汕头市北轴污水处理厂厂处收集系统工程大学路W5#大沉井施工的探讨

来源：职称驿站所属分类：环境科学论文
发布时间：2012-12-26浏览：23次

　　摘要：由于大沉井方案具有工期短，投资小，风险小，所以对大沉井施工技术的研究具有重要意义。本文结合汕头市北轴污水处理厂厂处收集系统工程大学路大沉井施工(W5#)，对施工遇到的各种问题进行了深入探讨及其研究，为大型沉井的施工提供经验，以后具有借鉴之意义。

　　关键词：大沉井,施工,探讨,经验

　　1. 引言

　　汕头市北轴污水处理厂进水站是污水进入污水处理厂的第一站，厂处收集系统工程大学路预施行(W5#)沉井施工，其地质情况如下：+0.00—-2.5米为以粘土为主的素填土、-2.5—-5.8米是淤泥、-5.8—-6.5米是粘土、-6.5—-9.3米是粗砂。桩基采取预应力的混凝土管桩，桩长为23米，现已施工完成。根据施工处的地质构造、地质条件和施工条件、工期和工程投资等因素进行分析，并对基坑大开挖、基坑支护(包含挖孔桩、钻孔桩、地下连续墙等)、大沉井等方案进行比较，由于大沉井方案具有以下优点：(1)工期短，比采取基坑支护缩短工期两个月;(2)投资小，比采取基坑大开挖和基坑支护节约工程投资两百多万;(3)风险小，施工安全可靠，受其他不利因素(如风、雪天)影响小。最后确定采用大沉井方案进行施工。

　　2. 沉井制作施工工艺和应该主要的问题

　　根据地质勘察报告得知本沉井坐落的土质承载能力为80kN/m2，低于沉井的容许承载能力122kN/m2，因此在刃脚及底部框架梁下换填70cm厚粗砂来提高地基承载力，仅在刃脚及底部框架梁下制作3m宽20cm厚的素混凝土垫层。本沉井重量大、高度大、刃脚踏面面积较小、地基强度较低，刃脚部位立模有些困难，为保证立模质量，采取砖模。混泥土垫层上刷隔离剂，设井壁模板浇筑混凝土。

　　2.1模板支设

　　沉井井壁、隔墙、框架一般均采取定型钢模板组装，不规则的井壁、地方采用木模板。考虑混泥土浇筑对模板产生的侧压力，采取钢管和拉螺栓进行固定，螺栓纵向间距为50cm，横向间距为75cm，中部设止水片，和螺栓接触处进行满焊。井内采用满堂脚手架对井壁内模板支撑加固, 隔墙、框架、钢管剪刀撑相互联成整体, 外模利用双排钢管脚手架。

　　2.2钢筋的绑扎

　　在钢筋搭接时，同一断面上钢筋搭接数量，受压区不允许超过钢筋总数的一半, 受拉区不允许超过钢筋总数的四分之一，且搭接长度要大于35d。每节井壁竖筋一次绑扎好，水平筋分段绑扎与上节井壁连接处预留插筋，同一截面接头不得超过一半，并采取焊接连接方法。

　　2.3沉井制作分次

　　沉井的制作按沉井高度进行分次浇筑，一次下沉。沉井分次浇筑一般会产生水平方向贯通性的施工缝，为防止施工缝漏水，在分层界面中央一般设置凹槽，钢筋绑扎完毕、立模结束后清理接触面。二次混凝土浇筑前要先铺10cm厚去粗骨料砂浆作接缝处理。脱模后在施工缝上下各10cm范围内利用防水砂浆两道抹平，然后涂抹防水柏油。

　　2.4混凝土浇筑

　　混凝土浇筑从短轴一端开始对称均匀进行，混凝土浇筑时按45°斜角逐步推进，振捣到位角部和钢筋密集混凝土和设置预埋件的部位利用小口径振捣棒振捣。混凝土利用分层斜面对称浇筑，层厚度小于50cm。合理安排浇捣的流程，避免形成竖向冷接缝。混凝土振捣时振动孔间距小于30cm。振动棒持续时间在20-30s，插点均匀排列和并列式的次序移动。顶板和底板面利用平板振动器振动，平板振动器在每个位置应震25-40s，振动器成排依次振捣，排之间应该搭接3-5cm。混凝土振捣后应该及时进行养护，用浸足水的泡沫海绵覆盖进行养护，养护时间不应少于两个星期。

