某污水处理工程进水泵房沉井施工.doc

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1、某污水处理工程进水泵房沉井施工【摘 要】 本文从沉井开挖施工方法进行论述，提出了沉井排水下沉及干封底的施工方法，并在某污水处理工程中实际进行了施工研究，达到了沉井施工质量及安全保障的效果，解决了沉井施工困难的难题。【关键词】 沉井；下沉；抗浮1 沉井简介1.1 本工程的进水泵房沉井为钢筋混凝土方形形构筑物，短边长10.8m，长边长12.7m，外壁厚0.95m，井内挖方约1600m3。1.2 沉井总高度为13.70m，其顶面标高为2.90（绝对标高，下同），刃脚底标高为-10.80。对照进水泵房室外地坪的设计标高2.60，沉井的埋置深度为13.40m。2 工程地质状况简介2.1 地形地貌及地下水

2、。2.1.1 拟建场地的地貌单一，属潮坪区，地形较平坦，无暗浜等不良地质现象。场内自然土平均标高（绝对标高）在1.50m左右。2.1.2 场内浅层地下水属潜水类型，受大气降水和地表迳流补给，地下水位埋深0.40.8m，相应地下水位标高为0.381.92m。2.2 地层特征。与沉井相关的各层土质的特征见下表所示：3 沉井的主要施工方法选择 沉井是用于深基础和地下构筑物施工的一种工艺技术，其原理是：在地面上或地坑内，先制作开口的钢筋混凝土筒身，待筒身混凝土达到一定强度后，在井内挖土使土体逐渐降低，沉井筒身依靠自重克服其与土壁之间的摩阻力，不断下沉直至设计标高，然后经就位校正后再进行封底处理。 沉井

3、方法有多种选择，如：排水下沉和不排水下沉；一次制作、一次下沉和分节制作、分节下沉等。根据本工程的特点和设计的具体要求，沉井的主要施工方法将作以下选择：3.1 沉井方法：采用排水下沉和干封底的工艺技术。根据对拟建场地的土层特征、地下水位及施工条件的综合分析，设计要求本工程的沉井采用排水下沉和干封底的施工方法。 该方法可以在干燥的条件施工，挖土方便，容易控制均衡下沉，土层中的障碍物便于发现和清除，井筒下沉时一旦发生倾斜也容易纠正，而且封底的质量也可得到保证。3.2 降水方法：井外真空深井泵与井内明排水相结合。采用排水下沉和干封底的施工技术，关键是选择合理可行的降水方法，使降水效果满足排水下沉的技术

4、要求。根据本工程的沉井施工特点分析，可供选择的井外降水方法主要有两级轻型井点降水、喷射井点降水及真空深井泵降水等。 经对上述方法的比较与论证，采用井外真空深井泵与井内明排水相结合的降水方法。与其他降水方法相比，采用该方法降水不但施工方便、降水效果好，而且能有效防止夹粉土层可能发生的流砂或管涌等不良现象发生，以此保证沉井施工的安全和顺利进行。3.3 制作与下沉方法：两节制作、两次下沉。沉井施工的一般方法为：一次制作、一次下沉；分节制作、一次下沉；多节制作、分节下沉（制作与下沉交替进行）。沉井过高，施工技术难度较大，而且在下沉时容易发生倾斜，因此应采用分节制作、分节下沉方法。沉井分节制作的高度，应

5、保证其稳定性并能使其顺利下沉。根据本工程的特点与设计要求，对沉井应采用两节制作、两次下沉的方法。 沉井分节制作与下沉的要求是：第一节沉井高度为7.2m，起沉标高为0.000（绝对标高，下同）；第二节沉井高度为5.2m，接高处（后浇段标高）为2.500。3.4 沉井底部地基加固方法：压密注浆。本工程的沉井持力层处在夹砂质粉土内。该层土体湿度达到饱和，为流塑状态，属高压缩性，Ps平均值较低，承载强度也相应较低。针对这一不利的地质情况，设计要求对该层土体采取压密注浆的措施，使地基得到加固，并防止或减少渗透和不均匀的沉降。4 沉井下沉方法与技术措施4.1 沉井下沉的作业顺序安排。下沉准备工作设置垂直运

