刘郢污水泵站沉井施工技术

一、 工程概况
刘郢污水泵站位于合肥市南淝河中游，肥西路西侧。泵房下部为28.5m×10m×14.7m的沉井，C25混凝土，其抗渗标号为S8。
二、沉井制作
泵房沉井采用两次制作一次下沉的施工方法。沉井的施工程序为：施工准备→混凝土垫层→支刃脚→一段井壁内模板→绑扎刃脚、一段井壁钢筋→支刃脚、一段井壁外模板→浇注刃脚、一段井壁混凝土→养护→拆除一段井壁及刃脚模板→支二段井壁内模板→绑扎二段井壁钢筋及外模板→浇注二段井壁混凝土→养护→拆除混凝土垫层和砖模土胎→挖土、下沉→浇注底板混凝土垫层→绑扎钢筋、浇注底板混凝土→养护→对沉井内及上部结构施工。
沉井制作准备工作
泵房沉井制作前将场地的表土挖至标高-5.00，再沿周边以沉井预制中心线开挖宽2500、深800的沟槽，槽内填800厚级配砂石，并做700厚、1500宽C10混凝土垫层。
在基坑制作沉井要求基坑应比沉井宽2米，四周设排水沟、集水井，使地下水位比基坑底面低0.5米，挖出的土方在周围筑堤挡水，要求堤宽不少于2米。
刃脚支设
刃脚施工采用砖模土胎，刃脚落在混凝土垫层上。破除刃脚下混凝土垫层应在井筒混凝土达到设计强度75％以上方可进行。
沉井井壁制作
（1）泵房沉井井壁分二次浇注，井壁模板采用组合式定型钢模板、钢管支撑，内外模板用￠14对拉螺栓拉槽钢圈固定，在螺栓中间设一100×100×4止水钢板。第一节沉井筒壁应按设计尺寸周边加大10—15mm，第二节相应缩小一些，以减少下沉摩阻力。由于该工程一次浇注高度较高，且钢筋较密，故施工时需纵、横向@2000预留浇注混凝土的下料口，以保证混凝土浇注质量。
沉井井壁的施工缝凹槽式接法，并设置一400×3钢板止水带，结合面应尽量粗糙，第二次浇注前应将施工缝凿毛，用水冲洗干净，并在施工缝结合面涂刷水泥浆二遍（水灰比0.3—0.4）再浇一层减半石子混凝土，然后浇注混凝土。
（2）沉井钢筋采用预先在沉井近旁绑扎钢筋骨架或网片，用吊车进行大块安装。竖筋一次绑扎好，水平筋分段绑扎，与前一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接连接方法，接头错开1／4。沉井环向钢筋采用焊接接头。
（3）沉井混凝土采用混凝土输送泵车沿井周围对称均匀分层浇筑，每层厚30cm，以免造成地基不均匀下沉或产生倾斜。混凝土浇注应振捣密实，不得残留缝隙。
（4）所有穿墙套管、预留空洞、预埋铁件等都必须在浇筑混凝土之前按图预留好，不得事后开凿。沉井预留洞在下沉之前应用砖封堵，并抹以水泥砂浆，待安装管道时再将其拆除。
（5）钢筋遇洞口、预埋管处应尽量绕过不要切断。当必须切断时，被切断的钢筋必须与加强筋焊牢。
（6）沉井中由于施工及下沉的原因不能与沉井同时浇注的部分应按构件设计的钢筋规格及数量预留插筋，二次浇注时钢筋采用焊接。
混凝土可采用自然养护。
三、 沉井下沉
沉井下沉准备工作
（1）下沉前对地下土质的了解：沉井下沉前应详细了解地质情况，主要了解地下土的内摩擦角、地下水位、水量的分布情况。
（2）刃脚垫层拆除：沉井井壁模板在混凝土强度达到75%即可拆除，刃脚垫架在混凝土达到100%强度始可拆除破土下沉。在破碎砼垫层之前，应对封底及底板接缝部位混凝土进行处理。破碎砼垫层应在专人指挥下分区、依次、对称、同步地进行。拆除方法是先将砼垫层底部的砂挖去，利用机械或人工破碎，刃脚下随即用砂或砂砾回填夯实，在刃脚内外侧应夯实筑成小土堤，以承担部分井筒重量，接着破碎另一段，如此逐段进行。破除垫层时要加强观测，注意下沉是否均匀，如发现倾斜，应及时处理。
