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合浦县城污水处理厂及配套管网工程一期工程粗格栅及提升泵房沉井施工方案编制单位：广西建工集团第二建筑工程有限责任公司1、工程概况本工程位于合浦县淡水养殖场西侧，拟建场地西北有一宽约5m，水深0.5m左右的水沟，自北向南沿拟建场地边缘渡过；东侧有一宽约3m，水深约0.3m左右的水沟，自东向西沿拟建场地边缘流过；两边沟为上游地表水及生活污水的主要排泄渠道，迳流量受上游降雨量及生活污水排泄影响，雨季流量较大；拟建场地东侧为合浦县淡水养殖场鱼塘。地下水位标高2.7m左右，地下水量丰富。本工程粗格栅及提升泵房为沉井设计，采用不排水下沉，下沉下要求内外水位差1.0m。现自然地面标高约3.7m（标高为56黄海高程，），沉井顶面标高6.30m，沉井刃脚底标高为-8.10m，位于砾砂层（3~1米为淤坭质粉质粘土，1~-1米为砾砂，-1~-8.1为砾砂层）。沉井刃脚所包围面积368.28m2。根据设计要求和现场施工条件，沉井分四节制作（包括5幅内隔墙一起制作）三次下沉，第一节高4.0米，第二节高4.0米，第三节高4.0米，第四节高2.4米（与顶板梁板同时施工）。2、编制依据①粗格栅及提升泵房设计图纸;②《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》（GB50202－2002）；③《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204－2002）以及现行的相关规范；④机械工业出版社出版《建筑施工简易计算丛书》；⑤合浦污水处理厂工程（首期）《岩土工程勘察报告》。3、有关技术参数考虑到工期及沉井下沉稳定需要，经对设计图及现场实际情况的了解，并结合单位的施工经验，经计算拟将本工程第一节沉井制作下沉高度设定为4.0米。第一节沉井制作4.0米高总重力G=14119kN，单位每米重力g=14119/111.5=126.6kN/m。本工程沉井井身中线周长111.5米(外墙64.8米+内隔墙46.7米)，井身外围周长64.8米，刃脚宽0.3米，承垫木采用200×200×2000mm枋木(横纹局部挤压强度取3000kPa)。垫层采用砂砾回填密实，其承载力=200kN/m2，摩阻力=22kN/m2；淤泥层承载力经换算=40kN/m2，摩阻力=6.5kN/m2;粉质粘土层承载力经换算=135kN/m2，摩阻力=17.5kN/m2。6.12.14.4砂垫层铺设厚度计算施工现场回填砂砾层按约1.5米厚计。承载力按40kN/m2计，第一节沉井的总重力G=14119kN，单位每米的重力g=126.6kN/m。由于沉井作用在垫层顶所受压力，经1.5米厚砂垫层压力扩散后的压应力q=g/（L+2htanθ）≤40.0kN/m2（淤泥层承载力）；126.6/（2+2×1.5×tan22.5）=39.05kN/m2＜40kN/m2（淤泥层承载力），能满足要求。式中h—砂垫层厚度；g——沉井第一节单位重力（kN/m）；L—垫木长度（m）；θ—砂垫层压力扩散角（。），不大于45。，一般取22.5；6.12.15.5刃脚垫木铺设数量计算本工程承垫木拟采用200×200×2000mm方木，垫层采用中砂并分层夯实。其承载力取200kN/m2。第一节沉井单位每米重力q1=126.6kN/m，根据计算公式n1=q1/Af得；n1=126.6/（0.20×2×200）=1.58根/m，间距=1/1.59=0.63m；故，沉井刃脚需铺设垫木数量n=111.5/0.63=177根。木材的挤压强度及抗压强度还必须符合下列条件：①根据木材的挤压强度R=Go/Ao[R]计算得；R=39.88kN/600cm2=0.67N/mm2=670kPa[R]=[3000kPa]式中[R]—木材横纹局部挤压强度规范一般取[3000kPa]Go—每根承垫木所承受的沉井质量（kN），Go=126.6×0.63×1/2=39.88kNAo—沉井刃踏面与垫木的接触面积，（Ao=20×30=600cm2）根据木材抗剪τ=Go/2A1[τ]计算得；τ=Go/2A1=39.88kN/（2×400）=0.499N/mm2=499kPa[τ]=[2000kPa]式中[τ]—木材横截面允许抗剪强度可取[2000kPa]A1—承垫木横截面面积（cm2）(20×20)=400cm2Go—每根承垫木所承受的沿井质量（kN）6.12.15.6沉井下沉验算沉井下沉前，应对其在自重作用下能否稳定下沉进行验算，下沉时必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚反力及水的浮力（本沉井下沉前，灌水高度≥沉井下沉高度的1/2），其比值称为下沉系数K，一般＞1.15。计算公式K=（Q-B）/（T+R）。Q—沉井自重及附加式荷重kN；R—刃脚反力；B—被井壁排出的水（kN）；T—沉井与土间的摩阻力kN，T=fL（H-2.0）；L—沉井外墙身周长（76.8米）；H—沉井下沉高度；f—摩阻系数（即单位面积的摩阻力的加权平均值）；f=（1.5×20+5.7×6.5）/(1.5+5.7)=9.31kN/m21．