13米高大沉井下沉施工控制技术
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沉井下沉施工质量控制要点沉井下沉施工质量控制探析沉井是修筑深基础和地下构筑物的一种施工工艺。
沉井下沉时,井身靠其自重或在其他措施协助下,克服与土壁间的摩阻力和刃脚反力,不断下沉,直至设计标高就位,然后进行封底。
沉井广泛用于设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作井、深地下室、取水口等工程施工。
沉井施工工艺的优点是:可在场地狭窄情况下施工较深的地下工程,且对周围环境影响较小;可在地质、水文条件复杂地区施工;施工不需复杂的机具设备;与大开挖相比,可减少挖、运和回填的土方量。
其缺点是:施工工序较多;技术要求高,下沉施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。
沉井下沉是沉井施工中一个重要的环节,做好沉井下沉施工质量控制对沉井施工质量具有重要意义。
1.地质勘察沉井施工前应做好地质勘察工作,以提供土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况,以及各土层的物理力学指标,为沉井下沉施工及可能遇到的问题提供技术依据。
2.下沉方案选择沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种,一般采用排水下沉。
当土质条件较差,可能发生涌土、涌砂、冒水或沉井产生位移、倾斜及沉井终沉阶段下沉较快有超沉可能时,才向沉井内灌水,采用不排水下沉。
当决定由不排水下沉改为排水下沉,或部分抽除井内灌水时,必须慎重,并应加强观察。
3.沉井下沉验算沉井下沉前应进行混凝土强度检查、外观检查,并根据规范要求、勘测报告,对各种形式的沉井在施工阶段应进行结构强度计算、下沉验算和抗浮验算,判断每个阶段可否下沉,是否会出现突沉,作为确定下沉施工方法和采取技术措施的依据。
沉井下沉时,第一节混凝土强度达到设计强度,其余各节应达到设计强度的70%;其自重必须克服井壁与土间的摩阻力和刃脚、隔墙、横梁下的反力,采取不排水下沉时尚需克服水的浮力。
沉井制作在拟定高度后,下沉前,应验算下沉系数。
可按下式验算: K=R T B Q +-=Rf H D B Q +--)5.2(14.3 式中:K —下沉安全系数,一般应大于1.15~1.25;Q —沉井自重及附加荷重(KN );B —被井壁排出的水重(KN ),采取排水下沉时,B=0;T —沉井与土间的摩擦力(KN );D-沉井外径(M );H —沉井下沉高度(M );R —刃脚反力(KN ),如采取将刃脚底面及斜面的土方挖空,则R=0;f —井壁与土的摩擦系数,可从有关规定及勘察资料查得。
沉井下沉操作的主要施工方法下沉操作的主要施工方法第一节下沉施工方法选用一、不排水下沉是指在沉井下沉过程中不采取措施将井内渗出的地下水排除,沉井下沉过程中,井内水位保持与井外地下水位齐平,该方法主要缺点是下沉出土作业时看不清楚,较难控制下沉稳定性。
二、排水下沉是指在下沉时采取降水措施(或隔水措施)使地下水位降低或阻断,使沉井内几乎无地下水渗出。
该方法的主要优点:1、由于井内无水,施工人员可以看清井内的下沉出土状况,锅底土面高低和刃脚及底梁与土面的接触状况,便于根据井外的测量报告,安排挖土与纠偏相结合,从而很好地控制下沉质量,控制高差与轴线位移。
2、下沉速度快,排水下沉速度可达0.5m/d,是不排水下沉的2—5倍。
3、经济效益显著。
采取排水下沉后,可实现干封底,不但提高封底质量,而且节省大量砼和人工。
三、本工程选用的施工方法:本工程采取排水下沉法,和不排水下沉法相结合的下沉操作办法,主要有以下几个原因:1、地质资料反映,沉井下沉穿过渗水速度快,含水率高的於泥沙层,最后座落在粘土层。
