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关于给排水设计探讨 　　摘要：本文先阐述了沉井设计要点，并选取三个典型沉井有针对性阐述各自的特点。并提出必要的施工注意事项，现场施工证明设计合理，沉井可以在淤泥中实施，也可以在中风化地层下沉。 　　关键字：沉井；设计要点；中风化；软硬不均；设计； 　　0引言：沉井，顾名思义，是一种在地面上制作、通过机械或人工取除井内土体的方法使之沉到地下某一深度的井体结构，具有井壁同时兼做基坑坑壁支撑的特点。广泛用于取水构筑物，矿山竖井，桥墩等。 　　1工程概况：本工程水泵站均采用沉井工法，为墙板地下结构，结构使用年限为50年，建筑结构的安全等级为二级，沉井底部受力层在不同区域为粉质粘土层、全风化层、中风化层。墙身采用C30强度等级的混凝土，采用C20素混凝土封底砼。 　　2.1设计要点： 　　一、场地选择：沉井应选择在平坦开阔的地方，如是斜坡地要防止不均匀土压力，避免选择在地质不均匀的地方，在一定范围内不得有现状建构筑物，地下不得有现状管线等，本文提到的沉井规划可利用场地较小，泵站设置在规划红线区域内的中间位置，避免对周边市政路和房屋产生影响，泵站周边设置厂区路。 　　二、施工方法选择：沉井的施工方法应根据工程地质和水文地质资料结合施工条件决定，从地质报告及地质资料分析，详表一，泵站局部出现强透水层，有可能出现流砂或补给水量很大而排水困难，故从地质情况分析宜选择不排水下沉，但不排水下沉工期长，费用高，由于透水层较薄，可采取止水措施解决，故最终选择“排水沉井+搅拌桩止水”的工法，详表二，沉井四周土的破坏棱体范围，一般可按下式估算：L=Htg（45-(Φ/2）)，为防止下拉荷载引起断桩，搅拌桩与沉井壁的应保持不小于L的安全距离。罗村沉井穿越土层全周长皆为透水层（珠三角地区的淤泥仍可定义为透水层），由于止水效果是排水下沉的关键，大范围止水效果存在风险或不理想，故选择不排水下沉。 　　三、制作沉井前的准备：表层土较为软弱的情况下，场地应先换填表层松散土1m～2m，使得上部压力扩散至软弱层后小于软弱层的承载力，换填材料一般为粗砂；由于刃脚面的面积较小，容易对下部土体产生下切力，刃脚之下可选择枕木扩大其接地面积，也可根据实际情况，选择砖砌扩大刃脚或砼块与砖砌刃脚相结合的方式，详图一，且应结合第一节井壁重量来计算枕木接地面积、混凝土垫层厚度等。砖砌刃脚和混凝土垫层不宜过大过厚，否则凿除时间过长，容易导致沉井初沉阶段即倾斜。 　　四、下沉次数的确定：一般地，分次下沉次数应根据沉井的高度、施工条件、 　　地基承载力、下沉系数、下沉稳定系数、下沉过程中刃脚每次停顿的目标土层等确定，每节沉井的高度仍需结合浇捣混凝土的高度决定，一般应控制在3m～5m，。 　　 　　 　　 　　 　　图一：刃脚支承方式 　　 　　枕木支承扩大刃脚 砖砌支承扩大刃脚 砼块与砖砌联合扩大刃脚 　　 　　 　　 　　表二 泵站和南村泵站关于沉井与基坑的比较 　　施工工法 造价 工期 对环境影响 对周边建（构） 　　筑物影响 　　不排水沉井 中等 中等 小 中等 　　排水沉井+ 　　搅拌桩止水 低 短 中等 小 　　钻孔桩+旋喷桩支护开挖 高 长 大 大 　　 　　 　　 　　表一：三个泵站地质剖面图 　　 　　长洲岛污水泵站地质 南村污水泵站地质 罗村污水泵站地质 　　 　　 　　六、壁厚的确定：1、受力需要：壁板厚度应有一定的刚度和强度，排水下沉的壁厚主要来自外水土压，封底前可截取一延米的水平闭合框架计算，封底后参照设计水位和土压力按单块板或水池结构计算，不排水下沉的沉井，封底前按外土压力加2～3m水头差压力，同样截取一延米的闭合框架计算，封底后同排水下沉。砂、砂质土按水土分算，粘土、粉土、淤泥质土可按水土合算。2、下沉需要，下沉系数应大于1.05，依靠自重克服其摩擦力，但应与配重相结合考虑，太重时，下沉系数过大，不利于下沉稳定，下沉稳定系数一般控制在0.8~0.9。3、抗浮要求，南方地区的沉井由于地下水较高，适当的壁厚，可抵抗浮力的作用，并有可能降低配筋率。4、抗渗要求，井壁靠自身混凝土抗渗，水头差较大时，对应抗渗系数应有最小的壁厚要求。5、抗拉断验算要求，当刃脚掏空，井壁仅靠与土之间的摩擦力维持平衡，井壁产生竖向拉力。 　　七、沉井的常见构造，1、沉井的长宽比一般不大于2.0，重心居中，分隔对称，刚度对称且无薄弱环节；2、刃脚根据土质软硬程度选择不同的形式，详图二； 　　图二：刃脚大样 　　 　　干封底型 常用型 减摩型 硬土型 清障型 　　3、刃脚踏面宽度可随土层软硬调整，软土一般在0.4~0.6m，硬质土一般在0.15~0.3m取值；4、为确保突沉时人身安全，斜面与水平面的夹角一般在50°~60