CN102430277A - 一种用于污水物理处理的粗格栅沉井及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下工程结构技术领域，具体地说是一种用于污水物理处理的粗格栅沉井及其施工方法，粗格栅沉井由三层钢筋混凝土结构构成内部为空腔结构所述的第一层结构为梯形，梯形左右两侧设有若干连接管道，在梯形的上部设有相对应的第二层的长方形结构，在第二层长方形结构的上部设有相对应的第三层长方形结构，粗格栅沉井中间设有横向隔墙，隔墙将粗格栅沉井分隔为独立运行的两组池体，粗格栅沉井内设有八个小格，八个小格大小不均，重心偏移，其施工方法包括前期准备和三层分批制作，本发明结构简单、牢固，污水过滤效率高，应用范围广，无需搭设导管与导管平台、潜水员水下作业，浇筑混凝土直观可见且质量可控，节约投资、提高功效、降低风险。

Description

一种用于污水物理处理的粗格栅沉井及其施工方法

[技术领域]

本发明涉及地下工程结构技术领域，具体地说是一种用于污水物理处理的粗格栅沉井及其施工方法。

[背景技术]

污水物理处理是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质，是污水处理基本方法。生活污水和工业废水含有大量的漂浮物与悬浮物质，污水处理法的处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质。粗格栅的功能：截留较大的悬浮或漂浮物，减轻后续处理构筑物的负荷，保护后续处理构筑物或者水泵几组。

在地下沉井工程施工中，下沉深度大、地下水丰富时，一般采用不排水下沉结合水下封底。即采用不排水下沉施工方法，将沉井下沉至设计规范允许范围内；进行水下封底。这种方式水下封底时沉井内部注水深度大，须下潜水员下铺抛石；封底混凝土浇筑时须搭设导管导轨架，前期准备工作量大，施工技术性与风险性高，施工质量不易控制，并浪费大量的人财物。

国内专利申请号201010545965.0公开了一种陆地超大规模沉井下沉施工方法，在沉井的隔舱水面上设置浮箱工作平台，将高压水枪和泥浆泵悬挂在浮箱平台下方，使高压水枪位于水中，通过高压水枪冲刷土体形成泥浆后排到沉井外，掏空沉井底部的土体后，在沉井自身重力作用下下沉，该专利采用了半排水下沉，解决了前期需要搭建庞大平台支架的问题，节约了投资，但依然没有解决工作效率低的问题。

[发明内容]

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于污水物理处理的粗格栅沉井及其施工方法。

为了实现上述目的，设计一种用于污水物理处理的粗格栅沉井，其特征在于所述的粗格栅沉井由三层钢筋混凝土结构构成内部为空腔结构所述的第一层结构为梯形，梯形左右两侧设有若干连接管道，在梯形的上部设有相对应的第二层的长方形结构，在第二层长方形结构的上部设有相对应的第三层长方形结构，所述的粗格栅沉井中间设有横向隔墙，所述的隔墙将粗格栅沉井分隔为独立运行的两组池体，所述的粗格栅沉井内设有八个小格，所述的八个小格大小不均，重心偏移。

所述的粗格栅沉井尺寸为48.2m×28.4m×22.2m，标高1.4m～-2.6m的池壁为1.3m、标高-2.6m～-12.3m的池壁为1.6m，沉井池壁刃脚高4m，隔墙刃脚高2.5m，整个沉井长宽比2∶1，所述的第一层梯混凝土结构高度为11米，所述的第二层长方形混凝土结构高度为9米，所述的第三层长方形混凝土结构高度为2.2米，所述的第三层长方形混凝土结构后侧右上部设有通气窗。

一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的施工方法步骤如下：前期准备→测量放线→沉井基坑开挖→垫层制作→第一节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→混凝土浇筑、养护→模板拆除→第二节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→凝土浇筑、养护→模板、脚手架拆除→排水下沉→第三节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→凝土浇筑养护、模板、脚手架拆除→排水下沉→分格封底、底板制作→内部结构制作→顶板制作。

所述的沉井基坑开挖至起沉标高1.400m，深度4m，基坑按1∶1放坡，沉井基坑底面设0.3×0.3m碎石盲沟，在四个角处设4个集水井已排明水，底面浮泥清除干净并保持平整和疏干状态；基坑开挖采用机械挖土和人工修整相结合，开挖至距坑底标高30cm时采用人工修坡、平底，防止扰动基地土层，坑底如遇淤泥或松软土质彻底清除并采用砂性土回填、整平夯实。

所述的垫层制作步骤如下：

A.计算粗格栅沉井第一次浇注和第二次浇注自重；

B.计算沉井刃脚踏面总面积与平均刃脚踏面下表面的压力；

C.计算垫层的承载力与下卧层土壤的承载力；

D.计算砼垫层厚度；

E.砂垫层铺筑；基坑开挖结束后，经验收合格，及时铺筑砂垫层，砂垫层厚度1.5m，满足沉井第一、二节制作对地基承载力的要求，为了保证砂垫层质量，砂垫层采用中粗砂，按每层30cm分层铺筑，按15％的含水量边洒水边用平板振动振实，使其达到中密，用环刀法测试干容重，不容重不小于1.56t/m³，铺填第二层前必须要下层达到要求，方可进行第二层铺设，为防止雨水及泥水等因素对砂垫层质量产生影响，在铺筑砂垫层前在基坑底部设置盲沟将水集至集水井后由水泵抽出，施工期间连续抽水，严禁砂垫层浸泡在水中。根据计算确定刃脚垫层采用C20素砼垫层，宽度3.0m，厚度200mm，砂垫层算用厚度为1.5m；

F.C20素砼垫层浇筑：为了扩大沉井刃脚的支承面积，减轻对局部砂垫层的压力，在砂垫层上浇筑C20素砼垫层，垫层宽度3.0m，厚度0.2m。砼采用预拌商品砼，采用平板振动器振实。

所述的第一节脚手架是直接在沉井外的素砼垫层上搭设的，在沉井制作期间，由于沉井可能出现不同程度的沉降，内、外脚手与井壁脱离，距离约30cm，脚手架立杆、横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、斜撑杆等均选用Φ48×3.0毫米扣件式脚手架钢管，按双排脚手架施工。

所述的模板安装方法如下：沉井刃脚支设在砖砌体支座上，刃脚底模用水平尺进行校平，使之保持在同一水平面上，井壁模板的施工顺序是：支设内模→绑扎钢筋→支设外模，井壁采用14的圆钢作为对拉螺栓，间距600×600mm，井壁模板采用定型竹胶膜，井的内模分节安装，井内模保持垂直，外模跟着内模支立。

所述的钢筋安装中Φ12以下钢筋采用绑扎搭接，在绑扎钢筋时，井壁双层筋1.5×1.5m设Φ16扒距筋控制间距，封底架设在1.5×1.0m间距设置的Φ22马凳铁上，保护层由75#水泥砂浆垫块控制，所有垫块的平面尺寸为50×50mm，垫块中须埋入20#铅丝。

所述的混凝土浇筑方法如下：

A.沉井结构为大小不均中心偏移的8个格，为防止在混凝土浇筑工程中沉井的偏沉，每次浇筑前，先计算出沉井的几何中心，采用两台汽车泵从几何中心处对称均匀的浇筑，防止沉井因浇筑的荷载不均产生不均匀沉降，混凝土每浇筑一层，均采用振动棒振捣，施工中控制前后两层之间的浇筑时间，并控制每次浇筑的高度在0.5m～0.7m内；

