肖榮美

1 工程概況

池州市供排水有限責(zé)任公司江口水廠一期工程——原水輸水管線工程，水廠地處池州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)濱江大道以南、牧之路以東，取水口位于長江邊，管線沿著灘涂布設(shè)，取水頭部至取水泵房長度680m，管道材料為雙排d1 400鋼管，中間設(shè)接收井2個及工作井2個。泵房地下部分設(shè)計為鋼筋混凝土圓形沉井式結(jié)構(gòu)，沉井面積530 m2，該泵房沉井結(jié)構(gòu)尺寸為直徑26 m(外墻線)，井壁厚1 500 mm，自然地面以下的下沉深度為18 m。結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級C30，防滲等級S8。根據(jù)地質(zhì)報告，沉井所處土層為:第①層11.5 m～9.8 m為粉質(zhì)粘土，厚度在1.7 m左右;第②層9.8 m～3.9 m為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，厚度在5.9 m左右;第③層3.9m～-3.9m為粉土，厚度約7.8 m;第④層-3.9 m～-7.5m為粒徑在2 cm～3 cm卵石，厚度約3.6 m。透水層與長江水有直接水力聯(lián)系，根據(jù)現(xiàn)有長江水位，滲水層應(yīng)在高程4.0 m以下。

2 施工方案

因工期較緊，實際施工時采取以下兩項趕工措施:

1)將基坑明挖至5.5 m高程，減少沉井部分深度，沉井下沉深度約為11 m;

2)高程10 m以下沉井結(jié)構(gòu)分五節(jié)制作、兩次下沉。第一節(jié)制作高度取3 m(-3.5 m以下刃腳部分)，第二節(jié)制作高度3.5 m (±3.5 m～0.00 m)，第一、二節(jié)沉井結(jié)構(gòu)混凝土澆筑達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度后開始第一次下沉;第三、四節(jié)制作高度均為3.5 m(0.000 m～7.0 m)，第五節(jié)制作高度均為3.5 m(7.0 m～10.0 m)，第三節(jié)～第五節(jié)沉井結(jié)構(gòu)混凝土澆筑達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度后開始第二次下沉到位。

3 沉井施工工藝流程

首先是下沉段的結(jié)構(gòu)制作，其工序包括:基坑明挖→基底排水溝、集水井→刃腳下部混凝土墊層→第一節(jié)沉井結(jié)構(gòu)(刃腳)鋼筋綁扎→第一節(jié)沉井結(jié)構(gòu)支模架搭設(shè)及模板安裝→第一節(jié)沉井結(jié)構(gòu)混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù);完成第一節(jié)后再制作第二節(jié)→沉井結(jié)構(gòu)壁鋼筋綁扎(同第一節(jié))→拆模拆架→第一次下沉;第一次下沉到位后進(jìn)行第三節(jié)～第五節(jié)沉井結(jié)構(gòu)制作→拆模拆架→第二次沉井下沉到位→沉井封底;最后進(jìn)行隔墻與沉井上部結(jié)構(gòu)施工。

4 施工說明

1)基坑測量放樣。整平場地后，根據(jù)沉井的中心坐標(biāo)定出沉井中心樁、縱橫軸線控制樁及基坑開挖邊線。

2)基坑開挖?；娱_挖邊線確定后，即可進(jìn)行挖土工序的施工。挖土采用1 m3的單斗挖掘機(jī)，并與人工配合操作?；拥酌娴母∧鄳?yīng)清除干凈并保持平整和干燥。為防止流砂及管涌產(chǎn)生采用在基坑邊設(shè)置一套輕型井點降水，在底部四周設(shè)置排水溝與集水井相通，集水井內(nèi)匯集的雨水及地下水及時用水泵抽除，防止積水而影響刃腳墊層的施工。

