沉井施工方案带计算书

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深圳福永污水处理厂土建及安装工程

沉井专项施工方案

编制人:

复核人:

审核人:

批准人:

中铁四局深圳福永污水处理厂项目经理部

二〇一〇年七月

目 录

一、工程概况…………………………………………………………………………1

(一)沉井规模与构造…………………………………………………………1

(二)施工场地条件及地质条件………………………………………………2

二、施工部署…………………………………………………………………………3

(一)总体施工方案……………………………………………………………3

(二)施工进度控制……………………………………………………………3

(三)施工准备…………………………………………………………………4

三、主要施工工艺……………………………………………………………………5

(一)沉井施工总体施工工艺…………………………………………………5

(二)机械吸泥下沉工艺流程…………………………………………………5

四、主要施工方法……………………………………………………………………6

(一)定位测量放线……………………………………………………………6

(二)降水方法…………………………………………………………………7

(三)沉井基础施工……………………………………………………………7

(四)沉井的制作………………………………………………………………8

(五)沉井下沉施工……………………………………………………………8

(六)沉井封底…………………………………………………………………10

五、技术保证措施……………………………………………………………………11

(一)沉井下沉各阶段速度控制………………………………………………11

(二)沉井下沉注意事项………………………………………………………12

(三)沉井下沉观测……………………………………………………………12

(四)沉井下沉时内外水位检查及控制措施…………………………………13

(五)沉井的纠偏措施…………………………………………………………13

(六)沉井的防突沉措施………………………………………………………14

六、质量验收标准……………………………………………………………………14

(一)沉井刃脚质量要求及允许偏差…………………………………………14

(二)沉井制作允许偏差………………………………………………………14

(三)沉井质量主控项目检验标准……………………………………………14

(四)沉井易渗漏部位质量控制要点…………………………………………15

(五)沉井下沉允许偏差………………………………………………………15

七、安全环保措施……………………………………………………………………15

(一)安全保证措施……………………………………………………………15

(二)环境保护措施……………………………………………………………16

八、沉井施工方案附件………………………………………………………………16

附件1沉井专项施工方案计算书………………………………………………17

附件2沉井施工平面布置图……………………………………………………23

附件3沉井下沉施工机具平面布置图…………………………………………24

深圳福永污水处理厂沉井施工方案

一、工程概况

粗格栅及进水泵房位于深圳福永污水处理厂一期建设范围东北侧,设计为地下式钢筋混凝土结构,上部泵房为一般框架结构,下部采用沉井法施工。

(一)沉井规模与构造

粗格栅及进水泵房沉井的结构分为沉井刃脚、井壁、底板、井内框架梁、顶板及井内格栅。沉井平面尺寸为26.0×24.2m,沉井外壁混凝土设计厚度800mm。沉井高度为17.70m,其顶面标高为4.30m(绝对标高,下同),后浇线标高为2.9m,刃脚底标高为-13.40m;上部建筑顶标高为12.8m。对照泵站室外地坪的设计标高4.00,沉井刃脚的埋置深度为17.40m。井内面积约552m2,井内挖方约9605m3。沉井使用钢筋总量为465.9t,混凝土方量为2534 m3。

沉井剖面示意图

构筑物与污水接触的钢筋混凝土底板、井壁、隔墙、框架的保护层最小厚度均为40mm,顶板保护层厚度为30mm。

混凝土:所有盛水构筑物及地下构筑物除图中注明外均为C30,抗渗等级S6,井内填料和垫层混凝土标号均为C15。

钢材:HPB235为一级钢筋,强度设计值=210N/mm2;HRB335为二级钢筋,强度设计值=300N/mm2;

(二)施工场地条件及地质条件

粗格栅及进水泵房沉井位于污水处理厂东北侧,施工范围内场地平整,临近沉井周边无既有建筑物,上空无障碍,下部无既有管线。

本工程的地质勘察单位为广东核力工程勘察院。根据《深圳水厂岩土工程勘查报告》钻孔勘探结果,拟建沉井区域内工程地质土层情况如下图所示:

沉井钻孔平面布置图

沉井部位地质剖面展开图

图中①为素填土,②1为淤泥,②2为粉质粘土,②3为细砂,③1为粘性土,③2为砂质粘性土。

根据地质资料查阅,主要岩层地质特征如下表所示:

沉井地质特征一览表

岩层编号

岩层名称

层厚(m)

层底高程(m)

岩层承载力特征值(KPa)

岩层特征

素填土

4.2

-0.42

70

素填土:褐黄色,灰白色;欠压实,稍湿;主要由粘性土、砂类土组成,混杂有岩块、砖块,大小3-10cm.