要实现合同工期和质量承诺必须采取排水下沉,加快穿过於泥层和砂层。
2、本沉井外围尺寸大,如果下沉控制不好,四面高差大,可能危及结构安全,影响交验与使用。
3、力图实现干封底,封底质量有可靠保证及降低成本。
基于以上原因,我司将采取排水下沉为主的下沉施工方法。
但因该沉井下降过程主要穿过且最后座落在持力层均为含水率高、持力差、易液态化、流质化,下沉系数大,当沉井下沉至标高-10.6m,也就是还差1m至设计标高时,加强沉降观测,如果下沉速度为收敛的,我司将继续用排水下沉法下沉至设计标高,如果下沉速度是发散的,必须采取不排水法完成上述工作,以增加浮力,减小下沉系数,防止超沉。
第二节下沉挖土方法一、沉井土方的功能分配根据土方在开挖下沉过程中对沉井的作用分为一般土方和控制土方两类。
沉井四周外壁刃脚向内1m区域土方在下沉过程起着控制井身下沉速度,平衡井身,控制偏差,控制轴线位移的作用,所以,我们将它叫控制土方。
沉井下沉安全技术:
1、沉井下沉前应将壁上拉杆螺栓等割除,清除障碍物,预留筋全部要弯起并采取有效的安全保护措施。
以免伤人。
2、抽承垫木时,应有专人统一指挥,分区设岗,按顺序进行,以免发生沉井倾斜。
3、抽承垫木和下沉时,严禁人员从刃脚、底梁和隔墙下通过。
4、沉井下沉采用加载助沉时,加载平台应通过计算,加载过程中,井内停止其它作业。
5、水力冲沉施工时必须确保用电安全,必须有专职持证电工昼夜轮流值班,所有漏电保护装置必须保持灵敏。
电缆线不许有接头,电缆、电机设备保持绝缘良好。
6、井内作业面和水泵站(水泵管理区)应有通讯设备(对讲机)可供直接联系。
7、上、下沉井必须有专人上、下的扶梯,不得攀登其它依附物或乘吊机上、下。
8、照明灯具夜间安装使用白天收回放好,照明灯具、电线的安装必须符合安全用电要求。
9、基坑周围、沉井井顶周围应设防护栏杆。
井内施工设备悬挂在井壁,则应安装牢固以防止坠落。
由于采用水力冲沉,井内须悬挂防弱救生设施。
如何做好沉井下沉施工控制技术前言:沉井一般常用于桥梁墩(台)深基础,可以承载较大的负荷。
沉井用于水闸工程的下游防冲已在较多水闸中取得成功经验。
在海漫和防冲槽之间设置钢筋砼防冲大沉井,起“锁墙”作用,保护海漫下游端不被下泄洪水和潮水冲刷破坏。
现根实际工作中的某河新闸施工情况如下论述。
关键词:沉井下沉施工方法垂直度控制施工控制1.沉井下沉本工程沉井下沉采用水力机械井格内除土的排水下沉方法。
待沉井砼强度达到设计强度的100后,即开始下沉,采用水力冲挖机组开挖及人工配合清除井内土方,共布置6台套机组。
沉井下沉程序:下沉准备----拆除砖胎膜及混凝土垫层----设置机械----挖土下沉----观测-----纠偏----沉至设计位置核定标高----观察自沉、降水并铺设垫层----分段绑扎刃脚钢筋、隐蔽----混凝土浇注----拆模板----验收----回填沙基础。
2沉井下沉2.1胎膜及混凝土垫层的拆除(1)砖胎膜拆除是沉井下沉施工中关键性的工序之一。
此项工作突击性大、劳动强度高,所以对于参加施工人员,事先作好技术交底统一指挥,相互配合协调。
如果稍有忽视,可能造成沉井严重倾斜,甚至产生裂缝等质量事故。
(2)胎膜及混凝土垫层的拆除前,需将所有胎膜及混凝土垫层的拆除分组编号。
编号用红漆绘在沉井的内外井壁上。
避免拆错位置,造成沉井偏斜。
分组的方法是:以沉井的内纵向内墙为第一组,四角为第二组,然后对称地从中间向两边进行分组对称拆除。
(3)下沉量观测及要求在沉井外模板拆除后,由测量人员(人:)进行刃脚高程测量和沉井中心线测量,在沉井四角井壁上做出测量标尺,并绘出沉井中心线测量标记。
此外,对测量工作有如下要求:①沉井隔墙下及刃脚斜面下的胎膜拆除前后,对刃脚四角高程各观测一次。
②刃脚拆除时,每拆除一组,对沉井四角高程变化应观测一次。
