沉井施工方案修改.docx
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沉井施工方案修改
粗格栅间及进水泵房沉井施工方案
一、工程概况
粗格栅间及进水泵房为T字型地下构筑物,采用沉井方法施工(以下简称沉井)。
1、为使沉井在受控状态下平稳下沉,刃脚下设有φ600mm水泥搅拌桩216根以承托沉井自重,其桩底标高为-13.1m(要求其90天强度为1.5MPa),在沉井下沉时逐段凿除。
沉井下沉的地基采用高压旋喷桩加固处理,其范围为沉井下至外侧每边宽出2000mm,深度在-12.1m至-15.6m,要求加固后其90天强度≥1.0MPa。
2、沉井尺寸见上图,沉井顶标高为5.08m,刃脚底标高为-12.80m,井体采用三次制作,三次下沉,第一节标高为:
-12.80m至-7.05m,高度为5.750m,第二节标高为:
-7.05m至-1.25m,高度为5.80m,第三节标高为:
-1.25m至-5.080m,高度为6.330m,沉井底板面标高为-10.2m,底板厚度为800mm,顶板面标高为5.080m,顶板厚度为200mm,地面标高为4.800m,污水进水管中心标高为-6.10m,洞口尺寸为Φ2200mm;泵房出水管中心标高为3.40m,预留Φ700mm的套管(共计7个洞口)。
井壁宽度为800mm,隔墙宽度分为400、500mm两种。
沉井封底采用干封底,沉井下沉到位后,用毛石等整平至标高-11.200m,再以C15砼浇至标高-11.000m,且随浇随抹平。
刃脚的宽度和高度详见下图:
二、方案编制依据
1、粗格栅及进水泵站设计图纸
2、粗格栅及进水泵站岩土工程勘察报告
3、给排水构筑物施工及验收规范(GBJ141-90)
三、材料
混凝土:
采用商品混凝土,主体C30,抗渗等级S6;封底混凝土C20;底板后浇混凝土C20。
主体混凝土水泥标号不得低于32.5(425#)水泥,水泥用量宜在300~360kg/m3之间,水灰比不大于0.50,实际施工时按设计配合比。
钢筋:
φ-HPB235;二级钢筋-HPB335。
毛石:
MU30。
砂浆:
水泥砂浆M10。
埋件:
Q235钢材。
四、下沉工艺的选择
沉井下沉施工工艺按井内有水、无水情况,分排水下沉和不排水下沉两种。
在地下水位较高的软土地基条件下,对于下沉深度较深的沉井,在结构强度满足井壁外侧土压力的前提下,一般优先考虑排水下沉法。
根据本工程设计要求,下沉过程中刃脚下设有二排φ600mm水泥搅拌桩承托沉井自重,在-12.1m处(即设计沉井刃脚底)设有厚3500mm,每边宽出沉井外侧2000mm的高压旋喷桩加固地基,根据本工程的特点和沉井位置所处的地质情况,本工程沉井的下沉拟用排水下沉工艺。
五、沉井稳定性验算
沉井稳定性验算公式K2=G/(T+kf+F),式中K2为稳定系数,﹤1表示稳定。
G为沉井自重:
103.2m×17.88m×2500kg=46130kN
T为沉井侧摩阻力:
根据试桩情况,按每平方米15kN计,
