1、陽江高新區臨港工業園區污水處理廠工程粗格柵及提升泵房沉井施工專項方案審批:審核:編制: 第一章 工程概況與施工部署1.工程概況根據設計圖紙,沉井屬鋼筋混凝土結構。粗格柵沉井外圍尺寸長為18.8m,寬為14.2m,地下部分深度為15.2m。2.施工部署沉井部分根據設計井壁形式,采取分5次制作、2次下沉,施工順序為:平整場地夯實填砂及鋪設墊架,安裝磚墊座制作底節刃腳沉井、第二節沉井、第三節沉井拆除墊架、模板,人工挖回填土層轉機械抓斗挖淤泥層下沉到第三節沉井深度、制作第四節沉井、制作第五節沉井拆除模板、機械抓斗挖淤泥土層下沉到設計深度水下混凝土沉井封底、澆筑鋼筋砼底板沉井以上部分結構和提升泵房施工。
2、第二章 施工準備1.地質勘測查閱地質勘測報告,本構筑物土層主要以回填土、淤泥、砂為主,自然地面標高為3.60m左右,地下水位標高為1.6m。2.施工方法選擇根據本工程特點,地質水文情況,施工設備條件,技術可能性分析,選用挖土排水下沉,采用井內挖土挖集水坑抽水。3.測量控制和沉降觀測沉井位置的控制是在井外地面設置縱橫十字控制樁、水準基點。下沉時,在井壁上設十字控制線,并在四側設水平點。于壁外側用紅鉛油畫出標尺,以測沉降,井內中心線與垂直度的觀測系在井內壁四邊標出垂直軸線,各吊垂球一個,對準下部標志板來控制,并定時用經緯儀進行垂直偏差觀測。挖土時隨時觀測垂直度,當垂球離墨線邊達50mm 或四面標高
3、不一致時,立即糾正,沉井下沉過程中,每班至少觀測兩次,并在每次下沉后進行檢查,做好記錄,當發現傾斜、位移、扭轉時,及時通知值班隊長,指揮操作工人糾正,使允許偏差范圍控制在允許范圍以內。沉井在下沉過程中,最大沉降差均控制在250mm以內。當沉至離設計標高2m時,對下沉與挖土情況應加強觀測,以防超沉。第三章 施工計算1、制作高度的確定根據以往經驗,沉井高度大于12m,澆筑困難,下沉時易引起傾斜,本沉井高達15.2m,采取分節制作,分節高度應保證其穩定性,使沉井能在自重下順利下沉,其下沉系數K應大于1.15,可按下式計算:K=Q-B/L(H-2.5)f+R1.15 (當H5m時)式中Q沉井自重及附加
4、荷重(kN);混凝土的重力密度,取24.000kN/m3 B被井壁排除的水重(kN),當采取排水下沉時,則B=0; H沉井下沉深度(m); L沉井外部周長(m); 2.5按摩擦力在深5m時達到最大值,5m以下保持常值; f單位面積摩擦力的平均值(kN/),對粘性土為2550,砂類土為1225,砂卵石為1830,砂礫石為1520,軟土為1012; R刃腳反力(kN),當挖空時R=0。本沉井采取分二節制作,高度分別為9.8m、5.4m,其混凝土量分別為837.69m3、425.36m3,取B=0,R=0,f=25kN/,則第一節 K1=837.6924/(18.82+12.32)(9.8-2.5)
5、22.6)=1.9591.15第二節 K2=(837.69+425.36)24/(18.82+12.32)(15.2-2.5)22.6=1.6981.15均大于1.15,可滿足下沉要求。澆筑程序是:第一節沉井混凝土澆好后,待其達到設計強度的70%后,即行下沉9m,然后澆筑第二節沉井混凝土,待其達到設計強度的70%后,再繼續下沉,至設計15.2m標高為止。為縮短每節混凝土養護周期,采取摻加促凝劑。刃腳外緣設0.1m間隙,井壁表面作成1/100坡度,以減少摩擦力。2、刃腳支設計算刃腳支設模板方案,有墊架法,半墊架法和無墊架法等,本沉井高度大,重量重,地基強度較低,擬采用墊架法,即在夯實平整地基上根
6、據地基情況,鋪一層砂墊層(厚度經計算確定),沿沉井刃腳部分鋪設標準枕木(160mm220mm2500mm)作支承墊架的墊木,然后在其上支設刃腳及井壁模板,澆筑混凝土。設置砂墊層可減少墊架數量,將沉井的重量擴散到更大面積上,避免制作中發生不均勻沉降,同時易于找平,便于鋪設墊木和抽除。墊架數量,可根據第一節沉井的重量和地基(或砂墊層)的承載力設計,按下式計算:n=G/Ff式中 n每米內墊木根數(根); G第一節沉井的單位長度的重力(kN/m);混凝土的重力密度,取24.000kN/m3 F每根墊木與地基(或砂墊層)的接觸面積(); f砂墊層(或地基土)的承載力設計值(kN/)。墊架間距一般取0.5
7、1.0m,本工程地基強度較低,采用砂墊層加強,取f=250kN/,則n=837.6924/(18.82+12.34)0.222.5250=1.68根,取間距為0.60m,共用枕木(18.22+12.34)/0.60144根。設16組定位墊架,每組由23個墊架組成。墊架鋪設應對稱,在墊架內外設排水溝。砂墊層厚度應滿足砂墊層底面處的自重應力加砂墊層底面處的附加應力,應小于或等于砂墊層底部土層的承載力設計值。一般根據第一節沉井重量和墊層底部地基上的承載力設計值按下式計算(砂墊層本身重力略去不計):h=G/f-l/2tg式中 h砂墊層厚度(m)G沉井第一節單位長度的重力(kN/m);混凝土的重力密度,
