沉井下沉施工方案

珠海市平岗泵站咸期供水配套工程第九标段10#工作井下沉施工方案【北京市政建设集团有限责任公司】1一、概述：珠海市平岗泵站咸期供水配套工程第九标段10#工作井设计采用沉井结构制作，工作井为圆井，内控直径12m；井室结构总高14.3m，设计井顶标高+1.50m，现况地面标高为+0.50m，井室下沉深度13.3m。设计要求根据现场实际情况，选择使用排水或不排水下沉工艺进行井室下沉施工。为加快施工进度，10#工作井采用四次浇筑，一次下沉。目前，10#工作井井筒结构已施工完毕，内外脚手架均已拆除，具备下沉施工条件。现呈报10#工作井下沉施工方案。二、下沉系数计算：沉井下沉系数分析：K=G-B1Rf+R其中：K——下沉系数，＜1时，沉井稳定不下沉，＞1时，沉井可下沉；G——沉井自重；B1——地下水浮力；Rf——井壁总摩阻力；Rf=S×（H-2.5）×f式中：S—沉井的周长，40m；H—沉井下沉深度f—单位面积摩阻力，取20KN/m2。R——刃脚踏面及斜面下土的承载力R=S（a+b/2）Rj=2184KN式中：a—刃脚踏面宽度，0.45m；b—刃脚斜面与井内土壤接触面的水平投影（m），0.4m；Rj—土地极限承载力，取80（KN/m2）。考虑到沉井下沉接近设计标高时为K值极限状态，因此，验算此时下沉系数：A、排水下沉时：G=9745KN，B1=0Rf=40×（14.3（井壁全高）-1.0（沉井外露部分）-2.5）×20=8640KN1、刃脚未掏空时：K1=9745/（8640+2184）=0.90珠海市平岗泵站咸期供水配套工程第九标段10#工作井下沉施工方案【北京市政建设集团有限责任公司】22、刃脚掏空时：K2=9745/8640=1.13B、不排水下沉时：B1=[2.0×0.85-0.4×0.7+（14.3-2.0地下水位）×0.7]×40×10=4012KN1、刃脚未掏空时：K1=（9745-4012）/（8640+2184）=0.532、刃脚掏空时：K2=（9745-4012）/8640=0.66根据计算结果可知，在井内排水并掏空刃脚下部土的情况下，沉井可顺利下沉，但沉井下沉至设计标高后，可采取回灌水的方式防止沉井超沉。实际施工过程中可通过控制刃脚挖空量及回灌水等措施降低下沉系数，控制沉井下沉速度，防止沉井下沉速度过快或超沉。三、下沉施工沉井下沉采用不排水下沉和部分抽水下沉方法进行，出土开始采用小型抓机抓土、50t履带吊车配合出土，不排水下沉施工时采用长臂液压抓斗（挖深达18m）进行挖土下沉。A、下沉前工作⑴拆掉刃角及井筒模板、砖模、切割掉对拉螺栓，在封底混凝土部位进行凿毛处理。⑵对称砸碎垫层混凝土，井外围回填土方至与现况地面平，确保其稳定。⑶修正好出土各种设备进场，硬化工作周边平台临时路（宽5m），满足50t履带吊及长臂抓斗通行使用，并保证其耐用性。⑷选择合适的出土设备，试抓检验。⑸检验试验第一节沉井混凝土的强度，达到设计强度后方可下沉。B、排水下沉⑴一般规定沉井抓土时，分层均匀对称进行抓土，使其能均匀竖直下沉，不得有过大倾斜，一般情况下不得从刃角断面进行挖土。当沉井系数过大时，先抓锅底中间部分土方，沿沉井刃角周围保留土堤，使沉井挤土下沉，随次节及末节的沉入；当下沉系数较小时，采取其他措施，用触变泥浆减阻（或气幕减阻），使沉井不间断下沉，中间不应有较长时间停歇，亦不应将锅底开挖过深。珠海市平岗泵站咸期供水配套工程第九标段10#工作井下沉施工方案【北京市政建设集团有限责任公司】3①下沉施工前，首先敲拆素砼垫层，人工掏挖刃脚土，开挖面均布于刃脚圆周，挖除的余土先集中在仓底中部，使沉井逐步均匀的下沉。②小型抓机取土，对称进行，使其均匀同步下沉。锅底深度不得深于1.5m。由于第一步下沉系数较大，因此采用挤土下沉。③沉井后期采用不排水下沉时，当井内水位较深时，小型抓机无法进入井内进行挖土作业。此时，采用18m抓深液压抓斗进行抓土施工。液压抓斗施工同样遵循先中间后四周的原则，均匀、对称抓土。④开挖出土方弃入井北侧泥浆沉淀内，摊铺、晾晒干后使用自卸车外运10Km。⑵下沉完毕后的允许偏差符合下列规定①刃角的平均标高与设计标高的偏差一般不得超过100mm。