現澆混凝土進水前池采用沉井法不排水下沉施工技術

摘要：本文主要介紹新建鄂州城東污水處理廠污水前池采用（泵站）三軸攪拌樁作為圍護結構，采用沉井法不排水下沉施工技術，挖土機具拋棄了傳統伸縮臂挖機，采用輪胎起重機配抓斗，減少了預制分節，節約了工期，降低了施工成本；同時分節的減少，減少了污水滲漏的風險，以供參考。

關鍵詞：沉井法；下沉；三軸攪拌樁；施工；分節段

一、工程概況

新建鄂州城東污水處理廠污水前池尺寸為24.8m×19.8m×14m（L×B×H），前池采用現澆鋼筋混凝土水池結構，混凝土強度等級為C35，抗滲等級P6。底板厚度0.8～1mm，池壁厚度1m，頂板厚度0.3～0.4mm，處理污水能力15萬t/天。配套工程有粗格柵、提升泵房、運行與監控設備、監測儀表、電器等。其中，污水前池由水泵池和集水池組成，水泵6臺，大泵4臺（Q=1857m³/h，H=16m，N=110k W），小泵2臺（Q=1857m³/h，H=16m，N=110k W）。

二、地質、水文條件

（一）地質情況

擬建污水處理廠污水前池，表層地基土地層為雜填土和淤泥質粉質黏土，下部基巖巖性為泥質粉砂巖，地基工程地質條件較差，需對地基進行工程處理。結合表1，圍護結構采用三軸水泥攪拌樁止水圍幕，坑內采用三軸水泥攪拌樁抽條加固。

（二）地下水位

地下水總體較貧乏，地下水類型主要為潛水和基巖裂隙水。

潛水：主要存在于人工填土層Qml4中，主要受大氣降水、水塘的互相滲透入滲補給，排泄形式主要為表層毛細水蒸發或向低洼處滲流，水位、水量與地形及季節性關系密切。潛水一般受下部粘性土隔水影響，水位變幅小。

基巖裂隙水：主要存在于下伏基巖裂隙中，水量較小，主要接受地下水的下滲補給，向下游低洼處或深部裂隙排泄。場地上部松散地層孔隙潛水主要靠大氣降水垂直滲入補給，補、逕、排條件一般；基巖強、弱、微風化帶裂隙含水層埋藏相對較深，補給條件差。

據勘察，場地內各鉆孔均見地下水，勘察期間測得終孔穩定水位埋深為0.90～2.50m，平均水位埋深1.50m；相應標高為20.32～18.96m。

三、總體施工思路

根據主體結構尺寸、地勘及地下水、施工條件、砼澆筑施工方便等綜合因素考慮，采用三軸水泥攪拌樁止水圍幕，坑內采用三軸水泥攪拌樁抽條加固；池壁采用分節澆筑，分節段采用沉井法不排水下沉，下沉到設計底標高后，干封底施澆筑底板，即對池壁分三次施工，分別為4m+5m+5m=14m，第一、二節段下沉時預留0.5m高于原地面，便于后節段接高施工，各節段之間為保持良好的防滲性能，水平施工縫采用水泥基滲透結晶型防水材料+鋼板止水帶。

四、施工方法

（一）前池坑底加固與圍護結構

污水前池基坑在結構外側設置Φ850@600mm三軸攪拌樁止水帷幕，坑內采用Φ850@600mm三軸攪拌樁進行坑底加固，加固深度為坑底下3m。

三軸攪拌樁采用兩攪兩噴工藝，實樁水泥摻量18%～20%，空樁水泥摻量7%。設計28d無側限抗壓強度不小于0.8MPa。攪拌下沉速度宜控制在0.5～1m/min，提升速度宜控制在1～2m/min，并保持勻速下沉或提升。污水前池（泵站）加固平面布置如圖1所示，剖面如圖2所示，三軸攪拌樁施工如圖3所示。

（二）采用分節段施工沉井

根據主體結構尺寸、地勘及地下水、砼澆筑施工便捷等綜合因素考慮，前池采用分節澆筑，沉井法不排水下沉，下沉到設計底標高后，干封底施工墊層，澆筑底板。即對池壁分三次施工，分別為4m+5m+5m=14m， 各節段之間為保持良好的防滲性能，水平施工縫采用水泥基滲透結晶型防水材料+鋼板止水帶，底板采用干封底施工。泵站平面、剖面如圖4、圖5、圖6所示。

（三）分節段預制、下沉與底板砼澆筑

1.分節段預制、下沉

前池24.8m×19.8m×14m（L×B×H），分三節預制（4m+5m+5m=14m），分三次下沉。配備主要設備為：2臺輪胎起重機DLQ16－12.5（配備抓斗，在抓斗大臂頂端安裝攝像探頭，可視化操作，動力為接電），為確保沉井均勻、對稱下沉，在4個格倉內配置4臺YS－17型挖掘機挖土，兩臺輪胎起重機挖掘對角線格倉，每次各格倉挖土深度不超過1.5m，分層挖掘，每層厚度不超過0.3m，土方由運輸車輛外運，如此循環挖掘，確保均勻下沉，嚴格控制超挖，在開挖時動中糾偏，確保平面位置、標高，同時應觀測結構變形與裂縫。每次預留0.5m高度高于地面，同時預留接駁鋼筋，方便后續砼接高。三次下沉主要工序如下：

第一次下沉：第一節段澆筑高度為從底部向上4m，標高為－4～0m，待砼強度達到設計強度75%后，開始開挖下沉。下沉前，在沉井外壁四周沿豎向標出刻度尺，下沉時，定時觀測井體傾斜度和下沉量每8小時應至少測量2次，每下沉3m應測量1次，同時做好記錄，經清土糾正后可繼續挖土下沉，如圖7所示。

第二次下沉：待第二次接高砼強度達到設計強度75%后，開始開挖下沉，開挖控制與第一次相同，如圖8所示。

第三次挖土時，待第三次接高砼強度達到設計強度75%后，開始開挖下沉，開挖控制與上兩次相同。隨著泵站下沉深度的增加，池壁砼與周圍土體摩擦力太大，下沉速度較慢，采用觸變泥漿助沉，如圖9所示。

第三次下沉為最終下沉，沉井在下沉到距離設計標高2m時，嚴格控制四角高差及下沉速度，下沉深度距設計標高有一定的預留量，預留量為0.2m，下沉最后1m開挖下沉時，嚴格控制每層開挖深度在0.2m以內，嚴禁超挖，對于有超挖部分用大塊石墊實。

2.底板砼澆筑

底板砼澆筑前，測量復測沉井四角高差和中心位移，確認滿足規范要求后，按設計要求換填0.3m厚碎石，澆筑0.1m厚墊層，最后采用泵送澆筑砼底板，如圖10所示。

五、結語

工程采用2臺輪胎式抓斗機，配備4臺小型挖機在格倉內挖土，很好地控制了泵站下沉質量，確保了標高和中心位置，與采用常規收縮臂式挖機挖土下沉相比，施工速度更快，節約工期，同時以交流電為動力，可以節約成本，減少污染，為類似工程提供借鑒。

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作者簡介：陳衛軍（1981），男，湖北省浠水縣人，本科，項目副經理，市政工程師，主要研究方向為市政工程管理、施工技術 。