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沉井施工技术论文 天津港项目 耿传宇 摘 要：本文以天津临港产业区第一雨水泵站工程施工过程中用到的沉井下沉为参考依据，通过对沉井下沉中的控制及相关措进行的分析，得出该工艺的应注意的关键环节，本工艺避免了深基坑开挖以及支护等费用，缩短了工期。 关键词：下沉 纠偏 沉井 根据地质情况，本沉井下沉采用冲水下沉法；如果遇到较坚硬的土体，采用人工开挖配合吊车调运的形式。沉井整体混凝土强度达到100%后方可下沉。下沉前，沉井外面涂刷沥青漆两遍。 1、沉井下沉计算 地层特征，与沉井下沉相关的各层土质的特征见下表所示： 土层 层号 土层名称 层厚（m） 井壁摩阻力（kpa） 11 ② 砂性粉质粘土 1.0～-0.5 16 ③ 淤泥质粘土 0.5～-4.45 11 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。 沉井下沉系数可按下式计算： K=G/（Rf+R2） 式中：K——沉井下沉系数 G——沉井的总重（KN） Rf——作用在井壁侧面上的土层摩擦力（KN） R2——刃脚踏面下土的正面阻力（KN） Rf =U*（H-2）? （本沉井下沉结束后仍有2m没有埋入土中） U——沉井周长（m） H——沉井入土深度（m） ?——土与井壁的单位面积摩阻力（Kpa）取平均13.74Kpa R2=F*R极 F——刃脚踏面支撑面积（m2） R极——踏面下土的极限承载力（Kpa）140Kpa Rf=U*（H-2.5）*?=86.9*（6.75-2）*13.74=5671.83（KN） R2=F*R极=（86.9*1.2）*140=14599.2（KN） G=（480+430）*25=22750（KN） K=G /（Rf+R2）=22750/（5671.83+14599.2）=1.12 经计算其下沉系数K为1.12，小于规范的1.25；符合沉井下沉要求。 2水冲配合人工开挖法下沉： 下沉准备工作 → 设置垂直运输机械设备（安装淤泥泵） → 冲水下沉 → 边下沉边观测 → 纠偏措施 → 沉至设计标高 → 核对标高、观测沉降稳定情况 → 井底设盲沟、集水井 → 铺设井内封底垫层 → 底板防水处理 → 底板钢筋施工与隐蔽工程验收 → 底板混凝土浇筑 → 井内结构施工 → 上部建筑及辅助设施 → 回填土。 本沉井下沉时，在泵站南侧300m处提前挖好泥浆池（200m×10m×1m）及集水池，用清水将沉井内土体冲成泥浆，再用泥浆泵将泥浆抽入泥浆池，泥浆沉淀后，清水排到集水池中，形成循环系统。 从沉井中间开始逐渐向四周冲土，先冲地梁下方，使沉井内部形成锅底状，在刃脚处留设1.0米的台阶，然后再沿井壁，每1.5m一段向刃脚方向逐层全面、对称和均匀的冲簿土层，每次冲10cm，使水泥搅拌桩经不起刃脚挤压而破裂，使沉井在自重下均匀下沉。冲土顺序如下： 空间7和8内的土方必须同时清除， 空间3和10内的土方必须同时清除； 空间4和9内的土方必须同时清除； 空间5和6内的土方必须同时清除； 空间1和12内的土方必须同时清除； 空间2和11内的土方必须同时清除。 图4 沉井内部地梁、墙体及刃脚下面均有水泥搅拌桩，在下沉过程中，水冲发无法将水泥搅拌桩冲碎，采用人工配合吊车的方法挖土下沉。井壁与土体的摩阻力比较大下沉较困难时，可向井壁外侧注水，以减小摩阻力。如下沉很少或不下沉可按上述方法再向下挖50cm。同时及时处理从刃脚下挖出的土方。重复上述步骤，使沉井下沉至设计标高。挖土过程中设专人指挥，有条理的将土方调运至泵站100m以外，以减小土体侧压力。 人工开挖时一定要注意沉井内部的开挖顺序，首先将地梁之间的土进行人工挖除，然后将地梁下土体挖除。切记在此时不可对刃脚下1.4米范围内的土体进行清除，应根据下挖预留1:1的坡，确保在挖除沉井地梁下部土体后，刃脚下部仍可支撑整个沉井的自重，而不至于产生突沉现象。示意图如下： 图3 在人工挖出刃脚下水泥搅拌桩时应注意在每段墙体开挖时，每次破除刃脚桩体长度不超过2m，刃脚搅拌桩开挖顺序如下：（将QB1~QB4分为16段墙，如图4所示）： 墙7、8同时取出； 墙3、10同时取出； 墙4、9同时取出； 墙1-2、12-1同时取出； 墙2-2、11-2同时取出； 墙1-1、6、11-1同时取出； 墙2-1、5、12-2同时取出。 计划该部分工期为30天, 配合人工分2组,每台班为12人，每台泵配合3人，负责移位、开挖修整等确保污泥泵工作有效，其他人员负责破除水泥搅拌桩（人员投入如下表）。拟采用AH系列污泥泵型号11/2/1B-AH,功率15KW,清水流量12.6～28.8m3/h,有效排砂量按30%计算每台每小时3.78 m3,计划2