8、取24.000kN/m3f砂墊層底部土層的承載力設計值(kN/);l墊木長度(m); 砂墊層擴散角(。),不大于45度,一般取22.5度。取f=130kN/; =22.5度。則h=837.6924/(18.82+12.34)0.60130-2.5/2tg22.5。=2.97-2.5/20.414=0.47/0.828=0.567m采用60cm厚砂墊層,選用中砂,用平板振動器振搗,并灑水,控制干密度1.56t/m3。地基應清理整平,鋪設墊木,使頂面保持在同一水平面上,用水平儀控制其標高差在10mm以內,并在其孔隙中墊砂夯實,墊木埋深為其厚度的一半。如果基坑開挖后,實際地基強度高,也可采用半墊架法
9、或土模使刃腳直接與土層接觸。3、外井壁模板井壁模板采取分五段制作,外井壁厚度950mm,內井壁厚度800mm,第一段刃腳段3.80m,第二、三、四段均為3.00m,第五段余下2.4m,最高段為3.8m。3.1、外井壁墻模板基本參數計算斷面寬度950mm,高度3800mm。模板面板采用普通膠合板。內龍骨間距200mm,內龍骨采用50100mm木方,外龍骨采用雙鋼管48mm3.5mm。對拉螺栓布置11道,在斷面內水平間距200+350+350+350+350+350+350+350+350+350+350mm,斷面跨度方向間距400mm,直徑16mm。面板厚度18mm,剪切強度1.4N/mm2,抗
10、彎強度15.0N/mm2,彈性模量6000.0N/mm2。木方剪切強度1.3N/mm2,抗彎強度13.0N/mm2,彈性模量9000.0N/mm2。 模板組裝示意圖3.2、墻模板荷載標準值計算強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載設計值;撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力產生荷載標準值。新澆混凝土側壓力計算公式為下式中的較小值: 其中 c 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;t 新澆混凝土的初凝時間,為0時(表示無資料)取200/(T+15),取5.714h; T 混凝土的入模溫度,取20.000; V 混凝土的澆筑速度,取2.500m/h; H 混凝土側壓力計算位置處至新
11、澆混凝土頂面總高度,取1.200m; 混凝土坍落度影響修正系數,取0.850。根據公式計算的新澆混凝土側壓力標準值 F1=28.800kN/m2考慮結構的重要性系數0.9,實際計算中采用新澆混凝土側壓力標準值: F1=0.950.000=45.000kN/m2考慮結構的重要性系數0.9,倒混凝土時產生的荷載標準值: F2=0.96.000=5.400kN/m2。3.3、墻模板面板的計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板的按照連續梁計算。面板的計算寬度取3.80m。荷載計算值 q = 1.245.0003.800+1.405.4003.800=233.928kN/m面板的截面慣性
12、矩I和截面抵抗矩W分別為:本算例中,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 380.001.801.80/6 = 205.20cm3; I = 380.001.801.801.80/12 = 184.68cm4; 計算簡圖 彎矩圖(kN.m) 剪力圖(kN)變形的計算按照規范要求采用靜荷載標準值,受力圖與計算結果如下: 變形計算受力圖 變形圖(mm)經過計算得到從左到右各支座力分別為 N1=18.714kN N2=51.464kN N3=51.464kN N4=18.714kN最大彎矩 M = 0.935kN.m最大變形 V = 0.167mm(1)抗彎強度計算經計算得到面板抗彎強度計算值
13、 f = M/W = 0.93510001000/205200=4.557N/mm2面板的抗彎強度設計值 f,取15.00N/mm2;面板的抗彎強度驗算 f f,滿足要求! (2)抗剪計算截面抗剪強度計算值 T=3Q/2bh=328071.0/(23800.00018.000)=0.616N/mm2截面抗剪強度設計值 T=1.40N/mm2面板抗剪強度驗算 T T,滿足要求! (3)撓度計算面板最大撓度計算值 v = 0.167mm面板的最大撓度小于200.0/250,滿足要求!3.4、墻模板內龍骨的計算內龍骨直接承受模板傳遞的荷載,通常按照均布荷載連續梁計算。內龍骨強度計算均布荷載q=1.2
14、0.2045.00+1.40.205.40=12.312kN/m撓度計算荷載標準值q=0.2045.00=9.000kN/m內龍骨按照均布荷載下多跨連續梁計算。 內龍骨計算簡圖 內龍骨彎矩圖(kN.m) 內龍骨剪力圖(kN)變形的計算按照規范要求采用靜荷載標準值,受力圖與計算結果如下: 內龍骨變形計算受力圖 內龍骨變形圖(mm)經過計算得到最大彎矩 M= 0.246kN.m經過計算得到最大支座 F= 5.054kN經過計算得到最大變形 V= 0.045mm內龍骨的截面力學參數為本算例中,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 5.0010.0010.00/6 = 83.33cm3; I =
