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摘 要：在大型桥梁施工中，超大型沉井应用比较广泛，其不仅可以作为基础使用，同时也被应用于地下结构或者建筑物当中，实用性较好。在城市桥梁施工中，超大型沉井主要是作为基础使用，虽然目前在这方面已经积累了诸多实践经验，但是在实际施工过程中仍存在一定的问题。本文主要对城市桥梁施工中的超大型沉井关键技术进行研究，并简要阐述施工过程中的注意事项。
关键词：桥梁;超大型沉井;关键技术;注意事项
超大型沉井的优势在于抗震性能优良，刚度大，稳定性良好，承载力较高，并且适用范围较广，可以适应多种土质，在陆地或者水中均可采用，就目前而言，超大型沉井主要应用于桥梁施工中，比如大贝尔特东桥、旧金山-奥克兰海湾大桥西桥、南京长江四桥、泰州长江大桥以及江阴大桥等，均采用了超大型沉井[1]。超大型沉井以其突出的优点成为了大型桥梁项目施工中的首选基础方案，因此对超大型沉井关键性施工技术极有必要，有助于超大型沉井的进一步推广使用。
1 工程概况
某跨江大桥的北锚碇基础拟采用超大沉井，整体结构设计为十字撑+孔圆环，在圆环内部沿着圆周均匀分布12个直径为7.35 m的沉井。刃脚底设计标高-18.0 m，沉井顶面设计标高13.0 m，其中首节高度为6.0 m，整体结构为钢壳混凝土;次节至第6节高度为5.0 m，整体结构为钢筋混凝土;第7～8节高度为6.0 m，整体结构为钢筋混凝土。设计沉井外径65.0 m，内径40.4 m。封底混凝土采用C30水下混凝土，浇筑厚度为10.0 m;刃脚高度为1.0 m，踏面宽度为0.2 m，十字撑设计厚度1.4 m。出于实际需要考虑，在施工过程中要适当增加第二节隔墙以及内壁的厚度，以传递基底反力，同时强化井壁和封底的联结。
2 超大型沉井关键施工技术
2.1 拔高分节
由于超大型沉井整体体形较大且结构复杂程度较高，因此在实际施工过程中一般采用的是分节制作、分次下降的施工方案。其中首次下沉最为关键，直接影响到后续施工的进行，由于此环节存在钢壳刃脚抄垫枕木的抽取回填、入土过浅、未入土或者周围土体无法对沉井形成有效的水平约束等不利因素[2]，因此施工前必须要制定科学的施工方案，否则会影响沉井结构安全性以及下沉精度，进而导致后续施工无法正常进行。以某桥梁工程为例，在实际施工过程中，沉井共分为8节依次下沉，施工方案设计为三次接高三次下沉，在底节上接高次节，然后下沉9 m;然后接高三节，下沉14 m;最后接高三节，下沉22 m。这种施工方案的优势在于避免了首次接高过高或者过低带来的隐患，若首次接高过高不仅会导致沉井拼装部位地基加固费用增加，而且由于重心偏移还可能影响下沉精度;若首次接高过低，则会严重影响施工效率，并且在抽取垫枕木时会导致局部应力过大。
2.2 防塌方措施
在超大型沉井施工过程中，发生塌方事故的风险较高，因此在施工前必须要对周围土体均匀压力进行计算，了解地下结构连续墙对于外围土体抵抗作用，正视其造成的副作用。由于地下连续墙对原有土体结构造成了一定破坏，沉井下沉时受带动作用的影响会在此位置形成破裂面，若时光不当可能在局部土体发生沉井刃脚向井内涌入的翻砂事故[3]，这不仅会导致施工中断，延长施工周期，并且还会大幅增加施工成本。为有效防止翻砂事故的发生，在实际施工过程中可以采用在沉井内部环向取土、中间缓吸反压的措施，沿着沉井内部中心点进行环向取土，注意要保持均匀取土，一般情况下高差需要控制在1.5 m以内，而沉井中心区域内则缓一步取土，进而使沉井内部始终存在一个土堆，以反压可能涌入沉井内的外侧土体。
