異形沉井地基處理及沉井制作施工實例

【摘要】結合工程實例，就異形沉井制作、下沉、監(jiān)控測量、下沉糾偏、封底等進行了闡述，避免異形沉井不均勻下沉，確保工程質量。

【關鍵詞】地基處理；沉井制作；下沉

1項目概況。粗格柵及進水泵房，上部結構為一層框架結構，下部為異形鋼筋砼結構，采用沉井施工。28.6×（6.61～23m），壁厚1.2 m，地下部分高度19.6m，下部設隔墻，在-0.9m、6.3m標高設置鋼筋砼梁，2.3m標高設置牛腿變截面。施工場地地質條件自上而下分別為素填土、粉質粘土、粉質粘土夾粉土、粉土、粉土夾粉砂、粉質粘土，地下水位在1.0m左右。

2沉井地基處理及沉井制作

2.1基坑開挖。因既有地面以下2m見粉質粘土夾粉土，沉井制作時又處于冬季，開挖深度2m，邊坡比例為1：1，沉井外壁到坡腳尺寸不小于2m。在坡腳設置排水溝，并均勻布設5處積水坑，并在底部鋪設反濾層。自基坑上口向外設坡度，并設置300×300㎜截水溝。

2.2地基處理。開挖前先排水，保持開挖面干燥，然后鋪設粗砂墊層。沉井按四次預制成型自刃腳向上澆筑16.8m（6.3m以上梁板不澆筑），一次下沉到位考慮。刃腳和井字梁下為200㎜厚C15砼墊層，砼墊層下的粗砂墊層厚度2m。

在砼墊層上設置四個觀測點，觀測墊層坐標和標高。

（1）混凝土墊層寬度計算

混凝土墊層寬l=刃腳寬+磚膜底部寬+每邊寬出尺寸：

l=（0.8+2.3+0.2×2）=3.5m

（2）砂墊層寬度計算

砂墊層最小寬度B=混凝土墊層寬l+每邊外放尺寸×2

其中，每邊外放尺寸=砂墊層厚h×tanα（壓力擴散角）=2×1=2m（α壓力擴散角取45°）。

B=3.5+2×2=7.5m

（3）砂墊層厚度驗算

沉井自重對下臥層的附加應力：

沉井自重為沉井加井字梁部分：G=2485×25=62125.0kN

下臥層受力面積：

S=（6.61+15.8×2+14.4×2+20.6×3+8×2+3.6×2+8.6×2+3.6×2+9.75）×7.5=1396.2 ㎡

PZ=G/S=62125.0/1396.2=44.5kN/㎡

砂墊層及砼墊層對下臥層的壓力

PCZ=γh=15×2+24×0.2=34.8kN/㎡

下臥層承載力特征值（按照最不利因素考慮，地勘報告提供的②-2層的承載力）80 kPa，則：

fZ=80.0kN/㎡≥PZ+ PCZ=44.5+ 34.8=79.3kN/㎡

砂墊層厚度滿足承載力要求。

（4）砂墊層承載力驗算

混凝土墊層面積

S1=（6.61+15.8×2+14.4×2+20.6×3+8×2+3.6×2+8.6×2+3.6×2+9.75）×3.5=651.6㎡

砂墊層承受荷載為：

P=G/S1=62125.0/651.6=95.3kN/㎡<[f]=130kN/㎡

故，砂墊層滿足要求。

2.3沉井制作

刃腳底模采用磚胎膜表面抹灰，在砼墊層和磚胎膜上設一氈兩油以隔離刃腳，自刃腳向上分四次澆筑完成，第一次澆筑高度3.05m，第二次澆筑6.45m，第三次澆筑3.2m，第四次澆筑4m。 施工縫采用-300*4止水鋼板作防水處理。模板采用2.44m×1.22m×1.5mm竹膠板，Φ48×3.6鋼管作橫楞，豎楞采用橫楞間密插鋼管，間距200㎜，對拉螺栓控制結構尺寸。

砼對模板最大側壓力

計算式一：F=0.22γct0β1β2V1/2=0.22×24×4×1.2×1.15×11/2=29.15kN/m2

計算式二：F=γcH=24×6.45=154.80kN/m2

式中：γc—砼重力密度（kN/m3）；t0—砼初凝時間（h），取4h； V—砼澆灌速度（m/h），取1m/h；

β1—外加劑影響修正系數，緩凝時取1.2；β2—砼塌落度影響修正系數，取1.15；H—砼澆灌高度；有效壓頭高度：h=F/γc=1.05m

兩者取最小值，故新澆混凝土對側模最大壓力為29.15kN/m2，考慮混凝土施工對模板產生的施工荷載4kN/m2，為并取荷載分項系數，作用于模板的總荷載為：

q=29.15×1.2+4×1.4=40.58 kN/m2對拉螺栓按0.61m×0.61m布置，則每根承受的拉力為：

P=q·A=40.58×0.61×0.61=15.10kNM 14 螺栓容許拉力為17.80KN﹥15.10kN

故可采用M14對拉螺栓按間距0.61× 0.61m布置。

在沉井內外分別設雙排腳手架作為工具腳手架，不與沉井模板支撐體系相連，通過沉井頂部模板上空加連桿形成穩(wěn)固的結構。沉井的接高：在接高沉井時，利用下面一節(jié)的對拉螺栓支撐上一節(jié)沉井的模板。水平施工縫頂部及模板接縫用聚氨脂泡沫膠條鑲嵌平整以防漏漿、麻面。水平施工縫中部埋置寬300mm厚4mm的鋼板止水帶，在澆筑上一層混凝土前，水平施工縫處混凝土先鑿毛，清除表面浮漿皮、浮松石子、然后用水濕潤混凝土面，鋪一層與混凝土同標號，厚度為10-15mm的水泥砂漿，然后澆筑上層混凝土。沉井接高部分的軸線與沉井中軸線應重合，在接高時必須注意混凝土應對稱澆筑，以免沉井刃腳踏面處壓力不均勻使沉井偏斜。井壁鋼筋砼保護層厚度由50×40mm（內埋鉛絲）水泥砂漿墊塊控制、井壁水平筋提前在兩端立筋上畫好刻度線控制間距，底板上層筋采用鋼筋馬凳架設

3沉井下沉。沉井取土下沉根據土層地質情況主要分兩種方式：自地面至②-4粉土夾砂層主要為粉土及粉砂（總深度12m），采用高壓水槍沖刷成高稠度泥砂，匯流至集泥坑，用泥漿泵排出至沉淀池。當局部有較硬土層，遇有粘形土層時，使噴嘴接近90°的角度沖刷立面，將立面底部沖成缺口，緩慢塌落。沖土順序為先中央后四周，并沿刃腳留出土臺，最后對稱分層沖挖，盡量保持沉井受力均勻，不得沖空刃腳面下的土層。吸泥砂泵配套安裝潛污泵，并24h連續(xù)作業(yè)，以保證下沉平穩(wěn)，避免下沉過程中的停滯，給再次下沉造成困難。

4結束語

沉井基礎處理施工方法種類很多，本工程結合地質條件，底部采用中粗砂換填，面層采用素砼墊層，分四節(jié)制作，上部采用高壓水槍沖刷形成泥漿排出池外，下部6m采用滑臂挖機開挖，既經濟合理，又大大節(jié)約工期，并減少項目安全、質量風險。