1627×15Kn/m2=22400kN
Kf为沉井刃脚反力:
按全刃脚工况计算,127.5m2×50kN/m2=63750kN
F为水浮力:
排水下沉工况下为零
K2=46130kN/(22400kN+63750kN)=0.54﹤1
由以上计算结果得知,本工程经地基处理后,沉井在制作、下沉过程中是比较安全、稳定的。
六、混凝土保护层
地下结构:
底板底层筋40mm、顶层筋35mm;壁板35mm;梁柱40mm。
地上结构:
梁柱30mm;楼板20mm。
七、沉井施工流程
沉井根据设计井壁形式,采取分三次制作、三次下沉,施工顺序为:
基坑开挖——铺设砂垫层、素砼垫层——第一节制作——第一节下沉——第二节制作——第二节下沉——第三节制作——第三节下沉——封底、片石、浇注砼底板——内隔墙施工——顶板施工。
(详见下图)
1、水泥搅拌桩和高压旋喷桩见专项施工方案
2、基坑开挖
根据沉井中心座标及水准点进行测量放样。
考虑到拆除垫层、支模、脚手架操作的需要,第一节沉井地坪标高开挖到1.2m,基坑比沉井每边宽出2000mm,四周挖排水沟、集水井。
挖土用1台1m3履带式反铲挖土机挖土,配合人工修坡和平整场地,挖出的土方用汽车驳运至弃土场地。
基坑边按1∶1放坡(见附图)。
3、刃脚支垫
3.1刃脚支设模板,有垫架法,半垫架法和无垫架法,本工程沉井垫层采用黄砂基层上加砼垫层浇筑法,砼垫层只做刃脚及底部框梁,砼垫层上刷隔离剂,然后在其上支设刃脚及井壁模板,浇筑混凝土。
刃脚斜面部分在支模完成后,用砖块砌筑封堵,提高刃脚在浇筑第一节时的稳定性。
3.2砼垫层
根据刃脚、井壁厚度,砼垫层宽度定为1.8m,砼垫层标号选用C20;垫层厚度为100mm。
3.3砂垫层
设计要求采用500mm厚砂垫层,宽度为刃脚两侧1000mm,选用中砂,用平板振动器分层振捣(层厚小于300mm)并洒水,控制干容重>1.56t/m3,地基应清理整平,使顶面保持在同一水平面上,用水准仪控制其高差在10mm以内,并在其空隙中垫砂夯实,用扦插法检测砂垫层的密实度。
(详见下图)
4、模板支设
沉井井壁、框架模板采用18mm厚九合板拼装,围楞采用90mm×45mm方木,加固围楞为φ48mm钢管。
内外两侧模板用φ14mm对拉螺栓固定,中间部位焊40mm×40mm×2.5mm止水片,两头焊限位钢板,螺栓纵向间距350mm—450mm,横向间距500mm。
外壁支模和混凝土浇筑时,在井架外搭设双排钢管脚手架。
外壁模板支设,采取在上节沉井上预埋铁件的办法焊悬脚手架,随着沉井下沉,而不影响井内挖土,吊运土等作业。
对于井壁上预留管道孔,用砖块实砌临时封堵,封堵厚度与井壁相同,外侧用水泥砂浆抹光,保证在下沉时不出现渗水。
待下沉就位后制作接头或顶管顶进时再凿去。
5、钢筋的绑扎
钢筋在加工场机械成型,用双轮车水平运输,现场人工绑扎。
本工程竖向钢筋连接采用电渣压力焊,水平钢筋采用绑扎搭接,搭结长度不小于35d,在同一断面上钢筋搭接数量,受拉区不得超过钢筋总数的1/4,受压区不得超过钢筋总数的1/2.
