在繁華市區(qū)和建筑物密集地區(qū)，可用于施工的場地越來越窄小,因此,在這樣的地域內(nèi)修建建筑物,就需考慮與施工場地相適宜的設計與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例,對該類雨污水泵房沉井在設計、施工和監(jiān)理方面應注意的主要問題,尤其是在城市狹窄場地中的施工,根據(jù)作者的體會作一總結。一、工程概況

本立交雨水泵站位于北京市豐臺區(qū)杜家坎鐵路立交西南側,東鄰京廣鐵路,北鄰鐵路立交西南側橋欄桿,南側圍墻外為鐵路局養(yǎng)護隊住房,西側為泵站出口,與現(xiàn)況公路相接,占地 792m',建筑面積 310m?其主要建筑物為雨水泵房,采用半地下式;地上部分為磚混結構,地下部分為鋼筋砼結構,長11.2m，寬11.1m,至底面深9.6m,工程總平面布置見圖 1

根據(jù)地質勘察報告,泵房場地地面以下2m內(nèi)為回填渣土,渣土層以下至設計基底為砂卵石,基底標高以上無地下水，見圖2。由于泵站周圍環(huán)境所限和地質情況的原因,開工前設計、施工和監(jiān)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,這樣南側住房及北側橋欄桿均需拆除方能施工。

2.鋼板樁或砼護壁樁支護方案 由于砂石層較深,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沉井,在原位分2次澆筑制作，下沉就位。

經(jīng)對此3種施工方案進行經(jīng)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,并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(jù)《給水排水工程結構設計

規(guī)范》(GBJ69-84)注意了以下幾個問題。1.沉井的高度及平面形狀和尺寸應滿足工藝設計的要求,并結合建設場地的實際情況加以確定。2.本沉井作為在天然地基上的地下構筑物,因其荷載較小,故地基的強度和變形不會有什么問題經(jīng)計算后達到了規(guī)范的要求。

3.為了保證沉井在施工時能順利下沉并到達設計標高,需要驗算沉井自重是否滿足下沉的要求,這可用下沉系數(shù)的驗算來檢驗:

下沉系數(shù) K＝G／Rf≥1?15～1?2

4?根據(jù)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(nèi)隔墻、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于最不利荷載組合所產(chǎn)生的內(nèi)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(jīng)濟且易超沉。壁厚為 60cm，(2)刃腳 刃腳位于井壁的最下端。其形狀有利于切入土中,如圖 3所示。本工程刃腳踏面寬度取為 25cm，用20x20cm 角鋼保護,刃腳內(nèi)側傾斜面為60°

(3)內(nèi)隔墻 內(nèi)隔墻可以起到加強沉井的剛度并把沉井分隔成所需要的房間。該沉井中設一道中隔墻,將沉井分為機房和隔柵間2部分,中隔墻和兩塊底板連結處下設地梁,如圖4所示。地梁和中隔墻均應在沉井下沉就位后澆筑。

(4)凹槽 凹槽位于刃腳的上方,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后,在沉井底面用素混凝土封底,以防止地下水滲入井內(nèi)。封底后在凹槽處按設計標高澆筑鋼筋混凝土底板，6.泵房沉井的防水

原設計采用明槽施工,混凝土抗?jié)B標號為 B6,并做外防水處理。后改為沉井施工,不能做外防水，故將原抗?jié)B標號提高為 B8,以保證其防水效果。

另外,還要防止隔柵間內(nèi)的水滲出井壁外,特別是污水泵房沉井,隔柵間內(nèi)的污水如滲出井壁外,會造成地下污染。

三、泵房沉井的施工

本泵房沉井的施工嚴格按照《地基與基礎工程施工及驗收規(guī)范》和《建筑施工手冊》中關于沉井施工的各項規(guī)定和技術要求進行。此外，還注意了以下幾個環(huán)節(jié)。

1.地質勘察和制定施工方案根據(jù)工程地質和水文地質資料制定了沉井的施工方案并編制了施工組織設計。2.測量放線和基坑開挖

施工場地平整以后,測量放線,沉井定位,基坑開挖并開始沉井施工。此時應注意3個問題:一是測量放線沉井定位一定要準確,要嚴格執(zhí)行測量復核制度,防止沉井位置出現(xiàn)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,就會沒有放坡余地:如基坑開挖過淺，就會增加沉井下沉深度，給沉井下沉增加難度。三是基坑開挖基底平面尺寸的確定要便于今后結構制作和抽除承墊木工作。本沉井根據(jù)現(xiàn)場面積和土質情況,確定基坑挖深 3.5m,按1:0.75 放坡,基底面積四邊各大出結構平面尺寸2m,如圖 5所示,

3.刃腳及沉井制作

基坑完成后,需對基底找平,然后再做刃腳,以保證刃腳在同一水平面上。本雨水泵站由于土質為砂卵石,不易找平,故在對基底清理后,在刃腳下1.5m 寬度內(nèi)作 2~3cm 厚水泥砂漿找平層,在其上鋪設承墊木,見圖 6所示,之后開始制作刃腳。

