鋼筋混凝土化糞池沉井施工應用技術

蘇亞森

(福建七建集團有限公司 福建漳州 363000)

引 言

隨著我國城市化率的不斷增長，大批商品房和社會保障房等民生工程不斷涌現，每個小區、每幢樓房，建筑物的地下都按照設計的型號規格和定位尺寸要求埋設一個或多個化糞池。且往往在上部工程接近竣工前，介入進行化糞池的場地開挖施工，雖施工方法很多，但因施工場地狹窄、地質情況復雜和受周圍城市綜合管網等影響，常規的放坡開挖和基坑支護施工方法已行不通，或因支護不可行、施工方法不當等冒昧施工，造成坍塌而威脅到人身安全等重大安全事故的例子屢見不鮮。追其原因是，化糞池工程量小，造價少，重視不夠。為此，經過多年的施工總結，采用鋼筋混凝土化糞池的沉井施工應用技術，該方法雖工期相對長些，但其施工質量好，特別是“安全第一”，即達到方便、安全的施工成效，創出良好的綜合效益，值得推廣應用。

1 化糞池沉井施工的工藝原理和技術特點

1.1 沉井技術特點

沉井是井筒狀的結構物，是在地面或地坑上，先制作開口鋼筋混凝土筒身，達到一定的強度后，在井壁的圍護下通過從井內不斷挖土，依靠井壁自身重力克服井壁摩阻力后自由作用下逐漸下沉后接長井筒，繼續挖土和澆筑混凝土到設計標高后，再進行混凝土封底并填塞井孔等完成的地下工程施工工藝。其特點為:(1)埋置深度可以很大，整體性強、穩定性好，有較大的承截面積，能承受較大的垂直荷載和水平荷載;(2)沉井成為施工時的擋土和擋水結構物，下沉過程中無需設置坑壁支撐或板樁圍壁，簡化了施工;(3)沉井施工時對鄰近建筑物影響較小 。(4)沉井的構造。沉井由刃角、井壁、內隔墻、取土井、凹槽、封底、頂板等組成。沉井棱角處宜做成圓角或鈍角，沉井分節施工完成。

1.2 鋼筋混凝土化糞池的沉井施工應用

關于《鋼筋混凝土化糞池圖集》03S702的構造可概述為:化糞池系埋于地下，由鋼筋混凝土底板、頂板和二至三道隔墻組成，形成能承受上部覆蓋土等荷載和側面水平荷載的中空箱體整體結構。化糞池的構造適合沉井施工。因化糞池平面多為矩形，截面形狀適應性好，模板制作簡單，構件不大，其沉井下沉采用人工或風動工具挖土排水下沉方法。示意圖詳圖1:

2 化糞池沉井施工的適用范圍

適用于下列情況的各類地區新建、改(擴)建的鋼筋砼化糞池施工。

2.1 化糞池施工中，遇軟弱土地基容許承載力不足，以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層，采用沉井施工經濟上較為合理;

2.2 化糞池施工中，因場地局限，不具備放坡開挖或受周圍市政管網影響時，采用沉井施工方案較為科學合理;

3 化糞池沉井施工工藝流程

編制施工方案→場地平整→測量放樣→開挖基坑約2m→沉井墊層→立池壁內模→綁扎鋼筋→立池壁外模→澆筑池壁砼→養護→鑿除刃腳砼→挖土下沉→沉井糾偏→拋填地面塊石→澆素砼封底→綁扎底板鋼筋→澆底板砼→施工頂板(頂板支模、綁扎鋼筋、澆筑砼)

圖1 化糞池沉井節點圖

4 化糞池沉井施工操作要點

4.1 基坑開挖

按照化糞池圖紙的平面尺寸進行測量、放樣，并根據現場土質情況先開挖1.5～2.5m的深度。

4.2 墊層施工

按設計要求的尺寸及標高在化糞池井壁刃腳處開挖溝槽，開槽后及時回填黃砂，防止溝壁坍塌，素混凝土墊層寬度為刃腳踏面寬度兩邊各加20cm以上。

4.3 化糞池井壁施工

為了減少下沉阻力，化糞池的外壁，施工時把井壁下端做成刀刃狀的“刃腳”;另外，化糞池的二道內隔墻，可提高下沉過程中的剛度，同時，把整個沉井分隔成二至三個取土井，使挖土和下沉可以較均衡地進行，也便于化糞池沉井偏斜時的糾偏。

(1)沉井支模先支井體內模，一次支到比施工縫略高100mm處，豎縫用90×90mm方木支撐在內部腳手架上，外模也一次支到施工縫略高100mm處，豎縫處用木方或腳手鋼管桿和Φ12mm拉緊螺栓固定，間距600mm，有防滲要求的，在螺栓中間設止水板。

(2)在上下節水平縫處設企口凸縫。

4.4 鋼筋綁扎

井壁豎筋在施工現場一次綁好，水平筋分段綁扎，與前一節井壁連接處伸出的插筋采用搭接焊接方法，鋼筋接頭錯開500mm。

4.5 混凝土澆筑

(1)把化糞池分成二至三段，對稱分層澆筑混凝土。分層厚度約50cm，防止不均勻下沉或傾斜。

(2)每一節混凝土應一次連續澆筑完成，第一節混凝土強度達到70%時可澆筑第二節。

(3)及時進行混凝土的養護。為加快拆模下沉，可在混凝土中摻加早強劑。

4.6 化糞池沉井下沉

化糞池壁在制作時，當其墊層以下的地基土質較好時，宜分節一次制作完成，然后下沉。下沉分為初沉階段、正常下沉階段、終沉階段三個階段。

4.6.1 初沉階段

(1)初沉時沉井的穩定性較差，要均勻、對稱挖土，挖井順序為，先挖中部，逐漸向四周擴大，嚴禁挖向刃腳。

(2)當沉井的四方向控制點存在大于30mm高差時，要進行糾偏，糾值標準為50mm，但當高差時，就應及時糾偏，利用不同的取土深度，對高處多取土，較低處少取土，調整井內傾斜度，逐步過渡到垂直。

