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粗格栅间及进水泵房施工方案

一、 工程概况
粗格栅间及进水泵房为沉井结构施工，其结构为“T”字形结构，平面尺寸约为19.3m×9.4m，高度为15.87m(含刃脚)，第一节高5米，第二节高7米，第三节高3.87米。井壁厚600～700mm，底板厚度650mm，刃脚高度2.5m。
原设计沉井采用不排水下沉，水下混凝土封底法施工；井体采用三次制作，三次下沉。经变更改为排水法下沉，沉井周围施工高压旋喷桩形成一道止水帷幕(详见高压旋喷桩布置图)；井体采用三次制作，一次下沉的施工方法(即先制作前两节，下沉到位后封底，稳定后再接高第三节井体)。

现场地质情况复杂，沉井与地层情况对照展开如下：
沉井基础高程

刃脚基础高程

溶洞

灰岩

中粗砂

粉质粘土

砂土

粉质粘土夹砂

卵砾中粗砂为承压水层，地下水深为3.5~5.0m。在沉井刃脚底部，灰岩层顶部发现岩溶洞。溶洞平面位置如下图：
沉井
溶洞

沉井结构与地下溶洞对应平面位置
二、 施工流程
沉井采用排水方法下沉，施工流程如下：
施工放样→旋喷止水围幕→溶洞处理→大口井→基坑施工→基础加固→沉井的刃脚砖模的砌筑→第一节沉井制作→第二节沉井制作→沉井下沉→沉井封底→第三节沉井制作接高→沉井内的墙、板、梁、柱、梯施工→上部结构施工。
三、 施工方案及工艺
1. 施工放样
测量人员进入现场后及时将现状地面高程测定并绘制出纵、横断面高程图表。按建设单位提供的桩点放线，经监理工程师验收合格后方可开工，施工期间作好桩点保护工作。
2. 旋喷桩止水围幕施工
由于沉井侧壁及基础主要为含水层，且厚度较大，该地下水与陆水河河水水力联系密切，水量大。必须在卵砾中粗砂层内，采取水平隔渗措施，辅以井点降水，避免下沉时基坑内涌水量过大，带来安全及质量事故。

经多方研究，确定采用高压旋喷桩水平隔渗。进水管道处，喷浆范围控制在21m以下，以免影响进水管道的顶进施工。
旋喷桩布置
采用直径1200mm旋喷桩，间距800mm双排水平布置。桩长为18.5m~20m。布置如下图：

钻机就位
调整钻架角度

钻

孔

插

管

打

管

试

喷
高压喷射注浆

喷射结束

拔

管

器械清洗
泥 浆 的 排 泄 处 理
旋喷桩施工：
工艺流程

旋喷桩施工流程图
‚施工工艺
A、钻机就位
将钻机就位对准孔位中心，并作水平校正。喷射注浆管的允许倾斜度不得大于1%，钻机安放偏差≤1.5％。
B、钻孔
采用地质钻机钻孔。孔位偏差不得大于50mm。
C、插管
钻孔完毕后拔出岩芯管，并将二重喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力一般不超过1Mpa。
D、喷射注浆
由下至上进行喷射注浆。在桩底喷射1min后，再按预定的喷射压力、喷浆量进行提升喷浆。发生故障时停止作业。如发现浆液喷射不足影响桩体直径时，应进行复喷。
喷射时，技术人员注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并做好记录，绘制作业过程曲线。
当浆液初凝时间超过20h时，应及时停止使用该水泥浆(正常水灰比1：1，初凝时间为15h左右)。
E、注浆管提升
深层喷射先喷浆后旋转和提升，以防注浆管扭断；钻杆的旋转和提升必须连续不中断，注浆管分段提升的搭接长度不小于100mm。旋喷过程中，冒浆量应控制在注浆量的20%以下。对需要扩大加固范围或提高强度的，可采取复喷措施，即先喷一遍清水，再喷一遍或两遍水泥浆。
F、冲洗
完工后迅速拔出注浆管，并用清水将管路冲洗干净。
G、移动机具
移动钻机进行下一根桩的施工。
3. 溶洞处理
根据《赤壁市污水处理厂一期工程岩土工程详细勘查报告》、《赤壁市污水处理厂厂内粗隔栅间及进水泵房岩土工程勘查报告补充说明》及《赤壁市污水处理厂厂内粗隔栅及进水厂房建址区岩溶物探勘察报告》显示在沉井范围内，地下17m~18m处灰岩层内存在4个大小不一的溶洞，其中最大溶洞约为3m×5×3.1m，最小溶洞约为2m×2m×2m。沉井刃脚底距溶洞距离约为80cm~150cm不等。具体详见地质断面图及平面图。如下：

