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1、某T形沉沉井基础础及下沉沉稳定性性施工设设计作者：佚佚名1、工程程概况及及特点某污污水处理理厂粗格格栅及进进水泵房房采用现现浇钢筋筋混凝土土结构、沉沉井法施施工。进水水泵房、粗粗格栅平平面均为为矩形，两两者组合合形成平平面“TT”形。进进水泵房房钢筋砼砼结构外外部平面面尺寸为为13.977.4mm，内有有六道梁梁；粗格格栅钢筋筋砼结构构外部平平面尺寸寸为133.2558.8m，内内有两道道隔墙，隔隔墙厚00.4mm。沉井井在刃脚脚位置被被梁和隔隔墙分成成六格。沉沉井刃脚脚处宽11.2mm，刃脚脚底宽00.4mm，高1.6m；井壁厚厚0.77m；沉沉井高112.663m。根根据设计计及以往往施工
2、经经验，沉沉井施工工拟分两两次浇筑筑、两次次下沉；沉井采采用不排排水法下下沉。沉沉井平面面、剖面面分别如如图1、图图2所示示。该沉沉井基础础施工具具有以下下特点：（11）混凝凝土一次次性浇筑筑高度高高（每节节高约66.5mm），即即重心高高，稳定定性差；（22）仅靠靠第一节节下沉后后形成的的支撑力力不能满满足第二二节制作作时的稳稳定要求求；（33）形状状特殊，为为“T”形形，重心心与形心心不重合合，增加加了沉井井基础施施工难度度。2、地质质情况拟建建场区原原为水田田，淤积积着大量量的淤泥泥，已提提前予以以挖除。该该工程的的地质勘勘察报告告显示，沉沉井设计计刃脚底底标高-3.335m位位于5-1
3、含圆圆砾细砂砂层。该该处自上上而下土土层分布布及各参参数见表表1所示示。表11：土层层物理力力学性能能指标表表土层名称称层底标高高（m）天然容重重kN/m3直快剪值值地基承载载力（kkPa）刃脚所处处土层凝聚力CC（kPPa）内摩檫角角（度度）1耕植土土6.5772-1 粉质粘粘土5.62218.882812.551003粘质粉粉土混砂砂2.52218.771024.33754-2 砂质粉粉土1.12218.99928.22120第一次沉沉刃脚底底4-2 夹淤泥泥质粉质质粘土-0.113704-2 砂质粉粉土-2.22818.99928.221205-1 含圆砾砾细砂-5.22319.1111
4、27.77135设计刃脚脚底3、沉井井基础设设计及施施工3.1 沉沉井第一一节自重重经计计算，沉沉井第一一节自重重G1=87559kNN；即沿沿刃脚每每延米沉沉井重qq1=887599kN/70.7m=1244kN/m；考虑虑施工荷荷载，取取沿刃脚脚每延米米沉井重重Q1=1.115q11=122411.155=1443kNN/m。3.2 沉沉井基槽槽开挖为了了减少沉沉井立模模支架的的高度、下下沉深度度和便于于施工，淤淤泥挖除除后再开开挖深约约0.77米的基基槽（基基础座落落于2-1层），以以方便垫垫层基础础施工，开开挖边坡坡1：11，四周周设排水水沟，通通过水泵泵排水，保保证施工工需要。3.3
5、 砂砂垫层厚厚度计算算及铺设设根据据砂垫层层允许承承载力的的计算公公式：PP=（1+2Httg）-H其中中：地基承承载力，现现基础位位于2-1层，取取=1000kPPa； 砂砂垫层扩扩散角，取取=440； 粗粗砂容重重，取=166.5kkN/mm3；H 粗粗砂垫层层厚度；PP砂垫层层允许承承载力，取取设计值值P=1660 kkPa。经计计算，HH=0.4m。考虑虑砂垫层层采用小小型平板板式振动动机械压压实，其其压实系系数取00.966，故取取砂垫层层设计厚厚度H=0.55m。基基坑排水水后，在在井壁外外2m范围围内整个个基槽铺铺设中粗粗砂垫层层，3.4 承承垫木间间距计算算承垫垫木采用用标准枕
