摘要：根據(jù)沉井工程實(shí)際情況，確定采用“兩次制作，一次下沉”及水下封底的施工工藝，并獲得成功。本文就此設(shè)計(jì)方案及施工步驟等要點(diǎn)等進(jìn)行了闡述。
1、適用范圍
沉井施工法應(yīng)用廣泛，常用于進(jìn)水泵站、大型集水井、盾構(gòu)和頂管工作井等工程。而水下封底是在沉井下沉到位后采用不排除地下水的方法進(jìn)行封底。
2、工程概括
濟(jì)寧任城新區(qū)污水廠位于山東省濟(jì)寧市任城區(qū)洸府河西側(cè)，其中粗格柵及進(jìn)水泵房工程含鋼筋混凝土沉井基礎(chǔ)及上部泵房，池體總高16.8m，埋深16.5m。井體平面形狀為矩形六孔，尺寸為18.85m×12m。結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度等級C30，抗?jié)B等級S6，抗凍等級F150。池壁厚下節(jié)為1m，中間為0.8m，上節(jié)為0.6m。該工程南側(cè)緊鄰林屯村道路，東邊僅10m處為面積大約為2萬平米的魚塘，地下水位異常豐富，土層透水性好。根據(jù)當(dāng)?shù)氐乜眻蟾娴弥叵滤宦裆顬?.5m—4m。根據(jù)以上客觀條件決定對粗格柵及進(jìn)水泵房進(jìn)行沉井施工。
3、池體制作
本工程本著“兩次制作，一次下沉”的原則，通過荷載計(jì)算將第一次制作的自重滿足一次下沉到位的條件進(jìn)行混凝土澆筑。
根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)，在沉井制作前，土方開挖至自然地坪以下3.5m處也就是高程35.62m位置，沉井自重過大，為防止不均勻沉降，在坑底回填上一層厚為1m的級配砂石墊層并用插入式振搗器振搗。沉井下部刃腳，支設(shè)方式用砌筑墊座，磚墊座沿周長方向分成6-8段，中間預(yù)留20mm空隙，以便拆除，磚墊座內(nèi)壁用水泥砂漿抹面。
磚墊座受力的計(jì)算：
第一次沉井制作高度12.2m，沉井截面尺寸及磚墊座受力的計(jì)算如下：
沉井每米自重：
沉井自重有1m厚池壁、0.8m厚池壁兩部分組成。
1m厚池壁：1*3.3*1*2.5=8.25t
0.8m厚池壁：0.8*7.7*1*2.5=15.4t
總重量：G=15.4+8.25=23.65t=23.65*1000*12.2=288.53KN
沉井自重對磚墊座最大作用壓強(qiáng)：
288.53/0.4*1.0=721.325Kp=0.72Mp
MU10燒結(jié)普通磚的抗壓強(qiáng)度為10Mp＞0.72Mp，由此可知，磚墊座的可以滿足對沉井的承載要求。
4、降水工程
根據(jù)地質(zhì)報告，粗格柵及進(jìn)水泵房位置地下水位在黃海高程33.78m外，所以沉井施工前先進(jìn)行降水。粗格柵及進(jìn)水泵房地下主要是粘土層，該工程要求降水深度較深，達(dá)到11.18m降水深度，依據(jù)以上土層情況、降水深度和周圍環(huán)境等綜合考慮，降水采用井管降水。
依據(jù)計(jì)算，在進(jìn)水泵房的周圍布置9眼直徑為550mm的降水井，井深25m。沉井下沉前進(jìn)行降水，直到粗格柵和進(jìn)水泵房全部池體施工完畢才可以停止降水。
5、沉井下沉操作工藝
?。?）下沉施工方法選擇
根據(jù)地下水和土質(zhì)情況及施工條件，本沉井采用排水下沉。一旦出現(xiàn)土層不穩(wěn)定、涌水量很大時，在井內(nèi)排水沖吸土產(chǎn)生流砂，考慮使用水下吸土不排水下沉。當(dāng)采用不排水下沉?xí)r，井內(nèi)水位應(yīng)始終保持高于井外水位0.3m~0.6m，采用高壓水泵破土，再用吸泥機(jī)排出泥漿。
?。?）下沉施工
1）下沉準(zhǔn)備
沉井在第一節(jié)砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后拆除刃腳磚胎膜及砼墊層，拆除刃腳磚胎模做到分區(qū)、分組、依次、對稱、同步進(jìn)行，以免發(fā)生錯位或偏移。并用25T吊車配合將磚胎膜及1m厚的級配砂石取出。為保證將來素砼與井體有較好的連結(jié)，下沉前應(yīng)對井體與封底素砼接觸部位用風(fēng)鎬鑿毛。
2）排水下沉
?、倥潘椒ǖ倪x擇
管井降水與明排水相結(jié)合的方法：在沉井外部周圍均勻設(shè)置9口管井井點(diǎn)（井深25m），并用功率為2.5kw的排水量20m3/h的潛水泵對其降水以降低地下水位，使井內(nèi)土壤保持干燥，再通過明渠將井水排到北側(cè)的躍進(jìn)河內(nèi)。
?、谖练椒?/div>