沉井基础高程

刃脚基础高程

溶洞

灰岩

中粗砂

粉质粘土

砂土

粉质粘土夹砂

沉井地质断面图
沉井
溶洞

沉井结构与地下溶洞对应平面位置
根据上图显示，沉井结构基础下持力层为卵砾中粗砂，持力层有效厚度为80cm~150cm，沉井结构刃脚踏面下存在的4个溶洞必须进行填充加固处理。由于现场地形情况较为复杂，经研究，采用钻孔后用C15混凝土灌实溶洞的处理方案。
4. 施工降水、排水
采用大口井降水的方法降低地下水位，沉井按示意图标注的井位打井，大口井直径均为600毫米，沉井内设置大口井四眼、井外设置大口井六眼，井深18米，井内一眼为观测井。施工期间保持抽水不间断，观测井水位控制在高程15.4米以下。观测井设置在没有隔墙和地梁的位置。选用20米扬程的潜水泵抽水，集中一眼井内排出，为减小水泵抽水扬程，出水软管从沉井预留孔穿过。
5. 基坑施工
沉井基坑为明开式，视观测井水位降至高程25.00米以下，再进行基坑的开挖工序。开挖前做好机械、车辆、卸地等一切准备工作。
选用日立1m3挖掘机，1：1放坡开挖。挖坑由南向北方向开挖，机械挖坑时底部留有200毫米土方由人工边修坡边清挖。挖出的土方全部装车外运，不可堆放在沉井基坑周围，以免发生塌方。人工清底整平后基坑底标高为26.0m(即从原地面向下降土4米)。
刃脚外侧面至基坑底边的距离取1.5米，以能满足施工人员绑扎钢筋及树立外模板为原则。
开挖好的基坑内，应做好排水工作，并应防止被雨水淹没，基坑边坡用水泥砂浆罩面，防止边坡被雨水冲蚀。在清除浮土后，应立即进行砂垫层的铺填工作。基坑四周挖排水沟，四角设置集水井，集水井的深度，较砂垫层的底面深30～50cm为宜，以防坑底的土层破坏或隆起。
6. 基础加固
依据《赤壁市污水处理厂一期工程岩土工程详细勘查报告》，拟建区域天然地基承载力基本值为9～11吨/平方米。前两节沉井自重为1427.3吨，沉井刃脚踏面面积为19.55平方米，平均每一平方米承载73吨，由此可见沉井在下沉之前处在不稳定状态，为防止沉井在浇注过程中产生不均匀沉陷，必须对沉井重力作用面进行地基加固处理和加大踏面面积。

为确保沉井在制作时的稳定，在沉井四周刃脚及底梁制作位置下，应做好基础，基础采用中粗砂垫层上加混凝土面层。
中粗砂垫层承载力需按设计要求达到170KPa，垫层在基坑内需满铺。砂垫层必须夯实，每层厚度为25cm，共铺两层，铺垫后砂垫层顶标高为26.5m，为提高其密实度，应逐层浇水控制施工时的最佳含水量，并从集水井内及时不断的排除积水。
混凝土垫层的作用：为了扩大沉井刃脚的支撑面积，减轻对砂垫层的压力，省去刃脚下的底模板，便于沉井下沉，故在砂垫层上，应先铺筑素混凝土垫层，其厚度应经过计算，太薄则容易压碎，太厚则对沉井下沉不利，素混凝土强度也不可太高，一般取C20。
混凝土垫层厚度的计算：
计算公式为
式中G为沉井下沉前的单位长度重量；
G=沉井第一节单位长度重量=180kN/m
R1——砂垫层的承载力设计值，取170KPa；
b——刃脚踏面宽度(m)；
包括刃脚及砖胎底宽，b取值0.7m
计算得hc=18cm，增加安全系数取：
混凝土垫层厚度20cm，强度C20。
混凝土垫层宽度：考虑到刃脚宽度和模板厚度，以及支撑模板的竖楞和方木等厚度，取混凝土垫层宽度为1.3米。
砂垫层在基坑内满铺，故不需要再计算宽度。
砂垫层的厚度取50cm，对其稳定性进行验算，