2.3 助沉措施
在实际施工过程中，助沉措施包括泥浆套、高压射水、压重以及空气幕等方式，其中压重措施的投入较高，使用频率较低，并且触变泥浆难以在短时间凝固，实际效果不够理想，所以目前已经很少采用;高压射水的方式也使用的比较少;最为理想的方式是空气幕，自九江长江大桥施工中采用了这种方式后，在此后类似项目的施工中多采用这种方式进行助沉，但是这种方式也存在一定弊端，其出气量过小以及在粉砂层中使用可能会出现气孔堵塞进而导致气龛损毁的情况[4]。后来在南京长江大桥四桥以及马鞍山长江公路大桥施工中解决了出气量过小的问题，采用了直径为3 mm的气孔，并且通过在气管外部套上橡胶环的方式防止出现气孔堵塞的情况，但是这种方式操作过于繁琐，并且在实际施工过程中橡胶环很容易出现损坏。综合进行考虑，建议在实际施工过程中改变设置气龛的思路，仍采用直径3 mm的气孔，但是可以尝试增加气孔数量，这种方式在武汉鹦鹉洲长江大桥施工过程经过实践证明效果良好，不仅操作更加简单，且不易发生气孔堵塞的问题。
3 城市桥梁超大型沉井施工中的注意事项
在超大型沉井施工过程中，一方面要避免沉井速度过快发生坐墩的问题，一方面也要注意避免沉井超沉，确保沉井稳定下沉并且精准就位。首先，在沉井施工过程中需要不断的分析总结沉井下沉的速度规律，以便适时进行调整控制，确保沉井下沉过程中整体上处于动态均匀的状态。注意沉井不下沉时间不宜过长，一般来说不能高于24 h，否则可能导致沉外侧的摩擦力变大，进而影响到沉井正常下沉[5]。同时在下沉过程中，不宜在沉井内部大范围取土;不宜在沉井外侧断面使用空气幕;不宜将沉井刃脚的下方大范围掏空，虽然采用这些措施可以加速沉井下沉，提升施工效率，但是由于沉井自身重量过大，若下沉过快很容易将沉井下方夯实，进而发生坐墩的情况，若导致沉井标高不符合设计标准，要重新启动沉井则需要浪费大良时间，并且也会增加后续下沉的难度。
其次，在超大型沉井施工过程中，若沉井下沉即将符合设计标高时，需要立即采取相应措施控制沉井下沉速度，确保沉井可以精准就位，不出现超沉的情况，以免沉井低于设计标高。在实际施工中，可以通过在沉井内部沿井壁吸泥形成环形沟槽，同时启动空气幕的方式确保沉井精准就位，启动空气幕可以有效降低沉井外侧的摩擦力，环形沟槽可以降低沉井下沉速度，避免下沉过快。通过采用上述两项措施可以有效避免沉井超沉或者沉井就位误差过大的问题，有效保障施工质量。
4 结语
综上所述，在城市桥梁超大型沉井施工过程中，关键问题在于合理拔高分节，同时采用合理的助沉措施以及防塌方措施，有效控制沉井下沉速度以及下沉时间，避免沉井下沉时间过长以及下沉速度过快，否则不仅可能出现与设计标高不符的情况，需要进行返工，还可能会延长施工周期。
参考文献：
[1]温昆鹏.市政桥梁工程下部结构常见的施工技术问题与关键技术研究[J].工程技术（文摘版），2016（12）：81.
[2]杨灿文，黄民水.某大型沉井基础关键施工过程受力分析[J].华中科技大学学报（城市科学版），2010，27（1）：17-21.
[3]韦永华，金松，欧阳祖亮.浅析马鞍山长江公路大桥超大超深沉井下沉施工控制[J].城市建设，2012（11）：1-7.
