沉井法施工的施工要点

 沉井法施工的施工要点

【摘 要】：当前我国的经济飞速发展，同时也对社会环境带来了越来越大的压力，环境保护的意识也逐渐增强，对污水的处理力度逐渐加大，污水处理厂的建设也在不断的增加，污水处理厂厂址的设置一般情况沿江河附近。因此，进水泵房和格栅及重要的污水管线上的井室等构筑物常常采用沉井施工方式，考虑到沉井在污水处理方面的重要性，下面即将软土地基的沉井的施工要点做一简要介绍。

　　【关键词】：砂垫层；浇筑；下沉系数；测控；挖土；干封底

　　1. 测量准备

　　 1.1 布设测量控制网

　　 按照设计图纸的平面位置要求设置测量控制网和水准点，进行定位放线，定出沉井中心轴线和基坑轮廓线，作为沉井制作和下沉定位的依据。  

　　2. 沉井制作

　　 2.1 首先做地基处理，用粗、中砂垫层做地基的传力层，使沉井第一次制作时的重量通过混凝土垫层扩散后的荷载值小于下卧层地基土的承载力特征值。

　　 为防止由于地基不均匀下沉引起井身开裂，对粗、中砂垫层基底夯压密实。并在上铺设C10砼垫层一道。

　　 2.1.1 砂垫层设计尺寸计算方法如下：

　　 a.砂垫层厚度，根据沉井重量和地基土承载力确定

　　 G/(ι+hs)≤fa

　　 得hs≥G/fa-ι

　　 式中：G--沉井的单位长度重量（KN/m）

　　 fa--地基承载力设计值（KN/m2）

　　 hs--砂垫层的厚度（m）

　　 ι--刃脚垫层宽度

　　 b.砂垫层宽度：

　　 B≥b+2ι

　　 2.1.2 砼垫层的厚度计算：

　　 h砼=(G/R1-b)/2

　　 h--砼垫层厚度（m）

　　 G--沉井第一节单位长度重量（KN/m）

　　 R1--砂垫层的承载力设计值一般取（100KN/m2）

　　 b--刃脚踏面宽度

　　 2.2 模板支设：根据设计图纸，在基底混凝土垫层上放线，刃脚内侧模采用MU10砖、MU7.5水泥砂浆砌筑，内抹1:3水泥砂浆找平压光。井壁模板采用加工订制木质多层板，一次支设至比施工缝略高100mm处，为保证砼浇筑外观效果，下一次支模板前，不允许拆前一次所支模板。待砼强度达到设计要求和施工要求后，再依次拆除。

　　 2.3 钢筋绑扎：池壁墙体钢筋净距控制采用钢筋排架，排架采用Ф14钢筋制作，架间距1000mm设置。钢筋交叉点均逐点绑扎，绑丝头一律扣向里侧，严防出现因保护层过薄而侵蚀钢筋的现象。钢筋连接宜采用直螺纹机械连接，用挂线法控制垂直度，用水平仪测量控制水平度，用木卡尺控制间距，用与结构同强度的细石混凝土垫块控制钢筋保护层厚度。在施工缝位置安装300mm宽钢板止水带。

　　 2.4 混凝土浇筑：沿沉井周围搭设脚手架,周围设布料管分布均匀下灰，每层厚500mm。注意对称均匀，防止造成地基不均匀下沉和倾斜。振捣时，振捣棒应插入下层混凝土50mm，保证层间结合紧密。混凝土养护采用浇水养护，两侧覆无纺布，养护14天。为防止出现冷缝，应具备足够的混凝土熟料供应能力。 　　

　　3. 沉井下沉

　　 3.1 准备与验算：检查混凝土强度和抗渗等级，刃脚、筒壁、底梁混凝土强度达到设计强度100％后方可进行第一次下沉。其余各节应达到设计强度的70%方可下沉,根据勘测报告验算下沉系数，当下沉系数较小时，应采取增加配重，或注入触变泥浆，减小下沉摩阻力等措施；当下沉系数较大时，可沿井壁外围回填土方，增大总摩擦力。采取不排水下沉时还需克服水的浮力。因此，为使沉井能够顺利下沉，应进行分阶段下沉系数的计算，作为确定下沉施工方法和采取技术措施的依据。