＝100< R1=170
故，砂垫层是稳定的。

排水沟
第一节沉井
排水沟
细石砼护壁
细石砼护壁
砼垫层

基坑开挖断面图

7. 沉井刃脚砖胎的砌筑
按尺寸及刃脚高度砌筑砖模。砌筑材料选用MU10机砖、M7.5水泥砂浆。为了便于沉井下沉时砖模的拆除，砌筑时每一米为一段，
每段间隔150毫米，间隔缝隙用满条法顺坡度砌筑。
砌筑后斜坡面和顶面采用1:2水泥砂浆抹面并轧光，
抹面厚度25毫米。
抹面砂浆干透后做隔离层。将石蜡和10%的柴油
混合放在金属容器内，用火加温至石蜡融化，趁热将液状石蜡用毛刷均匀刷在斜坡面上，冷却后用喷灯边烤边再涂刷一层。
8. 沉井制作
8.1 内模板架立
(1)模板拼装、围檩、立筋应按模板的翻样图施工，模板要有脚手架提供操作立模条件，预埋件及穿墙洞应在内模架立后完成，并应确保其位置、标高、轴线的正确。
(2)模板采用6015定型组合式钢模，由U型卡连接。在预留洞、井壁底板和刃脚等特殊部位采用木模或竹胶板。在沉井插筋部位用2英寸木板间隔拼装，木模表面应刨光，拼缝严密不漏浆，所有模板表面平整后应符合规范要求，竖楞、横楞均采用Φ48mm钢管。沉井的制作高度较高，混凝土浇筑时对模板所产生的侧向压力也相应较大。为了防止浇砼时发生胀模或爆模情况，井壁内外模板必须采用Ø16对拉螺栓紧固。，中间设置50mm×50mm，δ=3mm的止水片，周边焊，对拉螺栓水平间距60cm，垂直间距60cm，对拉螺栓处用3型扣件固定钢管，双螺母紧固，螺母与3型扣件之间垫5mm厚钢板。为防止浇筑混凝土时跑模应加强支撑及模板接缝处检查，所有拼缝及模板接缝处要逐个检查嵌实，防止漏浆，模板架立好后应请监理进行验收，验收主要是平面尺寸和断面尺寸、平整度、预埋件、穿墙洞等项目。

(3)内外模板立模顺序。原则上先立内模，后立外模。模板与钢筋安装应相互配合进行，若妨碍绑扎钢筋的模板、应待钢筋安装完毕后再立模。
(4)封模前，各种预埋件或插筋应按要求位置用电焊固定在主筋或箍筋上。预留套管或预留洞孔的钢框应与钢筋焊接牢固，并保证位置准确。
(5)模板安装前必须清除浮锈，涂刷脱模剂，使沉井混凝土表面光滑，减小阻力便于下沉。
8.2 钢筋加工及安装
(1)对进场钢筋要进行验收，按规格分批挂牌堆放在有衬垫的钢筋堆场上，防止底层钢筋锈蚀。对进场钢筋应按批按规格抽样试验，严格遵守“先试验、后使用”的原则。
(2)为了保证本工程施工质量，对上岗操作人员进行严格培训，培训合格者方可上岗操作，特别在本工程中所采用有闪光对焊接头，上岗人员须进场试件考核，合格者方可上机作业，确保焊接接头质量。
(3)制作成型的钢筋，按其规格，绑扎先后，分别挂牌堆放，对其成型的具体尺寸，规格有工地质量员抽样检验把关，对直径Ф12mm以上钢筋宜采用闪光对焊或电弧焊接，对小于直径12mm受拉钢筋接头，钢筋接头位置要互相错开，同一截面的钢筋接头要求严格按施工操作规程要求执行。
(4)钢筋绑扎要结实，井壁的内外层钢筋之间要设定位撑，在钢筋绑扎后，采用同级配砂浆垫块或塑料垫块，控制保护层，保证钢筋在混凝土中有效截面。
(5)钢筋进场必须要有质保书，进场、后对原材料按规范要求进行试验，无证或试验不合格的钢筋严禁使用，需要替代其他规格品种的钢筋必须要设计单位认可及符合规范有关规定。
(6)翻样加工：按设计要求依图出大样图，算出钢筋配料长度，机械成型，分规格堆放，主筋接头情况宜采用闪光对焊。

