1工程概况沉井取水泵站位于芜湖市西南部三山区，距市中心约12 km，东依漳河，与弋江区、南陵县为邻，南、西与繁昌县接壤，距繁昌约15 km；北濒长江与无为县隔江相望。根据规划，新建项目需新建一座取水泵站，以满足建设单位对生产用水要求，取水泵站取水流量为1 800 m3/h，水压至厂区地面时不低于0.40 MPa。取水泵站需装设4台卧式离心泵，总装机容量为880 kW，设计流量为2 031 m3/h，两台SN300-N9-445离心泵，单机容量为160 kW，两台SN350-M9-453离心泵，单机容量为280 kW。站身位于繁昌江堤右岸（桩号8+210）堤内堤脚上，工程分期实施，一期工程安装三台水泵，两台SN300-N9-445离心泵，一台SN350-M9-453离心泵；二期工程补装一台SN350-M9-453离心泵。站身布置形式为合建式堤后泵站，枢纽建筑物主要由取水头部、自流管、防洪控制闸、前池、主厂房、副厂房等组成。取水泵站属Ⅲ等泵站，其主要建筑物站身等级为3级。泵房长度为21.6 m，宽为17.5 m，主厂房底板顶高程-1.6 m。2工程地质工程区地势平缓，依勘探孔孔口高程计，场地高程一般在7.05~7.36 m之间，高差约0.31 m，拟建场地属长江冲淤积形成一级阶地地貌单元。揭露的土层有：耕填土、淤泥质粉质黏土、粉土夹粉砂、粉细砂、强风化砂岩、中风化砂岩。沉井平面图如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.04.061.F001图1沉井平面图（单位：m）各岩土层的征及其分布自上而下分述如下：①层耕填土：层厚为0.90~2.20 m。③层淤泥质粉质黏土：层厚13.1~14.5 m；层顶标高一般为4.85~6.38 m，高差约1.53 m，承载力特征值65 kPa。④层粉土夹粉砂：层厚为6.1~7.1 m；层顶的标高一般为-8.2~-7.88 m，高差约0.37 m，承载力特征值140 kPa。⑧层粉细砂：揭露层厚为25.6~31.8 m；层顶标高一般为-15.24~-14.35 m，高差约0.19 m，承载力特征值200 kPa。⑨层强风化砂岩：层厚为1.1~2.0 m；层顶的标高一般为-46.15~-45.94 m，高差约0.21 m，承载力特征值320 kPa。⑩层中风化砂岩：层顶标高一般为-48.15~-47.04 m，高差约1.11 m，未揭穿，承载力特征值2 000 kPa。3泵房构筑物结构类型的选择为密切结合工程实际，应实施合适、可靠、经济的施工方案，结合各施工方案特点，初步分析可以有以下三种施工方案：方案一：采用基坑开挖、浇注混凝土、土方回填的施工方案，开挖边坡为1∶2，采用土方分层开挖，自上而下全断面一次挖完，在距地面3 m深处设置一个台阶，台阶宽度为3 m，该方案土方工程量大、工期长，会影响堤防安全性。方案二：采用混凝土灌注桩基坑支护、土方开挖、浇注混凝土、土方回填的施工方案，该方案土方开挖量小，但由于混凝土灌注桩需要达到强度后，才可进行下道工序的施工，工期较长。方案三：采用沉井结构方案，沉井结构方案工期短、开挖量小，不影响堤防安全。综合考虑以上三种施工方案的优缺点，前池、泵房、防洪控制闸采用沉井结构方案。4沉井泵房基础处理方案选择根据泵站方案设计，泵房的建基面高程为-4.10 m，防洪控制闸的建基面为-4.70 m，均坐落在③层淤泥质粉质黏土层。经计算，泵房和防洪控制闸完建期的压应力最大，泵房最大应力为188.7 kPa，平均压应力为163.9 kPa，防洪控制闸最大应力为232.77 kPa，平均压应力为224.44 kPa，平均基底应力均大于持力层③层淤泥质粉质黏土层与④层粉土夹粉砂土层天然地基承载能力。因此，地基需进行深加固处理，以提高承载力，降低沉降量。