沉井法施工的施工要點
【摘 要】：當(dāng)前我國的經(jīng)濟飛速發(fā)展，同時也對社會環(huán)境帶來了越來越大的壓力，環(huán)境保護(hù)的意識也逐漸增強，對污水的處理力度逐漸加大，污水處理廠的建設(shè)也在不斷的增加，污水處理廠廠址的設(shè)置一般情況沿江河附近。因此，進(jìn)水泵房和格柵及重要的污水管線上的井室等構(gòu)筑物常常采用沉井施工方式，考慮到沉井在污水處理方面的重要性，下面即將軟土地基的沉井的施工要點做一簡要介紹。
【關(guān)鍵詞】：砂墊層；澆筑；下沉系數(shù)；測控；挖土；干封底
1. 測量準(zhǔn)備
1.1 布設(shè)測量控制網(wǎng)
按照設(shè)計圖紙的平面位置要求設(shè)置測量控制網(wǎng)和水準(zhǔn)點，進(jìn)行定位放線，定出沉井中心軸線和基坑輪廓線，作為沉井制作和下沉定位的依據(jù)。
2. 沉井制作
2.1 首先做地基處理，用粗、中砂墊層做地基的傳力層，使沉井第一次制作時的重量通過混凝土墊層擴散后的荷載值小于下臥層地基土的承載力特征值。
為防止由于地基不均勻下沉引起井身開裂，對粗、中砂墊層基底夯壓密實。并在上鋪設(shè)c10砼墊層一道。
2.1.1 砂墊層設(shè)計尺寸計算方法如下：
a.砂墊層厚度，根據(jù)沉井重量和地基土承載力確定
g/(ι+hs)≤fa
得hs≥g/fa-ι
式中：g--沉井的單位長度重量（kn/m）
fa--地基承載力設(shè)計值（kn/m2）
hs--砂墊層的厚度（m）
ι--刃腳墊層寬度
b.砂墊層寬度：
b≥b+2ι
2.1.2 砼墊層的厚度計算：
h砼=(g/r1-b)/2
h--砼墊層厚度（m）
g--沉井第一節(jié)單位長度重量（kn/m）
r1--砂墊層的承載力設(shè)計值一般取（100kn/m2）
b--刃腳踏面寬度
2.2 模板支設(shè)：根據(jù)設(shè)計圖紙，在基底混凝土墊層上放線，刃腳內(nèi)側(cè)模采用mu10磚、mu7.5水泥砂漿砌筑，內(nèi)抹1:3水泥砂漿找平壓光。井壁模板采用加工訂制木質(zhì)多層板，一次支設(shè)至比施工縫略高100mm處，為保證砼澆筑外觀效果，下一次支模板前，不允許拆前一次所支模板。待砼強度達(dá)到設(shè)計要求和施工要求后，再依次拆除。
2.3 鋼筋綁扎：池壁墻體鋼筋凈距控制采用鋼筋排架，排架采用ф14鋼筋制作，架間距1000mm設(shè)置。鋼筋交叉點均逐點綁扎，綁絲頭一律扣向里側(cè)，嚴(yán)防出現(xiàn)因保護(hù)層過薄而侵蝕鋼筋的現(xiàn)象。鋼筋連接宜采用直螺紋機械連接，用掛線法控制垂直度，用水平儀測量控制水平度，用木卡尺控制間距，用與結(jié)構(gòu)同強度的細(xì)石混凝土墊塊控制鋼筋保護(hù)層厚度。在施工縫位置安裝300mm寬鋼板止水帶。
2.4 混凝土澆筑：沿沉井周圍搭設(shè)腳手架,周圍設(shè)布料管分布均勻下灰，每層厚500mm。注意對稱均勻，防止造成地基不均勻下沉和傾斜。振搗時，振搗棒應(yīng)插入下層混凝土50mm，保證層間結(jié)合緊密。混凝土養(yǎng)護(hù)采用澆水養(yǎng)護(hù)，兩側(cè)覆無紡布，養(yǎng)護(hù)14天。為防止出現(xiàn)冷縫，應(yīng)具備足夠的混凝土熟料供應(yīng)能力。
3. 沉井下沉
3.1 準(zhǔn)備與驗算：檢查混凝土強度和抗?jié)B等級，刃腳、筒壁、底梁混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度100％后方可進(jìn)行第一次下沉。其余各節(jié)應(yīng)達(dá)到設(shè)計強度的70%方可下沉,根據(jù)勘測報告驗算下沉系數(shù)，當(dāng)下沉系數(shù)較小時，應(yīng)采取增加配重，或注入觸變泥漿，減小下沉摩阻力等措施；當(dāng)下沉系數(shù)較大時，可沿井壁外圍回填土方，增大總摩擦力。采取不排水下沉?xí)r還需克服水的浮力。因此，為使沉井能夠順利下沉，應(yīng)進(jìn)行分階段下沉系數(shù)的計算，作為確定下沉施工方法和采取技術(shù)措施的依據(jù)。
下沉系數(shù)按下式計算：
k0=（g-b）/tf
式中g(shù)-井體自重；
b-下沉過程中地下水的浮力；
tf、-井壁總摩擦力；
k0-下沉系數(shù)，宜為1.05-1.25,位于淤泥質(zhì)土中的沉井取小值,位于其它土層中取大值。