(7)钢筋绑扎
钢筋绑扎时钢筋的规格、数量、形状、间距均应按设计要求施工，绑扎接头，焊接接头按规定错开，混凝土保护层采用混凝土垫块或塑料垫块，各类预埋件要有测量工精确测放，型号、数量、锚固长度应正确无误，严禁遗漏。
8.3混凝土施工
(1)每次浇筑混凝土前应充分做好准备工作，施工现场必须创造良好的交通条件给搅拌车进出，并派专人指挥及平衡搅拌车，搅拌车到达现场应及时测定混凝土坍落度，每次浇混凝土根据规范做好抗渗、抗压的试验工作。钢筋、模板及各类预埋件经隐蔽验收合格。
(2)混凝土开始浇筑前全面检查准备工作情况并进行技术交底，明确各班组分工、分区情况，混凝土入仓前清除仓内各种垃圾并浇水湿润，合格后方可浇注混凝土。
(3)由于沉井每次浇捣的高度较大应采用泵送混凝土，而且应将输送管头端的软管放入浇捣段，离浇捣面高度在2m以内，防止混凝土离析。
(4)沉井由汽车泵输送，并配置两台混凝土搅拌车。至现场的混凝土应加强现场检查发现有离析现象，应在浇筑前进行二次搅拌，混凝土浇筑时浇筑的自由高度不应大于2m，如超过2m应加串筒浇筑。
(5)将沉井分成若干段对称均匀地分层浇筑，每层浇筑厚度30cm，均衡下料，以免造成地基荷载不匀，产生不均匀沉降或产生倾斜振捣时防止漏振和过振现象，以确保混凝土的质量。
(6)在浇筑过程中，应加强沉井平面高差，下沉量的观测，随着混凝土浇筑总量有增大，测量密度相应增大，如出现意外情况应采取相应措施确保沉井施工安全。
(7)施工中严格控制层差，杜绝冷缝出现，采用插入式振捣，混凝土振捣时振捣器应插入下层混凝土10cm左右，注意不漏振、过振，钢筋密集处加强振捣，分区分界交接处要延伸振捣1.5m左右，确保混凝土外光内实，钢筋工、木工加强值班检查，发现问题及时处理，保证正常施工，交接班时交清情况后才能离岗。
(8)为保证井壁不渗漏，施工缝在浇筑新混凝土前将松散部分除去，并用水冲洗干净，充分湿润，然后铺上一层同级配混凝土(除去粗骨料)的水泥砂浆，厚约2.5cm，再浇筑混凝土，并仔细振捣，确保新老混凝土的良好结合。灌入第一层混凝土时应轻倒，避免砂浆挤散形成蜂窝。拆除时如发现接缝处不平，先清平后，在施工缝上下20公分内用环氧沥青漆三涂外层，内层在立模时高出半块模板，减少不平度的可能性。

(9)当混凝土达到一定强度才能拆除模板，承重模板必须达以设计强度后方可拆除。
(10)沉井制作时应严格按图留出预留孔和预留钢筋。凡预留孔处四周的主筋在施工时不准割断，应按设计增加加固环孔筋。沉井井壁的预留孔在制作时，保留外层钢筋，按预留孔位置尺寸，先制作孔口内模，浇筑10cm厚混凝土，将外层钢筋封闭保护，然后拆去内模。对于管道在沉井上的预留孔采用砖砌体临时封堵；由于进水管道的预留孔较大，因此采用钢封门。
8.4注意事项
1、浇筑沉井混凝土时应对称均匀进行施工；
2、为减小沉井下沉时侧向摩阻力，第一节沉井宽度比设计多做3～5cm，第二节按照设计尺寸施工。从而在第一、儿节间形成了一个阶梯面，下沉时在阶梯面所形成的槽孔中灌填黄砂以减小摩擦力，并防止土体破坏过大。
3、同时，作为下沉辅助措施，在刃脚顶部位置预埋触变泥浆压浆管。
4、根据设计图纸，两节沉井间的施工缝为凸式施工缝，在续接上一节沉井时，必须进行凿毛处理并清理干净；模板支设完毕浇筑混凝土之前需进行清洗，保证新旧混凝土的结合，提高防水质量。
5、混凝土浇筑完毕后12小时内应采取养护措施，可对混凝土表面复盖和浇水养护，井壁侧模拆除后应悬挂土工布并浇水养护，每天浇水次数应满足能保持混凝土处于湿润状态的要求。浇水养护时间的规定为：采用普通硅酸盐水泥时不得少于7天，当混凝土中掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求时不得少于14天。
9. 沉井下沉
井体采用三次制作，一次下沉的施工方法(即先制作前两节，下沉到位后封底，稳定后再接高第三节井体)。又根据现场地下水位情况，变更原设计不排水下沉为排水下沉。下沉时沉井第一节强度应达到设计强度，第二节达到70%设计强度方可下沉，下沉前先凿除刃脚垫层和砖胎模。根据本沉井的重心靠近进水泵房的特点，将定位支点设置在进水泵房一侧。

