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1、沉井施工经验总结和技术探讨 经 过2 0 0 7 2 0 0 8 年 连 续 做 了 两 个 污 水 泵 站 工 程 ， 笔 者 对 沉 井施 工 积 累 了 一 定 的 经 验 ， 对 有 关 的 技 术 理 论 有 了 一 定 的 认 识 ， 下 面 以科 盛 路 泵 站 的 施 工 为 主 作 一 技 术 总 结 。一 、 沉 井 的 涵 义 及 应 用 范 围沉 井 是 在 经 过 整 平 或 处 理 的 地 基 上 制 作 的 无 盖 、 无 底 的 结 构 物 ，采 取 不 同 的 方 式 取 出 井 内 的 土 体 ， 主 要 靠 其 本 身 重 量 克 服 井 壁 与 土 的摩
2、 阻 力 和 刃 脚 下 阻 力 下 沉 到 设 计 标 高 ， 经 封 底 后 形 成 的 地 下 空 间 ， 可作 为 地 下 构 筑 物 或 基 础 使 用 。沉 井 结 构 ， 广 泛 应 用 于 桥 梁 、 烟 囱 、 水 塔 的 基 础 ， 以 及 水 泵 房 、地 下 油 库 、 水 池 竖 井 等 深 井 结 构 。 当 结 构 处 于 地 下 较 深 ， 土 质 较 差 ，或 者 周 围 已 建 有 构 筑 物 ， 施 工 场 地 受 限 制 时 ， 采 用 大 开 挖 施 工 几 乎 不可 能 ， 那 么 采 用 沉 井 施 工 则 是 比 较 合 适 的 选 择 。沉 井
3、 施 工 的 优 点 ：( 1 ) 沉 井 的 土 方 工 程 量 可 以 限 制 在 沉 井 的 体 积 范 围 内 ， 因 为 无 需留 出 边 坡 ， 场 地 面 积 可 大 大 减 少 。( 2 ) 沉 井 不 但 可 以 作 为 地 下 结 构 的 外 壳 部 分 ， 而 且 在 挖 土 下 沉 的过 程 中 可 作 开 挖 支 护 ， 与 设 地 下 连 续 墙 支 护 的 大 开 挖 方 法 相 比 ， 省 去了 开 挖 支 护 的 费 用 ， 效 果 显 著 。二 、 沉 井 结 构 设 计 特 点( 1 ) 沉 井 平 面 布 置沉 井 平 面 应 尽 可 能 对 称 布 置
4、 。 如 果 平 面 上 不 对 称 ， 造 成 沉 井 的 偏心 ， 会 令 沉 井 作 业 困 难 ， 向 哪 边 偏 心 就 有 可 能 向 哪 边 倾 斜 。 形 状 怪 异的 结 构 不 适 宜 采 用 沉 井 。( 2 ) 平 面 分 格不 同 的 沉 井 ， 根 据 不 同 的 使 用 要 求 ， 平 面 上 会 有 不 同 的 分 格 。 沉井 分 格 ， 通 常 每 格 的 净 尺 寸 不 得 小 于3 米 。( 3 ) 框 架 及 隔 墙框 架 及 隔 墙 的 作 用 ： 增 加 沉 井 在 下 沉 过 程 中 的 结 构 刚 度 ，以 利 于 抵 抗 不 均 匀 下 沉
5、的 扭 转 作 用 ； 有 利 于 逐 格 取 土 和 封 底 ，减 少 封 底 混 凝 土 和 底 板 计 算 跨 度 ； 当 沉 井 突 沉 时 ， 能 分 担 一部 分 地 基 反 力 ， 起 到 限 制 突 沉 和 超 沉 的 作 用 。三 、 施 工 方 法 及 难 点 分 析1 . 基 坑 开 挖基 坑 开 挖 目 的 是 为 了 便 于 做 砂 垫 层 ， 基 坑 开 挖 深 度 在 上 海 地 区 不宜 过 深 ， 以 不 超 过2 米 为 宜 ， 超 出2 米 则 因 为 有 地 下 水 的 关 系 ，地 基 承 载 力 明 显 降 低 ， 对 沉 井 制 作 带 来 不 利
