中小型钢筋混凝土沉井封底施工技术总结

程金霞 李继超 高福利

（中国核工业华兴建设有限公司）

1 工程概况

某道路建设项目，毗邻港口，属长江漫滩地貌单元，浅部分布厚层淤泥质粉质粘土层，具有高含水量、高孔隙比、高压缩性、变形大、承载力低等特点，易沉降和不均匀沉降，为典型的软土地区。本工程污水管道（DN800）采用沉井和顶管施工，工作井和接收井均为圆形，外径分别为8m和6m，沉井高度为7.25～8.58m不等，墙厚600mm。

本工程随着项目的推进分别遇到了沉井封底时井内无水以及井内涌现大量水的情况，分别采用了两种封底施工技术：一种是干封底，即把井内水排干或者井内本身没有水直接浇筑混凝土进行封底的方法；另一种是水下封底，即在井内有水且不排水的情况下进行水下混凝土封底的方法。

2 封底施工技术适应性选择

根据沉井底部渗水量和土体稳定性的不同，选择不同的封底施工技术。干封底施工重点在于沉井内可排水性、沉井周边可降水性；而当降水和排水的困难变大时，会导致工程造价的增加，严重时还会影响工期，则应当选择水下混凝土封底施工，具体选择如表1。

表1 封底施工技术选择

3 封底条件

沉井下沉至设计标高后观察其稳定性，每小时观察自沉量，经观测在8h内累计下沉量不大于10mm，或沉降率在允许范围内且沉井下沉已经稳定时，即可进行沉井封底。

4 沉井干封底施工

4.1 排水后干封底施工

首先采用3～4台水泵快速将井底水抽干，井底铺设一层40cm碎石垫层并夯实，提高井底土层的承载力。铺设时应遵循“由外向内，从四周向中间”的原则，达到抑制泥沙上涌，使水流动方向由四周流到中间，使浮式泥浆泵处于持续排水的状态。沉井底边碎石尽量铺设到刃脚底部，可增加井壁与井底土的摩擦力，避免其继续下沉。

在井底中间设置一个集水坑（如图1），使地下水在集水坑中汇聚，设置一台抽水泵抽水。当水泵在集水坑中抽水时，混凝土泵车应在现场等候，由于基底涌水量小，涌水速度缓慢，待抽干集水坑中水时，取出水泵并在集水坑中铺设30cm中粗砂，再铺设碎石垫层至井底粗平，然后及时浇筑封底混凝土。

面积不大于100m2的沉井应一次连续浇筑，且浇筑时应按照先低处后高处，先周围后中部为原则，每层浇筑厚度控制在30cm左右，并采用振动器振捣密实，使混凝土保持大致相同的标高。浇筑混凝土至设计标高后需在封底混凝土顶面预留插筋，插筋采用φ16预留插筋，间距1500mm，梅花形布置，以保证封底混凝土与底板的一体性。

4.2 无水干封底施工

由于现场部分沉井施工井底未出现涌水现象，井底直接取土清理后，使井底形成锅底坑，坑底中心高程应低于刃脚底部30～40cm，随后直接进行混凝土封底即可，再按照工艺流程进行底板施工，洒水养护。

