中小型鋼筋混凝土沉井封底施工技術總結

程金霞 李繼超 高福利

（中國核工業華興建設有限公司）

1 工程概況

某道路建設項目，毗鄰港口，屬長江漫灘地貌單元，淺部分布厚層淤泥質粉質粘土層，具有高含水量、高孔隙比、高壓縮性、變形大、承載力低等特點，易沉降和不均勻沉降，為典型的軟土地區。本工程污水管道（DN800）采用沉井和頂管施工，工作井和接收井均為圓形，外徑分別為8m和6m，沉井高度為7.25～8.58m不等，墻厚600mm。

本工程隨著項目的推進分別遇到了沉井封底時井內無水以及井內涌現大量水的情況，分別采用了兩種封底施工技術：一種是干封底，即把井內水排干或者井內本身沒有水直接澆筑混凝土進行封底的方法；另一種是水下封底，即在井內有水且不排水的情況下進行水下混凝土封底的方法。

2 封底施工技術適應性選擇

根據沉井底部滲水量和土體穩定性的不同，選擇不同的封底施工技術。干封底施工重點在于沉井內可排水性、沉井周邊可降水性；而當降水和排水的困難變大時，會導致工程造價的增加，嚴重時還會影響工期，則應當選擇水下混凝土封底施工，具體選擇如表1。

表1 封底施工技術選擇

3 封底條件

沉井下沉至設計標高后觀察其穩定性，每小時觀察自沉量，經觀測在8h內累計下沉量不大于10mm，或沉降率在允許范圍內且沉井下沉已經穩定時，即可進行沉井封底。

4 沉井干封底施工

4.1 排水后干封底施工

首先采用3～4臺水泵快速將井底水抽干，井底鋪設一層40cm碎石墊層并夯實，提高井底土層的承載力。鋪設時應遵循“由外向內，從四周向中間”的原則，達到抑制泥沙上涌，使水流動方向由四周流到中間，使浮式泥漿泵處于持續排水的狀態。沉井底邊碎石盡量鋪設到刃腳底部，可增加井壁與井底土的摩擦力，避免其繼續下沉。

在井底中間設置一個集水坑（如圖1），使地下水在集水坑中匯聚，設置一臺抽水泵抽水。當水泵在集水坑中抽水時，混凝土泵車應在現場等候，由于基底涌水量小，涌水速度緩慢，待抽干集水坑中水時，取出水泵并在集水坑中鋪設30cm中粗砂，再鋪設碎石墊層至井底粗平，然后及時澆筑封底混凝土。

面積不大于100m2的沉井應一次連續澆筑，且澆筑時應按照先低處后高處，先周圍后中部為原則，每層澆筑厚度控制在30cm左右，并采用振動器振搗密實，使混凝土保持大致相同的標高。澆筑混凝土至設計標高后需在封底混凝土頂面預留插筋，插筋采用φ16預留插筋，間距1500mm，梅花形布置，以保證封底混凝土與底板的一體性。

4.2 無水干封底施工

由于現場部分沉井施工井底未出現涌水現象，井底直接取土清理后，使井底形成鍋底坑，坑底中心高程應低于刃腳底部30～40cm，隨后直接進行混凝土封底即可，再按照工藝流程進行底板施工，灑水養護。

