钢筋混凝土化粪池沉井施工应用技术

苏亚森

(福建七建集团有限公司 福建漳州 363000)

引 言

随着我国城市化率的不断增长，大批商品房和社会保障房等民生工程不断涌现，每个小区、每幢楼房，建筑物的地下都按照设计的型号规格和定位尺寸要求埋设一个或多个化粪池。且往往在上部工程接近竣工前，介入进行化粪池的场地开挖施工，虽施工方法很多，但因施工场地狭窄、地质情况复杂和受周围城市综合管网等影响，常规的放坡开挖和基坑支护施工方法已行不通，或因支护不可行、施工方法不当等冒昧施工，造成坍塌而威胁到人身安全等重大安全事故的例子屡见不鲜。追其原因是，化粪池工程量小，造价少，重视不够。为此，经过多年的施工总结，采用钢筋混凝土化粪池的沉井施工应用技术，该方法虽工期相对长些，但其施工质量好，特别是“安全第一”，即达到方便、安全的施工成效，创出良好的综合效益，值得推广应用。

1 化粪池沉井施工的工艺原理和技术特点

1.1 沉井技术特点

沉井是井筒状的结构物，是在地面或地坑上，先制作开口钢筋混凝土筒身，达到一定的强度后，在井壁的围护下通过从井内不断挖土，依靠井壁自身重力克服井壁摩阻力后自由作用下逐渐下沉后接长井筒，继续挖土和浇筑混凝土到设计标高后，再进行混凝土封底并填塞井孔等完成的地下工程施工工艺。其特点为:(1)埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承截面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载;(2)沉井成为施工时的挡土和挡水结构物，下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工;(3)沉井施工时对邻近建筑物影响较小 。(4)沉井的构造。沉井由刃角、井壁、内隔墙、取土井、凹槽、封底、顶板等组成。沉井棱角处宜做成圆角或钝角，沉井分节施工完成。

1.2 钢筋混凝土化粪池的沉井施工应用

关于《钢筋混凝土化粪池图集》03S702的构造可概述为:化粪池系埋于地下，由钢筋混凝土底板、顶板和二至三道隔墙组成，形成能承受上部覆盖土等荷载和侧面水平荷载的中空箱体整体结构。化粪池的构造适合沉井施工。因化粪池平面多为矩形，截面形状适应性好，模板制作简单，构件不大，其沉井下沉采用人工或风动工具挖土排水下沉方法。示意图详图1:

2 化粪池沉井施工的适用范围

适用于下列情况的各类地区新建、改(扩)建的钢筋砼化粪池施工。

2.1 化粪池施工中，遇软弱土地基容许承载力不足，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井施工经济上较为合理;

2.2 化粪池施工中，因场地局限，不具备放坡开挖或受周围市政管网影响时，采用沉井施工方案较为科学合理;

3 化粪池沉井施工工艺流程

编制施工方案→场地平整→测量放样→开挖基坑约2m→沉井垫层→立池壁内模→绑扎钢筋→立池壁外模→浇筑池壁砼→养护→凿除刃脚砼→挖土下沉→沉井纠偏→抛填地面块石→浇素砼封底→绑扎底板钢筋→浇底板砼→施工顶板(顶板支模、绑扎钢筋、浇筑砼)

图1 化粪池沉井节点图

4 化粪池沉井施工操作要点

4.1 基坑开挖

按照化粪池图纸的平面尺寸进行测量、放样，并根据现场土质情况先开挖1.5～2.5m的深度。

4.2 垫层施工

按设计要求的尺寸及标高在化粪池井壁刃脚处开挖沟槽，开槽后及时回填黄砂，防止沟壁坍塌，素混凝土垫层宽度为刃脚踏面宽度两边各加20cm以上。

4.3 化粪池井壁施工

为了减少下沉阻力，化粪池的外壁，施工时把井壁下端做成刀刃状的“刃脚”;另外，化粪池的二道内隔墙，可提高下沉过程中的刚度，同时，把整个沉井分隔成二至三个取土井，使挖土和下沉可以较均衡地进行，也便于化粪池沉井偏斜时的纠偏。

(1)沉井支模先支井体内模，一次支到比施工缝略高100mm处，竖缝用90×90mm方木支撑在内部脚手架上，外模也一次支到施工缝略高100mm处，竖缝处用木方或脚手钢管杆和Φ12mm拉紧螺栓固定，间距600mm，有防渗要求的，在螺栓中间设止水板。

(2)在上下节水平缝处设企口凸缝。

4.4 钢筋绑扎

井壁竖筋在施工现场一次绑好，水平筋分段绑扎，与前一节井壁连接处伸出的插筋采用搭接焊接方法，钢筋接头错开500mm。

4.5 混凝土浇筑

(1)把化粪池分成二至三段，对称分层浇筑混凝土。分层厚度约50cm，防止不均匀下沉或倾斜。

(2)每一节混凝土应一次连续浇筑完成，第一节混凝土强度达到70%时可浇筑第二节。

(3)及时进行混凝土的养护。为加快拆模下沉，可在混凝土中掺加早强剂。

4.6 化粪池沉井下沉

化粪池壁在制作时，当其垫层以下的地基土质较好时，宜分节一次制作完成，然后下沉。下沉分为初沉阶段、正常下沉阶段、终沉阶段三个阶段。

4.6.1 初沉阶段

(1)初沉时沉井的稳定性较差，要均匀、对称挖土，挖井顺序为，先挖中部，逐渐向四周扩大，严禁挖向刃脚。

(2)当沉井的四方向控制点存在大于30mm高差时，要进行纠偏，纠值标准为50mm，但当高差时，就应及时纠偏，利用不同的取土深度，对高处多取土，较低处少取土，调整井内倾斜度，逐步过渡到垂直。