每节井壁竖筋一次绑扎好,并留足与上节竖向钢筋焊接的长度,为保证钢筋位置正确,垂直钢筋间距采用开槽口的木卡尺控制,水平筋间距选用一批竖筋按间距焊上短钢筋头控制。
沉井施工钢筋绑扎时注意预留隔墙、梁及出阀门井插筋,钢筋焊接接头应错开,同一截面接头不得超过50%。
6、混凝土浇筑
混凝土采用商品砼,砼为C30、S6,水平运输采用砼搅拌运输车,垂直运输采用泵车布料杆,浇筑采用分层平铺法,每层厚度控制在30cm~50cm均匀浇灌,一次连续浇灌完,灌筑混凝土时应沿着井壁四周对称进行,避免混凝土面高低相差悬殊,压力不均而产生基底不均匀沉陷,每层混凝土要求在2小时内振捣完毕。
两节混凝土的接缝处设凸型水平缝,接缝处应经凿毛及冲洗处理,先铺上与砼内砂浆成分相同的砂浆一层后再浇新砼。
混凝土采用自然养护,为加快拆模下沉,在混凝土中掺加促凝剂、减水剂。
7、刃脚垫架拆除
沉井井壁模板在混凝土浇筑后3-4天即可拆除,刃脚垫层在井壁混凝土达到100%强度时可拆除破土下沉。
在破碎砼垫层之前,应对封底及底板接缝部位混凝土进行凿毛处理。
破碎砼垫层应在专人指挥下分区、依次、对称、同步地进行。
拆除方法是先将砼垫层底部的砂挖去,使砼垫层下露空,利用空压泵汽锤或人工破碎凿除,刃脚下应随即用砂或砂砾回填夯实,在刃脚内外侧应夯筑成小土堤,以承担部分井筒重量,接着破碎另一段,如此逐点进行,破除垫层时要加强观测,注意下沉是否均匀。
8、沉井下沉施工
8.1下沉要求
a、本沉井呈“T”形,下沉深度约14m,加上沉井整体呈狭长形,如冲泥顺序不当下沉施工稍有不慎便可能会出现倾斜偏差,沉井“T”形头腰部连接处亦可能因沉井倾斜造成应力集中而出现裂缝现象,因此施工中冲泥凿桩时应做到:
时刻保证沉井整体受力均匀,在沉井平稳下沉的情况下尽量不冲刃脚部位,沉井出现倾斜需要纠偏时,应避免沉井头腰连接处成为支点这种工况的出现。
b、在第一节沉井结构砼达到设计强度100%,第二、三节砼达到设计强度70%后,方可进行沉井下沉施工。
c、井内各格的土方(桩头)高差不宜超过600mm。
8.2下沉方法
第一次下沉前,须得井内的碎砼块、砖块清理完后,开始用高压水枪冲泥。
高压冲泥采用五台JQB8-9715Kw电动泥浆泵,配管径φ100mm,长350m二条水带,每小时流量约120m3。
二台冲泥,水带端部配高压水枪,出水压力约0.6Mpa,二台排泥浆,一台备用。
水源从生活区旁二期用地水塘内抽取,如水源不够,可从北侧内河抽入水塘内,泥浆排入二期中水提升泵房区域内。
冲泥按井内分格,从1#点开始按顺序到6#点循环进行。
冲泥时,先中间后四周,使井内土体形成锅底.为确保在冲泥时对搅拌桩之间土体的不受扰动,保留搅拌桩周边500mm范围的土方,不得用水冲,须由人工挖除。
在沉井依靠自重能够均匀下沉的情况下,以人工凿搅拌桩控制下沉为主,冲泥为辅,井内锅底与刃脚之间的高度宜控制在600mm以内。
人工凿桩头从长向一侧向另一侧均衡进行。
每层凿除高度控制200mm-300mm内,严禁从中间向两侧或两侧同时向中间凿除桩头。
考虑沉井下沉的安全控制,沉井下沉速度控制为500mm/天。
在沉井开始下沉和将沉至设计标高时,周边开挖深度小于100mm,避免发生倾斜,尤其在开始下沉5000mm以内时,其平面位置与垂直度要特别注意保持正确,否则继续下沉不易调整,在离设计深度100mm左右停止取土,依靠自重下沉至设计标高。
8.3沉井均匀下沉的控制
本工程沉井分三节下沉,第一节下沉深度为5750mm。
其井位偏差,四周高差、扭角均应严格控制在允许范围内,以便形成良好的下沉轨道。
为沉井的第二节下沉提供最好的工况。
沉井下沉其施工的关键在于沉井的均匀下沉,为此采取以下控制措施。
a、“有偏必纠”,通过经纬仪、水准仪对下沉量、四角高差、轴线偏差进行测量,及时了解下沉速度,及时进行纠偏,确保沉井在下沉初始阶段形成良好的下沉轨道。
