4、第二節(jié)沉井混凝土澆筑時(shí)的穩(wěn)定性驗(yàn)算及技術(shù)處理
第一節(jié)沉井下沉到標(biāo)高（露出地面50cm）時(shí)，澆筑第二節(jié)沉井的穩(wěn)定性計(jì)算如下：
4.1 第二節(jié)沉井自重及總重
第二節(jié)沉井自重G2‘=8216kN，考慮施工荷載取G2=1.15G2=9448kN.即第一節(jié)和第二節(jié)沉井總重ΣG=8759+9448=18207kN.
4.2 由于采用不排水法下沉，此時(shí)井內(nèi)（地下）水位在第一節(jié)沉井下50cm（即5.5m標(biāo)高）位置，浮力F=rWV=10×337.4=3374KN
其中水的重度rW=10KN/m3，水位5.5m標(biāo)高下鋼筋砼沉井體積V=337.4m3
4.3 外露50cm時(shí)，井周摩阻力T1=S×fk =380×17=6460kN
其中井周與土接觸面積S=380m2；fk為井周摩阻系數(shù)，取fk=17kPa.
4.4 刃腳踏面阻力及橫隔梁下阻力
T2= ΣS×[σ]=（70.7×0.7+6.4×0.4）×120=6553kN
其中刃腳踏面積、橫隔梁踏面積之和ΣS為（70.7×0.7）m2+（6.4×0.4）m2，土基承載力在4-2砂質(zhì)粉土層，取[σ]=120 kPa.
4.5 總向上的力為 ΣT=F+ T1+ T2=3374+6460+6553=16387kN
4.6 總向下的力（自重和施工荷載）為ΣG =18207kN
4.7 穩(wěn)定系數(shù)kst，s=ΣG/ΣT=18207/16387 =1.11≥1.05，由于穩(wěn)定系數(shù)較大，可能產(chǎn)生自沉，需進(jìn)行止沉處理。
4.8 防止自沉的處理措施
在以往干沉法（即排水法）施工中，通常采用加設(shè)“帽沿”或在井外壁換填塘渣的方法，來(lái)增加側(cè)壁摩阻力。本次施工在保持井內(nèi)水位高度維持在與基槽水平（此時(shí)浮力）的同時(shí)，將在井內(nèi)回填材料，來(lái)增加側(cè)壁的摩阻力。
由于采用的是不排水法下沉，井內(nèi)土體通過(guò)沖水已稀釋成泥漿，再用泥漿泵排至沉淀池，顯然沉淀池的沉淀物不可以作為回填材料。而根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，在廠(chǎng)區(qū)內(nèi)4.5m深度范圍內(nèi)土質(zhì)為耕植土、粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土混砂，若取土回填在井內(nèi)，無(wú)疑將會(huì)被稀釋成泥漿，并且小顆粒材料的摩阻系數(shù)相對(duì)較??；若改用塘渣，塘渣粒徑太大，無(wú)法采用不排水法用泥漿泵排出；最后確定采用中粗砂作為回填材料，來(lái)增加對(duì)側(cè)壁的摩阻力。
已知井內(nèi)周長(zhǎng)167.2m，中粗砂對(duì)側(cè)壁的摩阻系數(shù)fk砂=20kPa.取回填中粗砂高為1.6m，即所增加對(duì)側(cè)壁的摩阻力Δf=167.2×20×1.6=5350kN
ΣT=ΣT+Δf=16387+5350=21737kN
下沉穩(wěn)定系數(shù)kst，s=ΣG/ΣT‘=18207/21737=0.84，滿(mǎn)足《給水排水鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS137：2002的穩(wěn)定系數(shù)0.8~0.9的要求。
回填中粗砂在第二節(jié)沉井制作前進(jìn)行，以方便材料的運(yùn)輸和施工，由于中粗砂是在水下，可用插入式振搗器振搗密實(shí)。之后再進(jìn)行鋼筋、模板安裝，有足夠的自密實(shí)時(shí)間。
第一節(jié)沉井下沉到標(biāo)高（露出地面50cm）時(shí)，澆筑第二節(jié)沉井的穩(wěn)定性計(jì)算如下：
4.1 第二節(jié)沉井自重及總重
第二節(jié)沉井自重G2‘=8216kN，考慮施工荷載取G2=1.15G2=9448kN.即第一節(jié)和第二節(jié)沉井總重ΣG=8759+9448=18207kN.