B.施工缝砼表面上，每次浇筑完成后，待混凝土初凝后对水瓶施工缝进行凿毛和冲洗处理，并保持湿润但无积水；在下次浇筑前，施工缝处先铺一层与砼配合比相同的水泥砂浆，其厚度宜为15～30mm。

1.如权利要求3所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的排水下沉方法步骤如下：

A.垫层凿除：在不排水下沉施工前，凿除砼垫层，要先凿除内部池壁与隔墙交接处和隔墙与隔墙交界处的砼垫层，在凿除内部隔墙的砼垫层，在沉井将砼垫层剪断前，砼垫层下的砂垫层承载力虽有所提高，但其承载力仍步能满足要求，因此沉井有了明显的下沉，为施工安全，此时停止凿除内部砼垫层，撤出沉井内的施工人员，在沉井外部凿除砼垫层，最后沉井将砼垫层剪断，防止会出现突沉的现象；

B.沉井初始下沉：开始下沉后，整个刃脚都与土壤接触，计算土体对刃脚的承载力；

C.沉井下沉与稳定系数：沉井第一次下沉为排水下沉，当挖除与沉井内部接触的土体和刃脚下部的土体时，沉井仅有侧壁的摩擦对沉井有向上的摩擦力，计算在此情况下，沉井是否能顺利下沉，计算下沉系数；

D.排水下沉施工：

a.出土顺序由内向外：先取内圈井格，再取分批取外圈井格，根据下沉情况掏除底梁下的土，最后形成全刃脚支承的大锅底，使沉井安全下沉；

b.严格控制刃脚外土塞，为保证沉井受力均匀，内部应力没有集中现象，在刃脚全支承不能满足下沉要求时，需在刃脚处取土，做到均匀、对称、层层剥离，循序渐进；

c.通过光学仪两种手段对下沉量，四角高差，偏位进行测量，及时了解下沉速度，并进行纠偏，当沉井达到允许偏差值1/4时必须纠偏；

d.沉井起沉阶段，当素砼垫层敲拆后，沉井重心偏高，沉井井壁的四周无摩擦力，沉井的下沉系数很大，掏挖刃脚下的砖土若不均匀，将会成沉井很大的倾斜，所以在沉井挖土前，沉井的刃脚处先采用全面同时分层掏挖，挖除的土方先集中在各仓底中央，让沉井逐渐下沉部分，使沉井刃脚埋在土层中，降低沉井重心，由于沉井在初期下沉过程中，下沉系数较大，故采取挤土下沉；

e.无水下沉阶段，排水下沉采用2台冲抓式挖土机对称挖土为主，1台冲抓式挖土机纠偏与辅助挖土，每层挖土深度控制在0.5～1.0m范围，四角最大高差控制在0.3～0.5m范围，做好下沉监测并在四角转帖刻度牌。

所述的排水下沉方法替换为不排水下沉与沉井干封底结合施工，不排水取土方法如下：

A.先利用高压水枪冲刷沉井每格内中央土体，使沉井每格中间形成一个稍深的锅底；

B.在形成的锅底内放置泥浆砂泵，利用高压水枪射出的高压水泥冲刷土层，使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后采用吸泥砂泵，将泥砂吸出井外到沉淀处理；

C.经沉淀池沉淀后，将清水抽入清水池，为高压水枪提供水源；

D.当局部有较硬土层，采用短螺旋钻破土辅助吸泥砂作业，遇有粘性土层时，使喷嘴接近90°的角度冲刷立面，将立面底部冲成缺口使之塌落；

E.冲土顺序为先中央后四周，并沿刃脚留出土台，对称分层冲挖，保持沉井受力均匀，不得冲空刃脚面下的土层；

F.施工时，使高压水枪冲入井底所产生的泥浆量和渗入的水量与水力吸砂泵吸入的泥浆量保持平衡；

G.吸泥砂泵配套安装潜污泵，并24小时连续作业，以保证下沉平稳，避免下沉过程中的停滞，给再次下沉造成困难，一般采用2PN型吸泥砂泵，流量：40m3/h，扬程：22m，功率10KW，管径：Φ100；WQ20-22潜污泵，流量：20m3/h，扬程：22m，功率10KW，管径：Φ150；

所述的干封底施工方法如下：

A.在沉井到位前，对沉井中间4格进行冲刷，使内格土面达到相对干封底高度；

B.待沉井缓缓下沉到设计规范范围内，对刃脚与池壁冲刷干净，确保封底后不渗水；

C.沉井中间4格进行干封底；

D.等混凝土初凝后即对中间4格进行底板制作；

在4格底板制作完成后，在对剩余的四格对称逐次进行分四次冲取土，干封底、底板制作，在沉井封底与底板制作完成后，沉井是否满足抗浮要求。

本发明与现有技术相比，结构简单、牢固，污水过滤效率高，应用范围广，且无需搭设导管与导管平台、潜水员水下作业，浇筑混凝土直观可见且质量可控，节约投资、提高功效、降低风险。

[附图说明]

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的平剖示意图；

图3是本发明的纵剖示意图；

图4是本发明的基坑开挖深度及基坑围护影响深度范围内土层的有关参数图表；

图5是本发明的井壁与土壤的单位面积摩阻力f值的关系图

图6是本发明的地基土的极限承载力Rj的关系图；

图7是本发明的施工流程图；

图8是本发明的灰色砂质粉土层单位面积摩阻力与第一阶段等效井壁单位面积的摩阻力f关系图；

[具体实施方式]

以下结合附图，对本发明做进一步说明。

1、编制依据

《工程测量规范》(GB 50026-2007)

《建筑变形测量规范》(JGJ 8-2007)

《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ 141-90)

《建筑结构荷载规范》(GB 50007-2002)

《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)

《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)

《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》(CECS 137：2002)

2、工程概述

2.1、粗格栅工艺作用：

污水物理处理是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质，是污水处理基本方法。生活污水和工业废水含有大量的漂浮物与悬浮物质，污水处理法的处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质。粗格栅的功能：截留较大的悬浮或漂浮物，减轻后续处理构筑物的负荷，保护后续处理构筑物或者水泵几组。

2.2、粗格栅沉井结构、出水井结构概况：

(1)、粗格栅井采用沉井施工，设计尺寸为48.2m×28.4m×22.2m，标高1.4m～-2、6m的池壁为1.3m、-2.6m～-12.3m为1.6m，沉井池壁刃脚高4m，隔墙刃脚高2.5m，整个沉井长宽比接近2∶1，且高度较高。下沉穿越的土层复杂，下沉深度大，设计要求三次制作二次下沉。第两次沉井浇筑标高度为11.0m(框架浇筑至中部梁顶)，采用坑外降水，排水下沉至-3.600m标高，达到强度后，第一次排水下沉；待第一次下沉稳定后，浇筑9.6m高池壁(框架浇筑至顶梁顶)，待稳定后，浇筑出水井，第二次采用不排水下沉至设计标高。另在下沉过程中，穿越②₃层灰色砂质粉土时，易产生流砂，造成突沉现象。下沉封底后再施工里面的隔墙和上部的框架厂房。