下沉系数按下式计算：

　　 K0=（G-B）/Tf

　　 式中G-井体自重；

　　 B-下沉过程中地下水的浮力；

　　 Tf、-井壁总摩擦力；

　　 K0-下沉系数，宜为1.05-1.25,位于淤泥质土中的沉井取小值,位于其它土层中取大值。

　　 当下沉系数较大,或在软弱土层中下沉,沉井有可能发生突沉时,除在挖土时采取措施外,宜在沉井中加设或利用已有的隔墙或横梁等作防止突沉措施,并按下式验算下沉稳定性:

　　 K0'=(G-B)/(Tf+R)

　　 式中R-沉井刃脚、隔墙和横梁下地基土反力之和；

　　 B-下沉过程中地下水的浮力；

　　 K0'-沉井下沉过程中的下沉稳定系数，取0.8-0.9

　　 当下沉系数不能满足要求时,可在基坑中停止取土,减少下沉深度;或在井壁顶部堆放钢、铁、砂石等材料以增加附加荷重；或在井壁与土壁间注入触变泥浆，以减少下沉摩阻力等措施。

　　 3.2 下沉挖土：刃脚部位采用跳仓破土，使沉井均匀下称。由沉井中间开始逐渐向四周扩展，每层挖土厚度500mm，沿刃脚周围保留0.5～1.5m土堤，然后沿沉井壁，每2～3m一段向刃脚方向逐层、对称、均匀的削薄土层，每次50～100mm，当土层受刃脚挤压破裂后，沉井在自重作用下均匀垂直下沉，使不产生过大倾斜。

　　 3.3 按确保沉井稳定的需要掌握临界挖深。对沉井下沉过程中的基底隆起、管涌或承压水引起的不透水层穿破，下沉前要有预计，下沉时应严格掌握。

　　 3.4 按勤测勤纠偏的原则进行沉井下沉。在终沉阶段，刃脚的标高差和平面轴线偏差，要始终控制在规范容许的范围内。

　　 3.5 当沉井为多次制作多次下沉时，每次接高都须满足沉井的稳定要求；即传送至刃脚下土层的荷载，应小于该层土的极限承载力。必要时须在井周回填砂土或向井内灌水，保持刃脚下土层的稳定性。  

　　4. 沉井干封底  

　　 4.1 封底条件：当沉井下沉距设计标高200mm时，停止挖土和抽水，使其靠自重下沉至设计标高，沉井达到终沉标高后8小时的累积下沉量≤1cm时，可进行混凝土干封底；

　　 4.2 干封底可采用分格浇筑方法，其浇筑顺序和每次浇筑格数，要根据下沉终止时的刃脚高差及井格内涌土情况而定；

　　 4.3 封底前将锅底整平，与封底混凝土接触的刃脚和井壁须凿毛并洗干净；

　　 4.4 设置集水井，其四周应设反滤层，并与排水沟相连；

　　 4.5 集水井在混凝土达到设计强度后方可封堵。

　　5. 测量控制与观测

　　 5.1 沉井平面位置、标高的控制：在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准基点，以控制其平面位置和标高。

　　 5.2 沉井垂直度控制：在井筒内按8等分标出垂直轴线，各吊线锤对准下面的标板来控制，并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时，随时观测垂直度，当线锤偏离墨线50mm，或四周标高不一致时，应立即纠正。

　　 5.3 沉井下沉控制：在井壁周围弹水平线用水准仪来观测沉降。

　　 5.4 观测：沉井下沉过程中应加强位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，每班测量两次（于班中和每次下沉后检测）；接近设计标高时，每２h观测一次，严防超沉。由专人负责并做好记录，发现倾斜、位移或扭转，应及时纠正。　　

　　6. 注意事项  

　　 6.1 沉井开始下沉的5m以内，要特别注意保持平面位置和垂直度的正确，以免继续下沉，不易调整。

　　 6.2 为减少下沉的摩阻力和以后的清淤工作，在沉井的外壁采取随下沉随填砂的方法，以减轻下沉难度。

　　 6.3 在沉井开始下沉和接近设计标高时，周边开挖深度应小于300mm，避免发生倾斜。在离设计标高200mm左右停止取土，靠其自重下沉至设计标高。

　　 沉井是修筑深基础和地下构筑物的一种施工工艺,可在场地狭窄的情况下施工较深的地下工程,且对周围环境影响较小;可在地质、水文条件复杂地区施工；施工不需复杂的机具设备；与大开挖相比，可减少开挖、运输和回填的土方等工程量。