浅谈污水处理厂泵房半沉井施工

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈污水处理厂泵房半沉井施工 一、前言 中国论文网 /2/view-12910739.htm 污水处理厂泵房面积小，但因进 水管道原因，一般深度比较深，基本在 10 米以上，如果采用敞口开挖法极不经 济，沉井施工法是比较广泛采用的一种 方法。沉井法与敞口开挖法相比，具有 许多的优点，即土方量最小，沉降区附 近的建筑物不会发生不均匀沉陷而产生 裂缝或坍陷等。但由于泵房深宽比较大， 沉井下沉过程中，很容易发生倾斜和位 置偏移，同时随着深度的增加，侧壁摩 擦力增大的原因，后期施工比较困难。 因此根据泵房实际情况，采用半沉井法， 能较好的解决以上的问题，在成本和工 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 期上取得很好的平衡。 二、特点 1、半沉井法施工一般大开挖深 度在 5 米左右，开挖的施工难度较小， 影响面不大，同时由于一般障碍物在浅 表比较多，容易处理。 2、半沉井法施工降低了沉井的 深宽比，下沉时容易控制倾斜和位置偏 移，后期施工摩阻力影响比较小。 3、半沉井法施工在地下水位高， 需要降水的砂砾层，因可以在沉井外采 用多级降水，大大降低施工难度。 三、适用范围 该沉井法一般适用于以下的情况： 1、天然含水量的 土壤中，构筑物埋设深度很大，全部用 开挖法在经济上不合算时； 2、地下水位高， 土质松软，采用开挖法和全沉井法，难 以解决流砂情况时； 3、土壤渗透系数 大（如砂砾层） ，开挖后排水量大，施 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 工困难时； 采用这种方法，在施工以前，对沉降沉 井地点的地质情况需要仔细地进行钻探 研究，这对于施工的顺利进行与否有很 大的关系。 四、工艺原理 根据实际地质情况，进行降水， 然后开挖 4-5 米，至沉井制作标高，沉 井制作一般是在地下水位以上 0.51 米 处设置垫座分节浇筑。沉井浇筑的分节 高度需要根据井筒的直径、全高和技术 条件而定。为便于控制下沉标高，在沉 井最后一节上部四周设置翼板，500- 600 宽，端部 100 厚，根部 150 厚，沉 井浇筑后，当混凝土达到 70%的设计强 度时，方能开始下沉。 沉井下沉一般是 借沉井本身的重量（也有借助附加荷重） ，并配合井内挖土下沉。 沉井开始下沉的 条件为： QT+R 式中 Q 沉井自重及附加荷重 (吨)； R刃脚反力(吨)； T磨擦力(吨)， T=u(h-2.5)fk； u沉井周长(米)， h下沉 深度(米 )，2.5 按磨擦力在深 5 米时 达到的最大值，5 米以下时保持常值， k安全系数，一般 k 值为 1.01.25。f单位面积磨擦力的平 均值，按土质的不同分别采用表列的值： 从上式可以看出，磨擦力 T 值视 土壤的不同而异。但对某一沉井来说， T 值是不变值，当增加 Q 值或调整 R 值 时，即可使沉井逐步下沉。采用加压下 沉的方法，从而可能减薄井壁厚度。因 此，在加压条件具备的情况下，则应尽 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 可能采用加压下沉比较经济。 沉井的挖 土下沉，要求均匀进行，以免发生倾斜。 有密实土壤中，挖土可沿刃脚四周进行， 然后再挖中间部分，在松软土壤中，则 应先挖中间，再逐渐向四周均匀扩大， 距刃脚约 50 厘米时，使刃脚切开土壤 而逐渐下沉，但必须保持井内土壤与刃 脚高差不大于 4050 厘米，以免井外 土壤涌入井内。 五、施工工艺流程 施工放样（喷射井点降水） 基坑开挖垫层制作分节制作沉井 拆模（喷射井点降水）凿除垫层 高压水枪及吸泥泵吸泥下沉沉井封底 接浇上部剪力墙土方回填泵房上 部结构。 1、基坑开挖 （1）根据地下水位及土质情况， 降水后第一次开挖至自然地坪约 5m。 （2）考虑到拆除垫层、支模、 脚手架操作的需要，基坑宽一般比沉井 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 宽 4m，四周降水使地下水位降至比基 坑面抵 0.5m。 2、刃脚支垫 刃脚支设模板，有垫架法、半垫 架法和无垫架法。 3、砼垫层 根据刃脚、井壁厚度，确定砼垫 层宽度、标号选及垫层厚度。 4、模板支设 沉井井壁采用木模板或钢模板拼 装。