沉井工程质量通病防治.docx

沉井工程质量通病防治 沉井是修建深基础、地下室和地下构筑物广泛应用的施工方法之一。适于在场地狭窄、 软弱土层和不稳定含水土层中施工。根据工程和地质特点，沉井下沉方法有排水下沉 和不排水下沉两种，如在施工中注意不够，常会发生一系列的质量通病，影响沉井顺 利下沉和使用。因此，在施工前要制订比较科学的施工技术方案，施工中要精心操作， 防止发生各类质量问题，以确保沉井工程的质量。 11．1 沉 井 制 作 11．1．1 外壁粗糙、鼓胀 1．现象 沉井浇筑混凝土脱模后，外壁表面粗糙、不光滑，尺寸不准，出现鼓胀，增大与土的 摩阻力，影响顺利下沉。 2．原因分析 (1)模板不平整，表面粗糙或粘有水泥砂浆等杂物未清理干净，脱模时，混凝土表层被 粘脱落。 (2)采用木模板，浇筑混凝土前未浇水湿润或湿润不够，混凝土水分被吸去，致使混凝 土失水过多，疏松脱落形成粗糙面。 (3)采用钢模板支模，未刷或局部漏刷隔离剂，拆模时，表皮被钢模板粘结脱落。 (4)模板接缝、拼缝不严密，使混凝土中水泥浆流失，而使表面粗糙；或混凝土振捣不 密实，部分气泡留在模板表面，混凝土形成粗糙。 (5)筒壁模板局部支撑不牢，或支撑刚度差，或支撑在松软土地基上；浇筑混凝土时模 板受振，或地基浸水下沉，造成局部模板松开外壁鼓胀。 (6)混凝土未分层浇筑，振捣不实，漏振或下料过厚，振捣过度，而造成模板变形，筒 壁表面出现蜂窝、麻面或鼓胀。 3．预防方法 (1)模板应经平整，板面应清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。 (2)木模板在浇筑混凝土前，应充分浇水湿润，清洗干净；钢模脱模剂要涂刷均匀，不 少于二遍，不得漏刷。 (3)模板接缝、拼缝要严密，如有缝隙，应用油毡条、塑料条、纤维板或刮腻子堵严， 防止漏浆。 (4)模板必须支撑牢固，支撑应有足够的刚度；如支撑在软土地基上应经加固，并有排 水措施，防止浸泡。 (5)混凝土应分层均匀浇筑，严防下料过厚及漏振、过振，每层混凝土均应振捣至气 泡排除为止。 4．治理方法 井筒外壁粗糙、鼓胀主要是增大了下沉摩阻力，影响下沉，应加以修整。即将粗糙部 位用清水刷洗，充分湿润后，用素水泥浆或1：3水泥砂浆抹光。鼓胀部分应将凸出部 分凿去、洗净，湿润后亦用素水泥浆或1：3水泥砂浆抹光处理。   11．1．2 井筒裂缝 1．现象 井筒制作完毕，在沉井壁上出现纵向或水平裂缝，有的出现在隔墙上或预留孔的四角。 2．原因分析 (1)沉井支设在软硬不均的土层上，未进行加固处理，井筒浇筑混凝土后，地基出现不 均匀沉降造成井筒裂缝c (2)沉井支设垫木(垫架)位置不当，或间距过大，使沉井早期出现过大弯曲应力而造成 裂缝。 (3)拆模时垫木(垫架)末按对称均匀拆除，或拆除过早，强度不够，使沉井局部产生过 大拉应力，而导致出现纵向裂缝。 (4)沉井筒壁与内隔墙荷载相差悬殊，沉陷不均，产生了较大的附加弯矩和剪应力造成 裂缝；而洞口处截面削弱，强度较低，应力集中，常导致在洞口两侧产生裂缝。 (5)矩形沉井外壁较厚，刚度较大，而内隔墙相对较薄、较弱，因温度收缩，内隔墙被 外壁约束而出现温度收缩裂缝。 3．预防措施 (1)遇软硬不均的地基应作砂垫层或垫褥处理，使其受力均匀，荷载应在地基允许承载 力范围以内。 (2)沉井刃脚处支设垫木(垫架)位置应适当，并使地基受力均匀。垫木(垫架)间距应通 过计算确定，应使支点和跨中发生的拉应力彼此相等，并应验算沉井壁在垂直均布荷 载作用下的弯矩、剪力、扭矩(对圆形沉井)，使其不超过沉井壁的垂直抗拉强度。拆 除垫架，大型沉井应达到设计强度的100％，小型沉井达到70％。 (3)拆除刃脚垫木(垫架)应分区、分组、依次、对称、同步地进行，先抽除一般垫木 (垫架)，后拆除定位垫架。 (4)沉井筒壁与内隔墙支模应使作用于地基的荷载基本均匀；对沉井孔洞薄弱部位，应 在四角增设斜向附加钢筋加强。 (5)矩形沉井在外壁与内隔墙交接处应适当配置温度构造钢筋。 4．治理方法 (1)对表面裂缝，可采用涂两遍环氧胶泥或再加贴环氧玻璃布，以及抹、喷水泥砂浆等 方法进行处理。 (2)对缝宽大于0．1mm的深进或贯穿性裂缝，应根据裂缝可灌程度采用灌水泥浆或 化学浆液(环氧或甲凝浆液)的方法进行裂缝修补，或者采用灌浆与表面封闭相结合的 方法。缝宽小于0．1mm的裂缝，可不处理或只作表面处理即可。 11．1．3 井筒歪斜 1．现象 井筒浇筑混凝土后，筒体出现歪斜现象，影响沉井下沉的垂直度控制。 2．原因分析 (1)沉井制作场地土质软硬不均，事前未进行地基处理，筒体混凝土浇 筑后产生不均匀下沉。 (2)沉井一次制作高度过大，重心过高，易于产生歪斜。 (3)沉井制作质量差，刃脚不平，井壁不垂直，刃脚和井壁中心线不垂 直，使刃脚失去导向功能。 (4)拆除刃脚垫架时，没有采取分区，依次、对称、同步地抽除承垫木。 抽除后又未及时回填夯实，或井外四周的回填土夯实不均，致使沉井 在拆垫架后出现偏斜。 3．预防措施 (1)沉井制作场地应先经清理平整夯(压)实，如土质不良或软硬不均， 应全部或局部进行地基加固处理(如设砂垫层、灰土垫层等)。 (2)沉井制作应控制一次最大浇筑高度在12m以内，以保持重心稳定。 (3)严格控制模板、钢筋、混凝土质量，使井壁外表面光滑，井壁垂直。 各部尺寸在规范允许偏差范围以内。 (4)抽除沉井刃脚下的承垫木，应分区，分组、依次、对称、同步地进 行。每次抽出垫木后，刃脚下应立即回填砂砾或碎石，并夯打密实， 井外回填土应夯实均匀；定位支点处的垫木，应最后同时抽除。 4．治理方法 井筒已歪斜，可在开始下沉时，采取在歪斜相反方向，刃脚较高的部 位的一侧加强挖土，在歪斜的方向较低的一侧少挖土来纠正。 11．2 沉 井 下 沉 11．2．1 下沉过快 1．现象 沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况，施工难以控制。 2．原因分析 (1)遇软弱土层，土的承载力很低，使下沉速度超过挖土速度。 (2)长期抽水或因砂的流动，使井壁与土的摩阻力下降。 (3)沉井外部土体出现液化。 3．预防措施 (1)发现下沉过快，可重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土。 (2)将排水法改为不排水法下沉，增加浮力。 (3)在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，增大摩阻力。 4．治理方法 (1)可用木垛在定位垫架处给以支承，以减缓下沉速度。 (2)如沉井外部土液化出现虚坑时，可填碎石处理。 11．2．2 下沉过慢 1．现象 沉井下沉速度很慢，甚至出现不下沉的现象。 2．原因分析 (1)沉井自重不够，不能克服四周井壁与土的摩阻力和刃脚下土的正面阻力。 (2)井壁制作表面粗糙，高洼不平，与土的摩阻力加大。 (3)向刃脚方向削土深度不够，正面阻力过大。 (4)遇孤石或大块石等障碍物，沉井局部被搁住，或刃脚被砂砾挤实。 (5)遇摩阻力大的土层，未采取减阻措施，或减阻措施遭到破坏，侧面摩阻力增大。 (6)在软粘性土层中下沉，因故中途停沉过久，侧压力增大而使下沉过慢或停沉。 3．预防措施 (1)沉井制作应严格按设计要求和工艺标准施工，保持尺寸准确，表面平整光滑。 (2)使沉井有足够的下沉自重，下沉前进行分阶段下沉系数X的计算(X值应控制 不小于1．10～1．25)，或加大刃脚上部空隙。 (3)在软粘性土层中，对下沉系数不大的沉井，采取连续挖土，连续下沉，中间停 歇时间不要过长。 (4)在井壁上预埋射水管，遇下沉缓慢或停沉时，进行射水以减少井壁与土层之间 的摩阻力。 (5)在井壁周围空隙中充填触变泥浆(膨润土20％、火碱5％、水75％)或黄泥浆， 以降低摩阻力，并加强管理，防止泥浆流失。泥浆应根据土层特性按表ll—1选用。   不同土层对泥浆要求 表11-1 土层名称 土层特点 对泥浆要求 粘土层 粘土层结构紧密，地下水渗透缓慢，土体侧压力较大 应采用密度较大、失水量较小的泥浆，以防粘土遇水膨胀，而造成土壁坍落破坏 砂 层 砂层结构松散，易坍落，有地下水渗透 应采用粘度较高，静切力较大，产生的泥皮薄而坚韧的泥浆，以防止砂层塌落和泥浆流失 卵石层 卵石间孔隙较大，结构较松散，地下水渗流较畅通 应采用粘度高，静切力大、密度较小的泥浆，以防止泥浆流失 4．治理方法 (1)如因沉井侧面摩阻力过大造成，一般可在沉井外侧用0．2～0．4MPa压力水流动 水针(或胶皮水管)沿沉井外壁空隙射水冲刷助沉。下沉后，射水孔用砂子填满。 (2)在沉井上部加荷载，或继续浇筑上一节井壁混凝土，增加沉井自重使之下沉。 (3)将刃脚下的土分段均匀挖除，减少正面阻力；或继续进行第二层(深40～50cm)碗 形破土，促使刃脚下土失稳下沉。 (4)对于不排水下沉，则可以进行部分抽水，以减少浮力，借以加重沉井。 (5)遇小孤石或块石搁住，可将四周土挖空后取出；对较大孤石或块石，可用炸药或静 态破碎剂进行破碎，然后清除。如果采用不排水下沉，则应由潜水员进行水下清理。 (6)遇硬质胶结土层时，可用重型抓斗或加大水枪的射水压力和水中爆破联合作业； 也可用钢轨冲击破坏后，再用抓斗抓出。 (7)如因沉井四壁减阻措施被破坏，应设法恢复。 (8)采用振动装置(振动锤或振动器)振动井壁，以减低摩阻力，但仅限于小型沉井使用。   11．2．3 瞬间突沉 1．现象 沉井在瞬时间内失去控制，下沉量很大，或很快，出现突沉或急剧下沉，严重时往往使 沉井产生较大的倾斜或使周围地面塌陷。 2．原因分析 (1)在软粘土层中，沉井侧面摩阻力很小，当沉井内挖土较深，或刃脚下土层掏空过多， 使沉井失去支撑，常导致突然大量下沉，或急剧下沉。 (2)当粘土层中挖土超过刃脚太深，形成较深锅底，或粘土层只局部挖除，其下部存在的 砂层被水力吸泥机吸空时，刃脚下的粘土一旦被水浸泡而造成失稳，会引起突然塌陷， 使沉井突沉。当采用不排水下沉，施工中途采取排水迫沉时，突沉情况尤为严重。 (3)沉井下遇有粉砂层，由于动水压力的作用，向井筒内大量涌砂，产生流砂现象，而造 成急剧下沉。 3．预防措施 (1)在软土地层下沉的沉井可增大刃脚踏面宽度，或增设底梁以提高正面支承力；挖土时， 在刃脚部位宜保留约50cm宽的土堤，控制均匀削土，使沉井挤土缓慢下沉。 (2)在粘土层中严格控制挖土深度(一般为40cm)不能太多，不使挖土超过刃脚， 可避免出现深的锅底将刃脚掏空。粘土层下有砂层时，防止把砂层吸空。 (3)控制排水高差和深度，减小动水压力，使其不能产生流砂或隆起现象；或采取不排水 下沉的方法施工。 4．治理方法 (1)加强操作控制，严格按次序均匀挖土，避免在刃脚部位过多掏空，或挖土过深，或排 水迫沉水头差过大。 (2)在沉井外壁空隙填粗糙材料增加摩阻力；或用枕木在定位垫架处给以支撑，重新调整 挖土。 (3)发现沉井有涌砂或软粘土因土压不平衡产生流塑情况时，