(2)、出水井设计尺寸：5.0m×14.0m×10.7m，顶板与沉井顶板平齐。原设计为沉井施工完成后，出水井采用大开挖施工。经与设计方沟通研讨决定，出水井在沉井第三次制作完成后，制作出水井，待出水井达到设计下沉强度后，结合沉井一起下沉。其平剖面示意图和纵剖面图详见图2和图3：

2.3、地质土层概况：

本工程粗格栅井采用沉井法施工，沉井涉及土层有①₁、①₃、②₃、③、④及⑤1层。

1、第①₁层填充土，填料不均，拟建场地以素填土为主，含碎石、砖块等建筑垃圾，该层土土质松散，结构性差，应予以清除。

2、第①₃层冲填土，拟建场地普遍分布，以淤泥质土和粉质土为主，土质较差，结构松散，欠固结，对沉井平稳下沉不利。

3、第②₃层灰质砂质粉土，埋藏深度和厚度略有变化，呈稍密状态，厚度2.5～7.5m，该层土质较好，强度较大，需注意若采用排水法施工，开挖揭露时在一定水头的动水压力作用下易产生流砂现象。

4、第③层灰色淤泥质粉质粘土、第④层灰色淤泥质粘土及⑤₁层粘土，为软弱土，土质较差，强度低，渗透性低，含水量高、压塑性高、灵敏度高，具触变性和流变性，沉井井筒外壁土的摩擦阻力很小，沉井下沉过程中，当刃脚附件的土体被挖除后，沉井易失去支撑而突然下沉或倾斜。

5、根据沉井埋深，粗格栅沉井底将置于第④层灰色淤泥质粘土，第④层及⑤₁层土质较差，强度低，压塑性高、灵敏度高，建议对沉井刃脚一定深度范围内进行加固处理，基坑开挖深度及基坑围护影响深度范围内土层的有关参数如图4所示，井壁与土壤的单位面积摩阻力f值如图5所示，地基土的极限承载力Rj如图6所示。

2.4、地下水概况：

拟建场地地下水有浅部土层中的潜水、深部粉砂性土质中的承压水、微承压水组成，地下水补给来源主要为大气降水与地表径流。

1、潜水：测得地下潜水埋深为0.6～2.9m(高程4.03～2.54m)，受潮汐、降水量、季节、气候等因素影响而变化。地下水埋深取0.5m，低水位埋深取1.5m。

2、承压水、微承压水：场地承压水、微承压水主要有⑤₃₂层微承压水和⑧₂₂、⑨层承压水组成，承压水、微承压水水位一般低于潜水位，年呈周期性变化，埋深3.0～11.0m。⑧₂₂、⑨层的层顶埋深60m，其承压水对本工程无影响。⑤₃₂层微承压水其水头埋深约7.6m。

3、施工工艺流程：

如图7所示，施工流程：前期准备→测量放线→沉井基坑开挖→垫层制作(降水井施工)→第一节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→混凝土浇筑、养护→模板拆除→第二节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→凝土浇筑、养护→模板、脚手架拆除→排水下沉→第三节脚手架搭设(内工字钢悬挑脚手架、外落地)、钢筋安装、模板安装→凝土浇筑养护(出水井制作)、模板、脚手架拆除→排水下沉(出水井结合沉井)→分格封底、底板制作(对称、逐一)→内部结构制作→顶板制作。

5、专项施工方案

5.1、测量放线

垫层施工前，根据设计图纸座标及甲方提供的基准点测量定位，同时在沉井周围，且在施工影响范围之外布置座标控制点和临时水准点，建立的控制点精度为±1mm，并填写测量复核单，由甲方和监理认可，施工过程中控制点加以保护，并定期检查和复测。在沉井四周设置龙门桩，并用石灰粉划出。井中心轴线、基坑轮廓线，作为沉井制作和下沉定位的依据。

5.2、基坑开挖

基坑开挖至设计要求起沉标高1.400m，深度4m左右。基坑按1∶1放坡，其中靠污泥厂区围墙一侧因3.5万伏高压电缆需保护暂按垂直开挖考虑。沉井基坑底面设0.3×0.3m碎石盲沟，在四个角处设4个集水井已排明水。底面浮泥清除干净并保持平整和疏干状态。

基坑开挖采用机械挖土和人工修整相结合，挖土严格控制标高，机械挖土采用反铲液压挖土机，开挖至距坑底标高30cm左右时采用人工修坡、平底，防止扰动基地土层，坑底如遇淤泥或松软土质彻底清除并采用砂性土回填、整平夯实。挖出土方及时运走，不得堆置在坑边。施工时尽量减少基坑暴露时间。

5.3、沉井前两次制作方案

5.3.1、垫层制作方案

1、粗格栅沉井第一次浇注和第二次浇注自重：

粗格栅沉井第一次浇注6.2m(-17.5m～-11.3m)，第二次浇注4.5m(-11.3m～-6.5m)。

刃脚6.2m(-17.5m--11.3m)体积：V_刃＝2197.34m³，下部4.8m池壁(-11.3m--6.5m)体积：V_下＝1445.4m³；沉井浇注11.0m高的自重：

G₁＝(V_刃+V_下)*2.5＝(2197.34+1445.4)*2.5＝9106.85t

2、沉井刃脚踏面总面积与平均刃脚踏面下表面的压力：

刃脚踏面总面积：S＝259.34m²；平均刃脚踏面下表面的压力：

P_z＝G₁*1.1/S＝9106.85*1.1/259.34＝38.63t/m

3、垫层的承载力与下卧层土壤的承载力：

假定砂垫层厚度hs＝1.5m，通过查地质勘察报告及相关规范得到，r_p＝1.84t/m3，c＝0.8t/m3，θ＝25.4，利用公式R_d＝Ar_pb+Bq+Dc，求R_d，查表A＝6.32，B＝11.55，D＝22.18，因沉井未填砂，故q＝0，主要计算池壁下刃脚的承载力，故取b(刃脚踏面的宽度)。

