摘要：粗格柵是作為污水進(jìn)處理廠的重要構(gòu)筑物，其規(guī)模大且埋深較深，一般采用沉井形式。沉井制作及下沉階段對地基不均勻沉降都十分敏感，沉井施工措施稍欠缺將可能造成偏斜、突沉。本文結(jié)合寧波市南區(qū)污水處理廠二期粗格柵制作、下沉施工為例，提出克服該沉井制作、下沉初始階段的軟弱土地質(zhì)情況及下沉后期的硬殼土層地質(zhì)的施工難點(diǎn)，確保制作安全及防止突沉的施工技術(shù)措施，同時后期采取空壓泵破碎土層配合水沖法，且池外壁采用泥漿護(hù)壁減少摩擦進(jìn)行助沉的施工工藝。工程實(shí)踐效果表明本工程所采取的沉井技術(shù)對于解決特殊地質(zhì)地區(qū)的沉井問題具有相當(dāng)顯著效果。
1、工程概況
本工程為寧波市南區(qū)污水處理廠二期工程，粗格柵沉井長24.6米，寬19.1米，高17.7米（-13.1～4.6），其中制作階段高16.05米，混凝土強(qiáng)度等級為C30，抗?jié)B等級為S6，采用沉井法施工：水力機(jī)械吸泥出土不排水下沉，井壁分段澆筑，帶框架及隔墻一次下沉。沉井區(qū)域現(xiàn)狀地面標(biāo)高為3.18～5.00不等，其中有6個儲水壓力罐與沉井僅18米左右，沉井南側(cè)1.5米有一根廢棄的DN1200頂管，埋深8米左右；另距沉井東南側(cè)12米左右有一直徑為8米的現(xiàn)狀沉井，且有3根DN2200進(jìn)水總管匯集與該井，埋深9米左右；沉井的西側(cè)10米為凌家泵站，該泵站經(jīng)改造后將作為鼓風(fēng)機(jī)房的基礎(chǔ)。
2、沉井施工難點(diǎn)
?。?）沉井南側(cè)1.5m左右的DN1200廢棄頂管對沉井下沉的干擾，因該管線埋深8m，管位距沉井1.5米數(shù)據(jù)僅為估測，粗格柵沉井南側(cè)有2道懸挑梁伸出井外1米左右，極有可能會與DN1200頂管沖突。
（2）凌家泵站距離沉井西側(cè)10m；現(xiàn)狀沉井及3根DN2200進(jìn)水總管距離沉井東南側(cè)僅12m左右，沉井在制作及下沉階段稍有控制不當(dāng)，若產(chǎn)生地基土擾動極可能造成凌家泵站及現(xiàn)狀頂管沉井偏移，DN2200進(jìn)水總管錯位、脫節(jié)等問題。
?。?）本污水泵站沉井制作階段砼總方量達(dá)1700m3，總計(jì)約4420噸，井壁每延米砼方量為14m3，另考慮施工荷載影響，制作完成后井壁每延米荷載將達(dá)到38噸。從地質(zhì)報(bào)告情況看淤泥層的承載力均不足55kPa～75kPa，為此在沉井制作階段需要對地基土采取一定的加固措施，確保制作階段沉井的穩(wěn)定。
（4）粗格柵沉井終沉的土質(zhì)為5b粉質(zhì)粘土層，地基土承載力特征值為180kPa，比較硬，阻力大，下沉困難，需采取助沉措施。
3、沉井下沉分析
根據(jù)地質(zhì)資料沉井終沉?xí)r為5b層，地基承載力為180pa。本污水泵站沉井三次制作的砼總方量為1700m3，合計(jì)重4250T；井壁的投影面積為83.03m2，隔墻及大梁的投影面積為97.93m2，合計(jì)180.96m2。
K==0.98＜1.05～1.10
因此沉井終沉階段應(yīng)采取必要的助沉措施，另沉井穿越性質(zhì)差的2層淤泥質(zhì)土?xí)r，應(yīng)采取措施防止突沉、下沉幅度過大或傾斜現(xiàn)象。
4、沉井制作施工技術(shù)
4.1基坑開挖
將場地總體平整至3.00左右，沉井井壁挖深1.7米，寬3米，地下大梁及隔墻溝槽開挖深度為1.2米，寬2.5米。便于充分利用表層硬殼土層作為砂墊層基礎(chǔ)。
4.2砂墊層制作
砂墊層設(shè)計(jì)合理與否及施工質(zhì)量是沉井制作階段穩(wěn)定的關(guān)鍵。要非常重視和做好刃腳下砂墊層施工，保證沉井接高時井體穩(wěn)定，嚴(yán)防沉井制作時的不均勻沉降。
基坑開挖結(jié)束后，應(yīng)及時鋪筑砂墊層，砂墊層厚度為2米。砂墊層采用中粗砂回填?；靥顟?yīng)按每層約50cm分層鋪筑后撼水用振動棒和平板振搗密實(shí)。因縱向隔墻及大梁砂墊層高出平面30cm，為此砂墊層四周采用砂包筑島圍堰。由于施工現(xiàn)場回填土均為砂土，須作好排水工作，以保證砂層承載力。沉井區(qū)域設(shè)集水井6只（長邊方向，一邊各設(shè)置3個），井深2米，采用Ø600的穿孔PVC管外包一層砂布進(jìn)行排水。施工期間連續(xù)抽水，嚴(yán)禁砂墊層浸泡在水中，刃腳基礎(chǔ)處理。
4.3砼墊層及轉(zhuǎn)角磚胎模制作
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值采用C25素砼墊層，厚度為20cm，素砼寬度分別取井壁內(nèi)外20cm。沉井刃腳四個轉(zhuǎn)角斜面（2米+2米）×4個擬考慮采用磚胎模，以增加沉井接高時的承載力。
4.4沉井結(jié)構(gòu)制作