4.6.2 正常下沉阶段

(1)在初沉阶段的末期，如沉井的各项技术指标良好，可增加沉井锅底深度，一般锅底深度控制在0.5m左右，并可加快挖土速度，减少返力，从而降低下沉时的阻力，提高施工进度。

(2)下沉末期，如果沉井的四方向控制点高差较大时，则按初沉阶段的纠偏要求进行调整。在第二阶段的沉井过程中，四方向控制点的高差大于10cm时，应立即进行纠偏，纠偏时仓与仓之间的高差以5cm左右为宜，不得过大，外墙刃脚下的土体一定要控制好，不宜冲该处土体，如该处土体被破坏，则极易差生涌土现象。

(3)及时观察场内地质情况，如地下有承压水，极易造成涌土、突沉和取土不沉等现象，给沉井工作带来一定的困难。

4.6.3 终沉阶段

(1)在终沉时，挖土锅底形状由凹面逐步过度到凸。并且适当放慢取土速度和数量，严格按照均匀对称的原则布置挖土范围，当沉井四周控制点高差大于50mm时，应及时纠偏。终沉阶段是沉井的关键时刻，要加强观测，严格控制终沉下沉速率。

(2)当化粪池沉井结构的刃脚踏面标高达到设计要求的，应立即停止取土，并注意观测，半天内下沉小于10mm时即为刹车成功。

4.7 沉井的封底

当化粪池下沉到设计标高后，进行井底清理整平，C10砼封底;

(1)新旧混凝土施工缝应凿毛和洗刷干净，对井底进行休整使之成锅底形，在中间设1个集水井，深0.8m，便于抽水。

(2)浇筑应由四周向中央推进，用振捣器捣实。

(3)混凝土养护期间应继续抽水，待底板混凝土强度达到70%后，将滤水井中水抽干，高强度混凝土进行堵塞并捣实。

4.8 顶盖施工

钢筋混凝土化粪池顶盖施工，包括支模、扎筋、浇筑砼。做法同常规的施工工艺。

5 化粪池沉井施工质量控制

5.1 沉井下沉控制要点

⑴清理化粪池沉井结构上的物件，补好对拉螺栓的保护层孔。为防止化粪池井壁预留空洞下沉时泥土和地下水涌入井内，在下沉前用砖封堵填塞处理。

⑵在化粪池沉井外壁设四个高程控制点，在俩侧井壁上设平面位移观察尺，根据下沉的情况应随时进行复测、校正。

⑶ 化粪池沉井下沉中，应均匀出土，不得超挖，并应加强观测，防止化粪池沉井突然下沉和歪斜现象的发生;

⑷ 化粪池沉井下沉中，如刃脚尚未达到原河床以前，而需接高沉井时，应在沉井内回填砂土，并分层灌注混凝土，防止沉井接高加重，产生不均衡下沉，造成沉井倾斜;

5.2 质量检查标准

按照《钢筋混凝土化粪池图集》03S702、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002、《砼结构工程施工质量验收规范》2011修订版(GB 50204-2002)以及《地下防水工程施工质量验收规范》GB 50208-2002的规定要求施工。

5.3 易出现的问题及防治措施

(1)下沉过快

当遇软弱土层或流砂时，明显降低井壁与土的摩阻力，则采用重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土，或在沉井外壁间填粗糙材料提高摩阻力，以调整下沉速度。

(2)下沉过慢

当沉井自重不够，且遇摩阻力大的土层时，易出现下沉速度慢，甚至不下沉现象。则采用加大刃脚上部的空隙和均匀堆沙包增加荷载来调整解决。

6 安全措施

6.1 进场工人必须进行安全技术培训，遵守施工现场制定的一切安全制度。

6.2 合理进行劳力组织，井内人员不宜过多。在刃脚处挖掘，应对称均匀掘进，并保持沉井均匀下沉。下井操作人员，安全防护用品必须佩戴齐全。

7 结语

通过在厦门丰景苑、漳州东升花园、漳州都市阳光等几个小区的多个型号钢筋混凝土化粪池施工时，类似遇到场地狭窄、周围城市市政综合管网多的情况，通过编制沉井施工的可行性的施工方案，沉井施工中，严格过程施工质量控制，化粪池混凝土观感好，断面尺寸、垂直度等符合规范要求。几个工程实例统计，依照地下土层结构与施工环境条件的不同，工期最短的为29天，最长的为42天。与常规施工方法比较，虽工期略长，但减少了基坑支护费用，特别是如厦门丰景苑的钢筋混凝土化粪池的设计规划在主楼与临繁华街道边，场地狭窄、地下综合管网多的情况下，放坡开挖或支护施工不可行。采用沉井施工方法，施工成效佳，实现安全生产。所有配套工程交验使用多年来未发现地下渗漏等相关的质量问题，经济效益、社会效益俱佳。

[1]03S702，钢筋混凝土化粪池图集[S].

[2]GB 50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[3]GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[4]GB 50208，地下防水工程施工质量验收规范[S].