0.8m的踏面，下卧层的承载力：

R_d1＝Ar_pb+Bq+Dc＝6.32*1.84*0.8+0+22.18*0.8＝27.04t/m2＝270.4kN/m²

计算沉井与垫层对下卧层上表面的压力R₁’：

R₁’＝b Pz/(b+hs)+rphs＝0.8*38.63/(0.8+1.5)+1.84*1.5

    ＝16.20t/m2＝162.0kN/m²＜270.4kN/m²

1.0m的踏面，下卧层的承载力：R_d2＝29.37t/m²293.7kN/m²

计算沉井与垫层对下卧层上表面的压力R₂’：

R₂’＝182.1kN/m²＜293.7kN/m²

1.2m的踏面，下卧层的承载力：R_d3＝31.70t/m²＝317.0kN/m²

计算沉井与垫层对下卧层上表面的压力R₃’：

R₃’＝199.3kN/m2＜317.0kN/m2

池壁0.95m下卧层的承载力：R_d4＝28.63t/m²286.3kN/m²

计算沉井与垫层对下卧层上表面的压力R₄’：

R₄’＝177.4kN/m²＜286.3kN/m²

下卧层的土壤承载力满足要求，即选择砂垫层的厚度1.5m符合要求。

4、砼垫层厚度计算：

沉井作用的垫层的总延米长度：C＝48.2*3+24*5＝264.6m

沉井作用的平均每延米压力：P＝G₁/C＝9106.85/264.6＝34.42t/m

0.8m宽的踏面的每延米的压力：P₁＝38.63*0.8＝30.9t/m

1.0m宽的踏面的每延米的压力：P₂＝38.63*1.0＝38.63t/m

1.2m宽的踏面的每延米的压力：P₃＝38.63*1.2＝46.36t/m

0.95m宽的踏面的每延米的压力：P₄＝38.63*0.95＝36.70t/m

砼垫层厚度h＝(P/R_p-b)/2，R_p为砼下砂垫层的承载力，安全考虑取较小值在计算中取下卧层的承载力R_p＝R_d，分别所需砼垫层厚度：

0.8m宽的踏面砼垫层厚度：h＝(P1/Rp-b)/2＝(30.9/27.04-0.8)/2＝0.171m；

1.0m宽的踏面砼垫层厚度：h＝(P₂/R_p-b)/2＝(38.63/29.37-1.0)/2＝0.158m；

1.2m宽的踏面砼垫层厚度：h＝(P₃/R_p-b)/2＝(46.36/31.7-1.2)/2＝0.131m；0.95m宽踏面砼垫层厚度：h＝(P₄/R_p-b)/2＝(36.7/28.63-0.95)/2＝0.166m；

即选用200mm的C20的混凝土垫层，符合要求。

5、砂垫层铺筑：

基坑开挖结束后，经验收合格，及时铺筑砂垫层，砂垫层厚度1.5m，可满足沉井第一、二节制作对地基承载力的要求。为了保证砂垫层质量，砂垫层采用中粗砂，按每层30cm分层铺筑，按15％的含水量边洒水边用平板振动振实，使其达到中密，用环刀法测试干容重，不容重不小于1.56t/m³。铺填第二层前必须要下层达到要求，方可进行第二层铺设。为防止雨水及泥水等因素对砂垫层质量产生影响，在铺筑砂垫层前在基坑底部设置盲沟将水集至集水井后由水泵抽出。施工期间连续抽水，严禁砂垫层浸泡在水中。根据计算确定刃脚垫层采用C20素砼垫层，宽度3.0m，厚度200mm；砂垫层算用厚度为1.5m。

6、C20素砼垫层浇筑：

为了扩大沉井刃脚的支承面积，减轻对局部砂垫层的压力，在砂垫层上浇筑C20素砼垫层，垫层宽度3.0m，厚度0.2m。砼采用预拌商品砼，采用平板振动器振实。

5.3.2、脚手架施工方案

1、脚手架搭设：

脚手架是直接在沉井外的素砼垫层上搭设的。在沉井制作期间，由于沉井可能出现不同程度的沉降，为安全起见，内、外脚手与井壁脱离，距离约30cm。脚手架立杆、横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、斜撑杆等均选用Φ48×3.0毫米扣件式脚手架钢管。因脚手架不承受结构自重，仅承受施工人员、工具和小型设备荷载，作为砌筑脚手架考虑，按双排脚手架施工。

(1)、外、内脚手架纵向间距1.20米，横向间距1.0米。

(2)、水平杆间距(步距)1.80米搭设。扫地杆离地面高度20厘米。剪刀撑与地面夹角45°～60°之间，剪刀撑宽度不小于4跨，且不小于6.0米。搭设支架过程中要及时设置剪刀撑、斜撑杆，以免搭设过程中发生偏斜和倾倒。

(3)、脚手架分次搭设，顺沉井升高而逐层升高。每次层面需低于待浇注混凝土的顶面0.50米左右。同时配有防护栏杆，栏杆高1.20米。

(4)、立杆接长除顶部采用搭接外，其余各层各部接头必须采用对接扣件连接。立杆搭接长度不得小于1.0米，且必须采用不少于2个旋转扣件固定。对接扣件要交错布置，相邻两立杆接头不要设置在同步内。

(5)、顶层水平杆与立杆的结合点采用双扣件。纵向水平杆的搭接长度不得小于1.0米，并采用3个旋转扣件予以等距离固定。

(6)、由于脚手架搭设是靠扣件螺栓紧固完成的。因此，每个节点的扣件螺栓在施工中都必须用测力扳手进行检查。脚手架搭设完成后，必须经安全、质量联合检验合格后方可进行模板施工。

(7)、内、外均设置一道倾斜角为40°的走道。走道踏脚面必须设有防滑条，并防护栏杆，栏杆高1.20米。

2、脚手架拆除：

(1)、架子拆除时应分划作业区，周围设围栏或竖立警戒标志，地面设专人指挥，严禁非作业人员入内。

(2)、拆除的高处作业人员，必须戴安全帽，系安全带，穿软底鞋。

(3)、拆除顺序应遵循由上而下、先搭后拆、后搭先拆的原则，即先拆栏杆、脚手板、剪刀撑、斜撑、后拆小横杆、大横杆、立杆等，并按一步一清的原则依次进行，要严禁上、下同时进行拆除作业。

(4)、当脚手架拆至下部最后一根立杆的高度(约6.5m)时应先在适当位置搭设临时抛撑加固，当脚手架采取分段、分立面拆除。

(5)、拆下的扣件和配件及时运至地面，严禁高空抛掷。

5.3.3、模板工程

沉井刃脚支设在砖砌体支座上，刃脚底模用水平尺进行校平，使之保持在同一水平面上。井壁模板的施工顺序是：支设内模→绑扎钢筋→支设外模，井壁采用14的圆钢作为对拉螺栓，间距600×600mm，井壁模板采用定型竹胶膜。井的内模分节安装，井内模保持垂直，外模跟着内模支立，不得内外倾倒，以保证外壁面平正垂直以及井壁厚度均等。

5.3.4、钢筋工程

钢筋进场需经抽样检验合格，并按规格分类挂牌。要严格按先检验后使用的原则，确保钢筋材料质量。刃脚井壁部分的钢筋，井壁预埋筋与隔墙钢筋连接，一律采用焊接接头，焊接头为双面焊，焊缝长度不小于5d，其余绑扎搭接，接头位置相互错开。钢筋半成品要做好标识，做好成品保护，防止钢筋变形、油污和误用。Φ12以下钢筋采用绑扎搭接，在绑扎钢筋时，为了保证钢筋间距准确，井壁双层筋1.5×1.5m设Φ16扒距筋(须用双根22#铅丝绑扎)控制间距。封底架设在1.5×1.0m间距设置的Φ22马凳铁上。保护层由75#水泥砂浆垫块控制，所有垫块的平面尺寸为50×50mm，垫块中须埋入20#铅丝。

5.3.5、混凝土浇筑方案

1、沉井结构为大小不均中心偏移的8个格，为防止在混凝土浇筑工程中沉井的偏沉，每次浇筑前，先计算出沉井的几何中心，采用两台汽车泵从几何中心处对称均匀的浇筑，防止沉井因浇筑的荷载不均产生不均匀沉降。混凝土每浇筑一层，均采用振动棒振捣，施工中控制前后两层之间的浇筑时间，并控制每次浇筑的高度在0.5m～0.7m内。

2、施工缝砼表面上，每次浇筑完成后，待混凝土初凝后对水瓶施工缝进行凿毛和冲洗处理，并保持湿润但无积水；在下次浇筑前，施工缝处先铺一层与砼配合比相同的水泥砂浆，其厚度宜为15～30mm。

