裴偉群

【摘 要】 本文介紹了在松軟地基上進(jìn)行沉井制作時，為避免沉井傾斜、超沉，防止由于地基不均勻下沉引起井身裂縫，必須先對地基進(jìn)行處理。同時介紹了沉井的設(shè)計要點，其目的是為了設(shè)計時必須要結(jié)合其結(jié)構(gòu)的特點綜合考慮工藝流程、場地條件、施工技術(shù)等各項要求，制定相應(yīng)的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】 軟土地基；地基處理；大空間沉井；設(shè)計要點

沉井是工業(yè)建筑常見的地下構(gòu)筑物，在污水處理工程中被廣泛應(yīng)用。它是在修建沉井的地面或底坑上，先制作開口鋼筋砼井筒，作到全高或部分高度，達(dá)到一定強(qiáng)度后，用人工或機(jī)械在井筒內(nèi)不斷分層挖土、運土，隨著井內(nèi)面逐漸降低，沉井筒身借其自重克服與土壁之間摩阻力及刃腳下土的阻力，不斷切土下沉。待井筒刃腳達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，進(jìn)行基底整形，澆筑砼墊層和鋼筋砼底板封底，當(dāng)沉井作為地下結(jié)構(gòu)物使用，則再在其上端施工井內(nèi)隔墻、板和上部建筑物。沉井一般由井壁、刃腳、底板、內(nèi)隔墻、頂蓋及附屬設(shè)施等部分組成。

一、場地工程地質(zhì)條件

溫州某污水處理工程依據(jù)2012年3月提供的《巖土工程勘察報告》，擬建場地為耕地，場地高程在2.80～3.10米之間。年平均降雨量1506.9mm。地下水位初見水位埋深為0.35～0.40米，穩(wěn)定水位埋深為0.5～0.61米之間，水位年變幅度1.50米以內(nèi)。場地地基土自上而下劃分為5個巖土層：①-1層：粘土，層厚1.6～2.1米。②-1層：淤泥，層厚13.40～13.90米。②-2層：淤泥，層厚12.20～13.60米。③-2層：圓礫，層厚2.20～4.10米。③-2層：粘土，揭露層厚8.20～10.10米。環(huán)境類別Ⅱ類，抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計基本地震加速度值0.05g，第一組。結(jié)合擬建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)、荷載等特點，將泵池、頂管井、接收井、出水閥門井、流量計井、溢流井均設(shè)計為沉井。

二、泵池為例

沉井平面為矩形長15.2m寬10.3m，沉井底板頂處深為9.90米，板底處為10.55米。依據(jù)詳勘為防止沉井在軟土中突沉和解決沉井空間太大剛度差等問題必須加強(qiáng)整體剛度，結(jié)合內(nèi)隔墻的工藝和設(shè)備要求除在沉井底部，雙向增設(shè)底梁外，必須沿縱、橫向中部分別布置鋼筋砼壁柱。砼強(qiáng)度等級為C30、抗?jié)B等級S6。

三、地基承載力計算

3.1、沉井起沉前地基承載力計算：沉井自重14626 KN ，沉井底面單位面積的荷載為93 KPa，起沉所挖基坑深度為1.5米，修正后地基承載力特征值fa=88.2 KPa，

3.2、淤泥下臥層地基承載力驗算：淤泥層頂?shù)男拚蟮鼗休d力驗算特征值為69.5 KPa，由于Es1/ Es2=2，Z/b=0.5時，取擴(kuò)散角23°，下臥層頂?shù)幕A(chǔ)面積為99.8 m，下臥層頂面處單位面積的荷載為48.9 KPa。

3.3、沉井使用階段地基承載力驗算：②-1層淤泥地基承載力特征值為50 KPa，修正后的地基承載力特征值為140 KPa，相應(yīng)于荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時，沉井底的平均壓力值為60 KPa>50 KPa，

故不滿足要求，沉井底部淤泥層必須做壓密注漿處理。

3.4、刃腳：外側(cè)配筋為Φ25@100，內(nèi)側(cè)配筋為Φ20@10

四、沉井抗浮、下沉驗算

五、地基處理

壓密注漿做法：注漿材料：以32.5號普通硅酸鹽水泥攪拌均勻的純水泥懸濁液，并摻入約2.0% 的水玻璃促凝劑，具體摻入量應(yīng)通過實驗確定。注漿漿液初凝時間為 1～2 h，漿液注入率為 20%，注漿流量控制在 10L/min～15L/min，注漿管上拔高度宜小于或等于500。注漿壓力控制在 0.2～0.5MPa，每立方米摻入水泥量為 200公斤，漿液水灰比為0.5。壓密注漿結(jié)束28天后，采用靜力觸探進(jìn)行檢測，要求加固后的地基qc值是加固前地基qc值的1.5倍。

六、施工技術(shù)措施

澆筑沉井前應(yīng)挖除基礎(chǔ)表面虛土，筑搗砂墊層，按地基承載力要求確定其厚度，沉井起沉標(biāo)高2.60米。沉井下沉應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，第一節(jié)鋼筋砼強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的100%， 其上各節(jié)鋼筋砼強(qiáng)度達(dá)到70%以后，方可開始下沉。對于較大較深孔洞，在沉井制作時在洞口預(yù)埋鋼框、螺栓，用鋼板、方木封閉，中填與空洞混凝土重量相等的砂石或鐵塊配重。其余預(yù)留較小較淺孔洞，下沉?xí)r可用磚砌體封堵預(yù)留洞口。沉井刃腳下沉接近設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)采用人工挖土；井下沉到設(shè)計標(biāo)高時，其刃腳下的土不允許挖空。澆筑底板砼前，應(yīng)先將井壁與底板之間預(yù)留槽口以及底板與底部十字梁之間接觸面鑿毛，清除封底砼表面殘渣，并沖洗干凈。在沉井封底后，頂板未完成前，水位必須控制在起沉標(biāo)高以下1米。沉井一次下沉，待沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高封完底板且底板砼達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可進(jìn)行頂管施工。施工時沉井挖土應(yīng)遠(yuǎn)離沉井堆放?？锥醇庸蹋寒?dāng)開孔直徑或?qū)挾炔淮笥?00時，板上受力鋼筋應(yīng)繞過洞邊，不得切斷；當(dāng)開孔直徑或?qū)挾?300時， 孔洞加固做法參見圓孔加固大樣。本項目沉井采用排水自沉，干封底。沉井下沉?xí)r，由于場地土層承載力較低，沉井下沉?xí)r抽墊木和挖土應(yīng)均勻?qū)ΨQ，避免傾斜和超沉。沉井高度>5m采用二次澆筑，一次澆筑高度可以為沉井總高的1/2。

總之，特種工程結(jié)構(gòu)的特點是：結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜，高大、質(zhì)量要求嚴(yán)格；地下作業(yè)，操作空間狹小，安全性要求高；設(shè)計、施工需多工種配合；為保證整體性，避免施工縫，需連續(xù)作戰(zhàn)，施工周期短工期緊，施工技術(shù)復(fù)雜，施工難度大，因此在設(shè)計時必須要結(jié)合其特點綜合考慮工藝流程、設(shè)備裝置、場地條件、施工技術(shù)、工期等各項要求，制定相應(yīng)的技術(shù)措施和設(shè)計方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（GBJGJ79-2012）

[2] 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）

[3] 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）