[4]杨灿文，黄民水.某大型沉井基础关键施工过程受力分析[J].華中科技大学学报（城市科学版），2010（1）：20-24.
[5]邓国良.桥梁构筑物的沉井施工技术研究[J].建筑工程技术与设计，2016（36）：458.
关键词：桥梁;超大型沉井;关键技术;注意事项
超大型沉井的优势在于抗震性能优良，刚度大，稳定性良好，承载力较高，并且适用范围较广，可以适应多种土质，在陆地或者水中均可采用，就目前而言，超大型沉井主要应用于桥梁施工中，比如大贝尔特东桥、旧金山-奥克兰海湾大桥西桥、南京长江四桥、泰州长江大桥以及江阴大桥等，均采用了超大型沉井[1]。超大型沉井以其突出的优点成为了大型桥梁项目施工中的首选基础方案，因此对超大型沉井关键性施工技术极有必要，有助于超大型沉井的进一步推广使用。
1 工程概况
某跨江大桥的北锚碇基础拟采用超大沉井，整体结构设计为十字撑+孔圆环，在圆环内部沿着圆周均匀分布12个直径为7.35 m的沉井。刃脚底设计标高-18.0 m，沉井顶面设计标高13.0 m，其中首节高度为6.0 m，整体结构为钢壳混凝土;次节至第6节高度为5.0 m，整体结构为钢筋混凝土;第7～8节高度为6.0 m，整体结构为钢筋混凝土。设计沉井外径65.0 m，内径40.4 m。封底混凝土采用C30水下混凝土，浇筑厚度为10.0 m;刃脚高度为1.0 m，踏面宽度为0.2 m，十字撑设计厚度1.4 m。出于实际需要考虑，在施工过程中要适当增加第二节隔墙以及内壁的厚度，以传递基底反力，同时强化井壁和封底的联结。
2 超大型沉井关键施工技术
2.1 拔高分节
由于超大型沉井整体体形较大且结构复杂程度较高，因此在实际施工过程中一般采用的是分节制作、分次下降的施工方案。其中首次下沉最为关键，直接影响到后续施工的进行，由于此环节存在钢壳刃脚抄垫枕木的抽取回填、入土过浅、未入土或者周围土体无法对沉井形成有效的水平约束等不利因素[2]，因此施工前必须要制定科学的施工方案，否则会影响沉井结构安全性以及下沉精度，进而导致后续施工无法正常进行。以某桥梁工程为例，在实际施工过程中，沉井共分为8节依次下沉，施工方案设计为三次接高三次下沉，在底节上接高次节，然后下沉9 m;然后接高三节，下沉14 m;最后接高三节，下沉22 m。这种施工方案的优势在于避免了首次接高过高或者过低带来的隐患，若首次接高过高不仅会导致沉井拼装部位地基加固费用增加，而且由于重心偏移还可能影响下沉精度;若首次接高过低，则会严重影响施工效率，并且在抽取垫枕木时会导致局部应力过大。
2.2 防塌方措施
在超大型沉井施工过程中，发生塌方事故的风险较高，因此在施工前必须要对周围土体均匀压力进行计算，了解地下结构连续墙对于外围土体抵抗作用，正视其造成的副作用。由于地下连续墙对原有土体结构造成了一定破坏，沉井下沉时受带动作用的影响会在此位置形成破裂面，若时光不当可能在局部土体发生沉井刃脚向井内涌入的翻砂事故[3]，这不仅会导致施工中断，延长施工周期，并且还会大幅增加施工成本。为有效防止翻砂事故的发生，在实际施工过程中可以采用在沉井内部环向取土、中间缓吸反压的措施，沿着沉井内部中心点进行环向取土，注意要保持均匀取土，一般情况下高差需要控制在1.5 m以内，而沉井中心区域内则缓一步取土，进而使沉井内部始终存在一个土堆，以反压可能涌入沉井内的外侧土体。
2.3 助沉措施