4.1桩型选择根据本工程的地质条件、施工环境，桩基础可供选择的桩型主要考虑钢筋混凝土灌注桩、钢筋混凝土管桩、预制混凝土方桩等三种结构形式。（1）钢筋混凝土钻孔灌注桩：优点为灌注桩具有施工简单、噪声小、承载力高、适应各类地质条件等。主要工序的施工过程均在水下、地下进行，不便监视。影响正常施工进度与施工质量的因素较多，难以全部预见，如桩身缩径、夹泥、断桩、沉渣过厚等各种形态的质量缺陷。（2）钢筋混凝土管桩：优点为单桩承载力高、设计选用范围广、运输吊装方便、接桩快捷、施工速度快、工效高、接桩快捷、成桩质量可靠等。缺点为柴油锤工作时振动剧烈、噪声大，孤石与障碍物多的地层不宜应用。（3）预制钢筋混凝土方桩：优点为在工厂或施工现场预制长度和截面可在一定范围内根据需要选择，制作质量较易保证，承载力高、耐久性好。具有自重较大、用钢量较大、施工时振动剧烈、噪声大等缺点。考虑本工程若采用预制桩，工作时振动剧烈、噪声大，预制桩桩长不易控制，且沉桩过程中产生的挤土效应，对桩基质量、堤防等均会产生不良影响，经综合考虑，桩基础采用钻孔灌注桩，以⑧层土层为持力层，桩底进入持力层2倍桩径以上。4.2沉井和打桩施工方案的选择沉井和打桩施工方案一般有“先打桩、后沉井”与“先沉井、后打桩”两种。方案一：先打桩、后沉井。即先进行灌注桩的施工，再进行沉井施工。优点：（1）施工工作面平坦，利于施工平面布置，桩基施工和沉井施工相互不干扰，施工便利，可缩短工期；（2）在基础处理提高土体的承载力和密实度后进行沉井施工，可防止发生质量、安全事故，如沉井下沉时带动周边地面下沉，导致邻近建筑物、设施等沉降开裂；如沉井在软土层发生突沉，沉井发生严重倾斜，引起井壁、框架等结构破坏和施工人员伤亡。缺点：（1）由于桩基础在沉井制作前先行打设，沉井下沉过程中，沉井外围一定范围以及深度的土体，将从刃脚底部涌入，井内、隔墙下方土体受挤压向井格内水平移动，使已打设的桩体发生水平位移、倾斜，在沉井刃脚处会发生断桩现象；（2）工程措施费较高。方案二：先沉井、后打桩。即先进行沉井施工，再进行灌注桩的施工。优点：（1）对桩基的扰动影响较小；（2）工程措施费相对较低。缺点：（1）软基上进行沉井下沉，可能发生突沉，导致质量安全事故；（2）施工条件受限制，不便桩基施工；（3）桩基设备运行的振动等，可能使已下沉就位的沉井结构，发生沉降、位移或倾斜。4.3施工方案的确定综合考虑施工方案的优、缺点、工程实际，本工程采用先打桩后沉井的施工方案，该方案的缺点可通过采取其他的工程措施给予防范。4.4地基处理方案设计要点（1）采用高压喷射注浆方法。在桩打设完成后沉井制作前，在沉井底部范围一定深度内采用高压喷射注浆方法，对土层进行加固处理，以加强桩间土的强度，提高桩体的抗侧移能力、抗水平荷载能力，增加地基的水平抗力系数，降低灌注桩发生桩顶水平位移的可能性，防止断桩情况发生，增强土体的防渗性能。（2）沉井采用不排水下沉施工方案。利用水压力抵消沉井下沉到设计高程时，产生的涌土土体对桩的水平推力，防止刃脚周围出现断桩现象。根据井壁形式及沉井平面形状大小，采取单独沉井，分2次制作、1次下沉。施工程序：施工前准备→测量放线→基坑开挖（基坑排水）→铺设垫层、安装垫架→制作底节、第二节沉井及隔墙→拆除垫架、拆除模板→井内灌水→水中抓土下沉到设计深度→水下沉井封底、浇筑钢筋混凝土底板→制作第三节沉井。5地基处理效果施工完成后，经过勘验和沉降观测，未发生断桩现象，泵房沉降量满足规范要求。该沉井泵房2011年汛前竣工运行，至今已有8年，经受了2015年长江大水的考验，运行情况良好，取得了良好的社会、经济效益。6结语软弱地基上沉井泵房地基处理方案，应根据各方案的优、缺点，保证沉井本身的质量和安全，考虑施工时可能发生的问题，综合考虑工程实际情况确定。沉井施工方案应根据地基处理方案确定，保证沉井施工的顺利进行。