6、枕木，标标准枕木木截面尺尺寸255cm16ccm，长长度2.5m。每延延米所需需枕木数数：n=Q1/（FP）其中中： QQ1每延米米沉井重重1433kN/m；F枕木木接触面面积，标标准枕木木F=22.50.222=00.555m2；PP砂垫层层允许承承载力，取取设计值值P=1660kPPa。计算算得n=1.663，所所以承垫垫木间距距1/11.633=0.61mm，取设设计承垫垫木间距距0.55m。在砂砂垫层上上的沉井井墙壁转转角处分分别设八八组定位位支架，定定位支架架为每五五根枕木木密排；再沿刃刃脚轴线线的垂直直方向，铺铺设枕木木，枕木木中心间间距500cm。枕枕木铺设设要求平平整，其其高差
7、不不宜大于于10mmm，以以利受力力均匀。枕木木间的间间隙用中中粗砂找找平、平平板振捣捣器振平平、密实实，中粗粗砂铺设设宽度、位位置同枕枕木长度度。然后后沿刃脚脚底面位位置再浇浇筑5ccm厚CC10素素混凝土土（其下下先设置置一层宽宽50ccm的塑塑料薄膜膜，以与与枕木隔隔离），素素混凝土土基础的的水平投投影面控控制在刃刃脚两侧侧模板范范围内，宽宽度同刃刃脚底面面宽，为为40ccm，作作为沉井井浇筑前前的基础础，具体体见图33所示。图33：刃脚脚基础设设计断面面示意图图4、第二二节沉井井混凝土土浇筑时时的稳定定性验算算及技术术处理第一一节沉井井下沉到到标高（露露出地面面50ccm）时时，浇筑筑
8、第二节节沉井的的稳定性性计算如如下：4.1 第第二节沉沉井自重重及总重重第二二节沉井井自重GG2=882166kN，考考虑施工工荷载取取G2=1.115G22=994488kN。即即第一节节和第二二节沉井井总重G=887599+94448=182207kkN。4.2 由由于采用用不排水水法下沉沉，此时时井内（地地下）水水位在第第一节沉沉井下550cmm（即5.5m标标高）位位置，浮浮力F=rWVV=1003337.44=33374KKN其中中水的重重度rWW=100KN/m3，水水位5.5m标标高下钢钢筋砼沉沉井体积积V=3337.4m334.3 外外露500cm时时，井周周摩阻力力T1=Sf
9、fk =3800177=64460kkN其中中井周与与土接触触面积SS=3880m22；fkk为井周周摩阻系系数，取取fk=17kkPa。4.4 刃刃脚踏面面阻力及及横隔梁梁下阻力力T2= S=（770.770.7+66.40.44）1120=65553kNN其中中刃脚踏踏面积、横横隔梁踏踏面积之之和SS为（770.770.7）mm2+（66.40.44）m22，土基基承载力力在4-2砂质质粉土层层，取=1200 kPPa。4.5 总总向上的的力为 T=F+ T1+ T22=33374+64660+665533=1663877kN4.6 总总向下的的力（自自重和施施工荷载载）为G =18220
10、7kkN4.7 稳稳定系数数kstt,s=G/T=182207/163387 =1.111.005,由由于稳定定系数较较大，可可能产生生自沉，需需进行止止沉处理理。4.8 防防止自沉沉的处理理措施在以以往干沉沉法（即即排水法法）施工工中，通通常采用用加设“帽帽沿”或或在井外外壁换填填塘渣的的方法，来来增加侧侧壁摩阻阻力。本本次施工工在保持持井内水水位高度度维持在在与基槽槽水平（此此时浮力力最大）的的同时，将将在井内内回填材材料，来来增加侧侧壁的摩摩阻力。由于于采用的的是不排排水法下下沉，井井内土体体通过冲冲水已稀稀释成泥泥浆，再再用泥浆浆泵排至至沉淀池池，显然然沉淀池池的沉淀淀物不可可以作为为