5.4、排水下沉方案

1、垫层凿除：

在不排水下沉施工前，凿除砼垫层，要先凿除内部池壁与隔墙交接处和隔墙与隔墙交界处的砼垫层，在凿除内部隔墙的砼垫层。在沉井将砼垫层剪断前，砼垫层下的砂垫层承载力虽有所提高，但其承载力仍步能满足要求，因此沉井有了明显的下沉。为施工安全，此时停止凿除内部砼垫层，撤出沉井内的施工人员，在沉井外部凿除砼垫层，最后沉井将砼垫层剪断，防止会出现突沉的现象。

2、沉井初始下沉：

开始下沉后，整个刃脚都与土壤接触，土体对刃脚的承载力计算：3冲填土对刃脚踏面总的承载力：

N＝∑(LR_d)＝28.63*(48.2+24)*2+27.04*24*2+29.37*(24+4.2)

+31.7*(48.2-3.6)＝7674.1t，垫层与下卧层经过长时间的固结，此时承载力增加。按照经验其初始承载力的1.2～1.3倍，此处取1.2倍。

下沉系数：kc₁＝G₁/N＝9106.85/(1.2*7674.1)＝0.989＜1.25，即不会产生突沉。

3、沉井下沉与稳定系数：

(1)、沉井第一次下沉为排水下沉，当挖除与沉井内部接触的土体和刃脚下部的土体时，沉井仅有侧壁的摩擦对沉井有向上的摩擦力，计算在此情况下，沉井是否能顺利下沉，即求下沉系数：

当沉井下沉10.0m时，假设内部的土体已挖走，仅有外侧壁的有摩擦力，即总的摩擦力fs＝∑UAf，由于下沉深度为11m，根据地质报告所示，第一层冲填土底层深度为10m，在这一阶段中，沉井穿过冲填土层，插入1m至灰色砂质粉土层。则等效井壁单位面积的摩阻力为

冲填土认为是粘土与亚粘土，其单位面积摩阻力f查表得12.5kPa，灰色砂质粉土层认为是砂类土，其单位面积摩阻力f范围在12-25kPa之间。等效井壁单位面积的摩阻力最大值为

最小值为

灰色砂质粉土层单位面积摩阻力与第一阶段等效井壁单位面积的摩阻力f关系如图8所示。

取平均值：f₁＝(13.64+12.45)/2＝13.05kN/m²

总面积：UA₁＝10*(48.2+28.4)*2＝1532m2

即总的摩擦力：fs₁＝UA₁f₁＝1532*13.05＝19992.6kN＝1999.3t

＜1.1G₁＝1.1*9106.85＝10017.5t，

kc₂＝fs₁/1.1G₁＞1.25，故刃脚下部周围土体被挖空的情况下，保证沉井沉井刃脚踏面持土情况下顺利下沉到位。

(2)、沉井下沉10m到位后是否能停止下沉，即下沉稳定系数：

假设池壁刃脚下与土体接触宽度位1.8m，③层灰色淤泥质粉质粘土通过查地质勘察报告及相关规范得到，r_p＝1.76t/m3，c＝1.2t/m3，θ＝15.2。，利用公式R_d＝Ar_pb+Bq+Dc，求Rd，查表A＝1.58，B＝4.08，D＝11.18。主要计算刃脚的承载力。

0.8m的踏面，下卧层每延米的承载力：

R_d1＝Ar_pb+Bq+Dc＝1.58*1.76*0.8+0+11.18*1.2＝15.64t/m＝156.4kN/m

1.0m的踏面，下卧层每延米的承载力：

R_d2＝Ar_pb+Bq+Dc＝1.58*1.76*1.0+0+11.18*1.2＝16.20t/m＝162.0kN/m

1.2m的踏面，下卧层每延米的承载力：

R_d3＝Ar_pb+Bq+Dc＝1.58*1.76*1.2+0+11.18*1.2＝16.75t/m＝167.5kN/m

1.8m的宽度下卧层每延米的承载力：

R_d4＝Ar_pb+Bq+Dc＝1.58*1.76*0.95+1.76*1.5*4.08+11.18*1.2

+1.58*1.76*0.85＝29.19t/m＝291.9kN/m

土体对刃脚的总承载力：N＝∑LR_d

N＝∑LR_d＝15.64*24*2+16.2*(24+4.2)+16.75*(48.2-3.6)

+29.19*(48.2+24)*2＝6171.57t

侧面的摩擦力取平均值：f₂＝(13.64+12.45)/2＝13.05kN/m²

侧面积：UA₂＝10*(48.2+28.4)*2+(48.2+28.4-3.6)*2*1.5＝1737.8m²

即总的摩擦力：f_s2＝UA₂f₂＝1737.8*13.05＝22678.3kN＝2267.8t

f_s2+N＝2267.8+6171.57＝8439.37t＜G₁＝9106.85t

可以通过少挖土增加刃脚下踏面的承载力，故隔墙的刃脚深入土体中，确保沉井下沉稳定系数kc₃＝(fs₃+N_持)/G₁＜1，沉井可以停止下沉。

4、排水下沉施工：

(1)、出土顺序由内向外：先取内圈井格，再取分批取外圈井格，根据下沉情况掏除底梁下的土，最后形成全刃脚支承的大锅底，使沉井安全下沉，由于本工程的下沉系数偏大，可依实际情况保留部分底梁下土塞，防止沉井突沉。

(2)、严格控制刃脚外土塞，为保证沉井受力均匀，内部应力没有集中现象，在刃脚全支承不能满足下沉要求时，需在刃脚处取土，做到

均匀、对称、层层剥离，循序渐进；但在淤泥质粉质粘土中下沉时，不宜捣刃脚。

(3)、通过光学仪两种手段对下沉量，四角高差，偏位进行测量，及时了解下沉速度，并进行纠偏，当沉井达到允许偏差值1/4时必须纠偏。确保沉井在初始下沉阶段形成良好的下沉轨道。

(4)、观测水位情况，严防涌砂现象的发生。

(5)、对周围建构筑物等布点监测，随时掌握由于沉井下沉引起的环境影响问题。

(6)、沉井起沉阶段，当素砼垫层敲拆后，沉井重心偏高，沉井井壁的四周无摩擦力，沉井的下沉系数很大，掏挖刃脚下的砖土若不均匀，将会成沉井很大的倾斜，所以在沉井挖土前，沉井的刃脚处先采用全面同时分层掏挖，挖除的土方先集中在各仓底中央，让沉井逐渐下沉部分，使沉井刃脚埋在土层中，降低沉井重心。由于沉井在初期下沉过程中，下沉系数较大，故采取挤土下沉。

(7)、无水下沉阶段

排水下沉采用2台冲抓式挖土机对称挖土为主，1台冲抓式挖土机纠偏与辅助挖土。每层挖土深度控制在0.5～1.0m范围，四角最大高差控制在0.3～0.5m范围。做好下沉监测并在四角转帖刻度牌。

5.5、沉井第三次制作方案：

1、粗格栅沉井第三次浇注自重：第三次浇筑的部分体积：

V_上＝2705.444-(2.4+1.6)*2*2-10.9*2*2-3.4*2＝2639.044m³

即总的自重为：G₂＝G₁+V₃＝9106.85+2.5*2639.044＝14813.85t

2、沉井侧面摩阻力：

总的摩擦力：f_s2＝UA₂f₂＝1737.8*13.05＝22678.3kN＝2267.8t

3、浇筑前后刃脚对土体的压力：

刃脚踏面总面积：S＝0.95*(48.2+24)*2+1.2*(48.2-1.9)