图1 井底布置图

5 沉井水下封底施工

5.1 水下封底混凝土厚度确定

根据《建筑施工计算手册》要求，水下封底混凝土厚度由混凝土板中心承受的最大弯矩值、混凝土板半径、混凝土强度三个方面来确定。计算公式如下：

式中：

h——封底混凝土厚度；

K——安全系数，按抗拉强度计算的抗压、受弯构件为2.65；

M——板的最大弯矩（N·m）（Mmax=0.198pr2，p=48-24h）；

b——板宽，一般取1m；

fct——混凝土抗拉强度设计值（N/mm2）；

D——考虑水下混凝土可能与井底泥土掺混的增加厚度，一般取300～500mm；

本工程经计算h=0.956m，取值1m。

5.2 水下封底前准备

封底前，应清理井底浮泥，并用30cm左右的块石垫平超挖部分。

浇筑混凝土导管内径宜为200～350mm，上部设置1m3漏斗，漏斗底部管口设置塞管，用来分隔漏斗跟导管，导管使用前对管壁、焊缝接头处进行密封性试验和检查。

水下浇筑混凝土强度为C30，抗渗标号为P8，浇筑前应做好坍落度试验，控制坍落度在18～22cm之间。若坍落度太小，进入水下不易流动，容易造成导管阻塞；坍落度太大，混凝土容易离析，水泥和砂石容易分离。

5.3 水下封底施工

沿底板面均匀布置3处混凝土导管灌注点，以保证浇筑厚度的均匀。

先用塞管将漏斗管口堵住，待混凝土灌满漏斗时，快速将塞管用汽车吊拔出，由于导管内混凝土与水的接触面积小，同时混凝土的比重比水大，拔掉塞管时混凝土就会把导管内的水排出，成功流入井底，如图2。

浇筑时，应保证漏斗内始终有混凝土，同时水下导管口应保持埋入混凝土中200mm，不得中途停顿。在浇筑过程中，应随时对水下混凝土的标高进行测量，并准备多个塔尺多点测量，当标高相差较大时，应缓慢移动导管，将过低处补平，导管移动时，应使用汽车吊缓慢水平移动导管，不得上下移动，防止导管中进水，破坏混凝土的和易性，影响封底混凝土的质量。随着测量的混凝土顶面标高提升，逐渐提升导管，并保持水下导管口埋入混凝土中200mm。因井底多点测量标高，为保证封底混凝土质量，封底混凝土面的最终灌注高度，应比设计值高出不小于150mm。灌注结束后，派潜水员在封底混凝土顶面预留插筋，插筋采用φ16预留插筋，间距1500mm，梅花形布置，以保证封底混凝土与底板的一体性。

浇筑完成后，将混凝土试块放入水中，用同条件养护的试块来确定水下混凝土的强度。当封底混凝土强度达到设计值，且沉井能满足抗浮要求后进行井内抽水，检查混凝土封底情况，将表面质量差、较为松软薄弱的混凝土凿除。

图2 导管布置图

6 封底质量管控

6.1 沉井干封底施工应符合下列规定

（1）沉井基底土面应全部挖至设计标高，待其下沉稳定后再将井内积水排干；

（2）清除浮土杂物，底板与井壁连接部位应凿毛、清洗干净或涂刷混凝土界面处理剂，及时浇筑防水混凝土封底；

（3）在软土中封底时，宜分格逐段对称进行；

（4）封底混凝土施工过程中，应从底板上的集水井中不间断地抽水；

（5）封底混凝土达到设计强度后，方可停止抽水；

（6）集水井的封堵应采用微膨胀混凝土填充捣实，并用法兰、焊接钢板等方法封平。

6.2 沉井水下混凝土封底施工应符合下列规定

（1）应将井底浮泥清理干净，并铺碎石垫层找平；

（2）底板与井壁连接部位应冲刷干净；

（3）封底宜采用水下不分散混凝土，其坍落度宜为180～220mm；

（4）封底混凝土应在沉井全部底面积上连续均匀浇筑；

（5）封底混凝士达到设计强度且沉井能满足抗浮要求后，方可从井中抽水；

（6）井内抽水后，应检查封底质量，渗透部位应及时予以堵漏处理。

7 结束语

实践证明，本工程针对不同情况采取的干封底施工和水下混凝土封底都是成功的。相对于干封底施工，水下封底施工有着一定的特殊性，施工质量较难保证。沉井封底施工技术的选择，应根据现场的实际情况，即涌水量多少和降排水难度，来选择采用干封底还是水下封底。在沉井施工技术日益成熟的今天，掌握关键施工技术，加强节点施工管理，不断积累现场经验，才能够保质保量保工期的做好工程建设。