武汉市汉阳区水务局排水队 湖北 430050
【摘 要】结合某地区污水改造泵站工程实例，对沉井工程降排水施工和地基土加固进行介绍，采用小分节、多次下沉的施工方案，满足软弱地层条件下沉井施工需要。采用方钢搭设沉井接高施工平台，较好地解决了沉井内壁脚手架和模板施工难的困扰，对同类工程具有一定的借鉴意义。
【关键词】沉井；分节；下沉；封底
引言
沉井工程是一种特殊的深基坑施工方法。首先，沉井施工作业面小，不受场地限制；其次，沉井井壁又可以有效挡土，施工中无需设置额外支护，对周围的土体扰动小。本文以某污水泵站工程沉井施工为依据，论述两相邻沉井施工的施工方法，采用小分节、多次下沉的施工方案，为软弱地质情况下沉井下沉提供思路。
1 工程概况
1.1 工程简介
本工程场地地貌属于汉江一级阶地，泵区西侧为机场河明渠和现状道路，南侧为在建住宅小区。工程设计范围内主要构筑物有格栅间、泵房、阀门井、流量计井、管理房等。其中起污水清理和提升功能的格栅间和泵房，由于两者深度较大而采用沉井施工。
泵房沉井顶面标高为21.000m（绝对标高，下同），刃脚底标高为5.450m。其规格为长15.5m，宽11m，深13.3m，刃脚高度为2.25m，井壁厚1m。格栅间沉井顶面标高为21.000m，刃脚底标高为8.100m。其规格为长16.2m，宽5m，深10.7m，刃脚高度2.2m，井壁厚0.7m。格栅间与泵房两者相距5m，由D1020污水管道连通。
进场后将场区内土方清理到设计高程（绝对标高21m）以下1m，采用1：1.5放坡开挖至标高17m位置。土方开挖至井壁外轮廓线外0.8m处，便于钢筋绑扎和支设模板。
1.2 工程地质及水文条件
根据场地的岩土工程勘察报告显示，勘探33.80m深度范围内所分布的地层除表层分布有（1）素填土（Qm1）外，其下为第四系全新统冲击成因的粘性土及砂土。场地内地下水主要有两层：一层为赋存于素填土中的上层滞水；二层为赋存于下部砂层中的孔隙承压力水，水位和水量较为稳定。
2 沉井降水及支撑防护体系
2.1 沉井降水
沉井下沉前，根据岩土工程勘察报告，拟建工程场地赋存承压水。当地下水位较高时，基坑开挖易产生坑底突涌。为保证沉井排水下沉和干封底，在泵房与格栅间周边共布置6口降水井，1口观测井，并在沉井底部设有集水坑，保证沉井内外排水干作业。
管井孔径为550mm，钢管管径250mm，管井长度为26m，滤水管有效长度6m，单井出水量不小于20m3/h。填砾采用不规则瓜子片，不含岩粉和泥，填至相应标高后方可采用粘土球填至地面。降水时要求地下水位降至基坑底面1m以下，满足基坑开挖与基础施工要求。
2.2 高压旋喷桩止水帷幕
由于格栅间和泵房采用整板基础，埋深大，基础位于淤泥质粉质粘土层。为保证沉井顺利施工，本工程采用高压旋喷桩对泵房和格栅间沉井土体进行加固。
3 沉井制作及下沉施工工艺
3.1 沉井制作高度
为降低沉井施工难度和下沉时发生倾斜机率，沉井一般采用分节制作、分节下沉方法。沉井分节制作的高度，应保证其稳定性并能使其顺利下沉。根据本工程的特点与设计要求，沉井每次下沉高度定为3m，泵房沉井分5次制作4次下沉，格栅间沉井分4次制作3次下沉。采用流水作业，泵房沉井与格栅间沉井下沉交替进行，综合利用井壁混凝土养护的时间，有利于缩短工期。
3.2 刃脚支设形式
根据本工程的地质情况及施工条件分析，沉井的刃脚支设形式采用垫架法。采用垫架法时，先在刃脚处铺设砂垫层50cm，再在其上铺设垫木和垫架。模板加固木枋规格选用10mm×5mm，间距0.25m。垫木采用1.5m×0.2m×0.2m的方木。垫架的数量根据第一节沉井的重量和砂垫层的容许承载力计算确定，泵房沉井垫木间距为0.5m；格栅间沉井垫木间距为0.7m。垫架应沿刃脚对称铺设，布置形式见图1。
3.3 沉井下沉方法与技术措施
3.3.1沉井下沉的作业顺序
下沉准备工作→设置取土机械设备→挖土下沉→井内外排水、降水→边下沉边观测→纠偏措施→沉至设计标高→核对标高、观测沉降稳定情况→井底设碎石盲沟、集水坑→井内封底垫层→底板防水处理→底板钢筋施工与隐蔽工程验收→底板混凝土浇筑→井内结构施工→上部建筑及辅助设施→回填土。
