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3.4.4沉井制作的模板施工工艺17
3.4.5沉井制作的混凝土施工工艺18
3.4.6钢管内支撑的设置施工18
3.5沉井下沉方法与技术措施20
3.5.1沉井下沉的作业顺序安排20
3.5.2沉井下沉验算21
3.5.3沉井下沉的主要方法和措施22
3.5.4排水措施22
3.6沉井封底的主要方法23
4.沉井施工质量与安全控制的主要措施25
4.1沉井质量主控项目的检验标准25
4.2沉井易渗漏部位的质量控制要点26
4.3安全施工措施26
附图表:
施工平面布置图28
施工进度横道图29
施工测量控制布置平面图、剖面图30
钢管内支撑平面布置图32
进水管施工大样33
沉井工程施工方案
1.沉井工程概况
东莞常平东部污水处理厂位于常平镇沙湖口村,污水厂拟建一粗格栅、进水泵房。
原场地自然地面标高+2.700,场地经回填,现地面标高+7.200,回填土为山坡残积土。
基坑开挖深度为13.4m。
基坑周边非常开阔,周边无地下管线和建(构)筑物。
施工难点:
1、工期紧迫,地下水富,时值雨季施工。
2、人工开挖量大。
主要工程量:
1.机械开挖土方:
3500m3;
2.混凝土:
2623m3;
模板约3600m2;
3.钢筋制安:
230吨;
4.人工开挖淤泥(粉质土):
580m3;
5.人工配合污泥泵出砂:
5650立方米。
1.1沉井简介
1.1.1沉井规模与构造
(1)本工程的泵站沉井为钢筋混凝土多边形构筑物,最长边26.0m,宽边21.2m,壁厚0.80m,井内面积约347.83m2,井内挖方约3200m3。
(2)沉井总高度为13.40m,其顶面标高为7.40(绝对标高,下同),刃脚底标高为-6.00。
对照泵站室外地坪的设计标高7.20,沉井的埋置深度为13.20m,根据现场实际地形,沉井施工始高程为3.2m,实际下沉高度为9.2米。
(3)沉井底部的构造要求为:
1200厚C20素混凝土垫层→1000厚C30底板混凝土。
1.1.2沉井所选用的材料
(1)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,抗渗等级除图中注明外均为S8。
(2)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。
(3)焊条:
HPB235钢筋采用E43型焊条焊接;
HRB335钢筋采用E50型焊条焊接;
钢制件采用E4303型焊条焊接。
1.1.3钢筋混凝土保护层
(1)构筑物与污水接触的钢筋混凝土墙、板的保护层厚度为50mm,梁、柱的保护层为35mm。
(2)底板下层的保护层最小厚度为50mm,底板其余部位的保护层厚度为35mm。
1.2工程地质状况简介
本工程的地质勘察单位为广东省湛江地质工程勘察院。
有关沉井场地的岩土工程勘察情况如下述:
1.2.1场地岩土条件
根据钻探揭露(ZK81),拟建场地在勘探深度范围内场地岩土层按成因类型自上而下分别为耕(表)土、淤泥(粉质粘土)、中砂、中粗砂、可塑性砂质粘土、硬塑性砂质粘土、全风化层花岗岩、强风化层花岗岩以及中风化层花岗岩花岗岩。
1.2.2水文地质情况
该场地环境类型为Ⅱ类,地下水水质在该环境中对混凝土具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
。
场地内第2-8层粉砂、2-9层中粗砂属强透水层,其他各岩土层均为弱透水层,构筑物设计底高程为-6.0米,持力层为中粗砂层。
地下水混合稳定水位埋深为0.10~2.90m,平均1.37m。
2.施工部署
2.1沉井的主要施工方法选择
沉井是用于深基础和地下构筑物施工的一种工艺技术,其原理是:
在地面上或地坑内,先制作开口的钢筋混凝土筒身,待筒身混凝土达到一定强度后,在井内挖土使土体逐渐降低,沉井筒身依靠自重克服其与土壁之间的摩阻力,不断下沉直至设计标高,然后经就位校正后再进行封底处理。
采用不排水下沉和水下混凝土封底的工艺技术