b、施工管理人员应及时了解下沉情况,根据测量资料,指导下沉冲泥顺序和凿桩纠偏。
清除应力集中现象,确保结构体均匀受力。
c、根据沉井的稳定性验算,沉井稳定系数较大,沉井自重不够,可能在下沉过程会出现下沉困难。
因此在下沉前必须准备高压水泵,用0.2-0.4Mpa的压力流动水沿沉井外壁缝隙冲水,以减少井壁和土体间的摩阻力。
8.4每次终沉前的控制措施:
每次下沉离预定标高1000mm左右时,隔墙悬空应逐渐减少,应控制在200mm左右,锅底深度也逐渐减少,以能出泥为标准,并降慢下沉速度,测算下沉趋势和自重惯量。
随着沉井继续下沉,沉井应逐渐形成下沉挤土的工况,形成中间向四周近似梯度的受力工况,以便于沉井接高时,尽可能增加基底反力面积,使沉井受力均匀,沉降量小,避免沉井顶部产生较大的负弯矩。
8.5下沉测量
沉井下沉测量主要是高差测量沉井轴线平面位移测量和下沉速度测量。
沉井位置的控制是在井外地面设置纵横十字控制线、水准基点。
下沉时,在井壁上设十字控制线,并在四侧设水平点。
于壁外侧用红油漆画出标尺,以测沉降,井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线,各吊垂球一个,对准下部标志板来控制,并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。
挖土时随时观测垂直度,当垂球离墨线边达50mm或四面标高不一致时,立即纠正,沉井下沉过程中,每班至少观测两次,并在每次下沉后进行检查,做好记录。
接近设计标高时应加强观测二小时一次,预防超沉。
当发现倾斜、位移、扭转时,及时通知值班队长,指挥操作工人纠正,使允许偏差范围控制在允许范围以内。
沉井在下沉过程中,最大沉降差均控制在250mm以内。
8.6下沉纠偏
沉井下沉过程中,有时会出现倾斜、位移及扭转等情况,应加强观测,及时发现并采取措施纠正。
产生倾斜的可能原因有:
A、刃脚下土质软硬不均;
B、凿除刃脚垫层时,未对称同步进行,或未及时回填;
C、挖土不均,使井内土面高低悬殊;
D、刃脚下掏空过多,使沉井不均匀突然下沉;
E、排水下沉,井内一侧出现流砂现象;
F、刃脚局部被大石块或埋设物搁住;
G、井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。
操作中可针对原因予以预防,如沉井已经倾斜,可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石,必要时配以井外射水,或局部偏心压载,都可使偏斜得到纠正。
待其正位后,再均匀分层取土下沉。
位移产生的原因多由于倾斜导致,如沉井在倾斜情况下下沉,则沉井向倾斜相反方向位移,或在倾斜纠正时,如倾斜一侧土质较松软时,由于重力作用,有时也沿倾斜方向产生一定位移,因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉,加强观测,及时纠正倾斜。
位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜,再沿倾斜方向下沉,至刃脚中心与设计中心位置吻合时,再纠正倾斜,因纠正倾斜重力作用产生的位移,可有意向位移的一方倾斜后,使其向位移相反方向产生位移纠正。
沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的,可按上述纠正位移、倾斜方法纠正位移,然后纠正倾斜,使偏差在允许范围以内。
按设计要求,本工程沉井刃脚部位设二排水泥搅拌桩,能有效地控制沉井在下沉过程中不发生下沉不均匀、突沉的现象。
8.7下沉到位、封底技术
当沉井沉到设计标高,经2~3天,下沉已稳定,在8h内累计沉降量10mm时,即可进行沉井封底。