15、 5.0010.0010.0010.00/12 = 416.67cm4;(1)內龍骨抗彎強度計算抗彎計算強度 f = M/W =0.246106/83333.3=2.95N/mm2內龍骨的抗彎計算強度小于13.0N/mm2,滿足要求! (2)內龍骨抗剪計算截面抗剪強度必須滿足: T = 3Q/2bh T截面抗剪強度計算值 T=32591/(250100)=0.777N/mm2截面抗剪強度設計值 T=1.30N/mm2內龍骨的抗剪強度計算滿足要求! (3)內龍骨撓度計算 最大變形 v =0.045mm內龍骨的最大撓度小于350.0/250,滿足要求!3.5、墻模板外龍骨的計算外龍骨承受內龍骨傳遞
16、的荷載,按照集中荷載下連續梁計算。外龍骨按照集中荷載作用下的連續梁計算。集中荷載P取橫向支撐鋼管傳遞力。 支撐鋼管計算簡圖 支撐鋼管彎矩圖(kN.m) 支撐鋼管剪力圖(kN)變形的計算按照規范要求采用靜荷載標準值,受力圖與計算結果如下: 支撐鋼管變形計算受力圖 支撐鋼管變形圖(mm)經過連續梁的計算得到最大彎矩 Mmax=0.353kN.m最大變形 vmax=0.054mm最大支座力 Qmax=10.866kN抗彎計算強度 f = M/W =0.353106/10160.0=34.74N/mm2支撐鋼管的抗彎計算強度小于設計強度,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度小于400.0/150與10mm,滿
17、足要求!3.6、對拉螺栓的計算計算公式: N N = fA其中 N 對拉螺栓所受的拉力; A 對拉螺栓有效面積 (mm2); f 對拉螺栓的抗拉強度設計值,取170N/mm2;對拉螺栓的直徑(mm): 16對拉螺栓有效直徑(mm): 14對拉螺栓有效面積(mm2): A = 144.000對拉螺栓最大容許拉力值(kN): N = 24.480對拉螺栓所受的最大拉力(kN): N = 10.866對拉螺栓強度驗算滿足要求!外側模板計算滿足要求!4.1、內墻模板基本參數計算斷面寬度800mm,高度3000mm。模板面板采用普通膠合板。內龍骨間距200mm,內龍骨采用50100mm木方,外龍骨采用雙
18、鋼管48mm3.5mm。對拉螺栓布置9道,在斷面內水平間距200+350+350+350+350+350+350+350+250mm,斷面跨度方向間距400mm,直徑16mm。面板厚度18mm,剪切強度1.4N/mm2,抗彎強度15.0N/mm2,彈性模量6000.0N/mm2。木方剪切強度1.3N/mm2,抗彎強度13.0N/mm2,彈性模量9000.0N/mm2。 模板組裝示意圖4.2、墻模板荷載標準值計算強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載設計值;撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力產生荷載標準值。新澆混凝土側壓力計算公式為下式中的較小值: 其中 c 混凝土的重力密度,取24
19、.000kN/m3;t 新澆混凝土的初凝時間,為0時(表示無資料)取200/(T+15),取5.714h; T 混凝土的入模溫度,取20.000; V 混凝土的澆筑速度,取2.500m/h; H 混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度,取1.200m; 混凝土坍落度影響修正系數,取0.850。根據公式計算的新澆混凝土側壓力標準值 F1=28.800kN/m2考慮結構的重要性系數0.9,實際計算中采用新澆混凝土側壓力標準值: F1=0.950.000=45.000kN/m2考慮結構的重要性系數0.9,倒混凝土時產生的荷載標準值: F2=0.96.000=5.400kN/m2。4.3、墻模板
20、面板的計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板的按照連續梁計算。面板的計算寬度取3.00m。荷載計算值 q = 1.245.0003.000+1.405.4003.000=184.680kN/m面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:本算例中,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 300.001.801.80/6 = 162.00cm3; I = 300.001.801.801.80/12 = 145.80cm4; 計算簡圖 彎矩圖(kN.m) 剪力圖(kN)變形的計算按照規范要求采用靜荷載標準值,受力圖與計算結果如下: 變形計算受力圖 變形圖(mm)經過計算得到從左到右各
21、支座力分別為 N1=14.774kN N2=40.630kN N3=40.630kN N4=14.774kN最大彎矩 M = 0.738kN.m最大變形 V = 0.167mm(1)抗彎強度計算經計算得到面板抗彎強度計算值 f = M/W = 0.73810001000/162000=4.556N/mm2面板的抗彎強度設計值 f,取15.00N/mm2;面板的抗彎強度驗算 f f,滿足要求!(2)抗剪計算截面抗剪強度計算值 T=3Q/2bh=322161.0/(23000.00018.000)=0.616N/mm2截面抗剪強度設計值 T=1.40N/mm2面板抗剪強度驗算 T T,滿足要求!
