近年來(lái)，為提高城市地下空間利用率，緩解老城區(qū)停車(chē)?yán)щy的問(wèn)題，地下筒倉(cāng)式停車(chē)庫(kù)的建設(shè)逐漸增多。地下筒倉(cāng)式停車(chē)庫(kù)的修建多采用人工或人工操作機(jī)械開(kāi)挖的傳統(tǒng)沉井工法，沉井下沉姿態(tài)不可控，會(huì)對(duì)施工人員帶來(lái)安全隱患。同時(shí)，傳統(tǒng)沉井工法的工作效率和經(jīng)濟(jì)性較差，隨著未來(lái)城市地下空間開(kāi)發(fā)速度的提升，傳統(tǒng)沉井工法已不能滿(mǎn)足工程建設(shè)的需求。因此，急需開(kāi)展姿態(tài)可控式沉井施工技術(shù)的相關(guān)研究，以保證沉井施工安全、提高沉井施工速度。針對(duì)姿態(tài)可控式沉井施工技術(shù)的研究，國(guó)外開(kāi)展較早，主要為日本鴻池的SOCS工法以及德國(guó)海瑞克VSM豎井掘進(jìn)機(jī)的配套施工技術(shù)，兩種技術(shù)分別通過(guò)在沉井井口處安裝壓入和提吊設(shè)備來(lái)控制沉井下沉過(guò)程。國(guó)內(nèi)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究起步較晚，廈門(mén)海滄城建集團(tuán)首次在國(guó)內(nèi)嘗試修建預(yù)制裝配沉井式智能停車(chē)庫(kù)，但施工工法依然選取傳統(tǒng)沉井工法，沉井下沉姿態(tài)不可控。然而，沉井式停車(chē)庫(kù)的開(kāi)挖直徑一般較大（10?m以上），如若沉井姿態(tài)不可控，將會(huì)對(duì)沉井施工造成很大的困難。該技術(shù)依靠穿芯式液壓缸提吊沉井井壁，在下放過(guò)程中不斷監(jiān)控調(diào)整井壁姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)了沉井可控式下沉。這對(duì)于打破國(guó)外技術(shù)壟斷、提高工程安全性、減少工程建設(shè)時(shí)間等均具有重要意義。1?姿態(tài)可控式沉井裝備姿態(tài)可控式沉井裝備為一套井壁下放系統(tǒng)，主要由穿芯式液壓缸、液壓泵站、鋼絞線(xiàn)、無(wú)動(dòng)力式鋼絞線(xiàn)放線(xiàn)盤(pán)、傾斜傳感器和控制系統(tǒng)組成（圖1）。6個(gè)穿芯式液壓缸的提吊總能力為350?t，油缸行程400?mm，系統(tǒng)功率90?kW。（a）（b）圖1?姿態(tài)可控式沉井裝備示意（a）平面布置示意；（b）立面布置示意穿芯式液壓缸置于沉井井口處，每個(gè)液壓缸附近配套1個(gè)液壓泵站與1個(gè)鋼絞線(xiàn)放線(xiàn)盤(pán)，所有液壓缸由1套控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制。液壓缸上下各安裝1個(gè)自動(dòng)工具錨，用于井壁下放時(shí)根據(jù)需要輪流錨固鋼絞線(xiàn)完成井壁下放工作。在井壁下放過(guò)程及停止時(shí)始終有一個(gè)工具錨處于鎖緊狀態(tài)，保證井壁下放工作的安全。多根鋼絞線(xiàn)穿過(guò)自動(dòng)工具錨、穿芯式液壓缸后與沉井井壁最下部的刃腳相連，用于提吊沉井結(jié)構(gòu)的重量，實(shí)現(xiàn)沉井的姿態(tài)可控式下沉。鋼絞線(xiàn)與沉井刃腳的連接必須采用專(zhuān)門(mén)的錨板鎖緊，為了使每組液壓缸的各根鋼絞線(xiàn)在使用時(shí)應(yīng)力水平相當(dāng)，需在鋼絞線(xiàn)與沉井刃腳錨固后進(jìn)行預(yù)緊工作。鋼絞線(xiàn)隨井壁進(jìn)入已開(kāi)挖的豎井中，施工完成后留在井內(nèi)，不再回收利用。傾斜傳感器安置于沉井刃腳處，用于檢測(cè)沉井井壁下放時(shí)的姿態(tài)，同時(shí)控制各油缸的下放速度、調(diào)整沉井姿態(tài)。該套裝備設(shè)計(jì)緊湊、輕便，方便城市運(yùn)輸和快速安裝，能適應(yīng)城市地下空間狹小的施工場(chǎng)地和復(fù)雜的道路條件，可實(shí)現(xiàn)城市豎井的安全、快速施工和低成本建造。2?姿態(tài)可控式沉井技術(shù)及其應(yīng)用2.1?姿態(tài)可控式沉井技術(shù)2.1.1?