3)刃腳墊層。刃腳墊層采用砂墊層和混凝土墊層共同受力。a.砂墊層厚度的確定。砂墊層厚度H可采用公式N/B+γ砂H≤［σ］計算。根據(jù)計算結(jié)果，無論是工作井還是接收井，砂墊層厚度H均為60 cm，砂墊層采用加水分層夯實的辦法施工，夯實工具為平板式振搗器。b.混凝土墊層厚度的確定?；炷翂|層厚度可按h=(G0/R-b)/2計算。根據(jù)計算結(jié)果，混凝土墊層厚度h= 15 cm?；炷翂|層表面應(yīng)用水平儀進(jìn)行校平，使之表面保持在同一水平面上。在沉井刃腳部分，鋪800 mm厚，下寬2 000 mm，上寬2 800 mm中砂并夯實，面做150 mm厚，2 000 mm寬混凝土墊層，用作沉井刃腳底支撐地基，如圖1所示。砂墊層底應(yīng)在地下水位以上(根據(jù)現(xiàn)場進(jìn)行挖坑確定)，砂墊層施工前，先在基坑底周邊設(shè)300 mm寬的排水溝(最淺處深度300 mm)和6個集水井，砂墊層施工期間和沉井制作期間，如有雨水天氣可及時進(jìn)行排水措施，保證砂基礎(chǔ)不被浸泡。砂墊層分層振實，每層250 mm厚砂振實一次，用平板振搗器拖振，振搗時重疊區(qū)域為1/3，邊灑水邊振搗，砂層含水量達(dá)到20%左右，密實度達(dá)到93%以上?？紤]到上部荷載較大，采取在砂墊面上澆150 mm厚C15素混凝土墊層作為沉井刃腳底模和沉井刃腳支模架立桿基礎(chǔ)。

4)立井筒內(nèi)模和支架。模板采用16 mm厚雙面覆模膠合板，50 mm×100 mm杉木方，φ48×3.5鋼管;模板采用內(nèi)撐外掛的方式整體固定在內(nèi)腳手架上，支撐腳手架采用φ48×3.5標(biāo)準(zhǔn)鋼管，井筒內(nèi)雙排腳手架，呈正多邊形布置，內(nèi)外腳手架立桿橫距1 200 mm，縱距1 500 mm，橫桿步距1 800 mm，沉井內(nèi)腳手架設(shè)置水平向和豎向剪刀撐。井壁模板采用φ14對拉螺栓(圓鋼制作)連接，縱、橫間距400 mm×500 mm，呈梅花形，兩端用雙螺母緊固。螺桿中央滿焊40×40鋼止水片，兩端木墊塊限位。內(nèi)外模背豎向楞采用φ48×3.5標(biāo)準(zhǔn)鋼管間距250 mm，沿筒內(nèi)外模(背豎向楞鋼管外側(cè))每400 mm設(shè)一道2Φ20鋼筋箍外楞，鋼筋箍采用花籃螺栓拉緊后焊接交圈。對拉螺栓采用雙螺母擰緊。模板加固示意圖，如圖2所示。

5)鋼筋綁扎。沉井鋼筋由加工場成型制作，井壁鋼筋分次綁扎接高，φ16以上鋼筋采取閃光對焊工藝接長，綁扎時接頭相互交叉。井壁雙層鋼筋用φ10鋼筋撐腳把網(wǎng)片撐開。鋼筋規(guī)格、尺寸應(yīng)符合設(shè)計圖紙要求和規(guī)定，綁扎鋼筋時應(yīng)采用撐件將二層鋼筋位置固定，保證鋼筋設(shè)計間距。為了保證保護(hù)層的厚度，應(yīng)在鋼筋與模板之間設(shè)置同強(qiáng)度標(biāo)號的水泥砂漿墊塊，墊塊應(yīng)與鋼筋扎緊并互相錯開。

6)立外模和支架。沉井制作采用組合定型鋼模板，在沉井插筋部位用木模板間隔拼裝，拼裝的木模表面刨光，拼縫嚴(yán)密平整。立模前所有模板涂刷脫模劑，使混凝土表面能平整、光滑。內(nèi)外模板順序原則上先立內(nèi)模，后立外模。模板與鋼筋安裝應(yīng)互相配合進(jìn)行。模板采用雙層鋼筋用φ48×3鋼管作豎圍囹，φ25鋼筋彎成與井壁同圓形作水平圍囹，內(nèi)外模用φ16對拉螺桿與模板圍囹結(jié)合牢固，支架的底腳襯墊30 mm×60 mm木板，支架每隔9 m設(shè)一道剪刀撐與地面的夾角控制在45°左右。外腳手架的縱向立桿間距為1.4 m，橫向立桿間距為1.2 m。