根据对拟建场地的土层特征、地下水位及施工条件的综合分析,设计要求本工程的沉井采用不排水下沉和水下混凝土封底的施工方法。
2.1.2施工总体安排:
因本工程沉井高度13.4米,高度较深,为方便施工,加快工程进度,结合工地现场实际地形、地下水位等因素,减少沉井下沉高度,拟分阶段施工。
第一阶段:
根据现场地形,高程3.8至7.2m层粘土回填层及少量耕表土,拟采用自然放坡。
坡度不小于1:
1。
采用机械直接进场开挖外运。
第二阶段在高程3.2处进行沉井施工,总下沉高度9.2m,拟用四节制作、三次下沉的方法。
耕表土、淤泥层采用人工出土外运(根据地勘ZK72桩高程3.2至1.6约580立方米);
高程1.6以下为中砂层拟采用淤泥泵带水施工,约2650立方米。
四节制作、三次下沉
沉井施工的施工方法采用:
多节制作、分节下沉(制作与下沉交替进行)。
沉井过高,施工技术难度较大,而且在下沉时容易发生倾斜,因此应采用分节制作、分节下沉方法。
根据本工程的特点与设计要求,对沉井应采用四节制作、三次下沉的方法。
沉井分节制作与下沉的要求是:
第一节沉井高度为3.50m,起沉标高为3.20(绝对标高,下同);
第二节沉井高度为3.5m,接高处(后浇段标高)为3.600,第三节沉井高度3.0m,接高处(后浇段标高)为3.600。
沉井施工到位,第四节高度3.5m,不下沉。
强度达100%后加填夯实,沉井施工完毕。
2.2沉井工艺流程
根据本工程的特点与施工方法,沉井主要工序的工艺流程安排见下图所示:
2.3施工阶段划分与施工内容概述
分阶段、按步骤组织施工,针对各阶段的工程特点与工艺要求明确分期管理目标,并落实相应的技术与管理措施,这是加强施工过程控制的有效方法。
根据施工工艺流程安排,沉井工程的主要施工过程大致可划分为以下四个施工阶段:
2.3.1施工准备阶段
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概括如下:
(1)熟悉施工图纸与地质资料等技术文件,编制施工组织设计和实施性的专项施工方案。
(2)平整场地至要求的标高,铺设施工道路,开挖排水沟,接通水源和电源。
(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。
(4)及时组织施工机具、材料及作业队伍进场,充分落实各项开工准备工作。
2.3.2自然放坡层施工阶段
沉井工程进入了实施性的阶段。
该阶段的主要工作内容可概括为以下几方面:
1.土方工程是影响工期的主线,各分项工程都要围绕这一主线组织施工。
要抓好土方开挖的连续突击作业,同时采用分区、分层、分步交叉流水作业。
严格按照设计的分层开挖深度进行,充分利用空间和时间,保持土方施工进度。
2.根据本工程特点,本工程配置1台大斗反铲挖土机,配备15~25t自卸汽车。
分区施工。
3.根据施工进度计划及土方运距,合理配置挖土机械及运输车辆。
4.确定卸土场位置及行走路线。
本工程周边有很多空地,可作为临时卸土场,预留回填基坑用。
5.为结构基础施工阶段预留一定宽度的工作面:
承台边距离基坑底边线800mm。
6.现场专门成立土方运输调度指挥中心。
7.对开挖基坑测量定位和抄平工作。
8.根据方案设计要求,完成沉井基坑的放坡开挖工作(开挖至沉井起沉标高3.80处),为及时进行第一节沉井的制作创造条件。
2.3.3沉井施工阶段
2.3.3.1第一节沉井制作与下沉阶段
(1)对开挖的沉井基坑测量定位和抄平,完成沉井刃脚的砖模施工工作。
(2)第一节沉井的钢筋绑扎和支模,其中穿插进行安装预埋预留的配合工作。
(3)第一节沉井的混凝土浇捣、拆模与养护,同时完成沉井第一次下沉的有关准备工作。
(4)沉井第一次下沉,逐步下沉至设计要求的标高,其中包括完成相关的井筒内挖土和明排水工作。
井筒外的深井降水必须连续进行。
(5)沉井过程中的轴线与标高复核,严格控制沉井的位置与垂直度,发现问题及时采取纠偏措施。
(6)加强对沉井过程中的监测与监控措施,确保沉井与周边环境的安全。
2.3.3.2第二、三节沉井制作与下沉阶段