③在胎膜拆除过程中,如发现沉井向一侧倾斜过大时,应立即停止施工,并报告组长,会同有关技术人员及时制定相关技术措施。
沉井下沉方案一、下沉施工沉井下沉采用不排水下沉,第一次下沉至0.11m后采用不排水下沉工艺,然后采用不排水继续下沉至-10.26m设计刃脚底标高。
1、不排水下沉为确保道路的安全,保证在沉井下沉过程中井体四周土体的稳定,最有效的办法就是采用不排水下沉的下沉工艺。
不排水下沉取土方式为空气吸泥机出土下沉。
采用我公司自制的专用冲吸设备出土下沉。
利用25T汽车吊起吊冲吸泥设备,进行移动吸泥达到清除井内各个位置上的土体。
空气吸泥吸出的泥浆通过管道直接排放到泥浆池,经沉淀池沉淀后把上层清水排至业主指定区域。
①、冲吸设备和工作原理冲吸主要设备装置由10m3空压机、180KV高压水泵、进气管路、空气吸泥器,排泥管路、高压射水装置等,以及供水、供气、吸泥等的配套设备组成,是沉井不排水下沉施工的必要设备。
空气吸泥器包括约500mm×600mm的圆柱状空气箱、Ф200mm吸泥管、Ф50mm进气管,并有二根Ф50mm的高压射水管,在空气吸泥器上打设直径为Ф5mm小眼孔,其中孔眼总截面积为进气管截面积的1.2~1.4倍。
当空气吸泥装置工作时,压缩空气沿气管进入空气箱以后,通过内管壁上的一排排向上倾斜的小孔眼进入混合管,在混合管内与水和泥形成容重小于1的气水混合物,当送入的压缩空气足够充足,空气箱在水面以下又有相当的深度时,混合管内的混合物在管外水气压力的作用下,使顺着排泥管上升而排出井外。
由此可知:供气量越大,气、水、土混合物的容重越小,压差增大,吸泥效果越好;水深越大,吸泥效果也越好。
②、穿越硬土层的技术如果下沉过程中遇到较硬的土层,要采取必要的技术措施,确保沉井快速、平稳、安全地下沉至设计标高。
a、增大水枪压力,加大破坏该土层的力度。
b、增大气压使块石等障碍物能顺利吸出井外。
c、潜水员配合施工,对井下泥面标高情况作出较为准确的反应,并清除井底垃圾,石块等障碍物。
d、刃脚预埋高压射水管破坏该土层。
e、吸泥器底部设置水平水枪,增大破坏范围。
沉井下沉安全技术1、沉井下沉前应将壁上拉杆螺栓等割除,清除障碍物,预留筋全部要弯起并采取有效的安全保护措施。
以免伤人。
2、抽承垫木时,应有专人统一指挥,分区设岗,按顺序进行,以免发生沉井倾斜。
3、抽承垫木和下沉时,严禁人员从刃脚、底梁和隔墙下通过。
4、沉井下沉采用加载助沉时,加载平台应通过计算,加载过程中,井内停止其它作业。
5、水力冲沉施工时必须确保用电安全,必须有专职持证电工昼夜轮流值班,所有漏电保护装置必须保持灵敏。
电缆不许有接头,电缆、电机设备必须保持绝缘良好。
6、井内作业面和水泵站(水泵管理区)应有通讯设备(对讲机)可供直接联系。
7、上下沉井必须有专用的上、下扶梯,不得攀爬其它依附物或乘吊机上、下。
8、照明灯具夜间安装使用白天收回放好,照明灯具、电线的安装必须符合安全用电要求。
9、基坑周围、沉井井顶周围应设防护栏杆。
井内施工设备悬挂在井壁,则应安装牢固以防止坠落。
由于采取水力冲沉,井内须悬挂防溺救生设施。
一、质量控制措施1、严格执行国家有关的技术标准,施工质量验收规范;合理安排施工顺序,严禁颠倒工序,保证施工质量,消除质量通病。
2、实行质量责任制,严格做到谁施工谁负责,谁主管谁负责。
3、积极听取业主及监理工程师对工程质量的意见,并对质量管理工作及时进行调整,认真接受公司质量部门、工程所在地质量监督部门提出的整改意见。
4、强化机电管理人员及施工班组质量意识,严格按图施工,认真贯彻施工组织总设计、施工方案、施工技术交底及工艺标准等技术文件。
5、定期组织管理人员学习法规和质量文件,树立全员质量意识。
实行质量奖罚制度,奖优罚劣,作为辅助管理的手段。
6、质量检查员及时纠正、指导,及时发现问题。