②1

淤泥

2.6

-3.02

50

淤泥:黑褐色;流塑;

②2

粉质粘土

4.4

-9.76

220

黄褐色,可塑,很湿,饱和,局部含砂砾。

②3

细砂

3.6

-5.72

140

灰白色,浅褐色,稍密,很湿,饱和,含淤泥

③1

粘性土

10

-15.72

220

砖红色,硬塑,部分可塑,坚硬状,很湿,饱和,手捏有砂感

③2

砂质粘性土

7.5

-23.22

250

砖红色,浅灰色,坚硬状,局部硬塑,很湿,饱和。由粘土和石英砂粒组成,依稀可辨原岩结构。

二、施工部署

(一)总体施工方案

粗格栅及进水泵房采用井外深井降水、水力机械吸泥下沉、干封底的沉井施工方法。水力排土沉井(排水)下沉施工技术是在软土地层中较成熟的沉井施工工艺。通过简便的水力机械设施,就可完成将沉井内土体由高压水破碎混和成泥浆后吸排出沉井的各道工序。从而使沉井逐步下沉到位。该工艺无振动、无污染,对环境影响较小。

本方法具有技术先进、经济合理、操作简便,劳动强度低、施工安全可靠、下沉质量容易控制等优点。

(二)施工进度控制

根据沉井工程的特点与分阶段组织施工的需要,各阶段主要工序的作业进度控制计划安排如下:

1、施工准备阶段:完成各项施工准备工作的时间需要10天。其中主要工作为施工放线、深井井点施工及深井降水、基坑开挖、地基处理并填砂、刃脚垫层混凝土施工养护。

2、沉井制作与下沉阶段:该阶段的作业进度控制计划为98天。其中主要工序的进度安排分别为:

沉井第一节制作约35天,沉井第二节制作约16天,沉井第三节制作约19天,第三节混凝土满足70%以上设计强度的要求即可进行沉井下沉。第一节和第二节沉井混凝土养护在制作过程中同步进行。沉井下沉至设计标高-13.4m需要约28天左右,其中考虑了地下不可预知因素对作业所产生的不利影响。

3、沉井封底与收尾阶段:该阶段的作业进度控制计划为25天。主要工序的进度安排分别为:封底前的沉井稳定性观测3天;沉井封底2天;沉井内结构及顶板等收尾工作20天。

(三)施工准备

工程开工前后应抓紧落实施工前期的各项准备工作,包括施工的组织准备、技术准备、物资准备及现场准备等工作。该阶段的主要工作内容如下:

1、技术准备

1)组织项目部有关技术人员熟悉设计图纸与地质资料等技术文件,编制专项施工方案,进一步明确施工技术要求和质量标准。

2)组织现场管理人员进一步勘察现场、学习熟悉图纸、向施工班组进行施工技术、验收标准及安全技术交底。

3)根据建设单位提供的座标导点和水准引测点完成沉井的定位测量工作。为了控制沉井的位置与标高,在场内须设置沉井的轴线与标高控制点。

2、施工现场准备

1)施工用电:施工用电就近接入施工现场,采用三相五线、三级配电两级保护系统。电源进入场地设总配电箱、分配电箱、开关箱供电采用TN-S系统供电。

2)施工用水:施工用水量主要为混凝土养护用水,就近接入施工现场。

3)施工场地:平整场地至要求的标高,铺设施工道路,开挖排水沟。根据施工图设计要求,完成沉井基坑的放坡开挖工作,为及时进行第一节沉井的制作创造条件。

3、劳动力组织

水力机械吸泥下沉施工必须连续作业,24小时不间断施工。计划安排三班循环作业,每个班次人员安排如下表:

电工

机修

泵房值班

测量

阀门管理

井下冲泥

其他

3人

2人

2人

3人

3人

4~6人

2~4人

4、机械设备配置表

序号

名 称

规格型号

单位

数量

备 注

1

高压水泵

8050200B

4

扬程20米,80m3/h,1台备用

2

立式泥浆泵

15KW

10

扬程20米,100m3/h,2台备用

三、主要施工工艺

(一)沉井施工总体施工工艺

定位放线→深井降水→基坑开挖→地基处理及填砂→刃脚垫层施工→测量放线→沉井基础→沉井刃脚→沉井第一节制作→沉井第二节制作→沉井第三节制作→沉井下沉→沉井稳定观测→沉井封底→封底后质量检查→泵池底板→井内二次结构→顶板→工程质量验收

(二)机械吸泥下沉工艺流程

沉井制作

拆模清理

水力机械安装

输水管、泥管管路安装

高压水泵安装

水力机械系统调试

水力机械系统调试

水力冲泥、纠偏、排渣

沉井下沉到位

封底施工准备

沉井封底砼施工

沉井内部构造工

四、主要施工方法

(一)定位测量放线

1、测量工作安排

为了保证测量精度满足设计图纸与施工质量的要求,现场测量工作将按以下部署进行:

(1)测量工作应抓紧在施工准备阶段开始。根据施工总平面图的座标控制点,引测工程轴线和高程控制点,为全面开展施工创造条件。引测的桩点全部用混凝土护桩,保证施工中桩位不发生移动。施工中要定期对桩线位置进行复核。

(2)根据本工程沉井的施工特点,在场内建立平面主轴线控制网和水准复核点,按刃脚外径尺寸,放出刃脚基坑开挖边线,以满足施工的需要。测设十字轴线后,应设置十字桩及护桩。