沉井封底有排水封底和不排水封底两种方案,本工程为确保沉井下沉到设计标高后的稳定,在沉井刃脚底设高压旋喷桩加固复合地基,井底土质较密实,因此确定采取排水封底方案。
待沉井达到设计标高,下沉稳定后即浇筑底板混凝土。
浇筑底板混凝土前先将刃脚混凝土凿毛处洗刷干净,然后在井底对称均匀铺设500mm厚块石垫层,在中间部位留设600mm×600mm×800mm集水井,用水泵排除井内积水,待底板混凝土即将浇筑完成时,快速封堵集水井。
再浇筑200mm厚C15砼垫层,强度达到30%后,绑钢筋,浇筑上层800mm厚的防水混凝土底板。
浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中央进行,每层厚300mm~400mm,并捣固密实。
混凝土养护14d后,待底板混凝土达到设计强度70%以上后,进行浆砌块石等井内结构、安装施工。
8.5浆砌块石
本工程沉井浆砌块石导流墙总工程量约600m3,,导流墙两侧浇筑C25,200mm厚钢筋混凝土。
竖向每隔1.0m拉结筋处,设100mm厚C25混凝土层一道。
浆砌毛石应采用铺浆法砌筑,砂浆饱满,叠砌面的粘灰面积大于80%。
浆砌毛石砌体宜分皮卧砌,各皮石块间应利用毛石自然形状经敲打休整,使能与先砌毛石基本吻合,搭砌紧密,毛石应上下错缝,内外搭砌,不得采用外面侧立毛石中间填心的砌筑方法,中间不得有铲石口,斧刃石和过桥石。
毛石砌体的灰缝厚度宜为20mm-30mm,石块间不得有相互接触现象。
石块间较大的空隙应先填塞砂浆后用碎石嵌头,不得采用先摆碎石后塞浆或干填碎石块的方法。
块石采用吊机从地面吊入井内,当砌体砌至3.0m高时,绑扎两侧表面钢筋、支模、浇混凝土,然后再砌筑上部毛石墙体。
9、质量保证措施
9.1建立质量管理网络,明确各岗位人员职责;
9.2严格按有关规范要求施工;
9.3沉井第一节砼达到设计要求强度,第二节达到设计强度的80%后方可下沉;
9.4沉井下沉前应按规定顺序凿除砼垫层,垫层凿除原则为先内后外,对称进行以保持沉井均匀下沉;
9.5沉井下沉时应在井格中央首先形成锅底,逐步均匀向周围扩大,严禁直接掏挖刃脚下土体;
9.6沉井下沉时应均匀出土,以保持沉井均匀下沉,锅底不宜过深,一般控制在600mm以内;
9.7贯彻勤测勤纠的原则,尽量减少沉井下沉过程中的偏差,沉井下沉过程中最大高差不宜超过300mm,测量控制点,高程控制点等网点要经常复核;
9.8沉井下沉应做好班前交底与接班交底,并及时做好记录,以保证下一班了解沉井下沉情况,及时采取相应措施。
9.9测量人员要认真负责,及时提供沉井偏差,位移及井外地面沉降数据,保证施工人员能及时调整纠偏措施;
9.10当沉井下沉至距设计标高近1000mm时,应放缓沉井下沉速度,以纠偏为主,并密切注意沉井的下沉速度,防止超沉,使沉井顺利下沉至设计标高。
沉井下沉到设计标高后,8小时内下沉量不超过10mm,方可进行封底;
9.11项目部派专人负责工程档案资料的收集和整理工作,施工过程中做到工程档案和施工进度同步。
10、沉井施工进度计划表(附后)
八、安全保障措施
为保障工程的正常施工,杜绝重大事故的发生,必须强调以防为主、安全第一的方针,贯彻横到边、纵向到底的原则,具体措施如下:
1、坚持贯彻安全生产六大纪律和关于加强安全生产的有关规定。
2、加强“一遵二反”安全教育,即遵守各项安全规章制度,反违章指挥、反违章作业,抓好文明施工及落手清工作,积极创建标准化文明工地。
3、工地专职安全员、施工管理人员轮流值班抓安全,各生产班组建立兼职安全员制度,做好班前交底,班后教育,做好安全上岗记录。
4、现场机电设备,严格执行定机、定岗位,严格按操作规程进行,对机具实行定期检查、保养、维修。