6、 。科 盛 路 污 水 泵 站 ， 属 中 等 规 模 ， 外 部 尺 寸 为2 2 . 1 5 米 1 0 . 5 米 1 1 . 0 0 米 ， 总 高 度1 1 . 0 0 米 ， 井 壁 厚0 . 6 米 ， 中 间含 框 架 。 科 盛 路 泵 站 场 地 地 面 标 高 为3 . 8 6 4 . 2 0 米 ， 开 挖基 坑 底 标 高 为2 . 2 0 米 ， 挖 深 在1 . 6 2 . 0 米 之 间 ， 边 坡1 ： 1 。2 . 压 密 注 浆本 工 程 沉 井 深 度 范 围 内 主 要 土 层 为 素 填 土 、 粘 土 、 淤 泥 质 粘 土 ，沉 井 底 部 在
7、淤 泥 质 粘 土 上 ， 井 壁 侧 摩 阻 力 较 小 ， 故 要 求 设 计 时 采 用 井底 压 密 注 浆 、 增 设 底 梁 等 措 施 。 为 此 ， 设 计 图 纸 要 求 ： 科 盛 路 泵 站 工程 对 井 底 以 下3 米 ( - 6 . 2 - 9 . 2 米 ) 进 行 压 密 注 浆 ， 范 围 是 间 距 大的 刃 脚 两 侧( 2 2 . 1 5 米 ) 增 加 各1 米 ， 间 距 小 的 刃 脚 两 侧( 1 0 . 5 米 ) 各 增 加1 . 5 米 。具 体 做 法 如 下 ： 因 压 密 注 浆 影 响 半 径 为6 0 0 毫 米 ， 有效 半 径
8、 为5 0 0 毫 米 ， 故 确 定 布 孔 的 排 距 和 孔 距 均 为1 米 ，注 浆 范 围2 4 . 1 5 米 1 3 . 2 0 米 ， 共3 5 0 个 洞 。 由 测 量 人 员 放 出 中心 线 及 注 浆 区 域 边 界 线 ， 按 设 计 孔 位 精 确 定 出 每 孔 位 置 。采 用 先 外 围 后 内 部 的 注 浆 施 工 方 法 ， 先 沿 周 圈 注 三 排 孔 ， 形 成 注浆 约 束 边 界 ， 内 部 可 不 考 虑 施 工 顺 序 ， 但 应 按 跳 孔 间 隔 注 浆 方 式 进 行 ，防 止 串 浆 。浆 液 制 作 ， 严 格 按 设 计 要
9、 求 ， 将 水 灰 比 控 制 在0 . 4 5以 内 。 采 用2 台 搅 拌 桶 ， 将 水 与 水 泥 混 合 均 匀 ， 搅 拌 时 间 不 超 过5分 钟 。 拌 好 的 浆 液 通 过 筛 网 过 滤 ， 存 放 于 贮 浆 池 内 ， 存 放 时 间 不 得 大于3 0 分 钟 。每 孔 注 浆 时 ， 先 将 注 浆 管 压 入 土 层 至 设 计 深 度 ， 然 后 接 上 压 浆 机 ，边 向 上 拔 起 注 浆 管 边 向 土 层 内 注 浆 ， 每 次 拔 管 间 距 不 大 于0 . 5 米 ， 注浆 压 力 为0 . 2 5 0 . 3 5 M P a ， 注 浆
10、 压 力 由 小 变 大 ， 最 大 压 力 不 超过0 . 5 M P a 。 通 过 控 制 注 浆 量 和 注 浆 压 力 达 到 设 计 要 求 。压 密 注 浆 结 束2 8 天 后 ， 按 工 程 质 量 验 收 规 定 ， 由 上 海 市 建 设工 程 质 量 检 测 机 构 采 用 静 力 触 探 进 行 检 测 ， 试 验 的 各 试 点 地 基 竖 向 抗压 极 限 承 载 力 均 不 低 于1 2 5 K p a ， 满 足 设 计 要 求 。3 . 轻 型 井 点 降 水根 据 地 质 勘 探 资 料 ， 科 盛 路 泵 站 工 程 拟 建 场 地 浅 部 地 下 水
11、为 潜 水类 型 ， 潜 水 位 随 季 节 变 化 ， 主 要 受 大 气 降 水 、 地 表 径 流 及 地 面 蒸 发 的影 响 。 经 勘 察 实 测 ， 地 下 水 埋 深0 . 7 0 0 . 8 0 米 ， 相 应 标 高 为3 . 0 9 3 . 1 8 米 ( 平 均 标 高3 . 1 4 米 ) 。 为 了 保 证 砂 垫 层 的 制 作 质 量 ，保 证 沉 井 制 作 的 质 量 和 安 全 ， 所 以 本 工 程 在 沉 井 制 作 过 程 中 采 用 轻 型井 点 降 水 。 轻 型 井 点 降 水 的 做 法 ： 井 点 的 布 置 ， 在 基 坑 四 周 布 置
