異形沉井地基處理及沉井制作施工實(shí)例

【摘要】結(jié)合工程實(shí)例，就異形沉井制作、下沉、監(jiān)控測(cè)量、下沉糾偏、封底等進(jìn)行了闡述，避免異形沉井不均勻下沉，確保工程質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】地基處理；沉井制作；下沉

1項(xiàng)目概況。粗格柵及進(jìn)水泵房，上部結(jié)構(gòu)為一層框架結(jié)構(gòu)，下部為異形鋼筋砼結(jié)構(gòu)，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(shè)隔墻，在-0.9m、6.3m標(biāo)高設(shè)置鋼筋砼梁，2.3m標(biāo)高設(shè)置牛腿變截面。施工場(chǎng)地地質(zhì)條件自上而下分別為素填土、粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾粉土、粉土、粉土夾粉砂、粉質(zhì)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(kāi)挖。因既有地面以下2m見(jiàn)粉質(zhì)粘土夾粉土，沉井制作時(shí)又處于冬季，開(kāi)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(shè)置排水溝，并均勻布設(shè)5處積水坑，并在底部鋪設(shè)反濾層。自基坑上口向外設(shè)坡度，并設(shè)置300×300㎜截水溝。

2.2地基處理。開(kāi)挖前先排水，保持開(kāi)挖面干燥，然后鋪設(shè)粗砂墊層。沉井按四次預(yù)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(shè)置四個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)墊層坐標(biāo)和標(biāo)高。

（1）混凝土墊層寬度計(jì)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(jì)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(kuò)散角）=2×1=2m（α壓力擴(kuò)散角取45°）。

B=3.5+2×2=7.5m

（3）砂墊層厚度驗(yàn)算

沉井自重對(duì)下臥層的附加應(yīng)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(duì)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(bào)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(yàn)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(shè)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(duì)拉螺栓控制結(jié)構(gòu)尺寸。

砼對(duì)模板最大側(cè)壓力

計(jì)算式一：F=0.22γct0β1β2V1/2=0.22×24×4×1.2×1.15×11/2=29.15kN/m2

計(jì)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(shí)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(shù)，緩凝時(shí)取1.2；β2—砼塌落度影響修正系數(shù)，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(duì)側(cè)模最大壓力為29.15kN/m2，考慮混凝土施工對(duì)模板產(chǎn)生的施工荷載4kN/m2，為并取荷載分項(xiàng)系數(shù)，作用于模板的總荷載為：

q=29.15×1.2+4×1.4=40.58 kN/m2對(duì)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(duì)拉螺栓按間距0.61× 0.61m布置。

在沉井內(nèi)外分別設(shè)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(guò)沉井頂部模板上空加連桿形成穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)。沉井的接高：在接高沉井時(shí)，利用下面一節(jié)的對(duì)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(rùn)混凝土面，鋪一層與混凝土同標(biāo)號(hào)，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(yīng)重合，在接高時(shí)必須注意混凝土應(yīng)對(duì)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(hù)層厚度由50×40mm（內(nèi)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(huà)好刻度線控制間距，底板上層筋采用鋼筋馬凳架設(shè)

3沉井下沉。沉井取土下沉根據(jù)土層地質(zhì)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(dāng)局部有較硬土層，遇有粘形土層時(shí)，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?yàn)橄戎醒牒笏闹?，并沿刃腳留出土臺(tái)，最后對(duì)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(guò)程中的停滯，給再次下沉造成困難。

4結(jié)束語(yǔ)

沉井基礎(chǔ)處理施工方法種類(lèi)很多，本工程結(jié)合地質(zhì)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(jī)開(kāi)挖，既經(jīng)濟(jì)合理，又大大節(jié)約工期，并減少項(xiàng)目安全、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。