圖1 井底布置圖

5 沉井水下封底施工

5.1 水下封底混凝土厚度確定

根據《建筑施工計算手冊》要求，水下封底混凝土厚度由混凝土板中心承受的最大彎矩值、混凝土板半徑、混凝土強度三個方面來確定。計算公式如下：

式中：

h——封底混凝土厚度；

K——安全系數，按抗拉強度計算的抗壓、受彎構件為2.65；

M——板的最大彎矩（N·m）（Mmax=0.198pr2，p=48-24h）；

b——板寬，一般取1m；

fct——混凝土抗拉強度設計值（N/mm2）；

D——考慮水下混凝土可能與井底泥土摻混的增加厚度，一般取300～500mm；

本工程經計算h=0.956m，取值1m。

5.2 水下封底前準備

封底前，應清理井底浮泥，并用30cm左右的塊石墊平超挖部分。

澆筑混凝土導管內徑宜為200～350mm，上部設置1m3漏斗，漏斗底部管口設置塞管，用來分隔漏斗跟導管，導管使用前對管壁、焊縫接頭處進行密封性試驗和檢查。

水下澆筑混凝土強度為C30，抗滲標號為P8，澆筑前應做好坍落度試驗，控制坍落度在18～22cm之間。若坍落度太小，進入水下不易流動，容易造成導管阻塞；坍落度太大，混凝土容易離析，水泥和砂石容易分離。

5.3 水下封底施工

沿底板面均勻布置3處混凝土導管灌注點，以保證澆筑厚度的均勻。

先用塞管將漏斗管口堵住，待混凝土灌滿漏斗時，快速將塞管用汽車吊拔出，由于導管內混凝土與水的接觸面積小，同時混凝土的比重比水大，拔掉塞管時混凝土就會把導管內的水排出，成功流入井底，如圖2。

澆筑時，應保證漏斗內始終有混凝土，同時水下導管口應保持埋入混凝土中200mm，不得中途停頓。在澆筑過程中，應隨時對水下混凝土的標高進行測量，并準備多個塔尺多點測量，當標高相差較大時，應緩慢移動導管，將過低處補平，導管移動時，應使用汽車吊緩慢水平移動導管，不得上下移動，防止導管中進水，破壞混凝土的和易性，影響封底混凝土的質量。隨著測量的混凝土頂面標高提升，逐漸提升導管，并保持水下導管口埋入混凝土中200mm。因井底多點測量標高，為保證封底混凝土質量，封底混凝土面的最終灌注高度，應比設計值高出不小于150mm。灌注結束后，派潛水員在封底混凝土頂面預留插筋，插筋采用φ16預留插筋，間距1500mm，梅花形布置，以保證封底混凝土與底板的一體性。

澆筑完成后，將混凝土試塊放入水中，用同條件養護的試塊來確定水下混凝土的強度。當封底混凝土強度達到設計值，且沉井能滿足抗浮要求后進行井內抽水，檢查混凝土封底情況，將表面質量差、較為松軟薄弱的混凝土鑿除。

圖2 導管布置圖

6 封底質量管控

6.1 沉井干封底施工應符合下列規定

（1）沉井基底土面應全部挖至設計標高，待其下沉穩定后再將井內積水排干；

（2）清除浮土雜物，底板與井壁連接部位應鑿毛、清洗干凈或涂刷混凝土界面處理劑，及時澆筑防水混凝土封底；

（3）在軟土中封底時，宜分格逐段對稱進行；

（4）封底混凝土施工過程中，應從底板上的集水井中不間斷地抽水；

（5）封底混凝土達到設計強度后，方可停止抽水；

（6）集水井的封堵應采用微膨脹混凝土填充搗實，并用法蘭、焊接鋼板等方法封平。

6.2 沉井水下混凝土封底施工應符合下列規定

（1）應將井底浮泥清理干凈，并鋪碎石墊層找平；

（2）底板與井壁連接部位應沖刷干凈；

（3）封底宜采用水下不分散混凝土，其坍落度宜為180～220mm；

（4）封底混凝土應在沉井全部底面積上連續均勻澆筑；

（5）封底混凝士達到設計強度且沉井能滿足抗浮要求后，方可從井中抽水；

（6）井內抽水后，應檢查封底質量，滲透部位應及時予以堵漏處理。

7 結束語

實踐證明，本工程針對不同情況采取的干封底施工和水下混凝土封底都是成功的。相對于干封底施工，水下封底施工有著一定的特殊性，施工質量較難保證。沉井封底施工技術的選擇，應根據現場的實際情況，即涌水量多少和降排水難度，來選擇采用干封底還是水下封底。在沉井施工技術日益成熟的今天，掌握關鍵施工技術，加強節點施工管理，不斷積累現場經驗，才能夠保質保量保工期的做好工程建設。