（3）沉井下沉前井壁外涂热沥青二度，并用砖砌体将井壁预留空洞临时封堵。
2、沉井下沉
该沉井下沉过程中采用明沟、集水井排水，一防止沉井上浮。具体方法为：在沉井离刃脚2—3米处挖一圈排水明沟，设3—4个集水井，深度比地下水深1—1.5米，集水井深度随沉井挖土而不断加深，在井内或井底设水泵，将水抽出井外排走。
根据不同土质情况，需要采取不同的挖土顺序，挖土总的原则：分层开挖；使挖土对称均匀；刃脚均匀受力；沉井均匀、竖直、平稳下沉；沉井内挖出的土严禁堆放在沉井四周。
（1）普通土层沉井下沉：
从沉井中间开始逐渐向四周开挖，每层开挖厚度0.30～0.50m，在刃脚处留1.0～1.50m宽的台阶，然后沿沉井进壁每2.0～3.0m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的削薄土层，每次削10～15cm；当土层经不住刃脚的挤压而破裂，沉降便在自重作用均匀破土下沉。当沉井下沉很少或不下沉时，可再从中间向下挖0.40～0.50m，并继续按上述要求向四周均匀掏挖，使沉井平稳下沉。
（2）土质不均匀情况沉井下沉：
沉井在下沉过程中，如遇土质不均匀时，即土质出现一边硬土、一边软土的情况，为了使沉井均匀下沉，应先施工硬土一侧，后挖软土的一侧。在软土的一侧如沉井发生倾斜时，要即时在土质硬的地段进行堆土，使沉井本体处于平衡状态。
沉井下沉时，井壁与周边土间200mm缝隙必须填入粉煤灰或细砂以减小摩擦力。
四、测量控制与观测
沉井位置的控制，在井外地面设置纵横十字控制桩，水准基点。下沉时，在井壁上设十字控制线，并在四侧设水平点，于壁外侧用红铅油画出标尺，以测沉降。井内中心线与垂直度的观测系在井筒内壁纵横四或八等份标出垂直轴线，各吊垂球一个，对准下部标板来控制。挖土时观测垂直度，当垂球离墨线边达50mm，即应纠正。沉井下沉过程，每班至少观测两次，并应在每次下沉后进行检查，做好记录。当发现倾斜、位移、扭转时，应及时通知值班队长，指挥操作工人纠正，使在允许偏差范围以内。当沉至离设计标高2m时，对下沉与挖土情况更应加强观测。
五、沉井封底
当沉井沉到设计标高经2-3d下沉已稳定，或经观测，在8h内累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底。该沉井采用干封底，即排水封底，地下水位控制在沉井刃脚以下，沉井到位后随即做封底垫层及底板。方法是先进行土形整理，使之呈锅底形，自刃脚向中心挖放射形排水沟，填以石子做成滤水暗沟，在中部设2～4 个集水井， 井深1～2m ，插入直径 0.6～0.8m，周围有孔的混凝土或钢套管，四周填以卵石，使井中的水都汇集到集水井中，用潜水泵排出，使地下水位保持低于井底面30～50cm.并将刃脚混凝土凿毛处洗刷干净。封底前将沉井预留凹槽处及底板梁分界面打毛洗净，并在结合面刷纯水泥浆两道，下部挖空部分用C10毛石混凝土填实。待其强度达到50％后，绑扎底板钢筋，两端伸入刃脚或凹槽内，浇注底板混凝土。浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中央进行，每层厚 30～40cm ，并捣固密实。井内有隔墙时应前后左右对称逐孔浇注。
混凝土采用自然养护，养护期间封底的集水井中应不间断地抽水，待底板混凝土达到70%设计强度后，对集水井逐个停止抽水，逐个进行封堵。方法是在抽除井筒水后，立即向滤水井管中灌入C30早强干硬性混凝土捣实，装上法兰，用螺栓拧紧或焊牢，再在上面浇筑一层混凝土，使之与底板平。