　　3. 沉井下沉施工及其应该主要的问题

　　3. 1高程控制

　　沉井四周用红油漆标出控制高度，设置沉井中心控制点，轴线位置。把高程测引至沉井附近，在沉井四周设置四个临时水准点，对沉井下沉的整个过程实施高程控制。沉井偏斜度控制利用标刻钢板和铅直重锤组成，在沉井壁四边中心点内侧各设置一对，共有四对。在破碎混凝土垫层之前，对封底和底板接缝部位混凝土进行凿毛。将混凝土垫层底部砂挖除，使垫层下空，利用人工重镑榔头破碎或空压泵汽锤，刃脚下随即利用砂砾或砂回填夯实。在刃脚内外侧夯筑成土堤，以分担部分井筒重量，接着破碎另一段，如此逐点进行，破除垫层时要下沉是否均匀。

　　3. 2冲水取土的施工

　　大型沉井冲水取土应该分区域进行;先冲框架梁刃脚斜面土层，再冲取中心的土层。相临冲水取土高差最大为50cm。在冲取沉井壁的格仓时，从隔墙的两侧向相临的格仓推进，沉井短边上的沿隔墙两侧分头推进。每格仓内有两台设备同时作业，水枪在格仓内的布置，为了保证格仓内冲取土层形成的#锅底形的沟槽位于格仓中心，以便沉井壁刃脚能够顺利地切土而下沉。冲水取土注意事项：在沉井外壁制作下沉观测标尺，每侧两处，标尺应通视、竖直。沉井下沉过程，当刃脚穿越土层时，尤其是下层土层承载力比上层土层低时，应放慢冲土速度。

　　3.3沉井下沉监测

　　沉井下沉前设置固定和临时观测点，制定沉井下沉监测方案，并事先计算各固定测点倾斜的观测数据换算公式、沉井位移。下沉过程加强测量的观测，沉井外设置控制网，沉井顶部设基准点和十字控制线，在井内壁中心点设置标板、划垂线和吊垂球以控制平面的垂直度。每班观测不少于两次，当偏离5cm时应及时纠正。沉井下沉过程需严密观测沉井情况，随时测定四周的标高，确保其均匀地下沉。当刃脚距设计标高在+ 2. 0m时，下沉速度逐渐慢下来，水力机械冲土土层高差控制在0.50m内，当沉井接近于刃脚标高，应预先做好止沉的措施，禁止超冲土层和超沉。沉井下沉过程中要注意沉井的突沉和偏斜, 在初沉阶段，冲土的速度不宜过快，锅底深度控制在0.50~1m，每次观测间隔不超过两小时;观测数据显示沉井偏差超标，两端高差不大于0.1m，应立即调整冲土部位和仓号，但格仓土体高差不宜超过0.5m，正常下沉阶段纠偏时格仓土体高差控制在1m以内;下沉过程中加强对地下水位的监测和周边土体的观测来控制冲水挖土速率，避免基坑内涌土或突沉。

　　3. 4沉井位移控制和纠偏措施

　　土质较差且不均匀，在下沉时应注意不均匀下沉引起的倾斜，矩形沉井倾斜后纠偏比较困难，所以水力机械冲水挖土应掌握四周顶上标高作好观测，发现情况及时纠偏，不允许大面积地冲水挖深。位移纠正方法是控制沉井不在向位移方向倾斜，同时使沉井向位移相反方向倾斜，纠正倾斜后，使其伴随向位移相反的方向产生适量的位移纠正。如位移较大，可使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直到设计中心线位置与刃脚处中心线吻合或接近时，再纠正倾斜，位移相应得到纠正。可先纠正一个方向的倾斜、位移, 然后纠正另一个方向的倾斜、位移。扭位可按纠正位移的方法纠正，使倾斜方向对准沉井中心然后纠正倾斜，扭位随之纠正。在软土层中，应采取连续冲土，连续下沉。当沉井下沉至距设计标高1.5-2.0m终沉阶段，应加强沉井观测，等到八小时累计下沉量小于1cm时沉井下沉趋于稳定，方可进行封底。

　　3. 5沉井封底

　　沉井下沉到设计标高, 等到八小时内沉井自沉量累计不大于1cm时方可进行封底,封底时应清除淤泥和积水，并按图纸要求浇筑素砼垫层、留置进水孔。素混凝土达到一定强度后绑扎底板钢筋，混凝土底板浇筑要求和沉井结构制作要求相同。

　　4. 结论

　　汕头市北轴污水处理厂厂处收集系统工程大学路W5#大沉井施工的成功，确保了施工安全和质量，更为以后类似工程施工提供了宝贵的施工经验。沉井下沉施工关键在于挖土的对称、均匀进行，对下沉全过程中的下沉量、倾斜、轴线位移加强观测，发现偏差及时纠正，满足要求后方能继续下沉。

　　参考文献：

　　[1] 邱拥军.大型沉井施工技术[J].山西建筑，2008，34(24)：162-163.

　　[2] 刘建航.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

　　[3] 徐宝红.沉井的施工工艺及常见问题的预防措施[J].山西建筑，2007，33(22)：163-164.

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