②刃角平面中心的水平位移，不得超过下沉总深度的1%，下沉总深小于10m时，水平位移可定为100mm。③沉井相应垂直两直径与圆周交点中任何两角的刃角底面高差，不得超过该两角间水平距离的1%，且最大不得超过300mm，如两脚间水平距离小于10m时，其刃角底面高差可为100mm。⑶沉井下沉测量记录沉井下沉过程中，每班至少测量两次，如有倾斜、位移应及时纠正，并按下表进行沉井下沉记录。年月日时分班次出土量m3出勤人数人含泥量工日温度℃刃角标高平均标高m下沉量cmcmcmcm平均值cm土的类别该层开始标高m机械设备管理情况刃角掏空情况倾斜和水平位移记事：珠海市平岗泵站咸期供水配套工程第九标段10#工作井下沉施工方案【北京市政建设集团有限责任公司】4C、下沉控制措施沉井下沉控制是沉井施工的重点，下沉质量的好坏直接影响沉井的工期、安全及质量。针对本工程地质特点，充分考虑沉井下沉过程中可能出现的不利情况，制定相应的预防和控制措施。⑴沉井地基加固措施本工程地质资料显示，沉井施工地层主要为淤泥质粘土层，厚度大（超过30m）、承载力低，在这种地层中沉井施工，下沉速度难以控制，容易发生超沉、突沉、井体偏斜等不利现象，尤其对尺寸较小的沉井影响更大。为避免上述情况发生，利于沉井下沉控制，可对沉井地基部分进行预加固处理，主要起以下几方面作用：①改良地基，提高地基承载力，在沉井接高过程中，提供一定支撑力，防止突然下沉，且下沉过程中，能有效的控制下沉速度，防止超沉。②形成封闭隔水层，在地下条件好的情况下，可采取排水开挖下沉，加快沉井施工速度。③土体经改良后土质均匀，利于沉井的纠偏控制。④沉井外加固的土体形成一个良好的保护层，从而减少了沉井开挖对周围地层的影响，利于周边建构筑物的保护。预加固处理方法如下：（a）、A区高压旋喷桩施工：为防止沉井超沉及井内土体隆起现象的发生，本工程对沉井基底的软土地基采用高压旋喷桩进行加固处理。布桩形式沉井刃脚位置布置三排（密排），加固宽度1.6m（φ10.2m～φ13.4m），桩径600mm，间距500mm。加固长度7.0m（刃脚底面以下7.0m）。（b）、B区粉喷石灰桩预加固处理方法如下：a、加固形式采用深层搅拌法处理软基，固化剂采用生石灰，即粉喷生石灰搅拌桩法，生石灰与淤泥搅拌，遇水膨胀，能有效改善土壤的物理力学性能。b、加固范围A区：工作井内环形面积范围内及沉井刃脚范围内，采用φ500粉喷生石灰搅拌桩加固，桩与桩之间间距1.2m，加固长度16.5m。A区粉喷生石灰桩共计112根。珠海市平岗泵站咸期供水配套工程第九标段10#工作井下沉施工方案【北京市政建设集团有限责任公司】5B区：距沉井外边缘0.8m位置环向密排两排粉喷生石灰搅拌桩，桩径500mm，间距400mm，加固长度16.5m。B区粉喷生石灰桩共计250根。c、粉喷生石灰搅拌桩施工生石灰掺入比：生石灰掺入比约为土体重量度10~12％，控制在50Kg/m左右；复搅次数：两次，即上、下各搅拌两次(复搅深度：全程复搅)。⑵下沉减阻措施当下沉系数小时出现下沉困难，可采用泥浆减阻，泥浆减阻工作原理一般同于施工顶进，采用泥浆减阻，沿井壁周圈打设注浆孔，分层注入触变润滑泥浆，在沉井外壁形成泥膜，达到减阻目的。⑶遇障碍处理措施沉井下沉过程中，遇到地下不明障碍物阻止或影响下沉时，可借助潜水员到刃角踏面进行实地摸查，根据摸查的情况制定相应的排障方案，小的障碍可采用人工与机械设备配合破除，较大障碍物（如孤石）采用水下局部控制爆破方法解体，之后清出碎块。水下作业作好安全保护措施。⑷纠偏措施下沉过程中，由于出现挖土的不均匀和土质情况软硬不同，出现偏差是意料中的事情，防偏措施为均匀抓土，分层进行，尽量不破坏刃角踏面，如出现偏差，向某一方向出现，在相反方向抓土，进行沉井平衡，纠偏应缓慢进行，不得忽左、忽右，给下沉带来一定困难，加大下沉阻力。⑸应急措施沉井下沉时，进行实时测量监控，控制沉井下沉速度，分节下沉沉井接高前，对沉井进行稳定观测和稳定性验算。在接高施工过程中，出现沉井突然下沉情况，采取向井内回贯泥浆和井周回填砂石挤密的应急措施，通过增加井体浮力和摩擦力，来控制井体超沉。