1）下沉准备
下沉前首先将预留孔洞木模板拆除，然后砌一砖厚标准砖将洞口封塞，防止泥土流入工作井内。用水准仪将下沉标高标注在沉井外侧的四个基准点，以便随时掌握沉井的下沉变化情况。抽离枕木必须由中间往两侧对称、同步进行。沉井下沉时根据设计要求井壁砼强度必须达到100％。
2）井内挖土和土方吊运方法
沉井内的分层挖土和土方吊运采用人工和机械相配合的方法。根据本工程的沉井施工特点，采用一台30T的吊车负责提升井内土方吊运至地面装车外运。泵房两个井孔空间较大，可增配一台小型（0.25m3）液压反铲挖掘机和人工配合开挖，格栅间以人工开挖为主。采用流水循环作业，合理运用汽车吊出土。井内靠周边土方以人工开挖为主，以此严格控制每层土的开挖厚度，防止超挖。
3）沉井下沉
沉井下沉采用排水下沉，沉井内设排水坑，边挖边用水泵抽水。根据土质情况，采用碗形挖土自重破土方式。在井内挖掘，从中间开始挖向四周，均匀对称地进行，使沉井能均匀竖直下沉，每层挖土厚度为0.5m，在刃脚处留1.0m宽土台，人工逐层切削，每人负责2～3m。切削方法是按分层顺序逐渐往刃脚方向削薄土层，每次削5-15cm，当土垅挡不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重作用下破土下沉。削土时应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行，使沉井均匀平衡下沉。刃脚下部土方必须边挖边清理，并且保持沉井中心与刃脚处的土台高差在0.5m左右。
3.4 施工平台及脚手架搭设
由于沉井采用小分节、多次下沉的施工方案，为简化沉井内侧脚手架搭设，方便内壁模板架设，根据井孔长宽，选用100×80可伸缩方钢，厚7mm，沿着井壁和中隔墙预埋的套筒按60cm间距铺设，再在其上满铺模板作为施工平台。其优点是沉井内外壁仅需搭设3m脚手架，可有效缩短工期，节约成本，更无需担心沉井突沉引发内壁模板松动。
沉井内外采用双排落地脚手架，立杆的纵距为1.06米，立杆的横距为1.1米，立杆的步距为0.6米；内排架距离壁板长度为0.35米；采用的钢管类型为Φ48×3.5；横杆与立杆连接方式为单扣件。
3.5 沉井干封底技术措施
当沉井下沉至距设计底标高10cm时，应停止井内挖土和排水，使其靠自重下沉至（或接近）设计底标高，再经过2~3天的下沉稳定，或经观测在8天内累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底。
先对井底进行修整使其形成锅底形状，再从刃脚向中心挖出放射形的排水沟，内填卵石成为排水暗沟，并在井孔中间部位设2~3个集水井，井间用碎石盲沟相互连通，井内插入Ø400~600mm、四周带孔眼的钢管，管周填卵石，使井底的水流汇集到集水井，然后用潜水泵排出，以此保证沉井内的地下水位低于基底面0.3m左右。
根据设计要求，封底由30cm厚砂或碎石，15cm厚C20砼垫层，一层水泥砂浆及一层热沥青，C30钢筋砼底板。垫层混凝土达到设计强度50%后，进行底板钢筋绑扎。
底板砼浇筑时，应分层、连续进行，由井壁四周向中间推进，每层浇筑厚度控制在30~50cm左右，并采用振动器振捣密实。
底板砼浇筑后应在自然条件下养护。在养护期内，应继续利用集水井进行排水。待底板砼达到设计强度的70%并经抗浮验算后，再进行集水井的封堵。
4 结语
本工程作为改善一方水土的水务改造工程，汇聚地区污水、提升至污水处理厂综合处理，是雨水、污水分流的重要节点。鉴于场区地质条件较差，采用沉井基础小分节、多次下沉的施工方案，结合轻型井点降水和高压旋喷桩加固土层，极大的满足了沉井施工的需要。施工平台的搭设，较好地解决了沉井内壁脚手架和模板施工难的困扰，对同类工程具有一定的借鉴意义。
论文作者:张裕 吴晶
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第15期
论文发表时间:2016/11/3
标签：沉井论文; 标高论文; 泵房论文; 格栅论文; 井壁论文; 工程论文; 底板论文; 《低碳地产》2016年8月第15期论文;