(3)施工前期的测量工作应由公司专业测量师负责、施工员或技术员配合完成。施工期间,现场施工员或技术员负责操平放线工作,公司专业测量师负责定期复核。

(4)根据施工图设计要求,完成沉井的沉降观测工作。

(5)根据本市建设主管部门的有关规定,做好测量技术资料的保存与归档工作。

2、沉井的测量控制方法

(1)沉井位置与标高的控制:在沉井外部地面及井壁顶部设置纵横十字中心线和水准基点,通过全站仪和水准仪的经常测量和复核,达到控制沉井位置和标高的目的。

(2)沉井垂直度的控制:在沉井内按4或8等分作出垂直轴线的标记,各吊线坠逐个对准其下部的标板以控制垂直度,并定期采用全站仪进行垂直偏差观测。挖土时,应随时观测沉井的垂直度,当线坠离标板墨线达50mm时,或四周标高不一致时,应及时采取纠偏措施。

(3)沉井下沉控制:在沉井外壁周围测点弹出水平线,或在沉井外壁上的四个侧面用墨线弹出标尺,每20mm一格,用水准仪及时观测沉降值。

(4)沉井过程中的测量控制措施:沉井下沉时应对其位置、垂直度及标高(沉降值)进行观测,每班至少测量两次(在班中和每次下沉后测量一次)。沉井接近设计的底标高时,应加强观测,每2小时一次,预防超沉。

(5)测量工作的管理措施:沉井的测量工作应由专人负责。每次测量数据均需要如实记录,并制表发送给有关各部门。测量时如发现沉井有倾斜、位移、沉降不均或扭转等情况,应立即通知值班技术负责人,以便指挥操作人员采取相应措施,使偏差控制在规范允许的范围以内。

(二)降水方法

本工程采用井外深井潜水泵降水与井内明排水相结合的降水方法,能有效防止②3细砂层中可能发生的流砂或管涌等不良现象,以此保证沉井施工的安全和顺利进行。

水冲下沉过程中降水,确保沉井在吸泥取土下沉过程中井内水位高于井外地下水位,防止出现井外大量涌土进入沉井内部,有效防止流沙管涌现象发生。

降水井布置详见附件

(三)沉井基础施工

1、刃脚支设形式

沉井下部刃脚,采用砖砌胎膜,省去刃脚下的底模板,便于沉井下沉前拆除。故本沉井在砂垫层上先铺筑素混凝土垫层。

见如下示意图。

沉井刃脚支设示意图

1-刃脚;6-砖垫座;7-水泥砂浆抹面

2、混凝土垫层及砂垫层铺筑

外池壁混凝土垫层按0.3m厚度、1.2m宽度浇筑,600mm厚内池壁混凝土垫层按0.2m厚度、1.2m宽度浇筑,500mm内池壁和其他部分刃脚下混凝土垫层按0.1m厚度、1.2m宽度浇筑,以确保沉井第一节混凝土浇筑过程中的稳定性。

施工中砂垫层按1.5米厚度铺设,碾压密实。内外刃脚高低差部分亦采用砂垫层铺设,在其上浇筑混凝土垫层。

内外刃脚高低差部分填砂下口宽度为:600mm厚内池壁2m;500mm厚内池壁和其他刃脚部分2.5m。

具体计算过程详见沉井计算书。

(四)沉井的制作

沉井分刃脚及井壁,井壁的制作分三次制作。

1、每节井筒制作的高度如下:

第一节井筒:刃脚踏面~4.00m;第二节井筒:4.00m~11.0m;第三节井筒:11.0m~14.2m。沉井下沉至设计标高为-13.4m。第一节沉井制作刃脚初始高程为2.90m。

2、沉井制作工艺流程:

第一节井筒搭设内架→刃脚钢筋制安→搭设外架→井壁钢筋制安→预埋件制安→预留孔洞→钢板止水带制安→井壁模板制安→浇筑沉井混凝土→养护→……→第三节浇筑井筒混凝土→养护→拆除模板及脚手架→沉井下沉

(五)沉井下沉施工

(1)下沉前施工准备

1)第一节沉井井筒的混凝土强度达到设计强度的100%以上后方可拆除刃脚模板。第三节沉井井筒混凝土强度达到75%以上开始下沉。

2)沉井下沉前应封堵井壁上全部预留洞,对较大的孔洞可用水泥砂浆砌砖封堵,并在靠土的一侧用水泥砂浆抹面。封堵孔洞用的水泥砂浆强度应满足下沉时能抵抗土压力和水压力的要求,还应考虑便于拆除。

3)下沉前,在沉井内外井壁各对称弹出4条垂线,在沉井内部4条垂线的顶端,悬挂垂球,并在刃脚处设标盘,沉井下沉施工中随时观测沉井偏斜,及时纠偏。在沉井外壁,沿四条垂线绘制水平观测标尺,并在基坑的相对位置水平指示标尺,以测定沉井下沉的标高、下沉量及下沉偏差。

