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　　引言

 

　　隨著國民經濟和城市建設的大規(guī)模發(fā)展，土地使用日趨緊張，勢必向地下空間發(fā)展，目前沉井都配有小體積出水井，如果采用開挖支護方式制作出水井，存在開挖深度大、支護費用高、安全隱患多等問題。本文淺論出水井與沉井相結合制作下沉的施工工藝，解決了出水井制作的成本高、風險大的問題。

 

 

　　1.1國內現(xiàn)狀

 

　　沉井與出水井相結合的構筑物施工，目前國內施工方法均采用沉井制作下沉到位后，出水井采用開挖支護的施工工藝。該施工工藝存在出水井開挖深度大、施工場地狹小、支護費用高、安全隱患多等問題。

 

　　1.2新方法簡介

 

　　本文在沉井制作、下沉施工的基礎上探索新的施工工藝，采用先后制作沉井與出水井，待其強度滿足下沉要求后，出水井和沉井同時下沉施工沉封底的施工工藝。

 

 

　　以實際工程上海白龍港城市污水處理廠擴建二期預處理區(qū)粗格柵沉井為例子，闡述出水井結合沉井制作下沉的施工工藝。

 

　　2.1工程概況

 

　　上海白龍港污水處理廠擴建二期，設計使用年限50年，粗格柵沉井設計尺寸為28.4m×48.2m×22.2m，標高1.4～-2、3m的池壁為1300mm、-2.6～-12.3m為1600mm，內格隔墻為1.2m、0.8m，沉井池壁刃腳高4m，隔墻刃腳高2.5m，整個沉井長寬比接近2：1，且高度較高。出水井設計尺寸為14.0m×5.0m×10.7m，標高-6.0～4.7的池壁為1000mm，沉井池壁刃腳高1.0m，整個沉井長寬比接近3：1。其出水井重量占沉井重量的1.02%，可看出沉井的一個附屬配重結構。

 

　　由地質勘測報告可知，沉井下沉到位的過程中，沉井刃腳會穿過穿越②3層灰色砂質粉土（易產生流砂，造成突沉現(xiàn)象）；穿越③灰色淤泥質粉質粘土為流塑狀態(tài)、壓縮性高，土層主要含云母，土質不均，切面稍光滑，搖震無反應，干強度中高，韌性高；④灰色淤泥質粘土為流塑狀態(tài)、壓縮性高，土層主要含云母、有機質，土質不均，夾薄層粉性土，切面稍光滑，搖震無反應，干強度高，韌性高。測得地下水位埋深為0.6～2.9m（高程4.03～2.54m），沉井封底混凝土下地面至埋深水位高度17.1～18.4m，受潮汐、降水量、季節(jié)、氣候影響變化。⑤32層微承壓水水頭埋深約7.6m（高程-2.1m）。

 

　　2.2施工工藝

 

　　在沉井第一次下沉完成后，進行沉井下一步制作，在沉井制作完成并穩(wěn)定后（沉井隨制作過程中會不斷下沉），制作出水井，沉井砼達到設計100%強度、出水井砼達到設計80%強度，即滿足下沉要求。由于出水井重量僅占沉井重量的1%左右，要求在整個下沉過程中出水井刃腳始終保持半懸空狀態(tài)。保證出水井的部分自重通過結合部位傳于沉井。

 

　　2.3下沉與穩(wěn)定

 

　　下沉系數(shù)與穩(wěn)定系數(shù)在此不做具體的介紹，可參考沉井設計與施工的有關規(guī)范與要求。

 

　　A：沉井強度達到100%、出水井強度達到85%，即可下沉，經計算下沉系數(shù)計算：kc1=1.04>1，將內部隔墻刃腳下面土體部分挖去，沉井就會自然下沉，過程中刃腳部分處于切入土體內。下沉要求范圍（1.05~1.25）

 

　　B：下沉穩(wěn)定系數(shù)：

 

　　沉井快下沉到位的距離小于2.0m時，采取對稱分格沖取土體，將沉井的8格編號，停止沖取外邊4格內土體，將中間4格內土體沖至隔墻刃腳踏面以上0.2m，監(jiān)測沉井下沉（此時沉井未下沉到位，外邊4格內土體與刃腳踏面距離增加），保持沉井內各格的土體相對高度，同時沖取8格內的土體，沉井封底做好準備。當沉井下沉距設計標高0.15m時，停止沖取土體，池壁刃腳踏面可能切入土體中，切入土體的深度為1.5m。計算沉井下沉穩(wěn)定系數(shù)kc'：

 

　　kc'=G/（F1+N）=0.863滿足下沉穩(wěn)定要求。

 

　　下沉穩(wěn)定系數(shù)范圍為0.8~0.9。沉井下沉到位會穩(wěn)定停在設計標高位置?？稍诔辆磳⑾鲁恋轿粫r，采取少挖土勤監(jiān)測，保證沉井的下沉符合設計要求。

 

　　2.4施工要點

 

　　沉井次制作完成并待穩(wěn)定后，制作出水井墊層（墊層制作承載力滿足出水井制作需要，并保證出水井在制作過程中的下沉量小于15mm），待強度滿足下沉要求后進行下沉施工。在下沉過程中要保證出水井刃腳始終處半懸空狀態(tài)（如出水井刃腳下土體壓實，出水井承擔沉井部分重量，有可能將出水井與沉井連接處拉裂或剪斷；出水井刃腳下土體處于全懸空狀態(tài)，出水井刃腳外側土體將涌入出水井內部）。

 

　　2.5同時下沉的施工優(yōu)點

 

　　開挖支護方案與一起制作下沉方案進行比較。出水井距北側3.5萬伏高壓電纜僅5.0m，距北側道路僅6.0m；出水井底板底標高-6.0m、地面標高4.7m，深度為10.7m；整個施工場地狹小。

 

　　采用開挖支護方案：場地狹小，在沉井下沉后，出水井周圍土體發(fā)生坍塌，土體松散含水量大、地下水位高。先采用拉森鋼板樁支護或水泥攪拌樁插H型鋼支護，分層開挖、分層水平支護，開挖深度大土體松散側壓力大，基坑操作平面，無形間加大基坑開挖平面，支護費用高。地下水埋深淺需進行井點降水，并在坑內設置積水坑（防止雨水浸泡基坑底部），基坑深度大土體容易塌方，安全隱患大、風險高、施工難度大。

 

　　采用出水井與沉井同時施工下沉方案：不需要基坑開挖、基坑支護，對場地要求降低。在下沉過程中嚴格控制出水井刃腳處于半懸空狀態(tài)，與沉井同時進行干封底與底板制作。

 

　　相比新施工方法的優(yōu)點：無需開挖、支護，工期短，安全隱患小，施工過程與質量可控，投入成本低，收效益明顯。

 

 

　　出水井與沉井相比體積小，可采用沉井攜帶出水井下沉，始終保持出水井刃腳處于半懸空狀態(tài)，施工過程與質量可控。尤其是在工況條件差、風險源高、場地狹小，開挖支護困難、費用高的情況下，更能體現(xiàn)該施工工藝的優(yōu)點。此方法具有安全施工、節(jié)約成本、質量控制，具有重要意義。