考虑浇筑速度快，对模板产生很大 的侧压力，用 对拉螺栓固定，中部设 橡胶止水片二条。 内、外壁模板稳定，采用在井壁 外搭设双排钢管脚手架。对于井壁上预 留管道孔，为防止下沉时重量不等，影 响重心偏移和泥水涌入井内，施工中采 取在洞口内外预埋钢框和螺栓，用钢板、 木板封增长，中间填与孔洞重量相等的 砂石配重量。 5、钢筋绑扎 （1）钢筋在加工场机械成型， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 用双轮车水平运输，人工绑扎。 （2）每节井壁竖筋一次绑扎好， 水平筋分段绑扎，与上节井壁连接处， 伸出插筋，接头错开 1/4，并采用焊接 连接方法，与丁字隔墙连接部位及各楼 层连接部位，预留连接钢筋。 （3）为保证钢筋位置正确。垂 直钢筋间距采用开槽口的木卡尽控制， 水平筋间距选用一批竖筋按间距焊上短 钢筋头控制。 6、混凝土浇筑 （1）混凝土可采用汽车泵车送。 （2）浇筑采用分层平铺法，每 层厚度控制在 30cm50cm 均匀浇灌， 一次连接浇灌完，灌筑混凝土时应沿着 井壁四周对称进行，避免混凝土面高低 相差悬殊，压力不均而产生基底不均匀 沉降，每层混凝土要求在 2 小时涨捣完 毕。 （3）两节混凝土的接缝处设二 条橡胶止水条贴水平缝，上节混凝土须 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 待下节混凝土强度达到 70%后浇筑，接 缝处应经凿毛及冲洗处理，并浇 10cm 厚减半石子混凝土。 （4）混凝土采用自然养护，为 加快拆模下沉，在混凝土中掺加促凝剂、 减水剂。 （5）井壁混凝土外表面如有蜂 窝、麻面等缺陷，应用水泥砂浆仔细修 补平整。 7、刃脚垫架拆除 （1）沉井拆模板在混凝土强度 达到 25%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。 （2）在破碎砼垫层之前，应对 封底及底板接缝部位混凝土进行凿毛处 理。破除应在专人指挥下分区、依次、 对称、同步地进行。 （3）拆除方法是将砼垫层底部 的挖去，使垫层下空，利用空压泵汽锤 或人工重镑榔头破碎，刃脚下应随即用 砂或砂砾回填夯实，在刃脚内外侧应夯 筑成小土堤，以承担部分井筒重量，接 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 着破碎另一段，如此逐点进行，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。 8、降水 沉井降水一般采用明排水或井点 降水。 9、下沉 沉井根据土质情况，粘土层采用 人工、机械或吸泥法进行均匀下沉，从 中间开始挖向四周，均衡对称地进行， 使其能均匀竖直下沉。每层挖土厚度为 0.41.5m，在刃脚处留 1.21.5m 宽土 台，用人工逐层切削，每人负责 23m 一段。挖土时着重注意先挖隔仓，减少 底梁地基反力，防止底梁搁裂。 碰到硬土层时，当土垅削至刃脚， 沉井仍不下沉或下沉不平稳，则须按平 面布置分段的次序逐段对称的将刃脚下 挖空，并挖出双脚外壁 10cm，可使沉 井因均匀的减少承压面而平稳下沉。 在沉井开始下沉和将沉至设计标 高时，周边开挖深度应小于 30cm，避 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 免发生倾斜。尤其在开始下沉 5m 以内 时，其平面位置与垂直度要特别注意保 持正确，否则继续下沉不易调整。在离 设计深度 20cm 左右应停止取土，依自 重下沉至设计标高。 10、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分标出垂直轴 线，各吊垂球一个，对准下部标板来控 制。挖土时随时观测垂直度，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， 对下沉与挖土情况应加强观测。 11、下沉倾斜、位移、扭转 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 的预防及纠正 （1）沉井下沉过程中。有时会 出现倾斜、位移、扭转等情况，应加强 观测，及时发现并采取措施纠正。 （2）对倾斜产生的可能原因有： 刃脚下土质软硬不均； 拆刃脚垫架，不对称进行，或 未及时回填； 挖土不均，使井内土面高低悬 殊； 刃脚下掏空许多，使沉井不均 匀突然下沉； 排水下沉，井内一侧出现流砂 现象； 刃脚局部被大石块或埋设搁住； 井外弃土或施工荷载对沉井一 侧产生偏压。 