22、(3)撓度計算面板最大撓度計算值 v = 0.167mm面板的最大撓度小于200.0/250,滿足要求!4.4、墻模板內龍骨的計算內龍骨直接承受模板傳遞的荷載,通常按照均布荷載連續梁計算。內龍骨強度計算均布荷載q=1.20.2045.00+1.40.205.40=12.312kN/m撓度計算荷載標準值q=0.2045.00=9.000kN/m內龍骨按照均布荷載下多跨連續梁計算。 內龍骨計算簡圖 內龍骨彎矩圖(kN.m) 內龍骨剪力圖(kN)變形的計算按照規范要求采用靜荷載標準值,受力圖與計算結果如下: 內龍骨變形計算受力圖 內龍骨變形圖(mm)經過計算得到最大彎矩 M= 0.246kN.m經過
23、計算得到最大支座 F= 5.054kN經過計算得到最大變形 V= 0.045mm內龍骨的截面力學參數為本算例中,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 5.0010.0010.00/6 = 83.33cm3; I = 5.0010.0010.0010.00/12 = 416.67cm4;(1)內龍骨抗彎強度計算抗彎計算強度 f = M/W =0.246106/83333.3=2.95N/mm2內龍骨的抗彎計算強度小于13.0N/mm2,滿足要求!(2)內龍骨抗剪計算截面抗剪強度必須滿足: T = 3Q/2bh T截面抗剪強度計算值 T=32591/(250100)=0.777N/mm2截面
24、抗剪強度設計值 T=1.30N/mm2內龍骨的抗剪強度計算滿足要求!(3)內龍骨撓度計算 最大變形 v =0.045mm內龍骨的最大撓度小于350.0/250,滿足要求!4.5、墻模板外龍骨的計算外龍骨承受內龍骨傳遞的荷載,按照集中荷載下連續梁計算。外龍骨按照集中荷載作用下的連續梁計算。集中荷載P取橫向支撐鋼管傳遞力。 支撐鋼管計算簡圖 支撐鋼管彎矩圖(kN.m) 支撐鋼管剪力圖(kN)變形的計算按照規范要求采用靜荷載標準值,受力圖與計算結果如下: 支撐鋼管變形計算受力圖 支撐鋼管變形圖(mm)經過連續梁的計算得到最大彎矩 Mmax=0.353kN.m最大變形 vmax=0.054mm最大支座
25、力 Qmax=10.866kN抗彎計算強度 f = M/W =0.353106/10160.0=34.74N/mm2支撐鋼管的抗彎計算強度小于設計強度,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度小于400.0/150與10mm,滿足要求!4.6、對拉螺栓的計算計算公式: N N = fA其中 N 對拉螺栓所受的拉力; A 對拉螺栓有效面積 (mm2); f 對拉螺栓的抗拉強度設計值,取170N/mm2;對拉螺栓的直徑(mm): 16對拉螺栓有效直徑(mm): 14對拉螺栓有效面積(mm2): A = 144.000對拉螺栓最大容許拉力值(kN): N = 24.480對拉螺栓所受的最大拉力(kN): N =
26、 10.866對拉螺栓強度驗算滿足要求!內側模板計算滿足要求!第四章 沉井制作 先施工刃腳部分結構,以固定池壁鋼筋,再按四段制作剩余沉井部分。1. 模板工程模板外模采用雙排架,內模采用滿堂架,均勻對稱施工,以防止不均勻沉降。1.1刃腳的支設施工刃腳支設采用磚墊座,刃腳下礫砂(中砂)層50cm用平板振動器振搗鋪枕木,并灑水夯實,然后澆筑 1000mm寬、150厚C15砼墊層。再砌磚墊座,磚墊座沿沉井周長分68段,中間留20mm空隙,以便拆除。刃腳與磚墊座處抹水泥砂漿,干鋪油氈一層(如下圖所示): 。然后即可綁扎鋼筋、支模、澆砼。1.2.井壁模板井壁采用925183018mm厚膠合板作模板,背楞用