4)下沉前检查沉井下沉使用的机械、设备、工具等是否完好,数量是否能满足要求,并按照预定方案进行布置。详见附件3沉井下沉施工机具平面布置图。

5)按预定计划开挖渣土沉淀池和清水池,满足下沉施工出土要求。

(2)沉井下沉

1)拆除砖模,拆除素混凝土垫层,清理杂物及各类垃圾。

2)按照方案设计安装好水力机械设施:高压水泵、低压取水泵、调节水箱、 水力吸泥机或泥浆泵、水枪、井下及井上的高压进水管和低压排泥浆管路、水枪操作平台等。

3)水力机械设施试运转,确保设备能正常运转,水力吸泥机及水枪均应经过水压检验,检验压力为工作压力的1.5倍。

4)水力排土沉井下沉施工应按“先中后边、分层对称破土、先高后低、及时纠偏”的原则进行操作。先启动机具平面布置图中2号、5号机械从中间开始分层对称破土,逐步向周边扩展形成锅底,随着锅底扩大进入其它机械控制范围后,启动其它机械同时破土吸泥。

5)沉井外刃脚边一般应保留l宽左右的土堤,使沉井在外刃脚处挤土下沉,以减少对井周土体的扰动程度。只有当沉井下沉困难时或纠偏时才可适当冲除外刃脚处土体,严禁用水枪掏刷外刃脚处土体。

6)当沉井倾斜很小时,各井格内土面高差应控制在1.5m~2m以内为宜,使沉井保持均匀垂直下沉。

7)沉井下沉施工从沉井中心开始,逐步向外形成锅底,锅底深度一般应控制在l~2m以内为宜。四周土堤应确保留土厚度1m左右,特别是四个大角处留土,主要用作纠偏预留。锅底冲刷土体必须均匀、对称,使沉井在下沉过程中向锅底挤土,逐渐下沉。

8)当沉井底土质较硬时,在沉井下沉到位前,为减少井内回填砂石料数量,在井格内土面标高已到达封底要求时,可将内外刃脚处土体适当冲空使井下沉到位(形成反锅底)。

9)用水力机械冲泥时,应在吸泥机吸水头处(一般位于井格中部)先冲出集泥坑,泥坑深0.5m左右,然后用水枪在各个方向冲土连步形成漏斗形土坑。使泥浆水不断汇集到集泥坑吸排出井外。

10)吸泥机的吸水头应用绳子吊空,不应让吸水头埋在集泥坑的浮泥内导致土块堵塞吸水头的网罩。为防止集泥坑中泥砂淤泥,要经常用水枪在吸水头处冲刷搅动,使排土畅通。

1l)在水枪冲泥时应注意控制好井格内泥水数量,水枪应直接冲刷土体。当泥水过度时则可调整水枪出水量或暂停冲土。要经常检查吸泥机工作是否正常。

12)高压水泵停车时,水枪上的操纵阀门和吸泥机上的逆止阀均应关闭,防止调节水箱内水倒灌入井内。

13)当采用泥浆泵排泥时,应做好泥浆泵接力串联技术措施。

14)在下沉施工过程中应及时做好各项施工监控工作,测量人员必须跟班测量作业,测量结果应及时通知沉井施工当班人员进行调整。

(六)沉井封底

本方案沉井封底采用排水干封底的施工方法。

当沉井沉到设计标高后,经观测8小时累计下沉量不大于10mm时,即可进行沉井封底。

(1)封底工艺

下沉稳定观测→降水排水→井内底部清理→铺设碎石垫层→浇筑封底混凝土

(2)沉井封底后降水

沉井封底后,井外的深井降水与井内的集水井排水必须继续进行,直到沉井内部结构和上部结构完成后才能停止。

(3)施工方法

1)沉井下沉稳定后,进行降水排水。以井外深井降水为主,同时用潜水泵进行井内排水,排除井内积水。

2)清理井底泥沙、淤泥及其它杂物,尤其是砼表面要清洗干净。

3)井底清理完毕后,在井底浇筑一层150mm厚度的C15混凝土垫层,然后浇筑封底膨胀混凝土,其标号为C30,抗渗标号S6,厚800mm。封底砼浇筑要对称均匀,分格浇筑,先四周后中间。对可能存在的渗漏处,严密封堵,避免渗水影响底板质量。

4)封底混凝土采用泵车浇筑,用插入式振动棒捣实。封底混凝土连续浇筑,边浇边振,振捣密实。开始浇筑封底混凝土时至浇筑完毕24小时内,要保证降水,井内地下水位要低于封底混凝土底面。

为减小封底后地下水对井底混凝土的的压力,在浇筑混凝土垫层时,根据设计要求埋设2根DN600的镀锌钢管,钢管设2道止水环,内壁涂环氧煤沥青防腐涂料。钢管下端埋入预留的碎石垫层内,上端高出封底混凝土顶面200mm。

5)底板浇筑前先清理干净素砼表面,凿除井内封底砼表面软弱层,残渣清出井外,并将表面清洗干净。底板与各墙板连接处表面预先凿毛,并冲洗干净。

沉井封底详见以下示意图。

沉井封底

1-沉井;2-卵石盲沟;3-封底混凝土;4-底板;5-砂浆面层;6-集水井;