(1)凿除垫板
在凿除混凝土垫板时应先内后外，应分区域、依次、对称同步凿除，凿断处应与刃脚平齐，凿断的残渣要及时清除，对混凝土垫层的定位支点处应最后凿除，不得漏凿。在凿除混凝土垫板前后，要对沉井所设测点进行测量观测，如发现有倾斜应立即纠正。
当素混凝土垫层敲拆后，沉井重心偏高，沉井井壁的四周无摩擦力，沉井的下沉系数较大，掏挖刃脚下的土若不均匀，将会成沉井很大的倾斜，所以在沉井挖土前，沉井的刃脚先采用人工全面同时分层掏挖，挖除的土方先集中在仓底中央，让沉井逐渐下沉部分，使沉井刃脚埋在土层中，降低沉井重心。
(2)降水
为确保沉井下沉时能严格控制平稳下沉，我们用井点抽除地下水，由于下沉深度较深，故采用大口井降低地下水位，井点在基坑外围布置一周，并至少预抽7天，使地下水位降低到沉井底以下50cm后方可开始挖土。井点需待内部结构完成，确保沉井重量大于浮力时方可停止。
(3)挖土
下沉方法采用排水下沉，沉井下沉的取土方式，采用人工挖土、吊车取土和吊车抓土结合进行(根据现场实际情况)。吊车下部铺筑垫路基箱，扩大支承面，以减少吊机施工时对基坑的影响。井内排水采用明沟结合集水坑，由3″污水泵排水。
吊车抓斗取土时，应对称进行，使其均匀下沉，仓内土面高差不宜过大。履带吊抓土时，锅底深度不得深于1.5m。沉井锅底应均匀出土，下沉过程中应根据测量资料进行纠偏，当沉井达到允许偏差值1/4时必须纠偏。吊车抓土施工时地层的性质对抓土生产效率有影响，一般砂质土抓土后坑壁即会向锅底坍塌，而泥质土不易坍塌，抓斗往往不能满斗，影响抓土的生产效率，因此，施工操作时应特别注意土层的变化，并采取相应措施。为了使抓斗能在井孔靠边的位置上抓土，可在井孔顶部周围预埋几根钢筋挂钩。偏抓时，当抓土斗落至井底后，将抓土头张口用的钢丝绳挂在钢筋钩上，并将抓土斗提起后突然松下，抓土斗即偏向井壁落下，再收紧闭口用的钢丝绳，即可达到偏抓的目的。

如果沉井刃脚四周中及局部地区难于定点取土，可由人工辅助出土，这时为保证施工人员安全不应同时进行抓斗挖泥与其他起吊作业。
沉井挖土顺序应由中间仓位开始，向四边仓位推进。先挖底梁下部土，后挖脚边侧土。中间仓位稍低于四周，各仓沉井挖土高差控制在1M以内，禁止深锅底挖土，防止突沉造成沉井四周地面沉陷和沉井倾斜的危险。地梁底下应适当挖空，不使地梁受到土体向上力的影响。
井内挖土应根据沉井中心划分工作面，挖土应分层、均匀、对称地进行。挖土要点是：先从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖土厚度为0.4~0.5m，沿刃脚周围保留1~1.5m的土堤，然后再沿沉井井壁每2~3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层，每次削10cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重的作用下挤土下沉，不会产生较大的倾斜。各井格内挖土高差不得大于1米。
在沉井四周布置2台25吨的汽车起重机，将土装入1m3的土斗内，用吊车吊到井外，用自卸车运出。由于本沉井较大，特别配合各井格内的均匀出土，下沉前设计好机械设备的稳放位置及自卸车的运行线路。