27、501003000-4000mm木枋,內外模均采取豎向分節支設,每節高度4m左右,用14mm對拉螺桿固定,對拉螺桿必須加焊鋼板止水環,1.3模板施工順序施工外模綁扎池壁鋼筋預埋鐵件施工支內模。 模板支設沉井壁采用規格為1830mm900mm55mm的膠合模板拼裝,在刃腳內側、井壁與丁字隔墻連接部位(預留插筋處)以及墻壁穿對拉螺栓處,均采用非標準木模板。刃腳墊架上模板應分段安裝,以便墊架拆除。刃腳上部井壁模板采用模板進行循環周轉。考慮澆筑速度快,對模板產生很大的側壓力,以16mm對拉螺栓固定,螺栓部中部設止水片,與螺栓接觸的一圈滿焊,相應地在靠混凝土一面以小方木等距離支頂,用適當支撐支頂在外腳手
28、架上保持模板穩定。并利用下一節沉井模板固定上一節沉井模板。外壁支模和混凝土澆筑,在井外搭設雙排鋼管腳手架。內壁模板支設,采取在下節沉井上預埋鐵件的辦法焊懸臂腳手架,隨著沉井下沉,而不影響井內挖土、運土等作業。對于井壁上預留管道孔,為防止下沉時重量不等,影響重心偏移和泥水涌入井內,施工中采取在洞口內外預埋鋼框和螺栓,用鋼板、木板封閉,中間填與孔洞重量相等的砂石或塊石配重。2、鋼筋制作安裝鋼筋在加工場機械成型,用場安裝的施工水平運輸機械塔吊進行垂直吊裝就位,人工綁扎。丁字形隔墻、沉井頂部梁板可采用鋼筋網片和骨架,在沉井一側綁扎成型,用塔吊進行大塊安裝,以加快速度。每節井壁豎筋一次綁好,水平筋分段綁
29、扎,與上節井壁連接處,伸出插筋,接頭錯開1/4,并采用焊接方法連接,與丁字隔墻連按部位預留連接鋼筋,為保證鋼筋位置正確,垂直鋼筋間距離采用開出槽口的木卡尺控制,水平筋間距,選用一批豎筋按間距焊上短鋼筋頭控制。鋼筋的綁扎也應均勻對稱施工,以防止不均勻沉降。3.砼工程3.1、池壁采用C35P8抗滲砼,封底采用C30素砼,底板采用C30P8抗滲砼,上部廠房采用C30砼,墊層C15砼。 3.2混凝土采用商品混凝土,并用砼輸送泵,送至沉井澆筑部位,沿井壁均勻對稱澆筑。井壁砼用插入式振動器搗實,澆筑采用分層平鋪法,每層厚 30cm ,將沉井沿周長分成若干段同時澆筑,保持對稱均勻下料,以避免一側澆筑,使沉井
30、傾斜。底板砼用平板振動器振實。3.3砼應一次連續澆完,不允許留設水平施工縫(設計要求留施工縫處應埋設鋼板止水帶)如下圖:3.4施工中,嚴格按照設計要求,進行試塊的強度和抗滲、抗凍試驗。砼抗壓試塊在同一臺班中留置三組:一組為按標準養護條件養護,一組標準抗壓。3.5砼澆完后按標準養護14天以上。4.防水層施工沉井壁模板拆除后,割掉對拉螺桿(螺桿低于砼面1-2cm),再用同標號水泥砂漿抹平砼面。由于地下水對鋼筋具有中等腐蝕性,地面以下外墻涂瀝青兩遍,再抹20厚1:2水泥砂保護層,保護層達到一定強度后才能進行沉井下沉施工,下沉時注意觀察和保護防水層,不允許破壞防水層。第五章 沉井下沉1.下沉方法選擇先
31、采用人工挖除回填土層,然后轉采用抓斗機械水下挖抓淤泥層土方下沉方法。本工程沉井分四腳架格,下沉時,每格挖土至計劃深度即換挖另一格,均勻各格的挖土作業,由專人指揮控制,專人測量監控下沉,如發生偏差即時調節挖土機械糾正偏差,同時采取更多的監控措施,保證沉井按計劃下沉到預期深度,再進行上節沉井施工。2.下沉挖土施工當第一節井壁砼強度達到設計強度的70時,可拆除墊架和墊木,在抽承墊木之前,應對封底及底板拉縫部位混凝土進行鑿毛處理。拆除應在專人指揮下分區、依次、對稱、同步地進行,先內隔墻,然后外墻短邊,最后外墻長邊,先一般承墊架,后定位墊架,先抽除一般承墊木,后拆除定位墊木。拆除方法是將墊架底部的土挖去