工藝流程施工整體工藝流程為：基坑開(kāi)挖→鎖口制作→刃腳制作→井壁下放系統(tǒng)安裝→提吊鋼絞線(xiàn)穿束錨固→豎井開(kāi)挖、出土→井壁制作與下沉、觸變泥漿同步注漿→置換泥漿，注漿固井。2.1.2?施工關(guān)鍵技術(shù)（1）鎖口制作。鎖口需預(yù)留提吊鋼絞線(xiàn)孔道、預(yù)埋鋼絞線(xiàn)導(dǎo)向鋼板和千斤頂?shù)啬_螺栓。鎖口中的預(yù)埋件應(yīng)根據(jù)千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)位置準(zhǔn)確定位。提吊鋼絞線(xiàn)孔道可采用木盒或鋼框制作，鋼絞線(xiàn)導(dǎo)向鋼板應(yīng)采用弧形鋼板制作。地腳螺栓的型號(hào)、位置、數(shù)量應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)選用。（2）刃腳制作。刃腳可分段制作，首段制作時(shí)，由于未與井壁下放系統(tǒng)相連接，首段刃腳的自重由其下墊層與下臥層土體直接承擔(dān)。因此，首段刃腳的高度直接決定了其下墊層的厚度以及對(duì)下臥層土體承載力的要求。從刃腳制作的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)，一般要求制作高度不宜超過(guò)6?m。同時(shí)，若刃腳高度太小，穿束錨固后井壁下放系統(tǒng)則無(wú)法進(jìn)行提吊和下放操作，因此要求刃腳制作高度不小于3?m。同時(shí)刃腳鋼絞線(xiàn)孔道和儲(chǔ)漿臺(tái)階處須做好止?jié){措施防止泥漿滲漏。（3）井壁下沉。每次井壁下沉前，應(yīng)檢查鋼絞線(xiàn)的出線(xiàn)位置是否一致，刃腳底部鋼絞線(xiàn)是否拉緊，井壁結(jié)構(gòu)是否傾斜，以避免發(fā)生意外。2.2?姿態(tài)可控式沉井施工試驗(yàn)為確定姿態(tài)可控式沉井技術(shù)的可行性，檢驗(yàn)井壁下放系統(tǒng)與沉井工法能否良好配合，開(kāi)展城市地下空間姿態(tài)可控式沉井施工試驗(yàn)。2.2.1?試驗(yàn)工程概況試驗(yàn)工程位于成都市成華區(qū)青龍路527號(hào)，施工現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。場(chǎng)地地表以下依次為10?m左右粘土層、1.0~1.5?m含卵石粘土層和下覆風(fēng)化泥巖層。場(chǎng)地內(nèi)及附近無(wú)豐富地表水存在，地下水以上層滯水和基巖裂隙水為主。圖2?施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景2.2.2?試驗(yàn)井設(shè)計(jì)方案試驗(yàn)井分為鎖口、井壁、刃腳三部分。鎖口為環(huán)形現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（圖3），作為井壁下放設(shè)備的基座，同時(shí)起到加強(qiáng)豎井井口的作用。

（a）

（b）圖3?鎖口結(jié)構(gòu)示意（a）鎖口平面；（b）鎖口1–1剖面具體尺寸為：鎖口頂板外直徑12.44?m，內(nèi)直徑9.5?m，厚度0.2?m，油缸下加厚為1.0?m；鎖口頂板下為側(cè)板，于油缸處加厚。鎖口頂板環(huán)向雙層配筋，選取HRB?400，直徑20?mm，間距250?mm；箍筋選用HPB?300，直徑8?mm，間距250?mm。井壁為環(huán)形現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高11.5?m，外直徑9.2?m，內(nèi)直徑8.5?m。井壁內(nèi)外側(cè)對(duì)稱(chēng)配筋，具體方案為：環(huán)向鋼筋選取HRB?400，直徑20?mm，間距200?mm；豎向鋼筋選取HRB?400，直徑16?mm，間距200?mm。井壁結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4?井壁結(jié)構(gòu)示意刃腳為環(huán)形現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如圖5所示，高3.5?m，刃腳頂部外直徑9.2?m，內(nèi)直徑8.5?m。底部刃腳為尖刃腳，帶鋼板。外壁面設(shè)儲(chǔ)漿臺(tái)階，高0.97?m，寬0.15?m，則臺(tái)階處外直徑9.5?m，內(nèi)直徑8.5?m。圖5?