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摘要：随着经济快速的发展，我国城市化进程不断加大。越来越多的城市需建设雨水提升泵站，解决立交桥，隧道底部的排水问题。本文从结构设计的角度，阐述了雨水泵站的沉井结构设计思路，并给出了合理化的建议。
关键词：给排水构筑物；沉井；合理；
中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：
雨水提升泵站这类建构筑物：地下部分为钢筋混凝土水池，上部为单层（多层）的钢筋混凝土框架房屋，用作设备用房及配电间。由于工艺专业的排水要求，地下埋深很大，一般都在10m以上，往往比隧道底还要深1.0~2.0m。
当建筑场地不受限制时，可采用一般钢筋混凝土水池结构设计，施工时采取大开挖，对裸露边皮进行简单的噴锚支护。这种方案设计简单，施工方便；但大放坡时，占地面积大，影响其他建筑物的施工进度。当雨水泵站周边存在现状建筑物时，这种方法就受到很大的限制。 边坡靠近建筑物，造成安全隐患。基坑支护往往要花费很大的人力物力。如下穿泵站基坑支护时，基坑大约深15m，直径1.2m的钢筋混凝土桩，桩中心间距为2.0m，桩与桩之间采用现浇钢筋混凝土护壁，这部分费用将近泵站投资的25%。基坑支护需要专业的施工队伍，增加了成本。这种情况下可根据地基土质情况雨水泵站采用沉井结构。
1.沉井结构设计概述
沉井的下沉计算
沉井依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高。井壁与土的摩阻力计算，可根据单位面积摩阻力计算。
下沉系数的计算
—沉井自重标准值
—下沉过程中水的浮托力标准值
—井壁总摩阻力标准值
要求下沉系数≥1.05
下沉系数大时，应设置底梁以增加阻力，降低下沉系数。 沉井在软弱土层中下沉，当下沉系数较大时（一般大于1.5），或在下沉过程中遇有特别软弱土层时，需进行下沉稳定验算，以防止突沉或下沉标高难以控制。
抗浮验算
抗浮问题常被忽略，沉井结构因其埋深大，承受的地下水浮托力大，设计中必须进行抗浮验算。
抗浮验算分为封底阶段和使用阶段，按可能出现的最高水位验算。
当封底混凝土与底板间有拉筋等可靠连接时，封底混凝土的自重可作为沉井抗浮重量的一部分。当沉井两侧作用力差别较大，尚应进行抗滑移验算和抗倾覆验算。
井壁计算
沉井下沉前，抽除支承垫木的过程中，将使沉井落置在几个定位垫木上，将沉井壁看作竖向的梁进行弯曲计算。
沉井下沉至接近设计标高时，刃脚下已被掏空，沉井靠井壁与土之间的摩阻力来维持平衡，井壁自重产生竖向拉力。土质均匀的软土地基可不计算。
下沉完成后，沉井结构通常简化为在水、土压力作用下的水平框架，可以考虑底板及后浇隔墙的作用，进行内力计算，通过构造措施来保证空间整体工作。
在井筒稳定下沉条件下，井壁所承受的荷载为均布荷载，计算的弯矩不大，一般只需构造配筋。但由于井壁外土质及扰动程度并不均匀，且在下沉过程中总要发生偏斜，从而使井壁在同一水平圆环上的土压力呈不均匀分布，导致井壁弯矩加大。
尚应对刃脚，底板底梁进行计算，对施工阶段的涌土和流砂进行验算。
刃脚底标高，根据工艺标高、底板厚度及持力层来确定 ；
沉井井体壁厚确定，除了满足施工阶段的受力要求及正常试用阶段的强度使用要求，还需满足下沉需要，抗浮需要。壁厚过大，井体过重，下沉系数会过大，或者不满足承载力要求。
2.沉井施工及应对
沉井施工时，先在地面上铺设砂垫层，设置承垫木，制作钢板或角钢刃脚后浇筑第一节沉井，待其达到一定重量和强度后，抽去承垫木，在井筒内边挖土边下沉，然后加高沉井，分解浇筑，多次下沉，下沉到设计标高后，用混凝土封底，浇钢筋混凝土底板则构成地下结构。
地基为渗水量大的砂层等不稳定地层可采用水挖法，不排水开挖法，保持沉井内、外的水位基本一致，避免涌砂。当地基不易发生流砂或存在卵石、孤石时，可采用干挖法。沉井施工常见问题：倾斜偏转、井内流砂、沉井周边土体塌陷。
沉井的偏差包括倾斜和位移两种。产生偏差的原因很多。沉井下沉后的偏差应符合《地基和基础工程验收规范》的要求。沉井施工时，要加强观测工作，随时发现，立即纠正。沉井纠编的方法主要有下列几种：（1）偏出土纠偏，即在刃脚高的一侧出土，使其下沉。（2）井外射水，井内偏出土纠偏。（3）增加偏土压、偏心压重纠偏。
防止流砂现象的措施：1．向井内灌水 2．井外井点降水，从根本上排除流砂产生的条件；3．井外通过压密注浆、水泥搅拌桩、旋喷注浆等方法设置止水帷幕，防止井外的水涌入井内。
沉井设计与施工都较为复杂，施工工序多而复杂，施工期较长。但施工场地占地面积小、出土量少、成本低、可靠性，适用土质范围广，淤泥土、砂土、粘土、砾砂等均可施工；因此得到广泛应用。
参考文献
1.给水排水工程结构设计手册（第二版）