7-φ600~800mm带孔钢或混凝土管,外包尼龙网;8-法兰盘盖

五、技术保证措施

(一)沉井下沉各阶段速度控制

沉井初沉阶段:沉井下沉位置的正确与否,初始阶段的下沉质量尤为重要,要特别注意保持其平面位置与垂直度的正确,以免继续下沉时不易调整。即下沉深度0.3m内,为保证沉井形成稳定准确的下沉轨迹,此时缓慢下沉,速度严格控制在0.2-0.5m/d,刃脚高差20cm以内。当沉井下沉3m左右时进入正常下沉阶段。

沉井中沉阶段:仍以缓慢为主,因沉井较高,应缓慢控制下沉,纠偏为主,保证下沉过程中缓慢下沉,防止出现突沉或倾斜等情况发生。

沉井终沉阶段:采用测量技术控制井底面的下沉标高,严格控制井体标高并做好一切防超沉的措施。即距设计标高还有2.5m时,应减缓下沉速度,仍以纠偏为主,做到有偏必纠,速度宜在0.2-0.5m/d。由于本沉井穿越粉质粘土层,当下沉至设计标高还有2m左右时,停止下沉24小时,观测出预留沉降量后继续下沉至距设计标高还有50cm,再停止下沉观察24小时,观察并记录沉井自由下沉量,严格控制沉井下沉标高,以确定沉井停止取土下沉的高度。根据连续观测得出的沉降量,使沉井终沉达到设计要求。

加强观测,每2h一次测量一次,严格控制下沉速度,设专人进行观测并做好记录。

控制沉井出土量,在下沉距底面标高2.0m以上时,每天下沉不得超过1.0m,在下沉距底面标高2.0m开始,每天下沉不得超过0.5m。

沉井下沉过快,可适当增大沉井下沉阻力,在井壁外围夯填碎石。取土从锅底中心向四周扩展。

沉井下沉到位后井字梁底土不得掏空,同时因考虑到上部荷载作用,应预留5cm不下沉。

(二)沉井下沉注意事项

1、下沉施工中必须执行“定位正确、先中后边、对称钻吸、深度均衡”的原则,施工中按“沉多钻少”的规律实施。

2、下沉正确掌握井内水位和锅底土面的标高,井内水位控制在井外地下水位标高以上0.8~1.0m,低于地下水位可能导致井底涌砂及井外地面坍陷。

3、当沉井下沉至设计标高以上2.0米时,应适当减慢下沉速度,每天不大于0.5米。锅底开挖深度应减少,刃脚下掏土应慎重,防止突沉和超沉事故发生。

(三)沉井下沉观测

在沉井的下沉过程中,经常观测沉井的倾斜度和刃脚踏面的高程。在刃脚深度未及沉井高度的1/3时,应重点观测沉井井筒的倾斜度;当沉井刃脚踏面高程下沉到距涉及高度约2.0m时,加强对踏面高程及下沉量的观测。

沉井下沉过程中,对沉井的位置、标高(沉降值)和垂直度及时进行测量,每台班至少测量两次(班中及每次下沉后),并做好记录,以便进行数据分析和资料管理。如有倾斜、位移或扭曲,测量人员应及时通知当班人员,采取措施及时纠偏,使偏差控制在充许范围之内。

1、沉井井壁垂线垂直度的观测:观测在沉井内壁预先设定的4个垂球的锥尖是否分别在相对应位置上的的标盘的中心,当井筒发生倾斜时,垂球尖端就偏离标盘中心点,垂球吊线就偏离沉井内壁上的垂线。根据垂球偏离标盘中心及偏离井内壁的垂线的方向和大小进行纠偏。在沉井每次下沉前后各观测一次。

2、沉井刃脚踏面高程及下沉量的观测:利用在沉井外地面上的轴线位置处预先设置的水平指示标尺,分别测出下沉时刃脚踏面的高程,前后两次分别测出的刃脚踏面的高程差即为沉井的下沉量;刃脚踏面下沉前高程减去测得下沉时踏面高程即总下沉量。同时两个相对点高差读书之正、负差,也表示沉井井壁倾斜的方向及倾斜程度。在每次下沉前、后各观测一次。技术人员在沉井下沉前、后用水准仪测量沉井下沉量和下沉中的刃脚踏面高程及井筒倾斜度。

沉井下沉测量控制方法

1-沉井;2-中心线控制点;3-沉井中心线;4-钢标板;5-铁件;

6-线坠;7-下沉控制点;8-沉降观测点;9-壁外下沉标尺

(四)沉井下沉时内外水位检查、控制措施

沉井外利用已设置深井对称选两口作观测井,现场设置专职测工,每两小时观测一次,记录观察井内水位和沉井内水位。如井内水位低于井外水位,则利用已打设管井,选择四口对称向沉井内补水,始终保持井内水位高于井外水位0.8m~1.0m左右。防止形成内外水位高差,导致管涌由井外向井内涌土。