+0.8*2*24+1*24+2.1*1*2＝259.34m²

接高前平均刃脚踏面下每延米表面的压力：

R₁＝(G₁*1.1-F)/S＝(9106.85*1.1-2166.0)/259.34＝30.28t/m

接高后不计沉井下沉量带来池壁摩擦力的增量，平均刃脚踏面下每延米表面的压力：R₂＝(G₂*1.1-F)/S＝(15704.46t*1.1-2166.0)/259.34

＝58.26t/m

接高前后沉井刃脚对下部土体的压力差值：

R₃＝R₁-R₂＝58.26-30.28＝27.98t/m

4、刃脚下土体的承载力：

通过查地质勘察报告及相关规范得r_p、c、θ值，利用公式R_d＝Ar_pb+Bq+Dc，查《沉井设计与施工》中表得A、B、D值，求R_d值。地基经加固处理过以后，其r_p、c、θ值变大，对沉井接高下沉量影响程度，须通过计算与实际情况比较。发现影响过大时应估算刃脚下土体的承载力值，以便于得出较为准确的下沉量。因此分地基未加固与地基加固两种情况计算沉井下沉量。

A：未对地基采取加固措施的情况：

根据刃脚插入土体的深度，与地质勘察报告及相关规范得r_p、c、θ值，利用公式R_d＝Ar_pb+Bq+Dc，根据接高前后的差值R₃值，利用公式q＝(R₃-R_d)/B求刃脚下沉量q值。

B：对地基采取加固措施的情况，以工程为沉井为例：

刃脚踏面停留③层灰色淤泥质粉质粘土通过查地质勘察报告及相关规范得到，r_p＝1.76t/m3，c＝1.2t/m3，θ＝15.2。假定刃脚踏面未插入土体中(q＝0)，利用公式：R_d＝Ar_pb+Bq+Dc求R_d，查表A＝1.58、B＝4.08、D＝11.18，设踏面宽度为b＝1.0m代入R_d＝Ar_pb+Bq+Dc得R_d值；

R_d＝Ar_pb+Bq+Dc＝1.58*1.76*1.0+4.08*0+11.8*1.2

＝16.94t/m＜30.28t/m

求刃脚应插入土体深度q值：q＝(30.28-16.94)/4.08＝3.27m，刃脚实际未插入土体并且还有刃脚踏面处于悬空状态，原因采用高压旋喷桩对地基进行加固的过程中水泥浆液的余浆对上部土体加固，并在沉井第一次沉后与接高这段时间内土体的自行固结。由于计算值遇实际值差值过大，应对刃脚下土体承载力估算。

将q＝0代入R_d＝Ar_pb+Bq+Dc，得R_d＝16.94t/m。设R_d＝30.28t/m，估算得A＝2.824、B＝7.29、D＝19.99、C＝2.15，令R_d＝58.26t/m代入R_d＝Ar_pb+Bq+Dc得：58.26＝2.824*1.76*1.0+7.29*q+19.99*2.15，即q＝1.41m。沉井接高前混凝土顶面高于沉井外围土体1.4m左右。

C：沉井接高下沉量计算中的参数多为估算，在实际施工中接高下沉量可能大于估算下沉量，导致沉井预留高度不足。接高的高度根据实际浇筑过程中沉井下沉量控制，防止沉井超沉对施工带来不利影响。

沉井接高施工均属于常规施工，可以参照沉井制作的施工方案施工，不做详细介绍。

5.6、出水井施工方案

1、原设计方案：

原设计方案为沉井下沉到位，封底后，出水井采用大开挖形式，由于开挖深度大为10.7m，距北侧高压电缆仅5.0m。基坑开挖、支护均属于重大危险源，并且场地狭小、开挖、支护费用较高。因此改为出水井结合沉井一起下沉施工。

2、出水井结合沉井施工方案：

粗格栅沉井浇筑下沉稳定后，制作出水井，垫层施工，脚手架、钢筋、模板施工。在沉井池壁上预留插筋，根据沉井下沉的稳定高度进行施工，出水井自重仅占沉井自重的1％左右。待出水井强度达到设计下沉强度后，即可结合沉井一起下沉施工。

出水井结合沉井下沉施工，增加了沉井下沉的难度，对施工下沉控制要求条。做好施工控制为施工总的重难点。

5.7、脚手架方案

沉井第一次下沉后，沉井周围土体受到扰动。沉井第三次制作中，沉井会下沉，防止内脚手架与沉井的相互影响。内脚手架可选用工字钢悬挑脚手架，外脚手架采用落地式脚手架，脚手架搭设高度为12.0m。

1、脚手架基础施工：

外脚手架基础铺设双排竹条板，下部铺设200mm厚的狗头石并压实。内脚手架基础为水平工字钢梁采用[20a号工字钢]，水平钢梁悬挑长度1.5m，池壁内预埋200mm*300mm*16mm厚12厚带锚筋钢板(计算后，制作后有详图)，悬挑工字钢上竖向焊接一段长约5cmΦ25mm圆钢，以便放置脚手架钢管。

1、脚手架荷载计算：

经计算脚手架传于下部基础的轴力N＝9.934kN，外部脚手架基础满足要求，重要的是计算工字钢梁的受力情况。为悬挑工字钢梁安全计算扩大轴力1.1倍。悬挑的脚手架放在工字钢上，假定取20a的工字钢梁进行一下的计算。

(1)、工字钢梁的计算与施工：

双排脚手架竖向轴力N1＝N2＝9.934×1.1＝11.97kN，

工字梁自重N3＝27.9×1.2×1.5×10/1000＝0.502kN/m

弯矩M＝N1×0.4+N2×1.5+N3×0.75＝21.324kN.m

剪力V＝N1+N2+N3＝24.442kN

根据焊接规范要求，工字钢梁与预埋钢板之间焊缝厚度为h_f＝7mm，有效宽度h_e＝0.7*7mm＝4.9mm，经计算得：

焊缝有效截面对中和轴的惯性矩为：Iw＝2170.7cm⁴；

翼缘焊缝的最大应力：σ_f＝98.24N/mm²；

剪力在腹板焊缝中产生的平均应力：T_f＝13.856N/mm²；

则腹板焊缝的应力：f＝98.31N/mm2＜160N/mm2满足要求。

抗弯强度选用截面需要的模量为：Wnx＝108.27*10³mm，

选用工字钢20a的，截面Wnx＝237cm3＞108.27*103mm，满足要求。经验算工字钢梁满足要求。

故在第二次浇筑时预埋钢板(尺寸：200mm*300mm*16mm)间距为1.8m，共184块，200mm工字钢长1.5m共184根。在浇筑高度上0.5m处用钢管将两侧的脚手架内侧立杆连接一起，在脚手架的拐角处使用钢管搭接，使其成为一个整体，增强脚手架的整体稳定性。钢板具体预埋的位置和标高后附详图。

(2)、锚铰钢板计算与施工：

钢板锚筋上下两层，上下间距为260mm，上部3Φ18螺纹钢，下部2Φ18螺纹钢，长度为560mm，M_锚＝27.49kN.m＞23.05kN.m满足要求。将锚筋塞焊在钢板上，采用单侧围焊，焊缝宽度为h_f＝7mm，采用E43焊条，M_锚＝24.0kN.m＞23.05kN.m；满足要求。