吊车布置示意图
注：箭头方向为出土方向

附图：沉井下沉开挖方法示意图

II
1
1000~1500
400~500
2

I
1

IV
1

III
1
1
2
3
4
说明：1——沉井刃脚
2——边壁留置土堤
1、2、3、4——削坡次序

沉井下沉过程中，在沉井外侧四周及时填灌黄砂，并均匀充实，使沉井下沉过程中的摩阻力相近，下沉稳定。
沉井下沉必须随时测定四周标高，确保均匀下沉。矩形沉井倾斜后纠偏较为困难，故挖土时应及时掌握四周顶上标高作好观测，发现情况及时纠偏，若沉井下沉困难应另外采取措施，不准大量挖深，造成突沉使四周土体扰动。
沉井挖土需三班制连续作业，中途不应有停顿，我们采用4小时×6班的交替施工，确保沉井连续安全下沉。
沉井时，如发现有异常情况，应及时分析研究，采取有效的对策措施：如摩阻力过大，应采取减阻措施，使沉井连续下沉，避免停歇时间过长；如遇到突沉或下沉过快情况，应采取停挖或井壁周边多留土等止沉措施。
沉井开始下沉至5m以内的深度时，要特别注意保持沉井的水平与垂直度，否则在继续下沉时容易发生倾斜、偏移等问题，而且纠偏也较为困难。
当沉井将要下沉到设计标高时时，如果地下水位很高，承压水水压力很大，导致井内大口井降水无法满足排水下沉方法要求时，立即组织相关人力和设备，改为不排水下沉方法。以保证施工质量和进度。
10. 沉井下沉验算
勘察单位根据静力触探比贯入阻力Ps值、土性指标及特征，并参照有关规范要求，推荐了各层土的沉井井壁摩阻力参数如下表所示：

层序
土层名称
土对井体的摩阻力（KPa）
②
粘质粉土、粉土、粉砂互层
17
③1
粉细砂
15
③2
中粗砂
20
④
粉质粉土
12
⑤
含卵砾中粗砂
22
⑥
粉质粘土
10

沉井下沉必须克服井壁与土之间的摩擦力及刃脚的阻力，根据以往的经验，沉井接近设计标高时阻力达到最大值。

沉井下沉前，应对其在自重条件下能否下沉进行必要的验算。沉井下沉时，必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力，其比值称为下沉系数K，一般应不小于1.15~1.25。井壁与土层间的摩阻力计算，通常的方法是：假定摩阻力随土深而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。计算方法见下图所示：
5m
H-5m
H
f
沉井下降摩阻力计算简图

沉井下沉系数的验算公式为：K=（Q-B）/（T+R）
式中：K——下沉安全系数，一般应大于1.15~1.25
Q——沉井自重及附加荷载（kN）
B——被井壁排出的水量（kN），如采取排水下沉法时，B=0
R——沉井与土间的摩阻力（kN），
D——沉井外径（m）
F——井壁与土间的摩阻系数（KPa），由地质资料提供
T——刃脚反力（kN），如将刃脚底部及斜面的土方挖空，
则R=0
U—沉井周长；

—沉井高度；
F0=单位面积摩阻力的加权平均值；
F0=
F1、f2…..fn按照土的类别分别取不同的摩阻力值。
在摩阻力计算过程中，我们参考了人民交通出版社《深基础工程特殊技术问题》中“沉井的设计与施工”的相关内容。
25.8
24.9
24.5
19.0
15.4
12.2
26.0
31.0
粉质粘土、粉土、粉砂互层
粉细砂
中粗砂
粉质粘土
含卵砾中粗砂
结构顶标高
土层参考《赤壁市污水处理厂一期工程岩土工程详细勘察报告》。

地层分布图

验算下沉系数K=(Q-B)/(T+R)
式中B=0，R=0，
前两节沉井自重为：
Q=570.8*2.5*10=14270KN

井壁的阻力为：
U=(19.3+9.4)*2=77.2；
=11.1；
=16.1
Rf=77.2*(11.1-2.5)*16.1=10689KN
K=Q/RF=1.34>1.25
经验算，沉井利用自重能够克服摩阻力下沉。
11. 沉井下沉观测与控制
Φ25钢管