當(dāng)下沉系數(shù)較大,或在軟弱土層中下沉,沉井有可能發(fā)生突沉?xí)r,除在挖土?xí)r采取措施外,宜在沉井中加設(shè)或利用已有的隔墻或橫梁等作防止突沉措施,并按下式驗算下沉穩(wěn)定性:
k0'=(g-b)/(tf+r)
式中r-沉井刃腳、隔墻和橫梁下地基土反力之和；
b-下沉過程中地下水的浮力；
k0'-沉井下沉過程中的下沉穩(wěn)定系數(shù)，取0.8-0.9
當(dāng)下沉系數(shù)不能滿足要求時,可在基坑中停止取土,減少下沉深度;或在井壁頂部堆放鋼、鐵、砂石等材料以增加附加荷重；或在井壁與土壁間注入觸變泥漿，以減少下沉摩阻力等措施。
3.2 下沉挖土：刃腳部位采用跳倉破土，使沉井均勻下稱。由沉井中間開始逐漸向四周擴展，每層挖土厚度500mm，沿刃腳周圍保留0.5～1.5m土堤，然后沿沉井壁，每2～3m一段向刃腳方向逐層、對稱、均勻的削薄土層，每次50～100mm，當(dāng)土層受刃腳擠壓破裂后，沉井在自重作用下均勻垂直下沉，使不產(chǎn)生過大傾斜。
3.3 按確保沉井穩(wěn)定的需要掌握臨界挖深。對沉井下沉過程中的基底隆起、管涌或承壓水引起的不透水層穿破，下沉前要有預(yù)計，下沉?xí)r應(yīng)嚴(yán)格掌握。
3.4 按勤測勤糾偏的原則進(jìn)行沉井下沉。在終沉階段，刃腳的標(biāo)高差和平面軸線偏差，要始終控制在規(guī)范容許的范圍內(nèi)。
3.5 當(dāng)沉井為多次制作多次下沉?xí)r，每次接高都須滿足沉井的穩(wěn)定要求；即傳送至刃腳下土層的荷載，應(yīng)小于該層土的極限承載力。必要時須在井周回填砂土或向井內(nèi)灌水，保持刃腳下土層的穩(wěn)定性。
4. 沉井干封底
4.1 封底條件：當(dāng)沉井下沉距設(shè)計標(biāo)高200mm時，停止挖土和抽水，使其靠自重下沉至設(shè)計標(biāo)高，沉井達(dá)到終沉標(biāo)高后8小時的累積下沉量≤1cm時，可進(jìn)行混凝土干封底；
4.2 干封底可采用分格澆筑方法，其澆筑順序和每次澆筑格數(shù)，要根據(jù)下沉終止時的刃腳高差及井格內(nèi)涌土情況而定；
4.3 封底前將鍋底整平，與封底混凝土接觸的刃腳和井壁須鑿毛并洗干凈；
4.4 設(shè)置集水井，其四周應(yīng)設(shè)反濾層，并與排水溝相連；
4.5 集水井在混凝土達(dá)到設(shè)計強度后方可封堵。
5. 測量控制與觀測
5.1 沉井平面位置、標(biāo)高的控制：在沉井外部地面及井壁頂部四面設(shè)置縱橫十字中心控制線、水準(zhǔn)基點，以控制其平面位置和標(biāo)高。
5.2 沉井垂直度控制：在井筒內(nèi)按8等分標(biāo)出垂直軸線，各吊線錘對準(zhǔn)下面的標(biāo)板來控制，并定時用兩臺經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直偏差觀測。挖土?xí)r，隨時觀測垂直度，當(dāng)線錘偏離墨線50mm，或四周標(biāo)高不一致時，應(yīng)立即糾正。
5.3 沉井下沉控制：在井壁周圍彈水平線用水準(zhǔn)儀來觀測沉降。
5.4 觀測：沉井下沉過程中應(yīng)加強位置、垂直度和標(biāo)高（沉降值）的觀測，每班測量兩次（于班中和每次下沉后檢測）；接近設(shè)計標(biāo)高時，每２h觀測一次，嚴(yán)防超沉。由專人負(fù)責(zé)并做好記錄，發(fā)現(xiàn)傾斜、位移或扭轉(zhuǎn)，應(yīng)及時糾正。
6. 注意事項
6.1 沉井開始下沉的5m以內(nèi)，要特別注意保持平面位置和垂直度的正確，以免繼續(xù)下沉，不易調(diào)整。
6.2 為減少下沉的摩阻力和以后的清淤工作，在沉井的外壁采取隨下沉隨填砂的方法，以減輕下沉難度。
6.3 在沉井開始下沉和接近設(shè)計標(biāo)高時，周邊開挖深度應(yīng)小于300mm，避免發(fā)生傾斜。在離設(shè)計標(biāo)高200mm左右停止取土，靠其自重下沉至設(shè)計標(biāo)高。
沉井是修筑深基礎(chǔ)和地下構(gòu)筑物的一種施工工藝,可在場地狹窄的情況下施工較深的地下工程,且對周圍環(huán)境影響較小;可在地質(zhì)、水文條件復(fù)雜地區(qū)施工；施工不需復(fù)雜的機具設(shè)備；與大開挖相比，可減少開挖、運輸和回填的土方等工程量。