对重要部位、重要工序进行全检。
专业工程师坚持巡查,专业工程师、质检员、施工班组参加联合检查,指出质量隐患和问题,分析质量形势,明确质量要求,确定整改措施。
7、施工中所用设备材料、半成品的质量是保证是工程质量的重要条件,进入现场进行复检,确定其符合有关标准后才允许使用。
沉井⼀般常⽤于桥梁墩(台)深基础,可以承载较⼤的负荷。
沉井⽤于⽔闸⼯程的下游防冲已在较多⽔闸中取得成功经验。
在海漫和防冲槽之间设置钢筋砼防冲⼤沉井,起“锁墙”作⽤,保护海漫下游端不被下泄洪⽔和潮⽔冲刷破坏。
1 ⼯程概况 1.1⼯程特点 曹娥江⼤闸枢纽⼯程位于绍兴市,钱塘江下游右岸主要⽀流曹娥江河⼝,距绍兴市区约30公⾥,为Ⅰ等⼯程,主要建筑物挡潮泄洪闸、堵坝、岸墙、翼墙为Ⅰ级建筑物;次要建筑物上游导流堤等为3级建筑物;临时建筑物施⼯围堰等为4级建筑物。
⼤闸枢纽主要由挡潮泄洪闸、堵坝、导流堤、鱼道、上游河道护脚、上下游堤防加⾼加固以及2号闸⽼围堰处理等建筑物组成。
在灌砌⽯海漫下游端设防冲⼤沉井, 防冲⼤沉井总长685m,共计55只。
由于沉井下沉过程中不可避免有倾斜现象,根据相关⼯程经验,在相邻井间预留0.9m 的宽缝,在预留缝的上下游两端采⽤⾼压旋喷桩进⾏缝堵,⾼压旋喷桩深15m,桩径不⼩于1.5m。
单个防冲⼤沉井,顺⽔流向长8m,垂直⽔流向长12m,深13m,外壁厚0.7m,中间设分隔墙厚0.4m,顶板厚0.8m,下端开⼝,中间为空箱,刃脚底⾯宽度0.3m。
沉井沉放完毕后,在空箱内回填砂质粉⼟。
设计沉井底标⾼为-15.5m,顶标⾼为-2.5m。
1.2⼯程地质 沉井场址在勘探深度内⼟层出露较简单,分布较均匀。
⾃上⽽下分述如下: ①砂质粉⼟(al-mQ4)组成,顶板标⾼-17.2~-1.31⽶; ②淤泥质粘⼟粉⼟夹层(al-mQ4),顶板标⾼-19.2~-12.31⽶; ③淤泥质粉质粘⼟夹粉⼟(al-mQ4),顶板标⾼-24.4~-21.4⽶; ④粉质砂⼟、粉⼟互层(al-mQ4),顶板标⾼-44.9~-33.1⽶; ⑤粉砂(al-mQ3)等组成,顶板标⾼-60.8~-50.22⽶。
地基⼟砂性强,抗剪抗压性能良好,砂性⼟抗冲能⼒差,易受⽔的影响。
施⼯区域内建设单位已建有施⼯围堰,堰⾼平均⾼程约为10m,围堰区内场地⽐较平坦,场地标⾼为-2~-2.5m。
沉井下沉施工方案一、工程概况大浦抽水站沉井基础于2001年2月24日制作完成,其刃脚底标高为-5.0(制作高程),终沉刃脚高程为-10.3.整个沉井平面尺寸为35(长)X23(宽),沉井平均下沉5.3M,将排出土方约4500M3.二、地质情况沉井现位于地质资料3灰色粉质粘土质淤泥夹粉砂层上,沉井下沉将穿过此层进入4-1棕黄、灰黄色重、中壤土渐变为砂质粘土,最终在4-2粉质粘土、中轻壤土层和砂夹薄层壤土持力上。
三、施工方法3.1 准备工作沉井制作完成后,下沉前应做好以下各项准备工作:1、对工人进行技术交底;2、设立观测标志;3、养护砼;4、拆除模板,修补对销螺丝眼;5、井内清理,安装内、外爬梯;6、干沉设备到位;7、在基坑四周设置排水沟及集水坑,防止水浸入井内,减小摩擦系数;8、沉井下沉时,周围地面将产生沉降,由于下沉土层为③层,灰色粉质粘土质淤泥夹有粉砂薄层土,下沉前,对下沉影响范围内的土体进行削坡减载,以防下沉过程中,周围土体产生滑坡,影响沉井稳定及造成沉井位移,避免加大沉井下沉冲土工作量。
3.2 沉井下沉施工方法本工程沉井下沉采用排水下沉,即干沉。
待沉井砼强度达到设计强度的70%后,即开始下沉,采用水力冲挖机组开挖井内土方,共布置六台套机组。
在下沉过程中,以沉井中心对称,由中间开始均衡地逐渐挖向四周,每层挖土厚0.5m 左右,沿刃脚周围保留1.0m宽土堤,然后再沿沉井壁;每2-3m一段顺刃脚长度方向逐层、全面、对称、均匀地削薄土层,每次削10cm左右,当土层经不住刃脚的挤压而被裂,沉井便在自重作用下,克服井壁与土层的摩擦力均匀垂直地挤土下沉。