(五)沉井的纠偏措施

沉井下沉时,在下沉过程中进行纠偏,同时也在纠偏的过程中下沉。当沉井偏斜达到允许值的1/4时,便要进行纠偏。在下沉过程中做到勤测、勤纠、缓纠。每次下沉时要注意注意严格控制偏斜,终沉阶段必须加强监测控制,严格控制超沉。

纠偏措施主要有三种:取土纠偏、射水纠偏和局部加载纠偏。

取土纠偏:通过调整取土的高差及调整沉井刃脚处预留土台的宽度进行纠偏。在下沉较慢的一侧多取土,逐步去除刃脚处及梁底的土台使刃脚及梁底悬空,其高度宜为200mm,促使沉井该侧下沉。

同时在下沉较快的一侧沿刃脚四周及底梁长度宜为底梁长度的1/2,多保留刃脚及底梁处的土台的宽度;如该处土体较软时,夯实或填碎石进行加固处理,并在该处井筒外部地面上堆土夯实,以增加其抗力和摩阻力。

射水纠偏:下沉较慢一侧的沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水,使该处的土成为泥浆,以减小土的抗力。当纠偏到接近正常位置时,停止射水,并将沉井外壁与土之间的空隙用砂填充。因井外弃土或堆物造成井筒倾斜时,采取将井外弃土或堆物清除。

局部增加荷载纠偏:即在井筒较浅一侧增加荷载,促使其下沉。

(六)沉井防突沉措施

沉井在穿越淤泥层时,易发生突沉,因此必须采取防突沉技术措施。

1、沉井均匀慢速沉降,水力冲土不得过快,吸泥取土均匀。

2、连续作业,沉井下沉过程尽量不停歇,井壁始终保持滑动状态,避免沉井静置一段时间后,有静止到下沉状态转换过程中发生突沉。

3、锅底由中心向外侧逐渐形成,均匀对称切土冲刷。

六、质量验收标准

(一)、沉井刃脚质量要求及允许偏差:

沉井刃脚制作的允许偏差

项目

允许偏差

砂垫层的密实度

大于90%,控制干密度≥1.56t/m3

轴线位移

50mm

顶面标高

±30mm

尺寸(直径)

不小于规定要求

(二)、沉井制作的允许偏差

沉井制作的允许偏差

项目

允许偏差

平面尺寸

长、宽

±0.5%,且不得大于100mm

两对脚线

对角线长的1%

井壁厚度

±15mm

井壁垂直度

≤1%

预留孔位置

≤20mm

(三)、沉井质量主控项目检验标准

沉井质量主控项目的检验标准

检查项目

允许偏差或允许值

数量

检查方法

单位

1

混凝土强度

满足设计要求,下沉前必须达到70%的设计强度

查试块记录或抽样送检

做试块

2

封底以前沉井的下沉稳定

mm/3d

<10

水准仪测量

(四)、沉井易渗漏部位质量控制要点

沉井易渗漏部位的质量控制要点

序号

易渗漏部位

质量控制要点

1

沉井支模的对拉螺栓

检查螺栓止水片规格、焊缝的满焊程度及螺栓孔是否采用高标号砂浆封堵等。

2

沉井分节间的施工缝

按规定留置凸缝,砼浇筑前凿除疏松砼,接缝清洗干净、湿润接浆、振捣密实,拆模后再对施工缝进行防水处理。

3

预留孔、洞二次灌砼

孔、洞浇灌前应凿毛、清洗、绑筋加固、湿润;浇砼采用提高一级砼标号的措施,并振捣密实。

4

封底与井壁接触处

沉井下沉前对底板与井壁的接触处进行凿毛处理,底板砼浇灌前对接触处进行清洗、湿润、接浆处理。

5

沉井制作的砼质量

砼浇灌时必须分层、振实、控制砼的初凝时间,不允许留设垂直施工缝。严格按规范要求进行养护。

(五)、沉进下沉允许偏差

沉井下沉允许偏差

项目

允许偏差

刃脚平均高程与设计高程的偏差

<100mm

刃脚平面轴线位置偏差(下沉总深度H>10m)

<1/100H(mm)

刃脚任何两点刃脚底面高差(两角距离b>10m)

<1/100b,且≤300mm

注:下沉总深度系指下沉前与下沉后刃脚高程之差

七、安全环保措施

(一)、安全保证措施

1、施工中应严格执行国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》和深圳市建设管理部门颁发的有关施工安全的各项规定。认真学习和严格执行地方有关安全生产法规,进场人员办理“平安卡”,做好安全技术交底和人员三级教育。

2、下沉前结合本工程情况,有针对性的做好安全措施,如检查上、下扶梯是否焊接牢固,发现有隐患处立即整改做好,井上人员走动处设栏杆,栏杆用钢管扣件扣牢,井上有易脱落物品如石子等物件须清理干净,以防掉落后砸伤井内操作人员。

3、在下沉施工开始前应对各项机电设施进行全面安全检查。所有电器设备都做到三级保护,做到一机一闸,开机前进行试跳,发现不跳立即更换。电闸箱要做好防水、防潮保护工作。