4.6.2 正常下沉階段

(1)在初沉階段的末期，如沉井的各項技術指標良好，可增加沉井鍋底深度，一般鍋底深度控制在0.5m左右，并可加快挖土速度，減少返力，從而降低下沉時的阻力，提高施工進度。

(2)下沉末期，如果沉井的四方向控制點高差較大時，則按初沉階段的糾偏要求進行調整。在第二階段的沉井過程中，四方向控制點的高差大于10cm時，應立即進行糾偏，糾偏時倉與倉之間的高差以5cm左右為宜，不得過大，外墻刃腳下的土體一定要控制好，不宜沖該處土體，如該處土體被破壞，則極易差生涌土現象。

(3)及時觀察場內地質情況，如地下有承壓水，極易造成涌土、突沉和取土不沉等現象，給沉井工作帶來一定的困難。

4.6.3 終沉階段

(1)在終沉時，挖土鍋底形狀由凹面逐步過度到凸。并且適當放慢取土速度和數量，嚴格按照均勻對稱的原則布置挖土范圍，當沉井四周控制點高差大于50mm時，應及時糾偏。終沉階段是沉井的關鍵時刻，要加強觀測，嚴格控制終沉下沉速率。

(2)當化糞池沉井結構的刃腳踏面標高達到設計要求的，應立即停止取土，并注意觀測，半天內下沉小于10mm時即為剎車成功。

4.7 沉井的封底

當化糞池下沉到設計標高后，進行井底清理整平，C10砼封底;

(1)新舊混凝土施工縫應鑿毛和洗刷干凈，對井底進行休整使之成鍋底形，在中間設1個集水井，深0.8m，便于抽水。

(2)澆筑應由四周向中央推進，用振搗器搗實。

(3)混凝土養護期間應繼續抽水，待底板混凝土強度達到70%后，將濾水井中水抽干，高強度混凝土進行堵塞并搗實。

4.8 頂蓋施工

鋼筋混凝土化糞池頂蓋施工，包括支模、扎筋、澆筑砼。做法同常規的施工工藝。

5 化糞池沉井施工質量控制

5.1 沉井下沉控制要點

⑴清理化糞池沉井結構上的物件，補好對拉螺栓的保護層孔。為防止化糞池井壁預留空洞下沉時泥土和地下水涌入井內，在下沉前用磚封堵填塞處理。

⑵在化糞池沉井外壁設四個高程控制點，在倆側井壁上設平面位移觀察尺，根據下沉的情況應隨時進行復測、校正。

⑶ 化糞池沉井下沉中，應均勻出土，不得超挖，并應加強觀測，防止化糞池沉井突然下沉和歪斜現象的發生;

⑷ 化糞池沉井下沉中，如刃腳尚未達到原河床以前，而需接高沉井時，應在沉井內回填砂土，并分層灌注混凝土，防止沉井接高加重，產生不均衡下沉，造成沉井傾斜;

5.2 質量檢查標準

按照《鋼筋混凝土化糞池圖集》03S702、《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB 50202-2002、《砼結構工程施工質量驗收規范》2011修訂版(GB 50204-2002)以及《地下防水工程施工質量驗收規范》GB 50208-2002的規定要求施工。

5.3 易出現的問題及防治措施

(1)下沉過快

當遇軟弱土層或流砂時，明顯降低井壁與土的摩阻力，則采用重新調整挖土，在刃腳下不挖或部分不挖土，或在沉井外壁間填粗糙材料提高摩阻力，以調整下沉速度。

(2)下沉過慢

當沉井自重不夠，且遇摩阻力大的土層時，易出現下沉速度慢，甚至不下沉現象。則采用加大刃腳上部的空隙和均勻堆沙包增加荷載來調整解決。

6 安全措施

6.1 進場工人必須進行安全技術培訓，遵守施工現場制定的一切安全制度。

6.2 合理進行勞力組織，井內人員不宜過多。在刃腳處挖掘，應對稱均勻掘進，并保持沉井均勻下沉。下井操作人員，安全防護用品必須佩戴齊全。

7 結語

通過在廈門豐景苑、漳州東升花園、漳州都市陽光等幾個小區的多個型號鋼筋混凝土化糞池施工時，類似遇到場地狹窄、周圍城市市政綜合管網多的情況，通過編制沉井施工的可行性的施工方案，沉井施工中，嚴格過程施工質量控制，化糞池混凝土觀感好，斷面尺寸、垂直度等符合規范要求。幾個工程實例統計，依照地下土層結構與施工環境條件的不同，工期最短的為29天，最長的為42天。與常規施工方法比較，雖工期略長，但減少了基坑支護費用，特別是如廈門豐景苑的鋼筋混凝土化糞池的設計規劃在主樓與臨繁華街道邊，場地狹窄、地下綜合管網多的情況下，放坡開挖或支護施工不可行。采用沉井施工方法，施工成效佳，實現安全生產。所有配套工程交驗使用多年來未發現地下滲漏等相關的質量問題，經濟效益、社會效益俱佳。

[1]03S702，鋼筋混凝土化糞池圖集[S].

[2]GB 50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].

[3]GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

[4]GB 50208，地下防水工程施工質量驗收規范[S].