在沉井下沉过程中,由专人负责测量工作,专人检查,初沉时观察井的四角高程和沉井的轴线位称情况,每六小时不少于三次。
下沉时保持速度均匀、缓慢。
下沉过程中各角高差不超过20cm,沉井接近终沉时(距设计标高2m左右)每小时不得少于一次观测四角高程和轴线,并及时将测量成果反馈到挖土下沉调度人员手中,便于调度人员及时对取土方法和下沉情况进行调整、控制。
浅谈沉井下沉施工控制[摘要]:结合上海A11公路拓宽改建工程花桥立体交叉范围内配套工程外青淞公路排水泵房工程的沉井下沉施工,详细介绍了沉井排水取土法下沉施工过程,并阐述了下沉过程中各个关键点的控制措施及沉井终沉封底后的纠偏措施。
[关键词]:沉井下沉;施工工艺;排水下沉;纠偏措施[Abstract]: The paper combined with the Shanghai A11 highway widening Sinking construction of supporting projects in the Huaqiao interchange within the scope of the conversion works outside the Green Song Highway drainage pumping station project, described the caisson drain dug to sink the construction process in detail, and described control measures and caisson sinking at key points in the process of final sink back cover corrective measures.[Key words]: Sinking; construction technology; drainage sink; corrective measures中图分类号:U443.13+1文献标识码:A 文章编号:沉井是人工基础的一种,是一个无底无盖的井状结构物,常用于修建深基础和地下深构筑物(例如泵房、水池)基础中。
沉井组成一般包括井筒、刃脚、隔墙、梁、底板等组成。
其平面形状一般为圆形、矩形、椭圆形、菱形或其他不规则形状。
它是在地面上,先制作开口的钢筋砼井筒,待砼达一定强度后,在井筒内分层取土运出,随着井筒内土面的降低,沉井借助其自重克服与土壁之间的摩阻力而不断下沉,最终就位后用钢筋砼封底。
大口井专项施工方案及技术措施1)大口井的主要施工方法大口井为钢筋混凝土结构取水构筑物,按沉井法施工,井口内径为3米,井底至地面高度为13米左右,壁厚0.3米,沉井底部设1米反滤层。
井壁设进水管,1m×1m 梅花形布置。
大口井顶部设人孔,检修平台等用于设备检修等。
大口井选用沉井法施工,沉井法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井室,待井室混凝土达到一定强度后,在井内挖土使土体逐渐降低,沉井井室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反滤层处理。
根据本工程的特点和设计的具体要求,沉井的主要施工方法将作以下选择:采用分节制作、分节下沉方法。
(3)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详见“沉井工艺流程图”。
沉井工艺流程图2)第一节沉井制作与下沉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)对开挖的沉井基坑测量定位和抄平,完成沉井刃脚的砂垫层和支垫架工作。
(2)第一节沉井的钢筋绑扎和支模。
