沉井法施工分析論文

【摘要】：當前我國的經濟飛速發展，同時也對社會環境帶來了越來越大的壓力，環境保護的意識也逐漸增強，對污水的處理力度逐漸加大，污水處理廠的建設也在不斷的增加，污水處理廠廠址的設定一般情況沿江河附近。因此，進水泵房和格柵及重要的污水管線上的井室等構築物常常採用沉井施工方式，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。

【關鍵詞】：砂墊層；澆築；下沉係數；測控；挖土；幹封底

1.測量準備

1.1佈設測量控制網

按照設計圖紙的平面位置要求設定測量控制網和水準點，進行定位放線，定出沉井中心軸線和基坑輪廓線，作爲沉井製作和下沉定位的依據。

2.沉井製作

2.1首先做地基處理，用粗、中砂墊層做地基的傳力層，使沉井第一次製作時的重量透過混凝土墊層擴散後的'荷載值小於下臥層地基土的承載力特徵值。

爲防止由於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。並在上鋪設C10砼墊層一道。

2.1.1砂墊層設計尺寸計算方法如下：

a.砂墊層厚度，根據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--沉井第一節單位長度重量（KN/m）

R1--砂墊層的承載力設計值一般取（100KN/m2）

b--刃腳踏面寬度

2.2模板支設：根據設計圖紙，在基底混凝土墊層上放線，刃腳內側模採用MU10磚、MU7.5水泥砂漿砌築，內抹1:3水泥砂漿找平壓光。井壁模板採用加工訂製木質多層板，一次支設至比施工縫略高100mm處，爲保證砼澆築外觀效果，下一次支模板前，不允許拆前一次所支模板。待砼強度達到設計要求和施工要求後，再依次拆除。

2.3鋼筋綁紮：池壁牆體鋼筋淨距控制採用鋼筋排架，排架採用Ф14鋼筋製作，架間距1000mm設定。鋼筋交叉點均逐點綁紮，綁絲頭一律扣向裏側，嚴防出現因保護層過薄而侵蝕鋼筋的現象。鋼筋連接宜採用直螺紋機械連接，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，用與結構同強度的細石混凝土墊塊控制鋼筋保護層厚度。在施工縫位置安裝300mm寬鋼板止水帶。

2.4混凝土澆築：沿沉井周圍搭設腳手架,周圍設布料管分佈均勻下灰，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，振搗棒應插入下層混凝土50mm，保證層間結合緊密。混凝土養護採用澆水養護，兩側覆無紡布，養護14天。爲防止出現冷縫，應具備足夠的混凝土熟料供應能力。

3.沉井下沉

3.1準備與驗算：檢查混凝土強度和抗滲等級，刃腳、筒壁、底樑混凝土強度達到設計強度100％後方可進行第一次下沉。其餘各節應達到設計強度的70%方可下沉,根據勘測報告驗算下沉係數，當下沉係數較小時，應採取增加配重，或注入觸變泥漿，減小下沉摩阻力等措施；當下沉係數較大時，可沿井壁外圍回填土方，增大總摩擦力。採取不排水下沉時還需克服水的浮力。因此，爲使沉井能夠順利下沉，應進行分階段下沉係數的計算，作爲確定下沉施工方法和採取技術措施的依據。

下沉係數按下式計算：

K0=（G-B）/Tf

式中G-井體自重；

B-下沉過程中地下水的浮力；

Tf、-井壁總摩擦力；

K0-下沉係數，宜爲1.05-1.25,位於淤泥質土中的沉井取小值,位於其它土層中取大值。

當下沉係數較大,或在軟弱土層中下沉,沉井有可能發生突沉時,除在挖土時採取措施外,宜在沉井中加設或利用已有的隔牆或橫樑等作防止突沉措施,並按下式驗算下沉穩定性:

K0’=(G-B)/(Tf+R)

式中R-沉井刃腳、隔牆和橫樑下地基土反力之和；

B-下沉過程中地下水的浮力；

K0’-沉井下沉過程中的下沉穩定係數，取0.8-0.9

當下沉係數不能滿足要求時,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：刃腳部位採用跳倉破土，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，然後沿沉井壁，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，當土層受刃腳擠壓破裂後，沉井在自重作用下均勻垂直下沉，使不產生過大傾斜。

3.3按確保沉井穩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，下沉前要有預計，下沉時應嚴格掌握。

3.4按勤測勤糾偏的原則進行沉井下沉。在終沉階段，刃腳的標高差和平面軸線偏差，要始終控制在規範容許的範圍內。

3.5當沉井爲多次製作多次下沉時，每次接高都須滿足沉井的穩定要求；即傳送至刃腳下土層的荷載，應小於該層土的極限承載力。必要時須在井週迴填砂土或向井內灌水，保持刃腳下土層的穩定性。

4.沉井榦封底

4.1封底條件：當沉井下沉距設計標高200mm時，停止挖土和抽水，使其靠自重下沉至設計標高，沉井達到終沉標高後8小時的累積下沉量≤1cm時，可進行混凝土幹封底；

4.2幹封底可採用分格澆築方法，其澆築順序和每次澆築格數，要根據下沉終止時的刃腳高差及井格內涌土情況而定；

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並洗乾淨；

4.4設定集水井，其四周應設反濾層，並與排水溝相連；

4.5集水井在混凝土達到設計強度後方可封堵。

5.測量控制與觀測

5.1沉井平面位置、標高的控制：在沉井外部地面及井壁頂部四面設定縱橫十字中心控制線、水準基點，以控制其平面位置和標高。

5.2沉井垂直度控制：在井筒內按8等分標出垂直軸線，各吊線錘對準下面的標板來控制，並定時用兩臺經緯儀進行垂直偏差觀測。挖土時，隨時觀測垂直度，當線錘偏離墨線50mm，或四周標高不一致時，應立即糾正。

5.3沉井下沉控制：在井壁周圍彈水平線用水準儀來觀測沉降。

5.4觀測：沉井下沉過程中應加強位置、垂直度和標高（沉降值）的觀測，每班測量兩次（於班中和每次下沉後檢測）；接近設計標高時，每２h觀測一次，嚴防超沉。由專人負責並做好記錄，發現傾斜、位移或扭轉，應及時糾正。

6.注意事項

6.1沉井開始下沉的5m以內，要特別注意保持平面位置和垂直度的正確，以免繼續下沉，不易調整。

6.2爲減少下沉的摩阻力和以後的清淤工作，在沉井的外壁採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計標高時，周邊開挖深度應小於300mm，避免發生傾斜。在離設計標高200mm左右停止取土，靠其自重下沉至設計標高。

沉井是修築深基礎和地下構築物的一種施工工藝,可在場地狹窄的情況下施工較深的地下工程,且對周圍環境影響較小;可在地質、水文條件複雜地區施工；施工不需複雜的機具設備；與大開挖相比，可減少開挖、運輸和回填的土方等工程量。