某污水泵站沉井施工技术及其优缺点
某污水处理厂的一个加压污水泵站。假设经多方案比较优化,泵站结构设计为沉井结构,753908576沉井结构尺寸为28.6m×23m,下沉深度为16.1m。沉井施工方案为:沉井根据设计井壁形式,采取分2次制作、1次下沉,施工顺序为:挖基坑――铺设砂垫层,安装垫架――制作底节、第二节沉井、隔墙――拆除垫架、模板、挖土下沉到设计深度――沉井封底、浇筑钢筋砼底板――制作第三节沉井。
分析过往经验得出沉井高度超过12m,浇筑困难,下沉易引起倾斜,本沉井高达16.1m,容易出现上述问题,宜采取分节制作。沉井下沉系数计算如下:K=Q/L(H-2.5)f其中:Q代表井壁自重;L代表井壁外周长;H代表井壁高度;f代表土壤的摩擦系数;K代表沉井下沉系数。第一次下沉系数:K=(539+346.42+151.8+26.38+89.7+40.5)×24/100.4×(16.1-6-2.5)×25=1.5>1.15本沉井根据沉井井壁设计分节,采取分三节制作,高度分别为7.1m,5.5m,3.5m,浇筑程序是第一、二节沉井砼和底梁、隔墙砼浇好后,待其达到设计强度100%后,即进行下沉12.1m然后进行封底、浇注设备平台、浇筑第三层沉井砼。
为了减少下沉深度,最大限度的降低施工作业面,施工时最好在基坑中开挖沉井。开挖深度为6m,由于很多客观因素的要求,基坑需比沉井宽2m,并且要求地下水位比基坑底面低0.5m,通过在四周挖排水沟,集水井可以实现上述要求,施工时采用的设备是1台小松220-31.0m3反铲挖掘机。对于挖出的土方考虑到人工修坡和平整坑底的要求,需把其运至弃土场堆放。
沉井抗浮计算也是一个关键环节,如果井壁及封底砼重量与井壁与土的摩擦力之和小于地下水对沉井的浮力时,需要采取必要措施进行抗浮,然而参考相关资料中对地下水的描述,稳定水位是55-56m,但是沉井底高是58m,可以发现地下水对沉井的浮力是很小的。所以,在地下水浮力的作用下沉井是能够保持稳定的。
但是,沉井存在一个下沉纠偏问题,如果在沉井下沉过程中出现异常情况,应加强观测并采取有效措施纠正。沉井的主要优点是:整体性好,稳定性强,可以承受较大的垂直和水平荷载;工艺简单,技术可靠,对设备要求不高,简化了施工;沉井施工时对邻近建筑物影响较小。缺点为:施工期较长;施工技术要求高;施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。
此外,靠近河溪的地方还容易出现管涌,由于管涌出现,大量排水,造成塔吊倾斜,无法使用,在最后几天,沉井出土采用汽车吊,增加了很大的额外的费用。沉井过程对周边道路、建筑物的影响管涌的出现对周边环境影响很大,距离沉井10m的硬化小路下沉近1m,附近20m内,地面均有不同程度的下沉。但只要施工场地附近没有建筑物,不会造成更大的影响。