钢筋混凝土沉井不排水下沉施工.docx

钢筋混凝土沉井（不排水下沉）施工

孙磊张荣根
江苏苏州第一建筑工程集团公司
[摘要]通安泵房基础工程为钢筋砼内阶梯式沉井，是苏州市水环境综合整治工程——引水泵站工程之单项工程，本工程采用分节制作筒身、不排水下沉的施工方法。
[关键词]分节制作排水下沉不排水下沉下沉摩擦力测量控制封底
1、工程概况
工程位于苏州市相城区通安镇街西村，南为金墅取水站，西为太湖，北面为渔民新村，场地为农田，古北角一部分为鱼池。本工程由上海市政工程设计研究院苏州自来水公司给排水设计院设计。沉井的平面尺寸为25.45×23.6m，刃脚底标高为▽-8.10m，全高12m，壁厚为：刃脚部位1.2m、▽-4.90～▽-0.35部位1.0m、▽-0.35～▽+3.90部位0.6m。砼沉井墙壁及底板均采用C25号密实砼、抗渗标号S6，沉井底采用水下封底用C15砼。
1.1土层分布情况
江苏纺织工业设计院进行地基土层的勘探，地基土层的分布：
（1）素填土：新近沉积土，软塑，高压缩性，fk=90(Kpa)工程性能较差，不能利用，厚度0.8～1.4m。
（2）淤泥：饱和，流塑，高压缩性，为局部薄层的不良地质层，工程性能差，厚度0.4～0.5m。
（3）粘土：可塑，饱和，中压缩性，fk=200(Kpa)，工程性能良好，为理想的天然地基持力层，厚度2.10～4.20m。
（4）粉质粘土夹粉土：可塑～软塑，饱和，中压缩性，fk=140(Kpa)，工程性能一般，厚度1.6～3.80m。
（5）粉质粘土：软塑，饱和，中压缩性，fk=120(Kpa)，工程性能一般，厚度0.70～2.0m。
（6）淤泥质粉质粘土夹粉质粘土：饱和，流塑～软塑，中压缩性，fk=90(Kpa)，工程性能差，厚度1.90～3.90m。
1.2水文地质条件
拟建场地地下水位为黄海高程0.73～1.58m，该水位为上层滞水和潜水的混合水位，地表水与地下水有密切关系，受降水及灌溉影响。本处地下水对砼无侵蚀性。
2、下沉方案的选择
沉井下沉分为排水下沉和不排水下沉两种施工方法。排水下沉适用范围：①渗水量不大（每平方米≤1立方米/分钟）的土；②稳定的粘性土如粘土、粉质粘土以及各种岩质土；③渗水量很大而排水并不困难的砂砾层。不排水下沉适用范围：①严重的流砂地层；②渗水量大的砂砾层；③地下水无法排除或大量排水将影响附近生活、生产和建筑安全。
本工程的实际情况是：沉井最终下沉量为11.7米，由工程地质勘探报告知地质性能一般，地层有较严重的流砂，沉井周围水资源较丰富，大量抽除地下水非常困难，沉井周边取水方便，排污也很方便，主要是不污染周边的环境，降低工程造价，质量、安全也能得到有效的保证，所以确定采用不排水下沉方法。
3、沉井施工
3.1沉井制作
本沉井制作总高度为12m，根据设计要求及工程地质条件分三次制作、一次下沉，第一节制作高度为5.2m，第二节制作高为3.6m，第三节制作3.2m。为减少沉井四角的集中应力及沉井下沉的摩阻力，四角采用圆角。
模板施工要点：模板与已经浇筑好的混凝土接触处垫50毫米宽泡沫塑料带，防止漏浆。第一节沉井筒壁应按设计尺寸周边加大10—15毫米，第二节相应缩小一些。
钢筋施工要点：在沉井墙板旁预先绑扎钢筋骨架和网片，竖筋一次绑扎到位，水平钢筋分段绑扎，与前一节井壁连接伸出的插筋采用电渣压力焊连接，接头错开1/4，内外钢筋之间加设Φ14钢筋铁码，1.5米间距一个。钢筋应控制好垂直度和水平度。
混凝土施工要点：采用泵送混凝土浇筑，将混凝土分成4段对称均匀分层浇筑，每层控制的厚度为30厘米，一次连续浇筑完成，等到第一节混凝土强度达到70%再浇筑第二节，在浇筑下一节混凝土前，先浇筑一层减半石子的混凝土。在上下节水平缝处设钢板止水带。

制作质量验收结果（数据为最大的偏差）为下表所示：
项目允许偏差（毫米）
备注制作质量平面尺寸长度、宽度±l/200且不大于100+25，-30L为沉井的长度或宽度；
R为半径；
b为对角线长；
对角线差b/100+30，-40井壁厚度±15+10，-53.2下沉系数验算
本沉井采用三次制作一次下沉，第一节砼强度达到设计强度的100%，其余各节达到70%后，方可下沉。下沉系数验算：
K=(Q-B)/(T+R)=(Q-B)/[πD(H-2.5)f+R]
沉井下沉受力平衡简图沉井下沉摩擦力计算简图
式中：K—下沉安全系数，一般应大于1.15；
Q—沉井自重及附加荷载（KN）；
B—被井壁排开的水重（KN）；
T—沉井与地基土间的摩擦力（KN）；
D—沉井外径（m）；
H—沉井下沉高度（m）；
R—刃脚反力（KN）；
f—井壁与地基土的摩擦系数(KN/m2)。
K=(Q-B)/(T+R)=(Q-B)/[T+L×(H-2.5)×f0]≥1.15
式中：Q=48000KN；
B=1