4、夜间施工保证有足够的照明,碘钨灯管现场要有足够备用,以供随时更换。

5、机械、设备设专人负责检查,发现问题,及时解决。

6、密切注意沉井的沉降速度变化情况,设立预防措施。操作人员特别是潜水员遇到危险情况要立即停止作业,撤离到安全部位,以防突沉造成事故。

7、特种工种做好持证上岗。

8、严格按操作规程,不得违章作业,杜绝施工安全事故的发生。

9、现场指挥吊车人员必须和吊车司机保持统一,使用合理、科学、灵活的方法进行指挥,发现异常,立即发出警示,确保安全施工。

10、沉井内应设置工人操作平台,搭设应高于取土面3米以上,其构造应考虑当沉井突沉时操作平台不被涌土盖没。

11、在进行水枪冲土操作时严禁用水枪冲击井壁,栏杆、操作平台等,以防高压水流反射伤人。

(二)、环境保护措施

1、 泥浆外运应采用密闭车厢或专用泥浆运输车辆,避免泥浆外流污染市政道理。

2、 沉淀清水循环使用,节约水资源。

八、沉井施工方案附件

附件1 沉井专项施工方案计算书

附件2 沉井机械吸泥排土下沉施工现场总平面布置图

附件3 沉井下沉施工机具平面布置图

附件1

深圳福永污水处理厂粗格栅及进水泵房

沉井专项施工方案计算书

一、刃脚混凝土厚度计算

为了确保沉井新浇注混凝土的质量,尽量减少浇灌过程中地基的沉降量,其垫层厚度可按下式计算:

h砼=(G/R1-b)/2

式中,h—砼垫层厚度(m)?

G—沉井第一节单位长度重量(KN/m)?

R1—砂垫层的承载力设计值一般为100~200KN/m2?,在此取100 KN/m2

b—刃脚踏面宽度(m)

沉井单位长度最大的为800mm厚外壁,沉井第一节外壁混凝土方量为351.864m3,周长为97.2m,刃脚踏面宽度为0.5m。因此:

G=351.864×25/97.2=90.5 KN/m

?h砼=(90.5/100-0.5)/2=0.21m

对于600mm厚内池壁,沉井第一节外壁混凝土方量为79.056m3,长度为24.4m,刃脚踏面宽度为0.6m。

G=79.056×25/24.4=81 KN/m

?h砼=(81/100-0.6)/2=0.105m

对于500mm厚内池壁,沉井第一节外壁混凝土方量为55.709m3,长度为22.6m,刃脚踏面宽度为0.5m。

G=55.709×25/22.6=61.625 KN/m

?h砼=(61.625/100-0.5)/2=0.058m

外池壁刃脚混凝土垫层按0.3m厚度、1.2m宽度浇筑;600mm厚内池壁刃脚混凝土垫层按0.2m厚度、1.2m宽度浇筑;500mm内池壁刃脚混凝土垫层按0.1m厚度、1.2m宽度浇筑。

确保沉井第一节制作过程中保持稳定。

二、砂垫层铺设计算

砂垫层的厚度根据第一节沉井重量和垫层底部地基土的承载力计算而定。第一节基础验算时在刃脚下取1m 的单元体验算,各层地基承载力按照设计值控制。计算公式为:

G/(ι+hs)≤fa?

得hs≥G/fa-ι?

式中:hs—砂垫层的厚度(m)

G—沉井的单位长度重量(KN/m)?

fa—地基承载力设计值(KN/m2)

ι—刃脚混凝土垫层宽度?

开挖2.5m地基土为淤泥,地基承载力为50KPa;刃脚混凝土垫层宽度取1.2m,因此:

hs≥90.5/50-1.2=0.61m

为确保砂垫层有足够承载力,施工中砂垫层按1.5米厚度铺设,碾压密实。内外刃脚高低差部分亦采用砂垫层铺设,在其上浇筑混凝土垫层。

砂垫层宽度B按下式计算:?

B≥b+2h?tanθ

式中:b—混凝土垫层底面宽度(m)

h—砂垫层厚度(m)

θ—砂垫层压力扩散角,在此取22.5°

对800mm厚外池壁B≥1.5+2×1.5×0.414=2.742m

对600mm厚内池壁B≥1.2+2×0.1×0.414=1.283m(刃脚高低差部分)

对500mm厚内池壁B≥1.2+2×0.7×0.414=1.780m(刃脚高低差部分)

砂垫层按基坑开挖的范围满铺,其宽度从混凝土垫层边外扩h×tanθ即可。由此可确定基坑底面开挖尺寸为:

长a=26+1+1.5×0.828=28.242m

宽b=24.2+1+1.5×0.828=26.442m

基坑开挖尺寸:顶面31m×29m,底面29m×27m,深2.5m。内外刃脚高低差部分填砂下口宽度为:600mm厚内池壁2m;500mm厚内池壁和其他刃脚部分2.5m。

三、沉井下沉验算

下沉系数K0按下式计算:

K0=(G-B)/(Tf +R)

式中,G——井体自重及附加荷载(KN);

B——下沉过程中地下水的浮力,采用排水下沉则B=0;