5、组织定期安全教育,工地每月组织一次现场安全教育及文明施工检查,做到思想重视、措施得力。
6、杜绝重大事故的发生,减少一般事故的频率,特别是沉井下沉取土时对井底作业人员安全保障。
对一切事故苗子均按“三不放过”的原则处理,即事故原因分析不放过,事故责任者和职工没有受到教育不放过,没有防范措施不放过。
7、坚持现场文明施工,材料对方有条理、有规划,认真做好落手清工作,保持场地整洁,井然有序。
8、沉井下沉过程中,上下的爬梯应设防护圈。
9、下沉施工应严格按照施工操作规程要求进行,下沉过程中要加强观测,发现险情及时处理。
10、下沉施工前井上所有堆放的杂物、重物均应清理干净,布置的设备和材料等物品均采取牢固的固定措施,以确保井下施工的安全。
11、采用卷扬机吊运井底土方时,卷扬机要有专人操作,并有专人指挥,内外协调,吊桶上下时,沉井底作业人员必须站在吊桶的重心垂直点距离2m以外。
12、严格按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的要求搭设能够满足施工作业需要的脚手架。
脚手架层层满铺脚手片,并沿四点用18号铅丝绑扎牢固。
附:
沉井施工现场危险源和控制措施清单
序号
作业/场所/设施/活动
危险源
可能导致事故
控制措施
1
钢筋绑扎作业
脚手片不满铺
高处坠落
ABCD
2
支拆模板作业
无可靠立足点
高处坠落
ABCD
3
钢筋绑扎作业
2m以上作业不系安全带
高处坠落
ABCD
4
支拆模板作业
2m以上作业不系安全带
高处坠落
ABCD
5
搭设脚手架
架子工无证上岗
高处坠落
ABCD
6
沉井底人员上下
爬梯无护圈
高处坠落
ABCD
7
钢筋绑扎作业、支拆模板作业、搭设脚手架
乱抛扔工具、材料、不戴好安全帽
物体打击
ABCD
8
施工全过程
配电没达到三级配电三级保护、未实行“一机、一闸、一漏、一箱”制,电缆线接头拖地、线路绝缘电阻大于10Ω
触电事故
ABCD
9
钢筋配料
机器运转时加油、维修或机械带病运转。
机械伤害
ABCD
10
钢筋对接焊
不戴防护眼镜
机械伤害
ABCD
11
脚手架
脚手架基础不实、无拉接
坍塌事故
ABCD
12
土方开挖
井底未分层开挖
坍塌事故
ABCD
13
模板支撑体系
不按方案施工
坍塌事故
ABCD
注:
A、制定目标、指标和管理方案;B、培训和教育;C、制定应急预案;D、加强现场监督检查;
温州市东片污水处理厂一期工程
粗格栅间及进水泵房
沉
井
施
工
方
案
编制人:
职务或职称:
审核人:
职务或职称:
审批人:
职务或职称:
批准部门(章):
日期:
目录
一、工程概况…………………………1
二、方案编制依据……………………2
三、材料…………………………2
四、下沉工艺选择……………………2
五、沉井稳定性验算…………………3
六、混凝土保护层……………………3
七、沉井施工流程……………………3
1、水泥搅拌桩和高压注浆见专项施工方案………………………….3
2、基坑开挖…………………………………………………………….4
3、刃脚支垫…………………………………………………………….4
4、模板支设…………………………………………………………….5
5、钢筋的绑扎………………………………………………………….6
6、混凝土浇筑………………………………………………………….6
7、刃脚垫架拆除……………………………………………………….6
8、沉井下沉施工……………………………………………………….7
9、质量保证措施……………………………………………………….11
10、进度计划表…………………………………………………...……12
八、安全保障措施………………………12
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