(3)、施工要点

在沉井内悬挑脚手架施工中，预埋钢板与锚固筋焊接、工字钢梁与预埋钢板的焊接均属于关键工序，预埋钢板位置与垂直度、焊缝厚度、焊接质量施工中要求严格控制。

5.8、沉井不排水下沉结合干封底施工方案

沉井不排水下沉与沉井干封底结合施工，先不排水下沉至满足沉井设计高度允许范围内。从沉井中间开始每次至冲取一格，待满足封底要求时进行干封底，制作沉井底板。待完成后再对称冲取沉井第二格取土体，进行干封底、底板制作。循环至最后沉井与出水井封底、底板制作完成。

在下沉过程中先冲取出水井内的土体，始终保持出水井的重量部分传于沉井，避免因沉井重量传于出水井，而破坏出水井与沉井连接处。

在封底过程中待沉井内格封底完成后，再进行出水井封底。

5.8.1、沉井不排水下沉方案

1、不排水下沉施工的原理：

沉井下沉采用不排水下沉挖土，利用高压水枪射出的高压水泥冲刷土层，使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后采用吸泥砂泵，借助水力冲刷将泥砂吸出井外，沉淀处理。当局部有较硬土层，采用短螺旋钻破土辅助吸泥砂作业，遇有粘性土层时，使喷嘴接近90°的角度冲刷立面，将立面底部冲成缺口使之塌落。冲土顺序为先中央后四周，并沿刃脚留出土台，最后对称分层冲挖，尽量保持沉井受力均匀，不得冲空刃脚面下的土层。施工时，使高压水枪冲入井底，所造成的泥浆量和渗入的水量与水力吸砂泵吸入的泥浆量保持平衡。吸泥砂泵配套安装潜污泵，并24小时连续作业，以保证下沉平稳，避免下沉过程中的停滞，给再次下沉造成困难，以保证施工进度。

2、不排水下沉过程控制方案：

(1)、沉井下沉监测控制：

监测控制措施与排水下沉相同，均为控制沉井下沉的偏沉、高差等。

(2)、下沉控制措施：

采用十台(九用一备)2PN型吸泥砂泵，流量：40m3/h，扬程：22m，功率10KW，管径：Φ100，十台(九用一备)WQ20-22潜污泵，流量：20m3/h，扬程：22m，功率10KW，管径：Φ150。下沉过程中辅以抓斗取土。沉井内取出的水、泥、砂在沉淀池内进行沉淀后，使用污水泵将经过沉淀后的水注入沉井内，泥、砂使用泥浆车运出厂外。

1)、每格内放置一台泥浆泵，留一台备用。沉井外做好供水池与泥浆池。供水池为高压水枪提供水源，泥浆池用泥浆的沉淀；保证不排水下沉施工中的供水、排水。

2)、将每格内中央冲去一个锅底，放置泥浆泵，用高压水枪压沟底向四周冲取土体。此时土体被高压水枪冲成泥浆水，采用泥浆泵将泥浆抽至泥浆池。

3)、当刃脚下土体被冲取后，刃脚下承载力减小，沉井会伴随土体的冲取缓慢下沉。

4)、在沉井下沉过程中，做好监测，轴线位移每天测一次，高差每隔2～3小时监测一次。每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量。及时反馈下沉操作人员，以做好纠偏处理。

5)、下沉过程中，做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平面位置和四角高差出现偏差时及时纠正，纠偏时不可大起大落，避免沉井偏离轴线，同时注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。

6)、沉井在终沉阶段以纠偏为主，在沉井下沉至距设计标高1m以上时基本纠正好，纠正后谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高30cm以内时，必须不再有超出容许范围的位置及方向偏差，否则难于纠正。

(3)、纠偏措施：

沉井在下沉过程中发生倾斜偏转时，根据沉井产生倾斜偏转的原因，可以用下述的一种或几种方法来进行纠偏。确保沉井的偏差在容许的范围以内。可采取的纠偏方法：偏除土纠偏，这种方法简单，效果较好；压重纠偏，这种纠偏方法可根据现场条件进行选用。确保沉井的位移、高差在允许范围内。

5.8.2、沉井封底方案

1、沉井干封底：

沉井采用干封底，即直接采用汽车泵向沉井内格浇筑混凝土，封底为C20素砼，厚度2.5m～3.0m(中间略厚)，面标高为-13.5m，封底标高为-16.00m。封底前进行沉降观测，在8小时内沉降量不超过10mm方可封底。由于采用干封底，施工控制容易。

2、封底前的准备工作：

对沉井基地清理，尤其是对沉井内壁的泥土冲刷清理，保证沉井封底后池壁四周不渗水。

3、底板施工：

底板厚1.2m，面标高-12.3m。封底砼达到一定强度后，可进行底板施工。沉井底板施工完毕后，随即进行沉降观测，频率为半月一次。如发现由较大沉降立即采取有关措施进行补救。

4、沉井干封底优点：

沉井干封底，施工操作简单，封底质量好；避免水下封底施工准备时间长、施工操作复杂、质量难以控制、施工风险大、成本高等缺点。

Claims (10)

1.一种用于污水物理处理的粗格栅沉井，其特征在于所述的粗格栅沉井由三层钢筋混凝土结构构成内部为空腔结构所述的第一层结构为梯形，梯形左右两侧设有若干连接管道，在梯形的上部设有相对应的第二层的长方形结构，在第二层长方形结构的上部设有相对应的第三层长方形结构，所述的粗格栅沉井中间设有横向隔墙，所述的隔墙将粗格栅沉井分隔为独立运行的两组池体，所述的粗格栅沉井内设有八个小格，所述的八个小格大小不均，重心偏移。

2.一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的施工方法步骤如下：前期准备→测量放线→沉井基坑开挖→垫层制作→第一节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→混凝土浇筑、养护→模板拆除→第二节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→凝土浇筑、养护→模板、脚手架拆除→排水下沉→第三节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→凝土浇筑养护、模板、脚手架拆除→排水下沉→分格封底、底板制作→内部结构制作→顶板制作。

3.如权利要求2所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的沉井基坑开挖至起沉标高1.400m，深度4m，基坑按1∶1放坡，沉井基坑底面设0.3×0.3m碎石盲沟，在四个角处设4个集水井已排明水，底面浮泥清除干净并保持平整和疏干状态；基坑开挖采用机械挖土和人工修整相结合，开挖至距坑底标高30cm时采用人工修坡、平底，防止扰动基地土层，坑底如遇淤泥或松软土质彻底清除并采用砂性土回填、整平夯实。

4.如权利要求2所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的垫层制作步骤如下：

A.计算粗格栅沉井第一次浇注和第二次浇注自重；

B.计算沉井刃脚踏面总面积与平均刃脚踏面下表面的压力；

C.计算垫层的承载力与下卧层土壤的承载力；

D.计算砼垫层厚度；

E.砂垫层铺筑；基坑开挖结束后，经验收合格，及时铺筑砂垫层，砂垫层厚度1.5m，满足沉井第一、二节制作对地基承载力的要求，为了保证砂垫层质量，砂垫层采用中粗砂，按每层30cm分层铺筑，按15％的含水量边洒水边用平板振动振实，使其达到中密，用环刀法测试干容重，不容重不小于1.56t/m³，铺填第二层前必须要下层达到要求，方可进行第二层铺设，为防止雨水及泥水等因素对砂垫层质量产生影响，在铺筑砂垫层前在基坑底部设置盲沟将水集至集水井后由水泵抽出，施工期间连续抽水，严禁砂垫层浸泡在水中。根据计算确定刃脚垫层采用C20素砼垫层，宽度3.0m，厚度200mm，砂垫层算用厚度为1.5m；