(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)沉井第一次下沉起沉标高为地面下1.2m,逐步下沉至设计要求的标高,其中包括完成相关的井室内挖土和明排水工作。
井室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。
3)多次沉井制作与多次下沉循环阶段待第一节沉井下沉至设计要求的标高后,开始进入多次沉井制作与多次下沉循环阶段。
主要施工内容有:(1)根据设计规范有关要求,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。
(3)沉井的混凝土浇捣、拆模与养护,同时完成沉井下次下沉的有关准备工作。
(4)沉井循环下沉,逐步下沉至设计要求的底标高,其中包括井室内的挖土、明排水及井室外的深井降水。
13米高大沉井下沉施工控制技术沉井一般常用于桥梁墩(台)深基础,可以承载较大的负荷。
沉井用于水闸工程的下游防冲已在较多水闸中取得成功经验。
在海漫和防冲槽之间设置钢筋砼防冲大沉井,起“锁墙”作用,保护海漫下游端不被下泄洪水和潮水冲刷破坏。
1 工程概况1.1工程特点曹娥江大闸枢纽工程位于绍兴市,钱塘江下游右岸主要支流曹娥江河口,距绍兴市区约30公里,为Ⅰ等工程,主要建筑物挡潮泄洪闸、堵坝、岸墙、翼墙为Ⅰ级建筑物;次要建筑物上游导流堤等为3级建筑物;临时建筑物施工围堰等为4级建筑物。
大闸枢纽主要由挡潮泄洪闸、堵坝、导流堤、鱼道、上游河道护脚、上下游堤防加高加固以及2号闸老围堰处理等建筑物组成。
在灌砌石海漫下游端设防冲大沉井,防冲大沉井总长685m,共计55只。
由于沉井下沉过程中不可避免有倾斜现象,根据相关工程经验,在相邻井间预留0.9m的宽缝,在预留缝的上下游两端采用高压旋喷桩进行缝堵,高压旋喷桩深15m,桩径不小于1.5m。
单个防冲大沉井,顺水流向长8m,垂直水流向长12m,深13m,外壁厚0.7m,中间设分隔墙厚0.4m,顶板厚0.8m,下端开口,中间为空箱,刃脚底面宽度0.3m。
沉井沉放完毕后,在空箱内回填砂质粉土。
设计沉井底标高为-15.5m,顶标高为-2.5m。
1.2工程地质沉井场址在勘探深度内土层出露较简单,分布较均匀。
自上而下分述如下:①砂质粉土(al-mQ4)组成,顶板标高-17.2~-1.31米;②淤泥质粘土粉土夹层(al-mQ4),顶板标高-19.2~-12.31米;③淤泥质粉质粘土夹粉土(al-mQ4),顶板标高-24.4~-21.4米;④粉质砂土、粉土互层(al-mQ4),顶板标高-44.9~-33.1米;⑤粉砂(al-mQ3)等组成,顶板标高-60.8~-50.22米。
地基土砂性强,抗剪抗压性能良好,砂性土抗冲能力差,易受水的影响。
施工区域内建设单位已建有施工围堰,堰高平均高程约为10m,围堰区内场地比较平坦,场地标高为-2~-2.5m。
2 沉井下沉方案的确定2.1 沉井制作沉井制作采用就地浇筑的方式,每只沉井分二节制作,一次下沉。
第一节制作高度 8.5m,分三次浇筑砼,即1.0m、3.7m、3.8m。
为方便施工第一次沉井制作时的地面标高(刃脚位置)为-7.0m。
第一节制作的沉井下沉到▽-15.5m,然后再进行上部的接高,进行第二节3.9m的制作。
2.2 下沉方案2.2.1 沉井群划分根据本工程的施工特点及现场实际情况,具体施工按以下原则进行组织:将共55只沉井分为7组,每组又分为两个小组,除3-2为3只外,其余每小组均为4只,分组顺序编号见下图。
每组沉井进行编号,按第1组→第2组→第3组→…→第7组的顺序进行施工,具体从东到西,即从0-5.8桩号开始进行第1组编号,实行连续流水作业。
大沉井分组顺序编号图2.2.2 资源配置每组沉井群计划设置两个钢筋模板作业班组,一个砼浇筑作业班组,进行三班制流水作业。