2.给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程CECS 137:2002
3. 段良策,沉井设计与施工
关键词：给排水构筑物；沉井；合理；
中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：
雨水提升泵站这类建构筑物：地下部分为钢筋混凝土水池，上部为单层（多层）的钢筋混凝土框架房屋，用作设备用房及配电间。由于工艺专业的排水要求，地下埋深很大，一般都在10m以上，往往比隧道底还要深1.0~2.0m。
当建筑场地不受限制时，可采用一般钢筋混凝土水池结构设计，施工时采取大开挖，对裸露边皮进行简单的噴锚支护。这种方案设计简单，施工方便；但大放坡时，占地面积大，影响其他建筑物的施工进度。当雨水泵站周边存在现状建筑物时，这种方法就受到很大的限制。 边坡靠近建筑物，造成安全隐患。基坑支护往往要花费很大的人力物力。如下穿泵站基坑支护时，基坑大约深15m，直径1.2m的钢筋混凝土桩，桩中心间距为2.0m，桩与桩之间采用现浇钢筋混凝土护壁，这部分费用将近泵站投资的25%。基坑支护需要专业的施工队伍，增加了成本。这种情况下可根据地基土质情况雨水泵站采用沉井结构。
1.沉井结构设计概述
沉井的下沉计算
沉井依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高。井壁与土的摩阻力计算，可根据单位面积摩阻力计算。
下沉系数的计算
—沉井自重标准值
—下沉过程中水的浮托力标准值
—井壁总摩阻力标准值
要求下沉系数≥1.05
下沉系数大时，应设置底梁以增加阻力，降低下沉系数。 沉井在软弱土层中下沉，当下沉系数较大时（一般大于1.5），或在下沉过程中遇有特别软弱土层时，需进行下沉稳定验算，以防止突沉或下沉标高难以控制。
抗浮验算
抗浮问题常被忽略，沉井结构因其埋深大，承受的地下水浮托力大，设计中必须进行抗浮验算。
抗浮验算分为封底阶段和使用阶段，按可能出现的最高水位验算。
当封底混凝土与底板间有拉筋等可靠连接时，封底混凝土的自重可作为沉井抗浮重量的一部分。当沉井两侧作用力差别较大，尚应进行抗滑移验算和抗倾覆验算。
井壁计算
沉井下沉前，抽除支承垫木的过程中，将使沉井落置在几个定位垫木上，将沉井壁看作竖向的梁进行弯曲计算。
沉井下沉至接近设计标高时，刃脚下已被掏空，沉井靠井壁与土之间的摩阻力来维持平衡，井壁自重产生竖向拉力。土质均匀的软土地基可不计算。
下沉完成后，沉井结构通常简化为在水、土压力作用下的水平框架，可以考虑底板及后浇隔墙的作用，进行内力计算，通过构造措施来保证空间整体工作。
在井筒稳定下沉条件下，井壁所承受的荷载为均布荷载，计算的弯矩不大，一般只需构造配筋。但由于井壁外土质及扰动程度并不均匀，且在下沉过程中总要发生偏斜，从而使井壁在同一水平圆环上的土压力呈不均匀分布，导致井壁弯矩加大。
尚应对刃脚，底板底梁进行计算，对施工阶段的涌土和流砂进行验算。
刃脚底标高，根据工艺标高、底板厚度及持力层来确定 ；
沉井井体壁厚确定，除了满足施工阶段的受力要求及正常试用阶段的强度使用要求，还需满足下沉需要，抗浮需要。壁厚过大，井体过重，下沉系数会过大，或者不满足承载力要求。
2.沉井施工及应对
沉井施工时，先在地面上铺设砂垫层，设置承垫木，制作钢板或角钢刃脚后浇筑第一节沉井，待其达到一定重量和强度后，抽去承垫木，在井筒内边挖土边下沉，然后加高沉井，分解浇筑，多次下沉，下沉到设计标高后，用混凝土封底，浇钢筋混凝土底板则构成地下结构。
地基为渗水量大的砂层等不稳定地层可采用水挖法，不排水开挖法，保持沉井内、外的水位基本一致，避免涌砂。当地基不易发生流砂或存在卵石、孤石时，可采用干挖法。沉井施工常见问题：倾斜偏转、井内流砂、沉井周边土体塌陷。
沉井的偏差包括倾斜和位移两种。产生偏差的原因很多。沉井下沉后的偏差应符合《地基和基础工程验收规范》的要求。沉井施工时，要加强观测工作，随时发现，立即纠正。沉井纠编的方法主要有下列几种：（1）偏出土纠偏，即在刃脚高的一侧出土，使其下沉。（2）井外射水，井内偏出土纠偏。（3）增加偏土压、偏心压重纠偏。
防止流砂现象的措施：1．向井内灌水 2．井外井点降水，从根本上排除流砂产生的条件；3．井外通过压密注浆、水泥搅拌桩、旋喷注浆等方法设置止水帷幕，防止井外的水涌入井内。
沉井设计与施工都较为复杂，施工工序多而复杂，施工期较长。但施工场地占地面积小、出土量少、成本低、可靠性，适用土质范围广，淤泥土、砂土、粘土、砾砂等均可施工；因此得到广泛应用。
参考文献
1.给水排水工程结构设计手册（第二版）
2.给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程CECS 137:2002
3. 段良策,沉井设计与施工