F.C20素砼垫层浇筑：为了扩大沉井刃脚的支承面积，减轻对局部砂垫层的压力，在砂垫层上浇筑C20素砼垫层，垫层宽度3.0m，厚度0.2m。砼采用预拌商品砼，采用平板振动器振实。

5.如权利要求2所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的第一节脚手架是直接在沉井外的素砼垫层上搭设的，在沉井制作期间，由于沉井可能出现不同程度的沉降，内、外脚手与井壁脱离，距离约30cm，脚手架立杆、横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、斜撑杆等均选用Φ48×3.0毫米扣件式脚手架钢管，按双排脚手架施工。

6.如权利要求2所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的模板安装方法如下：沉井刃脚支设在砖砌体支座上，刃脚底模用水平尺进行校平，使之保持在同一水平面上，井壁模板的施工顺序是：支设内模→绑扎钢筋→支设外模，井壁采用14的圆钢作为对拉螺栓，间距600×600mm，井壁模板采用定型竹胶膜，井的内模分节安装，井内模保持垂直，外模跟着内模支立。

7.如权利要求2所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的钢筋安装中Φ12以下钢筋采用绑扎搭接，在绑扎钢筋时，井壁双层筋1.5×1.5m设Φ16扒距筋控制间距，封底架设在1.5×1.0m间距设置的Φ22马凳铁上，保护层由75#水泥砂浆垫块控制，所有垫块的平面尺寸为50×50mm，垫块中须埋入20#铅丝。

8.如权利要求2所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的混凝土浇筑方法如下：

A.沉井结构为大小不均中心偏移的8个格，为防止在混凝土浇筑工程中沉井的偏沉，每次浇筑前，先计算出沉井的几何中心，采用两台汽车泵从几何中心处对称均匀的浇筑，防止沉井因浇筑的荷载不均产生不均匀沉降，混凝土每浇筑一层，均采用振动棒振捣，施工中控制前后两层之间的浇筑时间，并控制每次浇筑的高度在0.5m～0.7m内；

B.施工缝砼表面上，每次浇筑完成后，待混凝土初凝后对水瓶施工缝进行凿毛和冲洗处理，并保持湿润但无积水；在下次浇筑前，施工缝处先铺一层与砼配合比相同的水泥砂浆，其厚度宜为15～30mm。

9.如权利要求2所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的排水下沉方法步骤如下：

A.垫层凿除：在不排水下沉施工前，凿除砼垫层，要先凿除内部池壁与隔墙交接处和隔墙与隔墙交界处的砼垫层，在凿除内部隔墙的砼垫层，在沉井将砼垫层剪断前，砼垫层下的砂垫层承载力虽有所提高，但其承载力仍步能满足要求，因此沉井有了明显的下沉，为施工安全，此时停止凿除内部砼垫层，撤出沉井内的施工人员，在沉井外部凿除砼垫层，最后沉井将砼垫层剪断，防止会出现突沉的现象；

B.沉井初始下沉：开始下沉后，整个刃脚都与土壤接触，计算土体对刃脚的承载力；

C.沉井下沉与稳定系数：沉井第一次下沉为排水下沉，当挖除与沉井内部接触的土体和刃脚下部的土体时，沉井仅有侧壁的摩擦对沉井有向上的摩擦力，计算在此情况下，沉井是否能顺利下沉，计算下沉系数；

D.排水下沉施工：

a.出土顺序由内向外：先取内圈井格，再取分批取外圈井格，根据下沉情况掏除底梁下的土，最后形成全刃脚支承的大锅底，使沉井安全下沉；

b.严格控制刃脚外土塞，为保证沉井受力均匀，内部应力没有集中现象，在刃脚全支承不能满足下沉要求时，需在刃脚处取土，做到均匀、对称、层层剥离，循序渐进；

c.通过光学仪两种手段对下沉量，四角高差，偏位进行测量，及时了解下沉速度，并进行纠偏，当沉井达到允许偏差值1/4时必须纠偏；

d.沉井起沉阶段，当素砼垫层敲拆后，沉井重心偏高，沉井井壁的四周无摩擦力，沉井的下沉系数很大，掏挖刃脚下的砖土若不均匀，将会成沉井很大的倾斜，所以在沉井挖土前，沉井的刃脚处先采用全面同时分层掏挖，挖除的土方先集中在各仓底中央，让沉井逐渐下沉部分，使沉井刃脚埋在土层中，降低沉井重心，由于沉井在初期下沉过程中，下沉系数较大，故采取挤土下沉；

e.无水下沉阶段，排水下沉采用2台冲抓式挖土机对称挖土为主，1台冲抓式挖土机纠偏与辅助挖土，每层挖土深度控制在0.5～1.0m范围，四角最大高差控制在0.3～0.5m范围，做好下沉监测并在四角转帖刻度牌。

10.如权利要求2或9所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法，其特征在于所述的排水下沉方法替换为不排水下沉与沉井干封底结合施工，不排水取土方法如下：

A.先利用高压水枪冲刷沉井每格内中央土体，使沉井每格中间形成一个稍深的锅底；

B.在形成的锅底内放置泥浆砂泵，利用高压水枪射出的高压水泥冲刷土层，使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后采用吸泥砂泵，将泥砂吸出井外到沉淀处理；

C.经沉淀池沉淀后，将清水抽入清水池，为高压水枪提供水源；

D.当局部有较硬土层，采用短螺旋钻破土辅助吸泥砂作业，遇有粘性土层时，使喷嘴接近90°的角度冲刷立面，将立面底部冲成缺口使之塌落；

E.冲土顺序为先中央后四周，并沿刃脚留出土台，对称分层冲挖，保持沉井受力均匀，不得冲空刃脚面下的土层；

F.施工时，使高压水枪冲入井底所产生的泥浆量和渗入的水量与水力吸砂泵吸入的泥浆量保持平衡；

G.吸泥砂泵配套安装潜污泵，并24小时连续作业，以保证下沉平稳，避免下沉过程中的停滞，给再次下沉造成困难，一般采用2PN型吸泥砂泵，流量：40m3/h，扬程：22m，功率10KW，管径：Φ100；WQ20-22潜污泵，流量：20m3/h，扬程：22m，功率10KW，管径：Φ150；

所述的干封底施工方法如下：

A.在沉井到位前，对沉井中间4格进行冲刷，使内格土面达到相对干封底高度；

B.待沉井缓缓下沉到设计规范范围内，对刃脚与池壁冲刷干净，确保封底后不渗水；

C.沉井中间4格进行干封底；

D.等混凝土初凝后即对中间4格进行底板制作；

E.在4格底板制作完成后，在对剩余的四格对称逐次进行分四次冲取土，干封底、底板制作，在沉井封底与底板制作完成后，沉井是否满足抗浮要求。

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