下
沉
深度
1．4
1．2
1．0
0．8
0．6
0．4
0．2
0
500
1200
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2

尚
差
深度

监测示意图
①测量靶盘：在沉井的四个角设置测量
靶盘，靶盘高度设置在刃脚踏面以上1.20米处，
靶盘用钢板和钢管制作，用 20×150×150毫米钢
板钻Φ12毫米孔四个，钢板中心位置垂直焊接
Φ25毫米、长250毫米钢管成为支架。用膨胀
螺栓将支架与混凝土连接固定，再将画有厘米
格20×300×300毫米钢板水平焊在支架上。

用Φ25毫米、长1.8米的钢管与沉井顶部的钢筋水平焊接牢固，将线坠垂直在靶盘中心后固定。在沉井外壁醒目处，用红色油漆刻画尺度线并标注尺度，如示意图五所示。
对应尺度线在沉井外侧将两米长脚手管砸入地下0.8米，在立管上焊三角架固定指示箭头。箭头两侧注明尚差深度和已沉深度。

沉井控制测量主要是控制沉井外部地面及沉井自身，做到勤测、勤纠，每班至少测量2次。接近设计标高时，加强观测每两小时一次，预防突沉。有专人负责记录，如有倾斜，位移现象，应及时通知指挥人员纠正。距离底板0.2米时，停止土方开挖，进行沉降观测，靠其自重下沉到设计位置，经观测8小时，等剩下下沉量不大于10毫米应进行沉井封底，为了防止过沉刃脚下面砌片石。
②初沉阶段沉井很容易产生倾斜和位移，因此挖土不需过快，每步从中心向四周放射挖土。挖土过程必须保证统一指挥、统一速度、统一深度、统一方向。
木板井盖
该沉井下沉系数较大，初沉阶段井壁与土壤的摩擦系数很小，下沉速度较快，不需掏挖刃脚，挖土可分三个层次(详见沉井挖土方法示意图)；下沉过程中根据下沉的深度和速度随时调整挖土层次。
挖土过程中随挖土深度逐节拆除大口井无砂管,为防止杂土和残管落入井内，每眼井按右图形式配置木板井盖，如右图，拆管时先将无砂管提起，将两片井盖盖在下一节管口上，再破除上一节管。
③ 出土与外运：选用两台25吨吊车，每台吊车配置四个一立方米容积的吊斗，负责本区域的出土工作。吊车位置、区域划分、出土方向详见吊车布置示意图。出土分两处堆放，视土方的存储量分次调车外运。
④ 纠偏：测量人员要随时观测靶盘，分析倾斜趋势并及时与总带班沟通，做到超前纠偏。纠偏时不能一侧超挖纠偏，应与相邻的两侧同时进行，一次纠偏不要过大，让沉井在下沉过程中缓慢校正。如下图所示。
少挖
超挖
纠偏示意图1
纠偏示意图2

⑤ 终沉：
当挖至距设计基底高程1.5米时停止各格中间部位大面积的挖土，进行墙底、梁底的掏挖。当沉井踏面沉至适当高程时集中人力分段对称挖刃脚槽和码放片石。片石顶面高程比设计基底高程高100mm，作为预沉量。从此时开始至封底混凝土浇筑，测量人员每天要对沉井进行高程监测。
如果沉井到达底部时发生无法下沉现象，采用触变泥浆减小摩阻力或在上部加载的方法，将沉井下沉到预定高程。
12. 沉井封底
沉井下沉到位后进行8小时的连续观测，如下沉量小于10mm，可进行封底。沉井下沉至设计标高止沉后，应先清除浮泥等杂物，超挖的土方必须用碎石夹砂填实，不得用土填，井内不得有积水。必须确保井点的正常工作，不允许有停泵发生，同时加强对水位观察井的观察，必须保证中底干燥无渗涌水现象。封底采用干封底，封底时井底设置集水井，用水泵将井底板以下水排出井外，铺碎石用为倒滤层，然后浇素混凝土层。
垫层混凝土达到一定强度后，施工钢筋混凝土底板，在施工钢筋混凝土底板前，必须将底板和井壁接触处部位凿毛和清洗，避免封底后渗漏，底板浇筑前必须对施工用预埋件进行检查，确保位置正确，混凝土浇完毕后，集水井必须配专人抽水，必须连续动运转。混凝土浇筑采用泵送，导管或串筒送料，钢筋及混凝土浇捣要求基本同沉井结构制作。
由于封底面积较大，不能同时一次封底所以沉井封底分二批进行，施工顺序是沿井壁四周向中央进行，每一仓底板必须一次浇捣完成，并应有专人负责及时进行收水抹面和湿治养护工作，以免产生表面收缩裂缝。第一批封底混凝土浇捣后4天后才可开始第二批封底格仓的挖土封底施工。因为下沉系数计算自重较大底板一次浇捣可能沉井产生下降，所以底板分二次浇捣。
先将新老混凝土的接触面冲刷干净，将沉井整个底部修成锅底形，底部深0.5米。由刃脚向中心挖放射形排水沟，以碎石作滤水暗沟，暗沟尺寸400*400。中部设钢法兰集水井和暗沟联通，使井底水汇集到井中，用潜水泵排水，集水井设置在前池二次混凝土处和出水池下部。封底时先铺一层碎石，然后浇筑混凝土垫层。刃脚处应填实，保证沉井稳定。浇筑底板在沉井整个面积上分格进行，养护期间要不间断抽水，待混凝土达到70℅强度后，停止抽水。先用快硬性混凝土捣实，然后上法兰，再浇筑混凝土。