待第一节沉井下沉至设计要求的标高后,开始进入第二节沉井的制作与下沉阶段。
主要施工内容有:
(1)根据设计和规范的有关要求,完成上下节沉井之间的施工缝处理工作。
(2)沉井的钢筋绑扎和支模,其中穿插进行安装预埋预留的配合工作。
(3)沉井的混凝土浇捣、拆模与养护,完成下节下沉的有关准备工作。
(4)沉井第三次下沉,逐步下沉至设计要求的底标高,其中包括井筒内的挖土、明排水及井筒外的深井降水。
(5)沉井过程中的测量复核和纠偏措施,包括对周边环境的监测与监控措施。
(6)沉井的稳定监测,同时完成沉井封底的有关准备工作。
2.3.3.3第四节沉井施工
沉井下沉至设计的底标高后,必须进行观测检查,其稳定性被确认满足设计与规范后方第四节沉井的施工。
第四节施工方法同其它节,主要确保顶高程应符合设计要求,预留上部结构柱插筋等,完成上部施工的相关准备工作。
2.3.3.4沉井封底
沉井下沉至设计的底标高后,必须进行观测检查,其稳定性被确认满足设计与规范后方可进行封底和后续工序的施工。
该阶段的施工同第四节沉井施工同步,内容主要有:
(1)沉井底部的整平与垫层施工,同时完成井壁的清理与施工缝的处理工作。
(2)底板钢筋绑扎和底板混凝土浇捣、养护。
(3)测量弹线,落实井内的墙、柱、板等结构施工的准备工作。
2.3.4收尾阶段(转入上部结构施工)
第四沉井及封底施工完成后主要转入收尾工作和上部结构的施工。
内容主要有:
(1)完成井内墙、柱、板等的结构施工,为机电安装作业创造条件。
(2)完成拉杆的防腐处理等其它缺陷处理为沉井工程的质量检查与验收做准备。
(3)预埋管件的安装及二次浇筑。
(4)第四节沉井外侧回填,为上部结构施工提供条件。
(5)上部结构施工(略)。
2.4主要施工机械与机具配备计划
根据各施工阶段的实际需要,合理选择、布置及使用施工机械,是加快施工进度、提高工效和保证施工顺利进行的必要条件。
本工程沉井各阶段所配备的主要施工机械与机具详见下表:
主要施工机械与机具表
序号
机械名称、型号
数量
使用部位
功率KW
1
液压式挖掘机PC200
基坑开挖、回填
柴油机
2
W-1001履带式挖机
井内挖土及垂直运输
3
5吨自卸汽车
土方外运
4
电动蛙夯H-201型
土基及回填土夯实
4×
5
污泥泵(渣浆泵)
6台
沉井抽砂(2台备用)
150~300
6
电焊机BXI-330
施工全过程
3×
20KVA
7
插入式振动器HZ6X-50
8
振捣砼
8×
1.5
平板式振动器PZ-501
2×
9
钢筋切断机GJ5-40-1(QJ40-1)
钢筋制作成型
10
钢筋弯曲机GJ7-45(WJ40-1)
2.8
11
钢筋调直机GJ4-14/4(TQ4-14)
12
钢筋对焊机UN1-75型
钢筋对接
100KVA
13
潜水泵QS32×
25-4型25m3/h
井内排水
2.5
14
高压水泵8BA-18型,1.25MPa
沉井冲泥备用
15
测量仪器
1套
测量放样,观测
2.5主要劳动力使用计划
2.5.1劳动力组织的特点
与一般工程不同,本工程为大型的沉井构筑物,工艺技术独特,专业性强,一般需要连续地快速施工,因此劳动力组织具有以下特点:
(1)根据沉井应连续施工的需要,与沉井有关的降水、人工挖土等劳动力应组成两班制,实行昼夜交接班作业。
劳动力的投入量需要作相应的增加。
(2)本工程的沉井多边形构筑物,制作的技术难度较大,尤其是钢筋与模板分项,操作技术要求高,因此劳动力的组织应选择具有类似工程施工经验的熟练技工。
2.5.2主要工种的劳动力配备数量
(1)专职管理人员:
2人负责工地日常管理,协调各工种施工
(2)机械班:
机械师2人,司机3人
(3)钢筋工:
20人(包括钢筋制作安装)
(4)支模木工:
20人
(5)混凝土工:
10人
(6)普工:
24人(分两班作业)
(7)水电工:
6人(分两班作业)负责污泥泵的安装围护
(8)测量工:
2人
2.6沉井各阶段主要工序的作业进度控制
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)施工准备阶段和第一阶段自然放坡层施工(计划7.0日历天):