Tf——井壁与土间的总摩阻力(KN);

K0——下沉系数,宜为1.05~1.25,位于淤泥质土中的沉井取小值,位于其他土层中取大值。

R——刃脚反力(kN),如将刃脚底部及斜面的土方挖空, 则R=0。

摩阻力Tf计算方法:假定摩阻力随土深而加大,并且在5m深时达到最大值,5m以下时保持常值。

沉井下沉系数计算简图

(a)下沉时力系平衡图;(b)下沉摩阻力计算简图

沉井钻孔位置平面图

沉井下沉位置剖面图

图中①为素填土,②1为淤泥,②2为粉质粘土,②3为细砂,③1为粘性土,③2为砂质粘性土。

沉井制作及下沉相关参数

节数

制作高度m

混凝土方量m3

总自重KN

下沉深度m

第一节

0~4

674.045

16851.125

/

第二节

4~9.1

684.024

33951.725

/

第三节

11~14.2

671.330

50734.975

16.3

井壁摩阻力系数取值参考表

土的种类

井壁摩阻力系数(kN/m2)

流塑状粘性土

10~15

软塑及可塑状粘性土

12~25

粉砂和粉性土

15~25

砂卵石

17.7~29.4

泥浆套

3~5

沉井外壁周长100.4m,外刃脚踏面面积为50.2m2,底梁踏面面积为77.12m2。沉井侧壁摩阻力系数取22kPa,自然地面以下5m 范围内摩阻力按照减半取值。

按井筒三次制作完成后,一次下沉进入淤泥层-1.0m即下沉3.9m深度时和终沉阶段两种工况进行下沉系数验算:

工况一:进入淤泥层-1.0m即下沉至深度3.9m

沉井三节高度14.2m,三节沉井井体总重为50734.975kN。按土层计算出井壁总摩阻力为3092KN,刃脚底面提供的反力为R=50.2×50=2510KN,排水下沉地下室浮力为B=0。

K0=(G-B)/(Tf+R)

=50735/(100.4×1.4×22+50.2×50)

=9.05>1.25

下沉系数为9.05,下沉速率过快。考虑内刃脚反力后重新计算下沉系数:

K0=(G-B)/(Tf+R)

=50735/[100.4×1.4×22×2+(0.725×100.4+0.75×115.7)×50]

=3.58>1.25

即在淤泥层中下沉速率偏快,考虑到地层的不均匀性,因此,在沉井穿越淤泥层时,需采取防突沉、防偏移等技术措施。

工况二:终沉阶段

终沉阶段沉井三节沉井井体自重为50734.975kN。按土层计算出井壁总摩阻力为34638KN,刃脚底面提供的反力为R=50.2×220=11044KN,排水下沉地下室浮力为B=0。

K0=(G-B)/Tf

=50735/34638

=1.46<1.5

表示沉井能满足下沉要求。

四、沉井封底后的抗浮稳定性验算

沉井封底后,整个沉井受到被排除地下水向上浮力的作用,如沉井自重不足于平衡地下水的浮力,沉井的安全性会受到影响。为此,沉井封底后应进行抗浮稳定性验算。验算公式为:

K = (G+ Tf)/F≥1.1

式中:G——沉井自重力(kN)

Tf——井壁总摩阻力;

F——地下水向上的浮力(kN)

验算过程:

沉井自重为井壁和底板混凝土方量为2397.2m3,总重量为59928.6kN。

地下水向上浮力:按照福永污水处理厂《岩土工程勘察报告》建议,地下室抗浮设防地下水位标高取3.10m。沉井底标高为-13.40m,故验算浮力的地下水深度按16.5m考虑,则:

F = 10×26×24.2×16.5 =103818 kN

K = (59928.6+25662.24)/103818=0.824<1.1

计算结果说明,沉井封底后如停止降水,沉井自重将不足以抵抗地下水的浮力。因此,沉井封底并浇筑完成底板后,井外的深井降水与井内的集水井排水必须继续进行。

沉井内部构造在降水期间施工,刃脚踏面算起0~14.2m高度范围内沉井胸墙、导流墙、填充混凝土、导流墙内回填土完成后,共加载混凝土3316.9m3,总重82922.5KN;加载回填土588m3,总重10584KN。

K = (82922.5+10584+25662.24)/103818=1.148﹥1.1

即自刃脚踏面算起,0~14.2m部分沉井内部构造完成后,沉井自身已满足抗浮要求,可停止降水。

附件2 沉井施工平面布置图

附件3 沉井下沉施工机具平面布置图

图中1~6序号分别为水力机械编号

  • 与《沉井施工方案带计算书》相关:
  • 脚手架施工方案带计算书
  • ●脚手架施工方案(带计算书)
  • 外脚手架施工方案(带计算书)
  • 塔吊基础施工方案(带计算书)
  • 防护棚搭设施工方案(带计算书)
  • 模板施工方案(带计算书)
  • 带计算书的吊装施工方案
  • 模板施工方案(带计算书)汇总
  • 【已参考】带计算书的吊装施工方案
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