300
300
600
800

封底法兰示意图
当沉井第三次下沉时，如果地下水位很高，承压水水压力很大，导致井内大口井降水无法满足排水下沉方法要求时，立即组织相关人力和设备，改为不排水下沉方法，封底工艺同时改为水下封底，封底混凝土的浇注采用导管灌注法，以保证施工质量和进度。
13. 内部结构施工
内部结构应在沉井到位封底完毕，底板混凝土能承受施工荷载后方可进行。施工前应对井内所有予埋插铁先行除锈，在新老混凝土接合面处必须凿毛、冲洗，并露出石子。
内部结构制作应先浇平台后浇其它结构，其他结构由下至上浇捣。
平台施工，全部采用满堂脚手架，满堂脚手需经计算，由于平台较高，为此根据计算采用每平方米间隔内为8根∮48钢管作顶撑，并将每二根拼合在一起，在底板上需支撑在凹口向上放的A20条形槽钢上，以使应力分散，不使底板受钢管剪力而受损，满堂脚手需在中间每隔4米加横档组成框架状支撑连体，并每隔2米以30°斜撑加固联结，形成整体性的满堂组合脚手，钢管相接，需按规范进行错接铰紧，确保脚手的固定。
若脚手钢管进行接长，则需二根顶接，并在二侧加二根护杆同时绑扎牢固，防止产生脱落。
支撑顶板的模板采用加强型大型九夹板，以保证质量。
在平台完成后再进行内部其它混凝土施工，如底槽、泵基、扶梯等，若能和平台同时施工者，需同时施工。

四、 安全保证措施

（1）严格执行国家颁布的有关安全生产制度和安全技术操作规程。认真进行安全技术教育和安全技术交底。施工过程中，对安全防范的关键部位进行重点检查，及时排除不安全因素和事故隐患。
（2）做好地质详勘工作，查清沉井范围内的地质、水位情况，对存在的不良地质条件采取针对性的技术措施，防止沉井在下沉过程中发生不正常情况，以确保施工的安全。
（3）落实沉井垫架拆除和土方开挖的安全防护措施，控制均匀挖土和刃脚处破土速度，防止沉井发生突然下沉和严重倾斜而导致人身伤亡事故。
（4）做好沉井期间的排水与降水工作，并设置可靠电源，以保证沉井挖土过程中不出现大量涌水、涌泥或流砂现象，避免造成淹井事故。
（5）沉井口周围须设置安全防护栏杆，并有防止坠物的措施。井下作业应戴安全帽，穿胶鞋。下井应设安全爬梯，并应有可靠的应急措施。
（6）认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。电动工具、潜水泵等应装设漏电保护器。夜班作业时，沉井内外应有足够的照明。井内应采用36V低压电。
（7）输电线路应架设在安全地点，并有可靠的绝缘装置。井下作业人员应具有良好的安全防范意识，因为水有导电性，电流有可能通过水柱传导至人体而造成触电事故。
（8）沉井内的作业人员应先经过医生的体格检查，凡患有心脏病、肺结核等疾病者均不得下井施工。