完成各项施工准备工作的时间需要3日历天。
第一阶段自然放坡层开挖工程量约1500立方米,配置1台PC200反铲挖土机,配备3台15~25t自卸汽车,直接进场外运,分区施工。
完成开挖的时间需要4日历天(含工作面平整、边坡修整、坡顶排水等),两阶段同时施工。
(2)第一节沉井制作与下沉阶段该阶段的作业进度控制计划为28日历天。
其中主要工序的进度安排分别为:
沉井制作12天;
沉井混凝土养护6天左右,满足80%设计强度的要求;
沉井下沉至设计标高需要8天。
(3)第二节沉井制作与下沉阶段:
该阶段的作业进度控制计划为22日历天。
主要工序的进度安排分别为:
沉井制作9天;
沉井混凝土养护6天左右(考虑了气温逐渐下降的因素),满足80%以上设计强度的要求;
沉井下沉至设计标高需要7天,其中考虑了地质条件对作业所产生的不利影响。
(4)第三节沉井制作与下沉阶段:
该阶段的作业进度控制计划为21日历天。
沉井混凝土养护5天左右(考虑了气温逐渐下降的因素),满足80%以上设计强度的要求;
沉井下沉至设计标高需要7天。
(5)沉井封底与收尾阶段:
封底前的沉井稳定性观测7天;
沉井封底5天;
沉井内结构收尾10天。
(6)第四节沉井施工,因不需下沉同沉井封底与收尾阶段一起施工,不另计工期。
根据上述作业进度控制要求,沉井工程的施工周期约需要100日历天。
.2.7沉井施工总进度计划
.进度计划横道图见附表
3.主要项目的施工方法与技术措施
3.1工程测量
3.1.1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。
(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,以满足施工的需要。
(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)做好测量技术资料的保存与归档工作。
3.1.2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,通过经纬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:
在井筒内按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,并定期采用两台经纬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:
在井筒外壁周围测点弹出水平线,或在井筒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。
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。
3.2开挖的施工方法
根据地质勘探资料结合现场实际情况,本工程开挖分两个阶段:
第一阶段为自然放坡段;
第二阶段为沉井开挖。
因地质条件不同,第二阶段分为淤泥层开挖和砂层开挖。
施工方法如下:
3.2.1第一阶段放坡层施工
第一阶段开挖高程7.2至3.4,高度4.2米,该段为自然放坡段,根据现场地形情况,场内大部分土方已到时位,只进行边坡修整分两层施工。
配置1台大斗反铲挖土机,3台配备15~25t自卸汽车,分层施工。
出土方案采用施工便道,挖机装土,汽车直接进入场内外运土方。
工艺流程:
场地平整(标高7.2)—放样—开挖—修边、放样—开挖—修边—挂网—喷射混凝土—平整场地(标高3.7)交付第二阶段沉井施工。
.3.2.2第二阶段沉井开挖
该阶段沉井开挖分为耕表土、淤泥层开挖和砂层开挖。
采用人工出土外运;
高程1.6以下大部分为砂层约1600立方米,拟采用台淤泥泵混水直接抽出的施工方法。
3.2.2.1土方开挖
根据地勘ZK72桩资料测算耕表土、淤泥层高程3.2至1.6约581立方米。
拟采用人工开挖,提升机吊土外运。
沉井内的分层挖土和土方吊运采用人工和机械相配合的方法。
