雨汙水泵房沉井的設計、施 工與監理

在繁華市區和建築物密集地區，可用於(yu) 施工的場地越來越窄小,因此,在這樣的地域內(nei) 修建建築物,就需考慮與(yu) 施工場地相適宜的設計與(yu) 施工方法本文以北京某鐵路立交雨水泵站工程中的沉井為(wei) 例,對該類雨汙水泵房沉井在設計、施工和監理方麵應注意的主要問題,尤其是在城市狹窄場地中的施工,根據作者的體(ti) 會(hui) 作一總結。一、工程概況

本立交雨水泵站位於(yu) 北京市豐(feng) 台區杜家坎鐵路立交西南側(ce) ,東(dong) 鄰京廣鐵路,北鄰鐵路立交西南側(ce) 橋欄杆,南側(ce) 圍牆外為(wei) 鐵路局養(yang) 護隊住房,西側(ce) 為(wei) 泵站出口,與(yu) 現況公路相接,占地 792m',建築麵積 310m?其主要建築物為(wei) 雨水泵房,采用半地下式;地上部分為(wei) 磚混結構,地下部分為(wei) 鋼筋砼結構,長11.2m，寬11.1m,至底麵深9.6m,工程總平麵布置見圖 1

根據地質勘察報告,泵房場地地麵以下2m內(nei) 為(wei) 回填渣土,渣土層以下至設計基底為(wei) 砂卵石,基底標高以上無地下水，見圖2。由於(yu) 泵站周圍環境所限和地質情況的原因,開工前設計、施工和監理共同進行了研究,提出了以下3種施工方案

1.明挖方案 按地層狀況,其挖槽邊坡需按1:1放坡,槽上口線將在泵房地下結構尺寸線向外擴展 13m 處,這樣南側(ce) 住房及北側(ce) 橋欄杆均需拆除方能施工。

2.鋼板樁或砼護壁樁支護方案 由於(yu) 砂石層較深,鋼板樁和砼護壁樁均難以成樁,且費用較高。3.沉井方案 將泵房地下鋼筋砼結構改為(wei) 沉井,在原位分2次澆築製作，下沉就位。

經對此3種施工方案進行經濟技術比較和可行性研究,設計單位同意采用沉井方案施工,並在原設計明挖方案的基礎上，進行了一定修改。

二、泵房沉井的設計

泵房沉井的設計,根據《給水排水工程結構設計

規範》(GBJ69-84)注意了以下幾個(ge) 問題。1.沉井的高度及平麵形狀和尺寸應滿足工藝設計的要求,並結合建設場地的實際情況加以確定。2.本沉井作為(wei) 在天然地基上的地下構築物,因其荷載較小,故地基的強度和變形不會(hui) 有什麽(me) 問題經計算後達到了規範的要求。

3.為(wei) 了保證沉井在施工時能順利下沉並到達設計標高,需要驗算沉井自重是否滿足下沉的要求,這可用下沉係數的驗算來檢驗:

下沉係數 K＝G／Rf≥1∙15～1∙2

4∙根據水文地質資料‚杜家坎鐵路立交雨水泵站無地下水故泵房沉井未做抗浮驗算。

5.泵房沉井的構造泵房沉井一般是由井壁、刃腳、內(nei) 隔牆、凹槽和封底等部分組成的

(1)井壁沉井外壁應有足夠的強度,以承受沉井下沉中由於(yu) 最不利荷載組合所產(chan) 生的內(nei) 力。同時還要有足夠的重量,使沉井在自重條件下能順利下沉到達設計標高。但不能過分加厚井壁，以免不經濟且易超沉。壁厚為(wei) 60cm，(2)刃腳 刃腳位於(yu) 井壁的最下端。其形狀有利於(yu) 切入土中,如圖 3所示。本工程刃腳踏麵寬度取為(wei) 25cm，用20x20cm 角鋼保護,刃腳內(nei) 側(ce) 傾(qing) 斜麵為(wei) 60°

(3)內(nei) 隔牆 內(nei) 隔牆可以起到加強沉井的剛度並把沉井分隔成所需要的房間。該沉井中設一道中隔牆,將沉井分為(wei) 機房和隔柵間2部分,中隔牆和兩(liang) 塊底板連結處下設地梁,如圖4所示。地梁和中隔牆均應在沉井下沉就位後澆築。

