备的建筑基础都能看见沉井结构。沉井结构的种类有很多，可以根据实际建筑的基础类型来选择不同的沉井结构。大致分为圆形沉井，矩形沉井和圆端形沉井等。沉井结构用于建筑基础的维护结构，它的施工成本相对比较合理，结构设计简单，同时沉井结构能明显提升建筑工程的安全。
1沉井的特点
沉井是在建筑物的地面来制作的，它通过挖掘井内泥土，以自身井筒重力克服井外泥土对井壁的摩擦阻力后下沉至设计标高，采用混凝土将沉井封底，让整个沉井结构成为建筑物基础的维护结构。这种内部形成的结构，在技术上比较稳定，而且沉井的埋藏深度很深，能保证上层建筑的稳定性。挖土数量少，对周围的建筑影响较小。沉井作为建筑的基础，在挖土的下沉工程中不需要坑壁的支撑和板桩的固定，使得施工流程减少。同时沉井结构还能作为挡土的结构。但是值得注意的是，沉井的施工技术要求很高。由于要承载上层建筑的巨大负荷，因此在沉井的基础开挖工作时，需要有良好的支撑能力，对于下沉中也要有良好的持力层来保证挖掘的安全。对于像桥墩的沉井基础制作，需要的技术将会更高。
2沉井的设计原理
沉井的结构是由刃脚，井壁，内隔墙，梁，凹槽，底板等构成的。井壁是沉井的外围部分，也是构成沉井的主要部分。井壁需要有很强的刚度来平衡在下层过程中周围土壤对井壁的测压负荷。也需要自身的足够重量来克服周围土壤对井壁的摩擦作用确保沉井结构能顺利的下沉，必要時可以增加配重来辅助沉井下沉。井壁的下端一般会呈现刀刃的形状，主要是为了减小沉井的下沉阻力。内隔墙是设置在沉井结构物的内部，它能有效的增强沉井在使用中的刚度，同时内置的隔墙能将沉井内部分成若干小块来进行挖土，方便沉井结构的施工。凹槽也是建立在沉井的内里，它能让混凝土和井壁能很好的连接，帮助增加沉井的稳定性。封底是在沉井的下沉到达设计的标准时，对沉井的底部进行封闭，保证沉井结构的完整，防止地下水渗进结构物内影响沉井的正常使用。
沉井结构的设计需要对所施工地段的实地探查，其中包括对地址结构以及施工地段周围的建筑等考察。对于沉井的高度既要达到一定的深度满足建筑基础的需要，同时对沉井内部的持力层也要有较高的承载能力。密实土层是持力层最好的选择，沉井结构的底层需要坚实的土层作为沉井结构物的基础。对于沉井的平面尺寸，需要在设计图纸之时为实际建造留有一定的偏离空间，防止沉井在下沉过程出现偏差影响整体结构物的稳定性。而沉井不同构成结构的不同设计方案要按照建造沉井结构的不用来计算。每个结构都有严格的计算标准。
3沉井结构的施工
沉井的施工技术要求很高，但都是根据施工现场的地质条件和水文环境来施工。沉井的施工步骤可以分为，平整场地，制作铺垫木和底部垫层。这要求沉浸的施工场地平整稳固，因为沉井的制作时在地表进行，因此地面需要土质均匀无杂物。对于刃脚也要用其他沙石来填补使其均匀平整。刃脚下的一边填塞砂，一边对称，抽拔出垫木是为了保证沉井在混凝土的浇筑过程中不会出现不均匀沉降问题，混凝土浇筑作业要对称均匀以防沉井倾斜。沉井均匀开挖下沉，在确定井壁到达设计的深度时，如果沉井穿过的土质层含水量较大，而此时的地下水也比较丰富时，就要排水下沉。排水下沉能使挖土均匀，下沉过程也比较均衡，很少会使沉井结构出现倾斜问题。当沉井结构到达设计高度后，就可以准备封底工作了。封底工作也会因施工现场的地基不同而有不同的封底方式。地基土质较好，且涌水量小时，可以采取干封底。通过对沉井中间进行集中抽水，往中心及浇筑混凝土。这种封底方式的施工成本低，施工工期短，又能保证良好的沉井结构的质量。沉井结构的施工难免会对周围的建筑造成影响，因此设计人员在设计施工图纸时要考虑充分，为工程施工做好预留方案，尽量减少施工对周围建筑的影响。在施工中要时刻将质量控制和安全施工放在首位，既要保证沉井结构的质量，也要保证施工人员的安全施工。
4结语
沉井结构以其自身的优势被广泛的运用到现代建筑的基础结构。在运用沉井结构时，要考虑周围的地质情况，做好沉井施工各个结构的计算工作。在施工时对各个部分都要严格的采取施工技术，保证沉井结构的安全稳定性。
参考文献：
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