4.2 由于采用不排水法下沉，此時(shí)井內(nèi)（地下）水位在第一節(jié)沉井下50cm（即5.5m標(biāo)高）位置，浮力F=rWV=10×337.4=3374KN
其中水的重度rW=10KN/m3，水位5.5m標(biāo)高下鋼筋砼沉井體積V=337.4m3
4.3 外露50cm時(shí)，井周摩阻力T1=S×fk =380×17=6460kN
其中井周與土接觸面積S=380m2；fk為井周摩阻系數(shù)，取fk=17kPa.
4.4 刃腳踏面阻力及橫隔梁下阻力
T2= ΣS×[σ]=（70.7×0.7+6.4×0.4）×120=6553kN
其中刃腳踏面積、橫隔梁踏面積之和ΣS為（70.7×0.7）m2+（6.4×0.4）m2，土基承載力在4-2砂質(zhì)粉土層，取[σ]=120 kPa.
4.5 總向上的力為 ΣT=F+ T1+ T2=3374+6460+6553=16387kN
4.6 總向下的力（自重和施工荷載）為ΣG =18207kN
4.7 穩(wěn)定系數(shù)kst，s=ΣG/ΣT=18207/16387 =1.11≥1.05，由于穩(wěn)定系數(shù)較大，可能產(chǎn)生自沉，需進(jìn)行止沉處理。
4.8 防止自沉的處理措施
在以往干沉法（即排水法）施工中，通常采用加設(shè)“帽沿”或在井外壁換填塘渣的方法，來(lái)增加側(cè)壁摩阻力。本次施工在保持井內(nèi)水位高度維持在與基槽水平（此時(shí)浮力）的同時(shí)，將在井內(nèi)回填材料，來(lái)增加側(cè)壁的摩阻力。
由于采用的是不排水法下沉，井內(nèi)土體通過(guò)沖水已稀釋成泥漿，再用泥漿泵排至沉淀池，顯然沉淀池的沉淀物不可以作為回填材料。而根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，在廠(chǎng)區(qū)內(nèi)4.5m深度范圍內(nèi)土質(zhì)為耕植土、粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土混砂，若取土回填在井內(nèi)，無(wú)疑將會(huì)被稀釋成泥漿，并且小顆粒材料的摩阻系數(shù)相對(duì)較??；若改用塘渣，塘渣粒徑太大，無(wú)法采用不排水法用泥漿泵排出；最后確定采用中粗砂作為回填材料，來(lái)增加對(duì)側(cè)壁的摩阻力。
已知井內(nèi)周長(zhǎng)167.2m，中粗砂對(duì)側(cè)壁的摩阻系數(shù)fk砂=20kPa.取回填中粗砂高為1.6m，即所增加對(duì)側(cè)壁的摩阻力Δf=167.2×20×1.6=5350kN
ΣT=ΣT+Δf=16387+5350=21737kN
下沉穩(wěn)定系數(shù)kst，s=ΣG/ΣT‘=18207/21737=0.84，滿(mǎn)足《給水排水鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS137：2002的穩(wěn)定系數(shù)0.8~0.9的要求。
回填中粗砂在第二節(jié)沉井制作前進(jìn)行，以方便材料的運(yùn)輸和施工，由于中粗砂是在水下，可用插入式振搗器振搗密實(shí)。之后再進(jìn)行鋼筋、模板安裝，有足夠的自密實(shí)時(shí)間。