现浇混凝土进水前池采用沉井法不排水下沉施工技术

摘要：本文主要介绍新建鄂州城东污水处理厂污水前池采用（泵站）三轴搅拌桩作为围护结构，采用沉井法不排水下沉施工技术，挖土机具抛弃了传统伸缩臂挖机，采用轮胎起重机配抓斗，减少了预制分节，节约了工期，降低了施工成本；同时分节的减少，减少了污水渗漏的风险，以供参考。

关键词：沉井法；下沉；三轴搅拌桩；施工；分节段

一、工程概况

新建鄂州城东污水处理厂污水前池尺寸为24.8m×19.8m×14m（L×B×H），前池采用现浇钢筋混凝土水池结构，混凝土强度等级为C35，抗渗等级P6。底板厚度0.8～1mm，池壁厚度1m，顶板厚度0.3～0.4mm，处理污水能力15万t/天。配套工程有粗格栅、提升泵房、运行与监控设备、监测仪表、电器等。其中，污水前池由水泵池和集水池组成，水泵6台，大泵4台（Q=1857m³/h，H=16m，N=110k W），小泵2台（Q=1857m³/h，H=16m，N=110k W）。

二、地质、水文条件

（一）地质情况

拟建污水处理厂污水前池，表层地基土地层为杂填土和淤泥质粉质黏土，下部基岩岩性为泥质粉砂岩，地基工程地质条件较差，需对地基进行工程处理。结合表1，围护结构采用三轴水泥搅拌桩止水围幕，坑内采用三轴水泥搅拌桩抽条加固。

（二）地下水位

地下水总体较贫乏，地下水类型主要为潜水和基岩裂隙水。

潜水：主要存在于人工填土层Qml4中，主要受大气降水、水塘的互相渗透入渗补给，排泄形式主要为表层毛细水蒸发或向低洼处渗流，水位、水量与地形及季节性关系密切。潜水一般受下部粘性土隔水影响，水位变幅小。

基岩裂隙水：主要存在于下伏基岩裂隙中，水量较小，主要接受地下水的下渗补给，向下游低洼处或深部裂隙排泄。场地上部松散地层孔隙潜水主要靠大气降水垂直渗入补给，补、迳、排条件一般；基岩强、弱、微风化带裂隙含水层埋藏相对较深，补给条件差。

据勘察，场地内各钻孔均见地下水，勘察期间测得终孔稳定水位埋深为0.90～2.50m，平均水位埋深1.50m；相应标高为20.32～18.96m。

三、总体施工思路

根据主体结构尺寸、地勘及地下水、施工条件、砼浇筑施工方便等综合因素考虑，采用三轴水泥搅拌桩止水围幕，坑内采用三轴水泥搅拌桩抽条加固；池壁采用分节浇筑，分节段采用沉井法不排水下沉，下沉到设计底标高后，干封底施浇筑底板，即对池壁分三次施工，分别为4m+5m+5m=14m，第一、二节段下沉时预留0.5m高于原地面，便于后节段接高施工，各节段之间为保持良好的防渗性能，水平施工缝采用水泥基渗透结晶型防水材料+钢板止水带。

四、施工方法

（一）前池坑底加固与围护结构

污水前池基坑在结构外侧设置Φ850@600mm三轴搅拌桩止水帷幕，坑内采用Φ850@600mm三轴搅拌桩进行坑底加固，加固深度为坑底下3m。

三轴搅拌桩采用两搅两喷工艺，实桩水泥掺量18%～20%，空桩水泥掺量7%。设计28d无侧限抗压强度不小于0.8MPa。搅拌下沉速度宜控制在0.5～1m/min，提升速度宜控制在1～2m/min，并保持匀速下沉或提升。污水前池（泵站）加固平面布置如图1所示，剖面如图2所示，三轴搅拌桩施工如图3所示。

（二）采用分节段施工沉井

根据主体结构尺寸、地勘及地下水、砼浇筑施工便捷等综合因素考虑，前池采用分节浇筑，沉井法不排水下沉，下沉到设计底标高后，干封底施工垫层，浇筑底板。即对池壁分三次施工，分别为4m+5m+5m=14m， 各节段之间为保持良好的防渗性能，水平施工缝采用水泥基渗透结晶型防水材料+钢板止水带，底板采用干封底施工。泵站平面、剖面如图4、图5、图6所示。

（三）分节段预制、下沉与底板砼浇筑

1.分节段预制、下沉

前池24.8m×19.8m×14m（L×B×H），分三节预制（4m+5m+5m=14m），分三次下沉。配备主要设备为：2台轮胎起重机DLQ16－12.5（配备抓斗，在抓斗大臂顶端安装摄像探头，可视化操作，动力为接电），为确保沉井均匀、对称下沉，在4个格仓内配置4台YS－17型挖掘机挖土，两台轮胎起重机挖掘对角线格仓，每次各格仓挖土深度不超过1.5m，分层挖掘，每层厚度不超过0.3m，土方由运输车辆外运，如此循环挖掘，确保均匀下沉，严格控制超挖，在开挖时动中纠偏，确保平面位置、标高，同时应观测结构变形与裂缝。每次预留0.5m高度高于地面，同时预留接驳钢筋，方便后续砼接高。三次下沉主要工序如下：

第一次下沉：第一节段浇筑高度为从底部向上4m，标高为－4～0m，待砼强度达到设计强度75%后，开始开挖下沉。下沉前，在沉井外壁四周沿竖向标出刻度尺，下沉时，定时观测井体倾斜度和下沉量每8小时应至少测量2次，每下沉3m应测量1次，同时做好记录，经清土纠正后可继续挖土下沉，如图7所示。

第二次下沉：待第二次接高砼强度达到设计强度75%后，开始开挖下沉，开挖控制与第一次相同，如图8所示。

第三次挖土时，待第三次接高砼强度达到设计强度75%后，开始开挖下沉，开挖控制与上两次相同。随着泵站下沉深度的增加，池壁砼与周围土体摩擦力太大，下沉速度较慢，采用触变泥浆助沉，如图9所示。

第三次下沉为最终下沉，沉井在下沉到距离设计标高2m时，严格控制四角高差及下沉速度，下沉深度距设计标高有一定的预留量，预留量为0.2m，下沉最后1m开挖下沉时，严格控制每层开挖深度在0.2m以内，严禁超挖，对于有超挖部分用大块石垫实。

2.底板砼浇筑

底板砼浇筑前，测量复测沉井四角高差和中心位移，确认满足规范要求后，按设计要求换填0.3m厚碎石，浇筑0.1m厚垫层，最后采用泵送浇筑砼底板，如图10所示。

五、结语

工程采用2台轮胎式抓斗机，配备4台小型挖机在格仓内挖土，很好地控制了泵站下沉质量，确保了标高和中心位置，与采用常规收缩臂式挖机挖土下沉相比，施工速度更快，节约工期，同时以交流电为动力，可以节约成本，减少污染，为类似工程提供借鉴。

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作者简介：陈卫军（1981），男，湖北省浠水县人，本科，项目副经理，市政工程师，主要研究方向为市政工程管理、施工技术 。