沉井刃腳內(nèi)側斜面用磚模,斜面用2cm厚水泥砂漿抹面后貼1層塑料薄膜,以保證刃腳斜面的光滑平整,外模用鋼模板,底板凹槽處用聚笨乙烯發(fā)泡材料填充。刃腳鋼筋綁扎、模板支搭完成后,接著綁扎支搭井壁的鋼筋及模板,驗收合格后,再澆筑混凝土,第1節(jié)沉井即告制作完成。

需要指出的是,當沉井高度不大時,應盡量采取一次制作完成,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(chǎn)生傾斜,宜采取分節(jié)制作。每節(jié)制作高度的確定，應保證地基及其自身穩(wěn)定性,并有適當重量使其順利下沉,每節(jié)高度以7~8m 為宜。本沉井自刃腳踏面至頂面高11.30m，分2節(jié)制作,第1節(jié)高7.4m,第2節(jié)高3.9m。2節(jié)接茬即施工縫處為防止漏水,在第1節(jié)澆筑的混凝土上部壁中留 10x10cm 凹型止水槽,在澆筑第2節(jié)混凝土前對第1節(jié)頂面進行鑿毛處理,并鋪1層2cm 厚水泥砂漿。

另外，在沉井制作的過程中,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沉井施工的關鍵所在,必須高度重視,所有施工人員必須協(xié)同作戰(zhàn)。

(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(jié)下沉時,需在第1節(jié)混凝土達到設計強度的 100%,其他各節(jié)混凝土達到設計強度的70%以上時，方能下沉。

(2)為使沉井均勻下沉,挖土要求對稱均勻。本工程采用人工挖土，用小推車和搖臂扒桿出土，晝夜3班連續(xù)作業(yè),防止因停止下沉時間較長而造成沉井外土將沉井抱住。具體挖土方法是:在井體內(nèi)距井壁 50cm 處先下挖 50~60cm,然后對稱均勻掏挖刃腳下方土,每層掏挖 10~20cm,這樣反復隨挖隨降中心土,使沉井均勻下沉,平均每晝夜下沉 70~80cm,經(jīng)過連續(xù) 10d 的作業(yè),沉井平穩(wěn)、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,而后調(diào)整就位。

(3)沉井在下沉過程中產(chǎn)生偏斜幾乎是不可避免的，只是們斜的程度不同而已。對此通常采用3種糾偏方法:一是當產(chǎn)生少量傾斜時,根據(jù)傾斜方位,調(diào)整對側挖土的深度。二是當產(chǎn)生較大傾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(chǎn)生較大傾斜,故糾偏時只采用過第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(fā)現(xiàn)偏斜,及時糾偏,避免出現(xiàn)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,并在垂直線處掛上垂球，在下沉過程中,隨時觀測垂球與垂直線偏斜的情況發(fā)現(xiàn)偏斜隨時糾偏。同時每下沉20m便用儀器進行實測,核對下沉情況,并作好記錄。項目部負責每50cm 進行核測一次,以此控制下沉的穩(wěn)定性及偏斜沉井終沉后,經(jīng)實測整體位移不超過 lm,垂直度偏差最大傾斜0.5cm，四角標高最大十4.5cmm，最小一0.2cm,均在允許誤差范圍內(nèi),且混凝土無裂縫，

5.沉井封底

沉井下沉至設計標高后,按照設計和施工規(guī)范的要求進行封底。四、泵房沉井的監(jiān)理沉井在施工中如注意不夠,常會發(fā)生一系列的質量問題,影響沉并順利下沉和正常使用。為此,在本工程的監(jiān)理中在質量控制方面做了以下工作。、

1.沉井施工質量的事前監(jiān)理

研究工程地質勘察報告和沉井施工圖紙，審核承建單位編制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(fā)生,如沉井下沉傾斜、移位、井壁裂縫、超沉或欠沉等，復查沉井的定位放線以及軸線控制樁和水準點。對鄰近建筑物，應預防其裂縫、下沉或傾料。

2.沉井施工過程中的監(jiān)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規(guī)范的規(guī)定。

(2)復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(guī)范的規(guī)定。

(3)審查鋼筋,商品混凝土或現(xiàn)場自制混凝土等及其原材料和生產(chǎn)廠家的質量和資質,并與有關人員共做有見證取樣送檢試驗。

(4)檢查沉井平面尺寸,鋼筋、模板及預埋件等是否符合設計要求和施工規(guī)范的規(guī)定,并辦理隱蔽工程驗收簽證。

(5)混凝土抗正強度,抗?jié)B標號及下沉前混凝土強度等必須符合設計要求和施工規(guī)范的規(guī)定，(6)經(jīng)常檢查沉井在下沉過程中是否有不均勻下沉現(xiàn)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(guī)范的規(guī)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、做刃腳一沉井制作一拆模養(yǎng)護一挖土下沉一接高井壁一終沉封底一澆筑底板一澆筑內(nèi)部結構一澆筑頂板

4.沉井結構工程驗收須具備的資料沉并定位放線測量記錄和驗收簽證，完工后實際位置測量記錄。制作沉并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?jié)B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、施工與監(jiān)理的工程實例,介紹了用沉井作泵房地下結構的結構型式,具有占地面積小、挖土方量少、施工簡便、節(jié)省時間,造價較低等優(yōu)點,在城市環(huán)境擁擠的條件下,適用于雨污水親房的建設，同時，介紹了在泵房沉井的設計、施工和監(jiān)理方面應注意的主要問題和一些具體做法。