7)養(yǎng)護(hù)及拆模。混凝土澆搗完成后應(yīng)及時養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)方法采用自然養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)過程中，對混凝土表面需澆水濕潤，嚴(yán)禁用水泵噴射而破壞混凝土。養(yǎng)護(hù)確保混凝土表面不發(fā)白，至少養(yǎng)護(hù)7 d以上。拆模時間控制在混凝土澆搗后的3 d～4 d內(nèi)進(jìn)行，拆模順序一般是先上后下，小心謹(jǐn)慎，以免對混凝土表面造成破壞。對于分段澆搗混凝土部位，應(yīng)保留最后一排模板，利于向上接模。

8)沉井下沉。根據(jù)沉井的自重計算下沉系數(shù)與穩(wěn)定系數(shù)，沉井下沉前，割除對拉螺栓的拉桿，并用水泥砂漿分兩次對拉桿割除位置進(jìn)行修補(bǔ)。

9)沉井封底。a.準(zhǔn)備工作。沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高的要求范圍內(nèi)，經(jīng)沉降觀測沉降率在允許范圍內(nèi)即可進(jìn)行封底。沉井封底前繪出沉井內(nèi)開挖鍋底簡圖。本工程在井點降水條件下施工，在封底前應(yīng)用大石塊先將刃腳下墊實，同時加強(qiáng)井點降水保持連續(xù)抽水。封底前應(yīng)準(zhǔn)備好集水井筒。b.干封底與澆筑鋼筋混凝土底板。封底前整理好鍋底和清除浮泥，對新老混凝土接觸面應(yīng)鑿毛清洗，井內(nèi)積水應(yīng)盡量排干并在每個井格底部中央設(shè)置至少一個集水井，其深度和大小要滿足水泵吸水要求。本工程封底前按照規(guī)定，先鋪碎石，填平整實后再澆筑素混凝土封底，此類工作均須沿井壁四周向中央進(jìn)行。素混凝土封底一次澆筑、分格、逐段、對稱進(jìn)行，不得中途停頓。素混凝土封底的表面應(yīng)平整，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的25%以上時才允許在上面綁扎底板鋼筋。當(dāng)?shù)装邃摻罨炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求時，根據(jù)抗浮計算，地下水位控制值可適當(dāng)提高。鋼筋混凝土底板表面應(yīng)平整，整個底板不得有滲漏現(xiàn)象。封底根據(jù)底梁分格情況進(jìn)行對稱分格置換，先清除1個～2個井格內(nèi)的土體，拋大石塊鋪填碎石，澆筑素混凝土墊層，然后依次進(jìn)行。

5 沉井施工質(zhì)量要求

1)基坑開挖后，下設(shè)砂填層，井壁四周均勻設(shè)置墊木，墊木長度為2 m，厚度0.2 m，寬度0.3 m，每米內(nèi)墊木不少于四塊，墊木中心線與刃腳中心線重合，埋置深度為其側(cè)壁厚度的1/2。2)沉井開始下沉?xí)r，抽除墊木應(yīng)在專人指揮下，分組編號按順序依次對稱，同步地抽除，抽墊過程中，應(yīng)隨抽隨填夯砂石或砂礫石，在刃腳外填筑土堤并分層夯實。3)采用水力機(jī)械沖泥時，應(yīng)以集泥坑為圓心逐漸向四周沖射，并注意在刃腳內(nèi)側(cè)保留0.5 m～1.0 m寬的土臺，均衡對稱地自上而下一層層沖去，嚴(yán)禁用水槍掏挖刃腳踏面以下的土層。4)采用人工挖土?xí)r，次序是先中央后四周，均衡對稱地進(jìn)行，并應(yīng)根據(jù)需要留有土臺，逐層切削，使沉井均勻下沉。5)沉井施工刃腳底離設(shè)計標(biāo)高2 m時，應(yīng)減緩?fù)谕了俣龋瑖?yán)禁超挖以免超沉。6)施工時定時觀測井外四角點沉降情況。7)井壁施工時，不能遺漏地梁，墻板、平臺、水管及中間隔板出水管等預(yù)留鋼筋，并應(yīng)留出足夠搭接長度和鏟開接頭。

6 結(jié)語

沉井分節(jié)制作排水下沉的施工技術(shù)在本工程中取得成功，該方法具有高安全，無排險，低投入，短工期等優(yōu)點，對類似大尺寸沉井結(jié)構(gòu)的施工具有一定借鑒。

［1］ GBJ 141-90，給水排水構(gòu)筑物施工及驗收規(guī)范［S］.