本污水泵房沉井砼擬分三節(jié)澆筑成型，分節(jié)如下：
第一節(jié)：制作高度6.1m，即標(biāo)高-13.1m～-7.0m，澆筑混凝土680m3，；
第二節(jié)：制作高度5.5m，即標(biāo)高-7.0m～-1.50m，澆筑混凝土570m3；
第三節(jié)：制作高度4.2m，即標(biāo)高-1.5m～2.95m，澆筑混凝土450m3。
混凝土采用2臺泵車同時澆筑，每層澆筑厚度控制在50cm內(nèi)，澆筑速度控制在0.9m/h左右。沿井壁按順、逆時針交叉、對稱、均勻澆筑，應(yīng)避免一側(cè)澆筑使沉井傾斜。在澆筑過程中和做好沉降觀測，及時掌握沉井下沉量和傾斜量，為后一節(jié)制作提供依據(jù)。
5、沉井下沉施工技術(shù)
5.1鑿除混凝土墊層
下沉?xí)r沉井下部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，第四節(jié)達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度方可下沉。考慮到本沉井重量大，只需將井壁外周墊層鑿除，以防止破壞井壁外土體。井內(nèi)壁及大梁底墊層均會隨沉井下沉自行脫落，下沉過程中由吊車吊出井外。
5.2沉井下沉技術(shù)措施
?。?）前期下沉如現(xiàn)場有排泥條件，則采用水力機(jī)械沖洗泥漿下沉，在井內(nèi)布置8套TXS-4泰興泵。由下沉工用高壓水槍將泥沖切成泥漿，由泵將泥漿吸出，送至泥漿沉淀池，二十四小時連續(xù)施工。
（2）為了防止沉井突沉，出土順序采取由內(nèi)向外，先取內(nèi)圈格倉，再取分批取外圈格倉，但必須控制相鄰井格取土面高差，起沉階段可依實(shí)際情況保留部分底梁下土塞。
（3）嚴(yán)格控制刃腳外土塞，保證沉井受力均勻，內(nèi)部應(yīng)力沒有集中現(xiàn)象。由于本工程沉井自重大，沉井下沉初期下沉系數(shù)大，因此下沉初期在井格內(nèi)應(yīng)適當(dāng)留置土塞以控制下沉速度。
?。?）通過電測和光學(xué)儀兩種手段對下沉量，四角高差，偏位進(jìn)行測量，及時了解下沉速度，并進(jìn)行糾偏，當(dāng)沉井達(dá)到允許偏差值1/4時必須糾偏。確保沉井在初始下沉階段形成良好的下沉軌跡。
（5）對周圍建構(gòu)筑物等布點(diǎn)監(jiān)測，隨時掌握由于沉井下沉引起的環(huán)境影響問題。
?。?）沉井起沉階段，當(dāng)素砼墊層敲拆后，沉井重心偏高，沉井井壁的四周無摩擦力，起沉階段應(yīng)在沉井中央開挖鍋底逐步擴(kuò)大，及時糾偏，使沉井在初沉階段平穩(wěn)下沉，形成初成階段的良好軌跡，使刃腳埋在土層中，降低沉井重心。由于沉井在初期下沉過程中，下沉系數(shù)較大，故采取擠土下沉。
?。?）各格倉之間，在沉井偏斜不大時，應(yīng)力爭水力機(jī)械同時沖挖。如果沉井偏斜趨勢增大時，格倉之間的開挖情況應(yīng)根據(jù)偏斜情況加以調(diào)整。
（8）對于離集泥坑較遠(yuǎn)的井孔（格），當(dāng)沖沉井四角和井壁處土堤時，泥漿從那里流到集泥坑有時是很困難的，為了不使集泥坑和集泥水溝之泥砂沉淀，經(jīng)常用一個水力沖泥機(jī)反復(fù)沖刷和攪動。
5.3沉井穿越硬土層技術(shù)措施
本工程沉井下沉后期(-10.0~-13.1)為5b粉質(zhì)粘土，地基土承載力為180kpa，為硬殼土層，要采取必要的助沉措施，確保沉井快速、平穩(wěn)、安全地下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。為此，本工程采取技術(shù)措施如下：
1）采用空壓泵破碎土層配合水沖法，并增大水槍壓力，加大破壞該土層的力度。
2）定點(diǎn)沖泥，按泥面標(biāo)高測量數(shù)據(jù)控制沖泥位置。
3）沉井外側(cè)壁挖深3m，采用泥漿護(hù)壁減少井壁摩擦。
4）井壁上堆放鋼材等重物壓重700T。
5）分析高差、位移等資料，及時糾偏。
5.4沉井下沉糾偏技術(shù)措施
避免因糾偏幅度過大而對周邊土體產(chǎn)生較大擾動，同時為防止沉井下沉對土體有較大擾動，本工程可采用泥漿護(hù)壁作為輔助下沉、糾偏措施，可有效減小沉井下沉對周邊土體的擾動。
6、結(jié)語
本文結(jié)合寧波市南區(qū)污水處理廠二期粗格柵下沉施工為例，提出該工程克服制作階段的軟土地質(zhì)情況，確保制作安全及防止突沉的施工技術(shù)措施，同時采取空壓泵破碎土層配合水沖法，且池外壁采用泥漿護(hù)壁減少摩擦進(jìn)行助沉，工程實(shí)踐效果表明本工程所采取的沉井技術(shù)對于解決軟弱土地區(qū)的沉井制作及在硬殼土層中克服阻力下沉問題具有相當(dāng)顯著效果。
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