11、回填材材料。而而根据地地质报告告，在厂厂区内44.5mm深度范范围内土土质为耕耕植土、粉粉质粘土土、粘质质粉土混混砂，若若取土回回填在井井内，无无疑将会会被稀释释成泥浆浆，并且且小颗粒粒材料的的摩阻系系数相对对较小；若改用用塘渣，塘塘渣粒径径太大，无无法采用用不排水水法用泥泥浆泵排排出；最最后确定定采用中中粗砂作作为回填填材料，来来增加对对侧壁的的摩阻力力。已知知井内周周长1667.22m，中中粗砂对对侧壁的的摩阻系系数fkk砂=220kPPa。取取回填中中粗砂高高为1.6m，即即所增加加对侧壁壁的摩阻阻力ff=1667.222001.6=553500kNTT=T+f=1163887+5535
12、00=2117377kN下沉沉稳定系系数ksst,ss=GG/TT=1182007/2217337=00.844，满足足给水水排水钢钢筋混凝凝土沉井井结构设设计规程程CEECS1137：20002的稳稳定系数数0.880.9的要要求。回填填中粗砂砂在第二二节沉井井制作前前进行，以以方便材材料的运运输和施施工，由由于中粗粗砂是在在水下，可可用插入入式振捣捣器振捣捣密实。之之后再进进行钢筋筋、模板板安装，有有足够的的自密实实时间。5、超沉沉验算G总总= GG1+ G2=87559+882166=1669755kN沉到到位刃脚脚踏面处处于5-1层，ffk=1135kkPa。经计计算，不不会产生生超沉
13、。6、抗浮浮计算在水水下混凝凝土浇筑筑后，底底板施工工前，按按照7.0m标标高水位位计算，刃刃脚底标标高-33.355m。水深深h=77-（-3.335）=10.35mm在水水中的体体积V=22771 mm3浮力力F浮=1022771=2227110kNN沉井井自重GG总= G1+ G22=87759+82116=1169775kNN侧壁壁所受的的摩阻力力T阻=69.199.355177=1009833kN，其其中周长长S=669.11m，沉沉井埋深深h=99.355m，土土对侧壁壁的摩阻阻系数ffk=117kPPa。向下下的力TT总=1169775+1109883=2279558kNN抗浮浮
14、系数KK=2779588 KNN/2227100KN =1.23KfWW=1.0，满满足给给水排水水钢筋混混凝土沉沉井结构构设计规规程CCECSS1377：20002的的抗浮要要求。7、结束束语根据据以上的的计算设设计，在在实际施施工中予予以了实实践，并并作了观观测监控控。第一一节混凝凝土浇筑筑完成，基基础沉降降值最大大为8mmm，不不均匀沉沉降最大大为5mmm；第第二节混混凝土浇浇筑完成成，基础础沉降值值最大为为10mmm，不不均匀沉沉降最大大为4mmm；观观测结果果验证了了基础及及下沉稳稳定性设设计、验验算的正正确性。封底底混凝土土灌筑完完成144天后，把把井内水水打干，对对封底混混凝土检检查，未未发现渗渗漏现象象；同时时我们对对沉井作作了轴线线、标高高复测，与与设计相相比，轴轴线偏差差为横向向10mmm、纵纵向188mm，标标高最大大偏差为为8mmm，相邻邻观测点点不均匀匀高差为为4mmm，均很很好的满满足了设设计和施施工质量量标准要要求。参考考文献：1、给给水排水水钢筋混混凝土沉沉井结构构设计规规程CCECSS1377：200022、钢钢筋混凝凝土沉井井结构设设计施工工手册 中国建建筑工业业出版社社 葛春春辉主编编