根据本工程的沉井施工特点,在沉井上口边配备一台5吨的W-1001履带式起重机(也即抓斗挖机),负责机械开挖井内中间部分的土方和将井内土方吊运至地面装车外运。
井内靠周边的土方以人工开挖、扦铲为主,以此严格控制每层土的开挖厚度,防止超挖。
附图:
沉井下沉开挖方法示意图
计划该部分开挖工期为8天,5吨的W-1001履带式起重机(也即抓斗挖机)每台班有效工作按出土90立方计算,理论需7.0天,配合人工分4组,每组3人,每台班为12.0人。
3.2.2.2砂层开挖
拟采用AH系列污泥泵(渣浆泵)型号11/2/1B-AH,功率15KW,清水流量12.6~28.8m3/h,有效排砂量按30%计算每台每小时3.78m3,计划4台并列使用计每小时15.12m3,本沉井砂层开挖方量约2650立方米,累计时间175.26小时,每天累计有效工作时间12小时为14.6天。
计划时间17日历天,第一节6.0于,第二节5.0天,第三节6.0天。
每台泵配合3人,负责移位、开挖修整等确保污泥泵工作有效。
3.3预埋件施工工艺
3.3.1进水管道施工大样(见附图)
其它预埋管件施工均可参照大样做法
3.3.2施工要点
1.临时挡板相对位置、高程不变,尺寸为d+500*2,便于调整安装中心高程。
2、挡板施工,洞口预留时,要按图预留钢筋、止水槽或止水钢板。
3、管件就位后恢复钢筋构造,清理施工缝,用C35混凝土二次浇筑成形。
3.4沉井制作方法与技术措施
3.4.1作业条件
沉井制作与下沉前,应充分落实相应的作业条件,全面完成以下几方面的施工准备工作:
(1)编制实施性的施工方案,用于指导沉井施工。
编制方案必须根据沉井工程的特点、地质水文情况及已有的施工设备、设施等条件,并经过详细的技术、经济比较,以此保证方案的经济合理性与技术可行性。
在方案中要重点考虑沉井制作与下沉的安全、质量保证措施,对可能遇到的问题和解决方法做到心中有数。
(2)布置测量控制网。
在现场要事先设置沉井中心线和标高的测量控制点,作为沉井定位放线和下沉观测的依据。
(3)根据方案要求完成了第一阶段基坑的开挖。
基坑的开挖深度为沉井的起沉标高3.800。
3.4.2刃脚支设形式
沉井下部为刃脚,根据本工程的具体施工条件分析,沉井的刃脚支设形式拟采用砖模式法。
1.人工开挖刃脚基槽:
沿外侧墙体刃脚处基槽,深度为600mm,下宽540mm(如图)。
2.铺50mm厚C15垫层。
3.砌刃脚处砖模:
厚120灰砖砖模。
7.2
3.8
3.2
沉井刃脚示意图
3.4.3沉井制作的钢筋施工工艺
(1)钢筋应有出厂质量证明和检验报告单,并按有关规定分批抽取试样作机械性能试验,合格后方可使用。
(2)根据施工图设计要求,钢筋工长预先编制钢筋翻样单。
所有钢筋均须按翻样单进行下料加工成型。
(3)钢筋绑扎必须严格按图施工,钢筋的规格、尺寸、数量及间距必须核对准确。
(4)井壁内的竖向钢筋应上下垂直,绑扎牢固,其位置应按轴线尺寸校核。
底部的钢筋应采用与砼保护层同厚度的水泥砂浆垫块垫塞,以保证其位置准确。
(5)井壁钢筋绑扎的顺序为:
先立2-4根竖筋与插筋绑扎牢固,并在竖筋上划出水平筋分档标志,然后在下部和齐胸处绑扎两根横筋定位,并在横筋上划出竖筋的分档标志,接着绑扎其它竖筋,最后再绑扎其它横筋。
(6)井壁钢筋应逐点绑扎,双排钢筋之间应绑扎拉筋或支撑筋,其纵横间距不大于600mm。
钢筋纵横向每隔1000设带铁丝垫块或塑料垫块。
(7)井壁水平筋在联梁等部位的锚固长度,以及预留洞口加固筋长度等,均应符合设计抗震要求。
(8)合模后对伸出的竖向钢筋应进行修整,宜在搭接处绑扎一道横筋定位。
浇灌混凝土后,应对竖向伸出钢筋进行校正,以保证其位置准确。
3.4.4沉井制作的模板施工工艺
模板安装工艺:
1.
墙模板单块就位组拼安装工艺流程:
组装前检查→清扫墙内杂物→安装第一步模板
(两侧)→安装内楞→调整模板平直→调整模板平直、垂直→安装第二步至顶部两侧模板→安装内楞调平直→安装
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