32、,使墊架下空,利用絞磨或卷揚機,將相對墊木抽出,每抽一根墊木,刃腳下應隨即用砂或礫石回填夯實,在刃腳內外側應夯筑成適當高度的小土堤,并分層夯實使井筒重量傳給墊層,接著拆除另一段,如此逐對進行,定位支點處的墊木,應最后同時拆除,抽除墊木時要加強觀測,注意下沉是否均勻,如發現傾斜,應及時處理。沉井壁中預留洞下沉之前用磚堵死,并用1:2水泥砂漿抹灰,厚度為20mm。2.1挖土 :2.1.1根據土質情況,采取人工挖除回填土層,然后轉采用抓斗機械水下抓挖淤泥層土方式。采用水下從中間開始向四周逐漸開挖,并始終均衡各格對稱地進行,每層挖土厚度為 0.41.5m。刃腳處留1.21.5m寬土垅保持不抓挖,沉井便
33、在自重作用下破土下沉,由于挖土施工困難,綜合考慮挖土、吊運的施工能力,研究沉井下沉的安全控制,沉井下沉速度控制為30cm/天。2.1.2在整個下沉操作中,應始終保持刃腳周圍的0.51 m寬的土堤,它可以阻擋刃腳外側砂土在動水作用下沿刃腳底涌入井內,避免造成刃腳四周砂土不均勻流失,從而防止發生偏斜、突沉等問題的發生,保證沉井按垂直導向下沉。2.1.3沉井下沉中,如遇到砂礫石或硬土層,當土垅削至刃腳,沉井仍不下沉或下沉不平穩,則按平面布置分段的次序,逐段對稱地將刃腳下掏空,并挖出刃腳外壁10cm ,每段挖完后用小卵石填滿夯實,待全部掏空回填后,再分層刷掉回填的小卵石,可使沉井因均勻地減少承壓面而平
34、衡下沉。2.1.4在沉井開始下沉和將沉至設計標高時,周邊開挖深度小于10cm,避免發生傾斜,尤其在開始下沉 5m以內時,其平面位置與垂直度要特別注意保持正確,否則繼續下沉不易調整,在離設計深度10cm 左右停止取土,依靠自重下沉至設計標高。2.2、垂直運輸:土方運輸:回填土部分由人工開挖將土裝入吊斗,利用吊車將吊斗里的土直接吊入停在旁邊的自卸汽車內,回填土挖完后(大約3.00m),然后采用抓斗機械自抓自吊裝車一步完成,裝車后將土運至甲方指定地點。如無自卸汽車,吊出的土必須堆放在離井壁外側10以上。2.3、下沉糾偏沉井下沉過程中,有時會出現傾斜、位移及扭轉等情況,應加強觀測,及時發現并采取措施糾
35、正。2.3.1、產生傾斜的可能原因有: 刃腳下土質軟硬不均; 拆刃腳墊架時,未對稱同步進行,或未及時回填; 挖土不均,使井內土面高低懸殊; 刃腳下掏空過多,使沉井不均勻突然下沉; 排水下沉,井內一側出現流砂現象; 刃腳局部被大石塊或埋設物擱住; 井外棄土或施工荷載對沉井一側產生偏壓。2.3.2、操作中可針對原因予以預防,如沉井已經傾斜,可采取在刃腳較高一側加強挖土并可在較低的一側適當回填砂石,必要時配以井外射水,或局部偏心壓載,都可使偏斜得到糾正。待其正位后,再均勻分層取土下沉。2.3.3、位移產生的原因多由于傾斜導致,如沉井在傾斜情況下下沉,則沉井向傾斜相反方向位移,或在傾斜糾正時,如傾斜一
36、側土質較松軟時,由于重力作用,有時也沿傾斜方向產生一定位移,因此預防位移應避免在傾斜情況下下沉,加強觀測,及時糾正傾斜。位移糾正措施一般是有意使沉井向位移相反方向傾斜,再沿傾斜方向下沉,至刃腳中心與設計中心位置吻合時, 再糾正傾斜,因糾正傾斜重力作用產生的位移,可有意向位移的一方傾斜后,使其向位移相反方向產生位移糾正。2.3.4、沉井下沉產生扭轉的原因是多次不同方向傾斜和位移的復合作用引起的,可按上述糾正位移、傾斜方法糾正位移,然后糾正傾斜,使偏差在允許范圍以內。2.4、下沉到位、封底技術當沉井沉到設計標高,經23天 ,下沉已穩定,在8h內累計10mm時,即可進行沉井封底。沉井封底有排水封底和