在实际施工过程中，助沉措施包括泥浆套、高压射水、压重以及空气幕等方式，其中压重措施的投入较高，使用频率较低，并且触变泥浆难以在短时间凝固，实际效果不够理想，所以目前已经很少采用;高压射水的方式也使用的比较少;最为理想的方式是空气幕，自九江长江大桥施工中采用了这种方式后，在此后类似项目的施工中多采用这种方式进行助沉，但是这种方式也存在一定弊端，其出气量过小以及在粉砂层中使用可能会出现气孔堵塞进而导致气龛损毁的情况[4]。后来在南京长江大桥四桥以及马鞍山长江公路大桥施工中解决了出气量过小的问题，采用了直径为3 mm的气孔，并且通过在气管外部套上橡胶环的方式防止出现气孔堵塞的情况，但是这种方式操作过于繁琐，并且在实际施工过程中橡胶环很容易出现损坏。综合进行考虑，建议在实际施工过程中改变设置气龛的思路，仍采用直径3 mm的气孔，但是可以尝试增加气孔数量，这种方式在武汉鹦鹉洲长江大桥施工过程经过实践证明效果良好，不仅操作更加简单，且不易发生气孔堵塞的问题。
3 城市桥梁超大型沉井施工中的注意事项
在超大型沉井施工过程中，一方面要避免沉井速度过快发生坐墩的问题，一方面也要注意避免沉井超沉，确保沉井稳定下沉并且精准就位。首先，在沉井施工过程中需要不断的分析总结沉井下沉的速度规律，以便适时进行调整控制，确保沉井下沉过程中整体上处于动态均匀的状态。注意沉井不下沉时间不宜过长，一般来说不能高于24 h，否则可能导致沉外侧的摩擦力变大，进而影响到沉井正常下沉[5]。同时在下沉过程中，不宜在沉井内部大范围取土;不宜在沉井外侧断面使用空气幕;不宜将沉井刃脚的下方大范围掏空，虽然采用这些措施可以加速沉井下沉，提升施工效率，但是由于沉井自身重量过大，若下沉过快很容易将沉井下方夯实，进而发生坐墩的情况，若导致沉井标高不符合设计标准，要重新启动沉井则需要浪费大良时间，并且也会增加后续下沉的难度。
其次，在超大型沉井施工过程中，若沉井下沉即将符合设计标高时，需要立即采取相应措施控制沉井下沉速度，确保沉井可以精准就位，不出现超沉的情况，以免沉井低于设计标高。在实际施工中，可以通过在沉井内部沿井壁吸泥形成环形沟槽，同时启动空气幕的方式确保沉井精准就位，启动空气幕可以有效降低沉井外侧的摩擦力，环形沟槽可以降低沉井下沉速度，避免下沉过快。通过采用上述两项措施可以有效避免沉井超沉或者沉井就位误差过大的问题，有效保障施工质量。
4 结语
综上所述，在城市桥梁超大型沉井施工过程中，关键问题在于合理拔高分节，同时采用合理的助沉措施以及防塌方措施，有效控制沉井下沉速度以及下沉时间，避免沉井下沉时间过长以及下沉速度过快，否则不仅可能出现与设计标高不符的情况，需要进行返工，还可能会延长施工周期。
参考文献：
[1]温昆鹏.市政桥梁工程下部结构常见的施工技术问题与关键技术研究[J].工程技术（文摘版），2016（12）：81.
[2]杨灿文，黄民水.某大型沉井基础关键施工过程受力分析[J].华中科技大学学报（城市科学版），2010，27（1）：17-21.
[3]韦永华，金松，欧阳祖亮.浅析马鞍山长江公路大桥超大超深沉井下沉施工控制[J].城市建设，2012（11）：1-7.
[4]杨灿文，黄民水.某大型沉井基础关键施工过程受力分析[J].華中科技大学学报（城市科学版），2010（1）：20-24.
[5]邓国良.桥梁构筑物的沉井施工技术研究[J].建筑工程技术与设计，2016（36）：458.