[摘要]头道沟雨水泵站工程其进水泵房主体和进水闸门井均要求采用排水下沉的沉井工艺施工，因其自身体积大、重量大属于大型矩形沉井，因此在沉井制作过程中针对其基础的处理严格控制使基础平整稳定、承载力符合沉静制作要求，在沉井制作过程中取得了较好的效果。
津南区头道沟雨水泵站工程为雨污水合建泵站，雨水泵房设计流量为14m3/s，污水泵房设计流量为480m3/h，雨水泵选用潜水泵6台，单泵流量2.33m3/s，污水泵选用潜水泵3台（2用1备），单泵流量240m3/h。沉井主要工程内容分为2部分：
（1）进水闸门井。
（2）雨水泵站。
其中进水闸门井和雨水泵站采用钢筋混泥土框架结构，下部结构采用排水下沉、干封底沉井工艺施工，沉井须带框架及隔墙一起下沉，沉井底板下地基土采用压密注浆加固，下沉前井壁预留孔洞采用砖砌体封没的。
雨水泵站设计沉井全部结构高度：15.7米，沉井底板标高：-10.30米，沉井刃脚底标高：-12.60米。第一、二、三、节制作高度10.6m，刃脚厚450mm池壁壁厚900mm。沉井平面布置呈外壁30.21m×25m的矩形。设计要求沉井起沉标高为-2.00米，需下沉深度9.28m。
进水闸井平面尺寸19.2m×16.45m，沉井全高12.7m，第一、二节制作高度8.5m，刃脚厚300mm，上部池壁厚600mm，起沉标高-1.1m，刃脚底标高-9.6m，需下沉深度6.1m。
一、水文地质情况
沉井下沉范围内土质以粉质粘土和淤泥质粉质粘土为主，刃脚最终坐落在粉质粘土层，土层分布见地下土质剖面图。
本场地地下水为潜水～承压水类型。潜水主要受大气降水补给，以蒸发为主要排泄方式，水位随季节有所变化，一般年变幅在0.50～1.00m之间。
地下稳定水位埋深在1.00～2.30m之间，相应水位标高在0.12～1.06m之间。地下水初见水位埋深在1.20～2.50m之间，相应水位标高在-0.08～0.86m之间。
二、沉井施工中的难点
1.工期紧。从开始沉井预制到下沉就位仅三个月的时间，又不得不在冬季施工。如何在保证工程施工质量的同时，确保按时完成，成为本工程最大的一个难点。从沉井开始制作，就注意在施工工艺上动脑筋。
2.沉井面积大，单体下沉易发生位移、偏差和倾料。泵站主体最大的沉井面积达750多m2，稍微发生一点倾斜，平面位置就偏差很大。为此，每道工序都要严格控制，尤其在沉井制作中基础的处理更要严格控制。
三、沉井基础处理
沉井制作时，基础垫层厚度必须满足沉井制作时对地基承载力的需要，并能确保沉井制作的安全。为防止沉井在浇筑过程中产生不均匀沉陷，必须对沉井重力作用面进行地基加固处理和加大踏面面积。为确保沉井在制作时的稳定，通过沉井基础计算并结合以往的施工经验确定在沉井四周刃脚及底梁制作位置下，应做好基础，基础采用碎石、灰土垫层上加混凝土面层。碎石层厚35cm；3：7灰土60cm；承载力需按设计要求达到150KPa，然后铺设C2525cm混凝土垫层，共计厚度为120cm。其中素砼的有效宽度为1.4m，灰土垫层的有效宽度为2.5m。
①垫层承载力验算
沉井砼浇筑方量：1800m3浇筑高度：10.6m
沉井总重量：G0=1800×25=45000KN
C25素砼厚度：结合以往施工经验确定h1=0.25m
因素砼压力扩散角度为45o，所以确定垫层有效宽度为L1=0.9m+0.25×2=1.4m，实际取L1=1.5m。
C25素砼垫层面积A1：A井壁=149.55m2A隔墙=96.64m2A底梁=101.59m2
A1=A井壁+A隔墙+A底梁=347.78m2
C25素砼下承载面积：A1=347.78m2
C25素砼下垫层所受荷载：PK1=G0/A1=45000/347.78=129.39KPa
垫层承载力【P】=150KPa
PK1<【P】满足垫层承载力要求
②垫层下卧层验算
沉井总重量：G0=1800×25=45000KN
垫层下卧层压力扩散角度α=30o
垫层下卧层有效受力宽度L2=L1+2tanα=2.5m
垫层厚度hs=h1+h2=1.2m（h2=0.95m）
垫层重度γs=19KN
垫层下卧层有效受力面积：A2=477㎡
垫层下卧层所受荷载：PK2=G0/A2+γs×hs=45000/477+19×1.2=117.14KPa
垫层下卧层承载力【P】=125KPa
PK2<【P】满足承载力要求
四、基础的施工要点与控制
1、碎石、灰土垫层
基础开挖结束，经验收合格后，及时铺筑碎石垫层，按每层20～30cm分层铺筑，施工时用平板振动器振实，随后进行3：7灰土的铺设，按每层20～30cm分层铺筑上小型振碾碾压2边，边角地方应重复多碾压几遍，以道到密实效果。
经采用地锚法实测地基承载力完全达到设计给定的要求，方可进行素砼的浇筑铺筑。
2、素砼垫层浇筑
为了扩大沉井刃脚的支承面积，减轻对灰土垫层的压应力和省去刃脚下的底模的需要，在砂垫层上铺一层C20素砼垫层，素砼垫层的厚度为20cm。素砼宽度分别取井壁外50cm。
碎石、灰土垫层铺设完毕经测试合格后，即可在砂垫层上浇筑素砼垫层，素砼垫层应保证水平，误差小于5mm，以便模板施工，且表面抹光以此作为刃脚的底模。
3、垫层的破除
垫层的拆除应先破除次框架，后主框架，再中隔墙，再沉井四周均匀由中部向两端破除，破除时应分区域、依次、对称同步凿除，凿断处应与刃脚平齐，凿断的残渣要及时清除，对混凝土垫层的定位支点处应最后凿除，不得漏凿。在凿除混凝土垫板前后，要对沉井所设测点进行测量观测，如发现有倾斜应立即纠正。
五、总结
沉井的制作期间，垫层基础处理的好坏直接影响到沉井制作的质量和施工安全，通过我们对垫层基础施工的精心部属和严格控制，使得沉井在制作期间未发生任何下沉与倾斜，达到了预期的效果，保证了工程的顺利进行。
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