6、输机械设备挖土下沉井内外排水、降水边下沉边观测纠偏措施沉至设计标高核对标高、观测沉降稳定情况井底设盲沟、集水井铺设井内封底垫层底板防水处理底板钢筋施工与隐蔽工程验收底板混凝土浇筑井内结构施工上部建筑及辅助设施回填土。4.2 沉井下沉验算。沉井下沉时，必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力，其比值称为下沉系数K，一般应不小于1.151.25。井壁与土层间的摩阻力计算，通常的方法是：假定摩阻力随土深而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。 沉井下沉系数的验算公式为：K=（Q-B）/（T+R） 式中：K下沉安全系数，一般应大于1.151.25 Q沉井自重及附加荷载（kN） B被井

7、壁排出的水量（kN），如采取排水下沉法时，B=0 T沉井与土间的摩阻力（kN），T=D（H-2.5）f D沉井外径（m） H沉井全高（m） f井壁与土间的摩阻系数（KPa），由地质资料提供 R刃脚反力（kN），如将刃脚底部及斜面的土方挖空，则R=0 本工程沉井的验算的条件为： 沉井尺寸为：12.710.8m 沉井全高12.40m，分二节制作、二次下沉，第一节高度7.2m，第二节高度5.20m。第一节沉井自重为43.20.957.225=7387.2kN。沉井总重为43.20.9512.425=12722.4kN井壁摩阻系数为：夹层土均为12KPa；夹层土为20KPa， 但5m以上为12KPa；

8、夹层土为15KPa。第一节沉井下沉系数验算：K1=7387.2/43.2（7.2-2.5）12=5473/4860.72 = 3.03第一节沉井的下沉系数满足安全验算要求。第二节沉井下沉系数验算：K2=12722.4/43.2（12.6-2.5）15=9851.44/8182.2=1.9。第二节沉井的下沉系数满足安全验算要求。4.3 沉井封底后的抗浮稳定性验算。沉井封底后，整个沉井受到被排除地下水向上浮力的作用，如沉井自重不足于平衡地下水的浮力，沉井的安全性会受到影响。为此，沉井封底后应进行抗浮稳定性验算。 沉井外未回填土，不计井壁与侧面土反摩擦力的作用，抗浮稳定性计算公式为： K=G/F1.

9、1 式中：G沉井自重力（kN） F地下水向上的浮力（kN） 验算条件： 沉井自重为井壁和封底混凝土重量：12722.4+3204=15926.4 kN。 地下水向上浮力：由地质勘察资料得知，验算浮力的地下水深度按10.8m考虑，则：F=10.812.71010.8=14813.28 kN K=15926.4/14813.28=1.07 根据上述计算可知，沉井封底后如停止降水，沉井自重可以抵抗地下水的浮力。但沉井封底后，井外的深井降水与井内的集水井排水任继续进行，直到沉井内部结构和上部结构完成后再停止，确保施工安全。5 使用效果及结论5.1 使用效果。本沉井工程，自工程开始施工至沉井施工完毕，整个施工过程中，沉井下沉稳定，施工过程中未出现沉井大幅度下沉，沉井施工完毕至上部构筑物施工完成，沉井未出现明显沉降或上浮，其附近建筑物均未受影响，效果较好。5.2 结论。施工中，沉井四周深井井点降水深度需严格验算，以防止开挖过程中出现管涌等状况。沉井施工在开挖过程中，需四周同时开挖，避免单独挖一面，引起意外倾斜，同时开挖沉井时，沉降观测随时进行，以控制下沉速度及下沉深度。沉井施工完毕至上部结构施工完成中沉降观测不能中断，同时做好应急措施。4