刃腳結(jié)構(gòu)示意在刃腳內(nèi)部沿圓周均勻設(shè)置12個(gè)孔徑為50?mm的注漿孔，用以注入潤(rùn)滑泥漿和固井水泥砂漿。為防止觸變泥漿套中的泥漿沿刃腳與巖土體縫隙間漏失，在刃腳臺(tái)階處設(shè)置橡膠阻漏帶。為方便豎井結(jié)構(gòu)與井壁下放系統(tǒng)的連接，沿刃腳圓周方向均勻設(shè)置6處鋼絞線(xiàn)孔道?？椎酪欢嗽谌心_臺(tái)階頂部開(kāi)口，另一端與刃腳斜面凹槽連通。刃腳內(nèi)外側(cè)對(duì)稱(chēng)配筋，具體方案為：豎向鋼筋選取HRB?400，直徑16?mm，間距200?mm；環(huán)向鋼筋選取HRB?400，直徑20?mm，間距200?mm。2.2.3?試驗(yàn)結(jié)果分析試驗(yàn)完成共用時(shí)62?d，其中井壁下放系統(tǒng)的安裝用時(shí)3?d，井壁平均下沉速度為1?m/d。試驗(yàn)期間，在井壁澆筑至3.5?m時(shí)，進(jìn)行一次提升測(cè)試，沉井結(jié)構(gòu)整體提升了80?cm，提升過(guò)程中，6臺(tái)千斤頂同步差小于1?mm。下放試驗(yàn)共進(jìn)行15次，每次平均下放約60?cm，下放過(guò)程中6臺(tái)千斤頂同步差小于2?mm，單臺(tái)千斤頂最大提升力為900?kN。每次下放開(kāi)始前和結(jié)束后，若傾斜傳感器顯示的井壁傾斜度大于0.1°，需對(duì)井壁進(jìn)行糾偏。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，總共進(jìn)行了6次糾偏。其中，井壁最大傾斜角度為0.25°，通過(guò)糾偏操作，成功實(shí)現(xiàn)了井壁調(diào)平。由施工試驗(yàn)可知，井壁下放系統(tǒng)安全、平穩(wěn)、可控，與傳統(tǒng)沉井工法能夠良好配合。姿態(tài)可控式沉井技術(shù)安全可行。3?效益分析3.1?技術(shù)效益本工法在傳統(tǒng)沉井工法的基礎(chǔ)上對(duì)沉井結(jié)構(gòu)姿態(tài)控制技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化和創(chuàng)新，采用可控式沉井下放技術(shù)，通過(guò)對(duì)下沉速度、行程、傾斜度的精確控制，有效預(yù)防了沉井施工中常見(jiàn)的突發(fā)問(wèn)題，如下沉過(guò)快、突沉、傾斜、超沉等，極大保障了施工人員的人身安全和工程質(zhì)量。同時(shí)，省去了后期糾偏等工序，縮短施工工期。并且本工法地層適應(yīng)性廣，不受地下水影響，可滿(mǎn)足多種環(huán)境下的施工作業(yè)需求，具有設(shè)備占地小、施工噪聲小及對(duì)城市環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，降低了由施工引起的在交通管制、環(huán)境修復(fù)等方面的人力、物力投入。此外，本工法采用的設(shè)備體積小、重量輕，方便模塊化拆卸運(yùn)輸，可在城市主城區(qū)等對(duì)施工環(huán)境要求較高的場(chǎng)地使用，減小了施工難度。3.2?經(jīng)濟(jì)效益硬質(zhì)土層地區(qū)，如成都的硬塑粘土、卵石土及強(qiáng)風(fēng)化泥巖層等，其摩阻力較大、承載力較高。在這樣的巖土層中使用傳統(tǒng)沉井工法施工將面臨下沉、切土困難等問(wèn)題。因此，硬質(zhì)土層地區(qū)較常使用的施工方法為基坑大開(kāi)挖+順作井壁結(jié)構(gòu)，但該工法臨時(shí)基坑支護(hù)工程量大、造價(jià)高、工期長(zhǎng)。本工法采用的井壁下放系統(tǒng)及壁后潤(rùn)滑技術(shù)能有效克服沉井在硬質(zhì)土層中的施工問(wèn)題，使得沉井工藝在此種巖土層中能夠順利實(shí)施。本工法較傳統(tǒng)施工方法，本工法可節(jié)省工期約30%，節(jié)約工程成本約35%。4?結(jié)束語(yǔ)姿態(tài)可控式沉井施工技術(shù)依靠穿芯式液壓缸提吊沉井井壁，在下放過(guò)程中不斷監(jiān)控調(diào)整井壁姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)了沉井可控式下沉。沉井施工試驗(yàn)采用井壁下放系統(tǒng)對(duì)沉井進(jìn)行了提升、下放和糾偏試驗(yàn)。提升試驗(yàn)時(shí)，千斤頂同