37、不排水封底兩種方案,按照設計要求,本工程沉井采取不排水水下混凝土封底方案,分兩步進行。第一步進行土形整理,使之呈鍋底形,刃腳混凝土鑿毛處洗刷干凈,然后,在井內水位不低于井外水位時即可進行封底水下混凝土封底澆灌。水下混凝土達到設計強度后,在井外水位不超過400mm情況下把井內水抽干,檢查封底混凝土是否有滲漏情況,如果發現有滲漏現象出現,找出滲漏源位置,人工鑿開再使用水下封堵材料封堵,檢查在不再滲漏的情況下,再進行第二步上部排水砂墊層、素砼墊層、鋼筋混凝土底板施工,鋼筋施工完成后按要求布置濾鼓,共六個,每個跨度井共兩個,濾鼓的施工方法如下圖:在澆灌鋼筋混凝土義板時,應從濾鼓抽除滲水,或者待新澆筑鋼
38、筋混凝土底板砼達到初凝后,允許滲水從濾鼓上升并淹沒鋼筋混凝土底板作為養護。綁扎底板鋼筋,澆筑的1000mm厚防水混凝土底板時。澆筑應在整個沉井面積上分層由四周向中央進行,每層厚 3040cm ,并搗固密實。當鋼筋混凝土底板砼達到設計強度后,抽除滲出的水并采用c40微膨脹砼將濾鼓封堵。第六章 質量控制與檢驗1.質量控制1.1沉井標高控制沉井位置標高的控制,是在沉井外部地面及井壁頂部四面設置縱橫十字中心控制線、水準基點,以控制位置和標高。1.2沉井垂直度控制在井筒內按4等分標出垂直軸線,各吊線錘一個對準下部標板來控制。見下圖所示,挖土時,隨時觀測垂直度,當線錘離墨線達50mm或四面標高不一致時,應
39、進行糾正。1.3沉井下沉控制在沉井外壁兩側用白鉛筆畫出標尺,用水準儀來觀測沉降。沉井下沉中應加強位置、垂直度和標高(沉降值)的觀測,并做好記錄,使偏差控制在允許的范圍內。2.質量檢驗(如下)2.1沉井制作(1)沉井制作后長寬實際尺寸與設計尺寸的偏差,不得超過0.5%,且不得超過100mm。(2)沉井制作后,井壁厚度的實際尺寸與設計尺寸的偏差,不得超過15mm。2.2沉井下沉(1)刃腳平均標高與設計標高偏差不得超過100mm。(2)水平位移偏差 刃腳平面中心的水平位移不得超過下沉總深度的1%,當下沉總深度小于10m時,水平位移允許100mm。(3)傾斜偏差 矩形沉井偏差中,任何兩角的刃腳底面高差
40、,不得超過兩角距離的1%,且小于10cm。沉井(箱)質量檢驗標準施工質量驗收規定檢查方法項序檢查項目允許偏差或允許值單位數值主控項目1混凝土強度設計要求檢查試件試壓報告或鉆芯試壓2封底前,沉進(箱)的下沉穩定mm/8H10水準儀測量3封底結束后的位置刃腳平均標高(與設計標高比)刃腳平面中心線位移四角中任何兩角的底面高差mm1001%H1%L水準儀經緯儀,H為下沉總深度,H10m時,控制在100mm以內水準儀L為兩角的距離,但不超過300mm,L10m時,控制在100mm之內一般項目1鋼材:對接鋼筋、水泥、骨料等原材料檢查符合設計要求查出廠質保書或抽樣送檢2結構體外觀無縫隙、無蜂窩空洞、不露筋觀
41、察檢查3平面尺寸:長與寬曲線部位半徑兩對角線差預埋件%mm0.50.51.020用鋼尺量,最大控制在100mm之內用鋼尺量,最大控制在50mm之內用鋼尺量用鋼尺量4下沉過程的偏差高差%1.5-2.0水準儀測量,但最大不超過1m平面軸線1.5%H經緯儀,h為下沉深度,最大控制在300mm之內,此數值不包括高差引起的中線位移5封底混凝土坍落度Cm18-22坍落度測定器注:主控項目3的一項偏差可同時存在,下沉總深度,系指下沉前后刃腳之高差第七章 施工常見問題與處理對策常見問題原因分析處理對策沉井下沉過快遇軟弱土層,土的耐壓力強度小,使下沉速度超過挖土速度長期抽水或因砂的流動,使井壁與土間摩擦力減小井
42、壁外部土液化用木垛在定位墊架處給以支承,并重新調整挖土;在刃腳下不挖或部分不挖土將排水法下沉改為不排水法下沉在沉井外壁與土壁間填粗糙材料或將井筒外的土堆高夯實,增加摩阻力;如沉井外部的土液化發生虛坑時,填碎石進行處理沉井遇障礙物沉井下沉局部遇孤石、大塊卵石、地下溝道、管線、鋼筋、樹根等造成沉井擱置、懸掛遇較小弧石,可將四周土掏空后取出;遇較大弧石或大塊石、地下溝道等,可用風動工具或用松動爆破方法破碎成小塊取出,炮孔距刃腳不少于500mm,其方向須與刃腳斜面平行,炮藥量不得超過0.2kg,并設鋼板防護,不得裸露爆破;鋼管、鋼筋、樹根等可用氧氣乙炔焰燒斷后取出發生流砂井內“鍋底”狀開挖過深,井外松