在每只沉井具备浇筑条件后即进行砼浇筑,沉放时,同时沉放一个小组的四只沉井,时间大概为两天,待沉放稳定后,再同时沉放另一小组的四只沉井。
资源均按此进行配置。
2.2.3 沉井下沉方法本次沉井群采用排水下沉和不排水下沉相结合的方法。
我们考虑先采用排水下沉,最后视具体情况采用排水或不排水下沉。
预计不排水下沉深度2~3m。
沉井采用水力冲土,泥浆泵排土。
同组的每小组四只沉井同时进行下沉。
由于沉井群井间距仅90cm,每个沉井下沉时相互间存在一定的影响,为了避免下沉过程相互干扰, 4只(最后一小组为3只沉井)沉井下沉时基本同步,相邻间沉井下沉时高差按不超过1.0m进行控制。
具体的施工顺序为:施工准备→打设第一级井点→挖基坑→打设第二级井点→制作第一节沉井→拆除模板、挖土下沉→部分回填土→第二级井点拆除→沉井接高→回填土→顶板施工→旋喷施工→工程完工清场3 下沉稳定性计算计算沉井的下沉稳定系数(按制高8.5m,下沉8.3m,且排水下沉进行计算)3.1 计算沉井侧面摩阻力的下沉系数k1=Q/Rf。
其中Q为沉井自重,按8.5m高计算,为7160KNRf为井壁总摩阻力,按Rf=U(H-2.5)fc计算。
fc为单位面积的摩阻力,钱塘江边的粉砂土经验值取20kpa故Rf=40×(8.3-2.5)×20=4640KN,k1=7160/4640=1.54>1.15(如按部分不排水,地下水作用2~3m,沉井的浮力为1360 KN,此时k1=(7160-1360)/4640=1.25>1.15)3.2 计入侧面摩阻力、刃脚及隔墙下土体的支承反力时的下沉系数k2=G/(Rf+R)其中R为刃脚及隔墙下的土体的支承反力。
计算得k2=7160/(4800+3800+1277)=0.72<1.03.3 计入侧面摩阻力和刃脚踏面下土的支承反力时的下沉系数k3=G/(Rf+R1)其中R1为刃脚踏面下土的支承反力。
k3=7160/(4800+2280)=1.01从计算结果可知,k1>1,说明沉井能够下沉,k2<1,说明沉井停沉时能够稳定而不会发生超沉,k3> 1,说明沉井在下沉过程中,只要将隔墙土、刃脚钭面掏空,沉井能开始下沉。
所以在此种地质条件下下沉沉井具有可行性。
4 沉井下沉施工4.1 施工准备4.1.1井点布设采用井点降低地下水位,井点布设按二级考虑。
轴线定位后立即进行井点布设。
采用标准轻型井点,每套配置40~50根花管,花管长为6m,其中1m长为滤管。
井点按封闭布置。
一个作业段(4个沉井)配置5套井点。
为满足二级井点布设和挖机行走的需要,一级井点花管中心线及二级井点花管中心线距沉井中心线距离在有效范围内。
同样,二级井点也布置成封闭型,一组共5套。
井点管采用水力冲沉,管周围回填中粗砂。
4.1.2表土清除为方便沉井制作,减少沉井下沉工作量,第一节沉井刃脚制作布置在-7.2m高程。
-2.5~-7.2高程之间的土方(其中-2.5~-6.5高程间土方量为:51368m3,-6.5~-7.2高程间土方量为: 770m3,每组为3790m3)需要先行挖除。
在-2.5~-6.2m范围内土方采用水力冲挖,将近高程时采用机械配人工进行开挖。
首先,根据土方堆放场地,对沉井部分的表土进行清除,清除的表土直接打至土方堆放处进行场地平整。
场地平整完成后,将第一、二组土方冲排入钱塘江中,以后各组的土方或回填或进行堆放。
在井点正式作用二天后开始土方冲挖,每一作业段计划安排3天时间进行冲挖,根据泥浆泵的工作效率,一个作业段配10套冲挖设备,其中8套工作,2套备用。
土方冲挖后,井点已工作5天,开挖后的基坑能满足上部作业的需要。
4.2 沉井下沉沉井砼浇筑时,在沉井内离井底约4m左右的位置四周设置若干小牛腿,以便设置下沿工作平台,同时在该位置内隔墙上设置进人孔,使沉井内各格间形成通道,便于操作人员相互沟通。
