T形沉井的基礎及下沉穩(wěn)定性施工設計(一)

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1、工程概況及特點
    某污水處理廠粗格柵及進水泵房采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構、沉井法施工。
    進水泵房、粗格柵平面均為矩形,兩者組合形成平面“T”形。進水泵房鋼筋砼結構外部平面尺寸為13.9×7.4m,內有六道梁;粗格柵鋼筋砼結構外部平面尺寸為13.25×8.8m,內有兩道隔墻,隔墻厚0.4m.沉井在刃腳位置被梁和隔墻分成六格。沉井刃腳處寬1.2m,刃腳底寬0.4m,高1.6m;井壁厚0.7m;沉井高12.63m.根據(jù)設計及以往施工經(jīng)驗,沉井施工擬分兩次澆筑、兩次下沉;沉井采用不排水法下沉。
    該沉井基礎施工具有以下特點:
    (1)混凝土一次性澆筑高度高(每節(jié)高約6.5m),即重心高,穩(wěn)定性差;
    (2)僅靠第一節(jié)下沉后形成的支撐力不能滿足第二節(jié)制作時的穩(wěn)定要求;
    (3)形狀特殊,為“T”形,重心與形心不重合,增加了沉井基礎施工難度。
    2、地質情況
    擬建場區(qū)原為水田,淤積著大量的淤泥,已提前予以挖除。該工程的地質勘察報告顯示,沉井設計刃腳底標高-3.35m位于5-1含圓礫細砂層。
    3、沉井基礎設計及施工
    3.1 沉井第一節(jié)自重
    經(jīng)計算,沉井第一節(jié)自重G1=8759kN;
    即沿刃腳每延米沉井重q1=8759kN/70.7m=124kN/m;
    考慮施工荷載,取沿刃腳每延米沉井重Q1=1.15q1=124×1.15=143kN/m.
    3.2 沉井基槽開挖
    為了減少沉井立模支架的高度、下沉深度和便于施工,淤泥挖除后再開挖深約0.7米的基槽(基礎座落于2-1層),以方便墊層基礎施工,開挖邊坡1:1,四周設排水溝,通過水泵排水,保證施工需要。
    3.3 砂墊層厚度計算及鋪設
    根據(jù)砂墊層允許承載力的計算公式:
    [P]=[σ]×(1+2Htgφ)-γH
    其中:[σ]—地基承載力,現(xiàn)基礎位于2-1層,取[σ]=100kPa;
    φ —砂墊層擴散角,取φ=40°;
    γ —粗砂容重,取γ=16.5kN/m3;
    H —粗砂墊層厚度;