(4)凹槽 凹槽位於(yu) 刃腳的上方,使沉井底板和井壁能更好地連結，如圖3所示。

(5)封底當沉井下沉到達設計標高後,在沉井底麵用素混凝土封底,以防止地下水滲入井內(nei) 。封底後在凹槽處按設計標高澆築鋼筋混凝土底板，6.泵房沉井的防水

原設計采用明槽施工,混凝土抗滲標號為(wei) B6,並做外防水處理。後改為(wei) 沉井施工,不能做外防水，故將原抗滲標號提高為(wei) B8,以保證其防水效果。

另外,還要防止隔柵間內(nei) 的水滲出井壁外,特別是汙水泵房沉井,隔柵間內(nei) 的汙水如滲出井壁外,會(hui) 造成地下汙染。

三、泵房沉井的施工

本泵房沉井的施工嚴(yan) 格按照《地基與(yu) 基礎工程施工及驗收規範》和《建築施工手冊(ce) 》中關(guan) 於(yu) 沉井施工的各項規定和技術要求進行。此外，還注意了以下幾個(ge) 環節。

1.地質勘察和製定施工方案根據工程地質和水文地質資料製定了沉井的施工方案並編製了施工組織設計。2.測量放線和基坑開挖

施工場地平整以後,測量放線,沉井定位,基坑開挖並開始沉井施工。此時應注意3個(ge) 問題:一是測量放線沉井定位一定要準確,要嚴(yan) 格執行測量複核製度,防止沉井位置出現偏差。二是基坑開挖深度要認真計算,如基坑開挖過深,在施工場地較小和土質較差的情況下,就會(hui) 沒有放坡餘(yu) 地:如基坑開挖過淺，就會(hui) 增加沉井下沉深度，給沉井下沉增加難度。三是基坑開挖基底平麵尺寸的確定要便於(yu) 今後結構製作和抽除承墊木工作。本沉井根據現場麵積和土質情況,確定基坑挖深 3.5m,按1:0.75 放坡,基底麵積四邊各大出結構平麵尺寸2m,如圖 5所示,

3.刃腳及沉井製作

基坑完成後,需對基底找平,然後再做刃腳,以保證刃腳在同一水平麵上。本雨水泵站由於(yu) 土質為(wei) 砂卵石,不易找平,故在對基底清理後,在刃腳下1.5m 寬度內(nei) 作 2~3cm 厚水泥砂漿找平層,在其上鋪設承墊木,見圖 6所示,之後開始製作刃腳。

沉井刃腳內(nei) 側(ce) 斜麵用磚模,斜麵用2cm厚水泥砂漿抹麵後貼1層塑料薄膜,以保證刃腳斜麵的光滑平整,外模用鋼模板,底板凹槽處用聚笨乙烯發泡材料填充。刃腳鋼筋綁紮、模板支搭完成後,接著綁紮支搭井壁的鋼筋及模板,驗收合格後,再澆築混凝土,第1節沉井即告製作完成。

需要指出的是,當沉井高度不大時,應盡量采取一次製作完成,以簡化施工程序,縮短工期。當沉井高度和重量都較大時,其重心高,易產(chan) 生傾(qing) 斜,宜采取分節製作。每節製作高度的確定，應保證地基及其自身穩定性,並有適當重量使其順利下沉,每節高度以7~8m 為(wei) 宜。本沉井自刃腳踏麵至頂麵高11.30m，分2節製作,第1節高7.4m,第2節高3.9m。2節接茬即施工縫處為(wei) 防止漏水,在第1節澆築的混凝土上部壁中留 10x10cm 凹型止水槽,在澆築第2節混凝土前對第1節頂麵進行鑿毛處理,並鋪1層2cm 厚水泥砂漿。

另外，在沉井製作的過程中,還需注意做好各種預埋管件的預埋工作

4.沉井下沉沉井下沉是整個(ge) 沉井施工的關(guan) 鍵所在,必須高度重視,所有施工人員必須協同作戰。

(1)沉井初沉時間,需在混凝土具有一定強度時方能開始。分節下沉時,需在第1節混凝土達到設計強度的 100%,其他各節混凝土達到設計強度的70%以上時，方能下沉。

(2)為(wei) 使沉井均勻下沉,挖土要求對稱均勻。本工程采用人工挖土，用小推車和搖臂扒杆出土，晝夜3班連續作業(ye) ,防止因停止下沉時間較長而造成沉井外土將沉井抱住。具體(ti) 挖土方法是:在井體(ti) 內(nei) 距井壁 50cm 處先下挖 50~60cm,然後對稱均勻掏挖刃腳下方土,每層掏挖 10~20cm,這樣反複隨挖隨降中心土,使沉井均勻下沉,平均每晝夜下沉 70~80cm,經過連續 10d 的作業(ye) ,沉井平穩、順利降至距設計標高15cm 處,此時停止下沉 24h,觀察沉井自身下沉情況,而後調整就位。