在井壁内侧设置插筋,以便搭设爬梯,形成垂直通道。
本工程沉井高度较高,为保证平稳下沉,第一次制作待砼强度达到设计要求后即进行沉井的下沉,下沉时一次沉放到位。
下沉考虑每小组四只同时沉放,完成一小组再沉放另一小组,两作业组同时作业,但存在时间差,主要采用排水法施工。
沉井下沉施工工艺图4.2.1排水下沉首先将沉井四周与下沉无关的机具、设备(包括钢管、钢模板)均搬离施工现场,清除杂物;在沉井四角设立指针,并埋设高程点和水平位移标志,架设测量仪器进行首次测量;检查维护降水井点并确保其运转正常;搭设井内作业平台及上下作业爬梯;并在沉井面上搭设操作平台、栏杆。
泥浆泵、水枪配备到位(每格内配泥浆泵一台、水枪一支);井内取土的原则是:从中间往周围,尽量使土体成漏斗状,让刃脚周围的土体自然下挤。
控制各隔仓内土体高差不大于0.5m。
正常情况下,距刃脚50cm范围内严禁取土,除非因沉井刃脚土体问题出现沉井不沉或沉井纠偏的需要。
由于每次将四只沉井同时下沉,原则上同时同步取土。
特殊时按先1#、3#后2#、4#沉井,沉井之间的高差不大于1m。
准备二台4吋水泵,以备非常情况下(井内出现大量流砂、沉井突沉等),对井内进行灌水。
4.2.2 不排水下沉在距下沉底标高2~3m 时,在正常情况下仍可采用排水下沉,如需采用不排水下沉,具体如下:利用距井底4m的小牛腿搭设工作平台,泥浆泵用葫芦挂在工作平台作业面,在泥浆泵吸泥口下方设置一根长约2m的硬管,增加泥浆泵的吸程,水枪枪口采用2m钢管或毛竹杆接长直接进行冲沉,工作人员直接在工作平台上作业,其他机械设备及工序同排水下沉。
4.3 设备及人员配置在每一沉井的四个分隔仓内,每仓配备水枪1支,泥浆泵1台。
泥浆泵采用葫芦悬挂便于移动取土,由于取土较深,泥浆泵需要进行接送。
故每一沉井内配水枪4支,泥浆泵8台。
每支水枪配1人,每只井配4人进行泥浆泵管理,每组另配4人管理泥浆泵、4人管理高压泵。
共计72人,泥浆泵64台,高压清水泵16台。
4.4 沉井的接高沉井制作:经过下沉后的沉井此时处于暂时稳定状态,如上部接高,相当于对沉井进行加载,沉井将有可能自然下沉。
为保证安全对沉井外围及井内进行土方回填。
上部沉井砼高3.9m,自重3.9×34×25=3315KN。
此部份荷载需由土体摩阻力来平衡。
此时需要回填土高3315/(105.6×20)=1.57m。
为方便施工,计划将井内外的土方均回填后进行接高施工。
二级井点待井内土方回填后方予以拆除。
接高沉井高3.9m,砼计划一次立模浇筑。
其他工作同第一节沉井施工。
此时沉井内为水土混合状态,井内上部接高施工时,采取一定的安全措施保证安全。
5 下沉施工监测要点5.1施工过程的控制沉井下沉过程的控制主要包括三个方面:①刃脚高差控制;②下沉速度控制;③平面位移控制。
其中平面位移控制是通过刃脚高差控制和下沉速度控制来实现的。
5.1.1 刃脚高差控制排水下沉时,由于不带水作业,故刃脚高差锅底的形成和移动都比较直观,根据高差的大小可以有效地改变锅底的大小、深浅和平面位置,以此来达到对刃脚高差的控制。
5.1.2 沉井下沉速度控制沉井下沉速度控制也是一个重要方面,一般来讲对沉井下沉速度没有严格的限制,需根据施工经验和沉井下沉的具体情况而定,本工程施工中主要按以下原则进行:① 在沉井刃脚高差不大时(在水平间距的0.5%以内),沉井的下沉速度越快越好;② 沉井下沉速度均匀为宜;③ 沉井在粉砂土等易引起涌砂的土层中下沉时,应加快下沉速度。
5.1.3 沉井平面位移控制对沉井平面位移的控制主要是通过控制沉井刃脚高差来实现,如果沉井刃脚高差不大,则沉井平面位移较易得到控制,它们之间的关系并无定量计算,但有一些联系:① 沉井哪个角下沉得快(即刃脚较低),则沉井就会向哪个方向移位;② 沉井刃脚高差大时,沉井位移量大;③ 沉井始终在同一个方向的刃脚高差下下沉时,沉井位移量较大。