采用高壓水槍沖切土和強(qiáng)力吸泥漿泵吸漿排水下沉，沖切土層必須對稱，均勻進(jìn)行，使沉井均勻下沉。在中間兩井內(nèi)分別設(shè)水泵（一臺30KW，一臺23KW），將泥漿排到井外的沉淀池內(nèi)。為保證池體下沉的連續(xù)性，項(xiàng)目部進(jìn)行4班倒連續(xù)施工。
普通土層：從沉井中間開始逐漸向四周沖切，每層厚度為0.4～0.5m，在刃腳處留1～1.5m寬臺階，然后沿沉井壁每2～3m為一段，向刃腳方向逐層全面、對稱、均勻的沖切土層，當(dāng)土層經(jīng)不住刃腳的擠壓裂，沉井便在自重作用下均勻破土下沉，當(dāng)沉井下沉很少或不下沉?xí)r，可再從中間挖0.4～0.5m，并繼續(xù)向四周均勻挖掘，使沉井平穩(wěn)下沉。
粘土層或硬土層：從沉井中間開始逐漸向四周沖切，當(dāng)沖切到刃腳，沉井仍不下沉或下沉不平穩(wěn)，則須按平面布置分段的次序逐段對稱地將刃腳步下沖吸空，并超出刃腳壁約10㎝，每段沖吸完用硬土層后，再分層挖掉加填的硬土層，可使沉井均勻減少承壓面而平衡下沉。
?、叟潘鲁了俣瓤刂?/div>
根據(jù)本沉井的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為確保沉井結(jié)構(gòu)安全，合理安排下沉速度是下沉關(guān)鍵，下沉過程中應(yīng)始終保持均勻下沉。開始下沉?xí)r，鍋底控制在1m左右，高差控制在20cm內(nèi)；為控制工期，在沉井下沉至3m左右，沉井基本進(jìn)入正?？杉哟鬀_吸泥漿量、鍋底適當(dāng)加深，井中間鍋底可控制在2m左右，但須確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如遇設(shè)備故障應(yīng)立即維修或更換。
?、芘潘鲁磷⒁馐马?xiàng)
沉井下沉開始5m以內(nèi)，要特別注意保持水平與垂直度，以免繼續(xù)下沉?xí)r，不易調(diào)整。為減少下沉的摩擦力和以后的清淤工作，最好在沉井的外壁采用隨下沉隨填土的方法，以減輕下沉困難。
6、沉井下沉測量控制
?。?）沉井位置的控制是在井外地面設(shè)置縱橫十字控制樁水準(zhǔn)點(diǎn)，并在井壁上設(shè)十字控制線并在四側(cè)設(shè)4個沉降觀察點(diǎn)，于池壁外側(cè)用紅油漆畫出標(biāo)尺，以便觀測沉降。
?。?）沉井的下沉其速度控制和高差測量是確保沉井平穩(wěn)下沉的關(guān)鍵之一，在下沉過程中，由專業(yè)測量員觀測測量，每班必須測量二至三次，在關(guān)鍵時必須連續(xù)觀測，并進(jìn)行檢查，每班必須做好測量記錄。
?。?）當(dāng)沉井離設(shè)計(jì)標(biāo)高1m左右時，稱之為壓密階段下沉緊密觀察24h，測算下沉趨勢并降慢下沉速度，沉井應(yīng)逐漸形成擠土下沉的情況，形成中心向四周近似梯度受力情況，使沉井安全下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高。
7、水下混凝土封底施工要點(diǎn)
?。?）當(dāng)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)觀測8小時，其累計(jì)下沉量不超過10mm時，即可進(jìn)行水下混凝土封底施工。
?。?）保持井內(nèi)水位不低于井外水位。清理井內(nèi)浮泥，超吸部分先用30cm左右的塊石墊平后，再按設(shè)計(jì)要求鋪混凝土墊層。
（3）試配水下混凝土?xí)r，應(yīng)考慮具有早強(qiáng)、緩凝、抗?jié)B、抗水下分離、塌落度較大等性能的混凝土。在封底前必須與攪拌站溝通好，保證混凝土質(zhì)量及連續(xù)性。
?。?）灌筑水下混凝土，采用導(dǎo)管法，但必須保證一次性澆筑完畢，同時注意在澆筑過程中應(yīng)持續(xù)不斷地向管內(nèi)加入混凝土，混凝土澆筑完畢后進(jìn)行拔管應(yīng)做到均速慢拔。
?。?）當(dāng)水下封底混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，且沉井滿足抗浮要求后，方可將水排出。
（6）井內(nèi)的水抽出后，應(yīng)檢查封底混凝土是否有滲漏水處，如有應(yīng)及時修補(bǔ)，然后將混凝土表面的松散石子清除整平。
8、結(jié)束語
本工程成功應(yīng)用了大型池體排水下沉及水下封底的施工工藝，此項(xiàng)沉井工程從開始下沉到封底結(jié)束共歷時32天，總?cè)⊥亮抗步?000m3，成為魯西南地區(qū)沉井工程中下沉最深，施工難度最大，時間最短的優(yōu)良工程。
成功提示
錯誤提示
警告提示
評論 （0）