(3)沉井在下沉過程中產(chan) 生偏斜幾乎是不可避免的，隻是們(men) 斜的程度不同而已。對此通常采用3種糾偏方法:一是當產(chan) 生少量傾(qing) 斜時,根據傾(qing) 斜方位,調整對側(ce) 挖土的深度。二是當產(chan) 生較大傾(qing) 斜時在頂部偏心加重。三是如校正仍有困難，則在井外壁局部射水減少摩阻力。本泵房沉井在下沉中沒有產(chan) 生較大傾(qing) 斜,故糾偏時隻采用過第1種方法。

(4)沉井在下沉過程中測量是一件十分重要的工作,必須隨沉隨測,及時發現偏斜,及時糾偏,避免出現較大偏斜造成糾偏困難。本沉井在下沉前先在四壁中點畫上垂直線標記,並在垂直線處掛上垂球，在下沉過程中,隨時觀測垂球與(yu) 垂直線偏斜的情況發現偏斜隨時糾偏。同時每下沉20m便用儀(yi) 器進行實測,核對下沉情況,並作好記錄。項目部負責每50cm 進行核測一次,以此控製下沉的穩定性及偏斜沉井終沉後,經實測整體(ti) 位移不超過 lm,垂直度偏差最大傾(qing) 斜0.5cm，四角標高最大十4.5cmm，最小一0.2cm,均在允許誤差範圍內(nei) ,且混凝土無裂縫，

5.沉井封底

沉井下沉至設計標高後,按照設計和施工規範的要求進行封底。四、泵房沉井的監理沉井在施工中如注意不夠,常會(hui) 發生一係列的質量問題,影響沉並順利下沉和正常使用。為(wei) 此,在本工程的監理中在質量控製方麵做了以下工作。、

1.沉井施工質量的事前監理

研究工程地質勘察報告和沉井施工圖紙，審核承建單位編製的施工組織設計或施工技術方案，重點是保證工程質量的技術措施,以及如何預防質量問題的發生,如沉井下沉傾(qing) 斜、移位、井壁裂縫、超沉或欠沉等，複查沉井的定位放線以及軸線控製樁和水準點。對鄰近建築物，應預防其裂縫、下沉或傾(qing) 料。

2.沉井施工過程中的監理

(1)檢查沉井施工中的刃腳、鋼筋、模板、混凝土等分項工程是否符合有關(guan) 規範的規定。

(2)複查沉井的定位放線和軸線、標高是否符合設計要求和施工規範的規定。

(3)審查鋼筋,商品混凝土或現場自製混凝土等及其原材料和生產(chan) 廠家的質量和資質,並與(yu) 有關(guan) 人員共做有見證取樣送檢試驗。

(4)檢查沉井平麵尺寸,鋼筋、模板及預埋件等是否符合設計要求和施工規範的規定,並辦理隱蔽工程驗收簽證。

(5)混凝土抗正強度,抗滲標號及下沉前混凝土強度等必須符合設計要求和施工規範的規定，(6)經常檢查沉井在下沉過程中是否有不均勻下沉現象，如有應立即通知施工人員及時糾正。(7)沉井的封底必須符合設計要求和施工規範的規定。

3.沉井施工工藝流程

場地平整一測量放線一基坑開挖一設墊層、做刃腳一沉井製作一拆模養(yang) 護一挖土下沉一接高井壁一終沉封底一澆築底板一澆築內(nei) 部結構一澆築頂板

4.沉井結構工程驗收須具備的資料沉並定位放線測量記錄和驗收簽證，完工後實際位置測量記錄。製作沉並各種材料的出廠檢驗合格證、試驗報告、配合比通知單和強度試驗、抗滲試驗報告。沉井下沉記錄及圖表、施工記錄和其它說明工程質量的檢查記錄。沉井隱蔽工程驗收記錄和分項工程質量檢驗評定表。設計變更和治商記錄。

結束語

本文結合杜家坎鐵路立交雨水泵站泵房沉井的設計、施工與(yu) 監理的工程實例,介紹了用沉井作泵房地下結構的結構型式,具有占地麵積小、挖土方量少、施工簡便、節省時間,造價(jia) 較低等優(you) 點,在城市環境擁擠的條件下,適用於(yu) 雨汙水親(qin) 房的建設，同時，介紹了在泵房沉井的設計、施工和監理方麵應注意的主要問題和一些具體(ti) 做法。