12、环 形 井 点 ， 间 距1 . 5 米 ， 距 沟 槽 边1 米 。井 点 管 采 用 直 径4 0 毫 米 的 钢 管 ， 长5 . 2 米 ， 管 下 端 配 滤管 ， 滤 管 直 径 同 井 点 管 ， 长0 . 9 米 ， 管 壁 上 有 梅 花 形 状1 0毫 米 左 右 的 孔 ， 外 包3 4 层 棕 皮 滤 网 。 集 水 总 管 采 用 管 径1 0 8毫 米 的 钢 管 分 节 连 接 。 抽 水 设 备 采 用 射 流 泵 。下 井 管 采 用 5 0 毫 米 的 钢 管 冲 枪 ， 冲 枪 成 孔 达2 0 0 毫米 ， 深6 米 ， 埋 设 井 点 管 ， 用 粗
13、砂 回 填 ， 在 井 点 管 地 面 以 下0 . 5 米左 右 ， 用 粘 土 填 实 ， 以 防 止 漏 气 。保 持 正 常 动 转 是 井 点 降 水 的 重 要 环 节 ， 因 此 ， 我 们 每 天 派 人 对 其系 统 进 行 检 查 维 护 ， 保 证 降 水 效 果 。四 、 沉 井 制 作科 盛 路 泵 站 沉 井 分 三 节 浇 筑 ， 一 次 下 沉 ， 待 沉 井 下 沉 到 位 封 底 后 ，浇 筑 两 道 中 隔 墙 ， 留1 . 6 米 后 浇 段 与 顶 板 整 体 浇 筑 。 从 施 工 经 验看 ， 虽 然 在 下 沉 过 程 中 ， 沉 井 外 壁 并
14、 未 发 生 裂 缝 等 异 常 情 况 ， 但 隔 墙应 与 井 外 壁 一 起 浇 筑 ， 并 一 起 下 沉 ， 以 增 强 井 外 壁 对 土 层 压 力 的 抵 抗 ，保 证 沉 井 结 构 的 安 全 。 采 取 刃 脚 以 上 中 隔 墙 后 浇 ， 原 是 考 虑 下 沉 时 取土 方 便 ， 但 从 后 来 施 工 效 果 看 ， 先 浇 隔 墙 对 水 冲 取 土 下 沉 没 有 太 大 影响 。( 1 ) 脚 手 架 工 程沉 井 内 、 外 脚 手 架 均 采 用 5 0 毫 米 钢 管 搭 设 施 工 用 脚 手 架 。内 排 设 满 堂 脚 手 架 ， 间 距1 .
15、 4 1 . 8 米 ； 井 外 脚 手 架 搭 设 成 双 排架 ， 间 距1 . 8 米 。 脚 手 架 均 应 在 距 地 面2 0 厘 米 处 设 扫 地 杆 一档 。 由 于 内 外 脚 手 架 在 砂 垫 层 上 ， 故 需 在 脚 手 架 底 部 铺 设5 厘 米 厚 木板 作 为 支 承 。 内 、 外 脚 手 架 应 与 井 壁 模 板 脱 离 ， 以 防 止 混 凝 土 浇 筑 期间 沉 井 意 外 下 沉 造 成 安 全 事 故 。 当 脚 手 架 逐 渐 增 高 时 ， 应 加 设 外 侧 斜拉 杆 ， 确 保 安 全 、 稳 固 。 脚 手 架 上 水 平 、 竖 向
16、 铺 设 安 全 篱 笆 ， 在 每 层9 0 厘 米 高 处 设 置 安 全 扶 手 ， 并 搭 设 上 下 跑 道 ， 设 防 滑 条 。( 2 ) 模 板沉 井 刃 脚 和 隔 墙 斜 面 处 采 用 砖 胎 模 ， 其 余 部 分 采 用 定 型 钢 模 板 。遇 插 筋 、 穿 墙 管 等 特 殊 部 位 或 模 板 不 足 之 处 采 用 木 模 代 替 。内 、 外 模 以 及 模 板 之 间 的 连 接 和 固 定 均 采 用 4 8 毫 米钢 管 ， 采 用U 形 卡 ， 1 4 对 拉 螺 拴 等 标 准 扣 件 作 模 板 之 间 的 连 接和 固 定 ， 使 内 外 模 具 有 相 当 刚 度 的 整 体 。 对 拉 螺 栓 两 端 焊 模 板 限 位 钢筋 ， 限 位 钢 筋 距 模 板4 厘 米 ， 采 用4 厘 米 厚 小 方 块 填 充 ， 作 为限 位 钢 筋 混 凝 土 保 护 层 。 因 此 ， 对 拉 螺 栓 总 长 度 为 混 凝 土 截 面 宽+ 7厘 米 2 ， 其 中 螺