操作中可针对原因予以预防。如 沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧 加强挖土，并可在较低的一侧适当回填 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 砂石，必要时配以井外射水，或局部偏 心压载，都可使偏斜得到纠正。待其正 位后，再均匀分层取土下沉，如倾斜是 由于被大石块或破损污物搁住，可用风 镐破碎成小块取出。 （3）位移产生的原因多由于倾 斜导致的，如沉井在倾斜情况下下沉， 则沉井向倾斜相反方向位移，或在倾斜 纠正时，如倾斜一侧土质较较松软时， 由于重力作用，有时也沿倾斜方向伴随 产生一定位移。因此预防位移应避免在 倾斜情况下下沉，加强观测，及时纠正 倾斜。位移纠正措施一般是有意使沉井 向相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉， 至刃脚中心与设计中心位置吻合时，再 纠正倾斜，因纠正倾斜重力作用产生的 位移，可有意向位移的一方倾斜，纠正 倾斜后，使其向位移相反方向产生位移 纠正。 （4）沉井下沉产生扭转的原因 是多次不同方向倾斜和位移的复合作用 引起的，可按上述纠正位移，倾斜方法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 是纠正位移，然后纠正倾斜，使偏差在 允许范围以内。 12、封底 当沉井沉到设计标高，经 23d 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，封底时因上部结构尚未施工，设 备管道未安装，应验算沉井的抗浮稳定 性。 六、质量控制 沉井下沉过程中，有时遇到流砂、 弧石等，会给施工带来困难。遇到此类 问题时，则可采取如下的措施： （一） 流 砂层中的下沉 在流砂层中沉降沉井，必须特别 注意，避免沉井自动下沉时发生倾斜或 高程误差，因而带来施工困难。 在流砂层中，如在沉井内采用排 水下沉只适宜于 1.52 米的水头，而在 流砂层中沉井的挖土，则不应在刃脚下 掏挖，以免流砂大量涌入井内，但在中 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 间挖土，也不宜挖成锅底形。当沉井穿 过流砂层时，如果自重与磨擦力相差不 大，下沉很慢则很不利，这将使流砂不 断的涌入井内。因此，当穿过流砂层时， 最好是采用增加荷重，使沉井刃脚切入 土壤，迅速穿过流砂层。 在软土层上，增加刃脚长度，底 部不挖成锅底形，比较有利。这样，在 一定程度上，可以减少软土的涌入井内 的机会。 采用土井或井点降低地下水位以 后，挖土下沉是完全可以防止井内的流 淤。土井多安置在沉井外；井点则可设 置在井外或井内。 （二）岩 石和埋藏物的处理 下沉过程中如遇有石块、树根等， 应及时查清情况并进行处理。 遇到小型 孤石时，可先将其四周的土掏空，使之 松动，再将其从刃脚下抽出；若遇到较 大石块时，需要将其破碎成小块后，再 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 15 逐步予以清出，必要时用小量炸药进行 放炮炸碎。 在砂卵石层中下沉时，应注意大 块卵石对刃脚的损伤，以及由于刃脚下 土层软硬不同而发生倾斜。 （三）沉 井下沉困难处理 当 QT+R 时，沉井下沉发生困难，主要的处理方 法如下： （1）增加沉井自重。采取尽先 砌筑沉井上部尚未砌筑的部分以及在沉 井上加重的办法，促使下沉； （2）挖除刃脚下的土壤，使刃 脚悬空，以减少刃脚的反力。如用不排 水法下沉时，则可用水冲刷井周土壤； （3）减少井周土壤的磨擦力， 即在地下水位以下者，可以考虑采用均 匀分布的射水管，予以冲刷井周土壤； （4）如为不排水法沉降沉井时， 可以采用部分排水方法，以增加沉井的 自重； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 16 （四）沉 井偏差的纠正 沉井开始下沉时，极易发生偏斜 首先应予注意；在土质不好的情况下以 及沉井快沉到设计标高时，也有发生倾 斜的可能。需要随时注意测量，及时纠 正，一般纠正的方法如下： （1）在井 内高起的一侧多挖些土，低的一侧少挖 些或不挖土； （2）减少 较高一侧土壤的磨擦力，即采用井外挖 土或井内往外向上冲刷土壤； （3）增加 不均匀荷重，高