43、散土涌入井內井內表面排水后,井外地下水動水壓力把土壓入井內爆破處理障礙物,井外土受震進入井內采用排水法下沉,水頭宜控制在1.52.0挖土避免在刃腳下掏挖,以防流砂大量涌入,中間挖土也不宜挖成“鍋底”狀穿過流砂層應快速,使沉井刃腳切入土層沉井超沉或欠沉封底時沉井下沉尚未穩定測量有差錯當沉井下沉至距設計標高以上1.52.0的終沉階段時,應加強下沉觀測,待8的累計下沉量不大8時,沉井趨于穩定后,方可進行封底注意測量工作,對測量標志應加固校核第八章 安全措施1.沉井施工前,應杳清沉井部位的地質水文及地下障礙物情況,摸清地下管道等設施的影響情況,并采取有效措施,防止施工中出現問題,影響正常、安全施工。2
44、.嚴格遵循沉井墊架拆除和土方開挖程序,控制均勻挖土速度,防止發生突然性下沉、嚴重傾斜現象,導致人身事故。3.作好沉井下沉中的降排水工作,并設備用電源,以保證沉井挖土過程中不出現大量涌水、涌泥或流砂現象,以避免造成淹井事故。4.沉井上部應設安全平臺,周圍設欄桿,井內上下層立體交叉作業,設安全網、安全擋板;避開出土的垂直下方作業;井下作業應戴安全帽、穿膠皮革。5.沉井內土方吊運,應由專人操作和專人指揮,統一信號,預防發生碰撞或脫鉤;塔吊吊運土方和材料靠近沉井邊坡行駛時,應加強對地基穩定性的檢查,防止發生塌陷、傾翻事故。6.沉井挖土應分層、分段、對稱、均勻地進行,達到破土下沉時,操作人員要離開刃腳一
45、定距離,防止突然性下沉而造成事故。7.加強機械設備維護、檢查、保養:機電設備由專人操作,認真遵守用電安全操作規程,防止超負荷作業,并設漏電保護器;夜間作業,沉井內外應有足夠的照明,沉井中內應采用36V安全電壓。第九章 施工注意事項1.沉井制作的模板支設和鋼筋綁扎與普通結構施工要求一樣,只不過由于是在軟基上施工,所以要均勻對稱施工,以防止不均勻沉降。2.沉井壁中如預留孔洞,為防止下沉時泥土和地下水大量涌入井內,影響施工操作,或因每邊重量不等重心偏移,使沉井產生傾斜,在下沉前應進行填塞封閉處理,使之下沉均勻。3.沉井下沉位置的正確與否,開始5m以內,要特別注意保持平面位置與垂直度正確,以免繼續下沉
46、不易調整。4.沉井下沉被擱置或懸掛,下沉極慢或不下沉時,可采取在井頂加載;或挖除刃腳下的土,或在井內繼續進行第二層碗形破土;或在井外壁裝射水管沖刷井周圍土,減少磨阻力,或在井壁與土間灌入觸變泥漿或黃土,降低磨擦力;或清除障礙物;采取控制流砂、管涌等措施。5.沉井下沉如速度過快,超過挖土速度,出現異常情況時,可采取用木垛在定位墊架處給以支承,并重新調整挖土;在刃腳下不挖或部分不挖土;在沉井外壁間填粗糙材料,或將井筒外的土夯實,加大摩阻力;如沉井外部的土液化發生虛坑時,可填碎石處理;或減少每一節筒身高度,減輕沉井重量。6.沉井下沉最易發生傾斜或位移。施工中應強下沉過程中的觀測和資料分析,發現傾斜和位移應及時糾正。當沉井垂直度出現歪斜超過允許限度,可采取在刃腳高的一側加強取土,低的一側少挖土或不挖土,待正位后再均勻分層取土;或在刃腳較低的一側適當回填砂石或石塊,延緩下沉速度;或在井外傾斜反面挖土,回填到傾斜一面,增加傾斜面的摩阻力等措施。當沉井軸線與設計軸線不重合,而產生一定位移的現象時,因位移大多由于傾斜引起的,控制沉井不再向偏移方向傾斜,并有意使沉井向偏位的相反方向傾斜,幾次傾斜糾正后,即可恢復到正確位置。