第一节沉井下沉系数；K1=（14119-189.56×0.7×10）/[9.31×59×(7.2-2.0)+(40×0.8×55.8)+（40×0.9×25.65]=2.25＞下沉系数1.15，故第一节沉井能下沉。2．沉井第二节下沉系数；K2=(14119+7542.2-467.6×0.63×10)/[9.31×59×(9.9-2.0)+(40×0.8×55.8)+（40×0.9×25.65]=2.6＞下沉系数1.15，故沉井能下沉。6.12.15.7沉井接高稳定计算本工程的沉井在接高时,刃脚斜面全部嵌入未扰动的淤泥层中，且灌水6米及回填1.5米厚中砂，来保证沉井在接高过程中的稳定性。其计算如下：①井外壁总摩阻力：F1=9.31×59×(7.2-2.0)=3405.6kN②刃脚及斜面摩阻力：F2=0.8/2×40×81.45=1303.2kN③水浮力：灌水6m，第一、二节沉井自重力16835.7kN。浮力=296.7×0.7×10=2076.87kN④沉井内回填1.5米厚中砂后井内壁摩阻力（内隔墙应计算两侧）：(52.6+25.65)×22×1.5=2687.85kN⑤沉井作用于刃脚的总反力：（第一、二节沉井自重力为16835.7N）16835.7-3405.6-1303.2-2076.87-2687.85=7362.18kN6.12.15.8施工工艺流程本工程沉井分三个阶段，即沉井的制作，下沉与封底，这三个阶段又由若干工序组成，详见下列框图：6.12.15.9施工准备1、熟悉和掌握沉井所在的地质情况，特别对地下水的标高必须施工准备开挖基坑铺砂垫层铺承垫木钢筋模板砼浇注沉井制作抽承垫木挖土下沉下沉过程中的纠编沉井下沉施工水下封底施工钢筋砼底板沉井封底清楚，沉井附近有无地下管线及对周围的建筑物等是否需要保护。2、设置测量控制网、轴线控制点、沉降测点。6.12.15.10施工方法（一）砂垫层的铺设：根据设计要求，挖除现场表层杂土深度4米，为方便施工，经计算砂垫层厚度为1.5米，采用中砂，并用平板振动器分层夯实，每层夯实厚度为300mm，，也可根据现场实际情况用水冲实。（二）承垫木的铺设1、承垫木的间距前面已计算为70cm、规格为200×200×2000mm。铺设承垫木时应用水平线找平，使承垫木顶面在同一水平面上，其垫木顶标高为黄标0.5米处。平面位置应均匀对称，每根垫木的长度中线与沉井脚踏面中线应垂直。定位垫木的留置根据设计图纸位于沉井两长边上。2、承垫木设置好后还必须进行编号，承垫木编号根据现场实际情况进行现场编号，以便后面的抽除垫木的需要。沉井短边及隔墙转角处由于垫木伸出1米会影响放置，故将短边垫木分组排列放置，来保证垫木的数量及其承载力的要求。（三）、沉井制作1、钢筋工程：a．钢筋配料必须按图纸型号、规格、尺寸进行制作，制作完成后还须编号堆放好。b．钢筋绑扎及安装是钢筋工程施工的最后工序。绑扎前必须熟悉图纸，核对成品钢筋的型号、规格、尺寸和数量是否与配料单、配料牌相符，研究钢筋安装及有关工种的配合顺序。根据现场定位轴线位置，定出钢筋网间距，用粉笔做好记号，便于后面钢筋排放。为了确保钢筋骨架的外形尺寸及稳定性，首先应设立钢排架，内外两层受力筋之间用拉筋点焊。在绑扎过程中，钢筋网片外围两行钢筋，每个交叉点必须扎牢，其余可相隔交错呈八字形绑扎，但必须保证钢筋不致产生位移。根据图纸要求，受力筋接头位置都应错开，其连接区段的长度为45d，且不小于250mm，凡接头中点位于该连接区段长度内属同一区段，其接头百分比面积只允许控制在25%以内。本工程钢筋接头采用两种形式：一种为单面电弧焊，搭接头长度为10d。第二种为冷驳，搭接长度为45d。钢筋在完成后应根据图纸要求设保护层，采用4cm厚砂浆垫块，每平方米一块，挂在钢筋网外即可。2、模板工程沉井模板为一般常用的现浇砼模板，本工程拟采用920×1830×30mm多层胶合板为面板，内木楞采用80×100木枋，其间距为400mm，木楞外长边分别用及两根钢管组成钢楞，其间距为600mm，长边钢楞采用M16对拉螺栓及蝴蝶扣拉紧，间距600×400mm。3、砼工程为确保砼体质量及浇筑速度，本工程砼采用C30抗渗商品砼，其抗渗等级为P6，运输方式为泵送，泵车输送时应配备4米长，直径为300mm大的管头，以便能伸入模内，来降低浇砼时的落差。且砼坍落度和水灰比必须符合泵送砼的要求。本工程侧墙分层浇筑,每层高度不超0.4m，要求浇筑时振捣密实，不能漏振。其振捣间距应根据振动器的振动直径而定。考虑到本工程井身周长过长，拟采用两个班组成闭合状进行浇筑，来加快浇筑速度。且在浇筑过程中，必须有跟班质安员及专业木工随时观察模板与支撑的稳定情况，发现掉模、跑模立即处理。施工缝必须按设计要求留置，施工缝采用300×2mm钢板止水带进行处理。砼养护可用湿麻袋覆盖，每两小时洒水一次，养护时间不得少于14天。砼达到规范要求后方能拆模，且对拆模后发现的蜂窝、麻面等缺陷应及时进行处理。（四）沉井下沉施工1．本工程采用不排水下沉，其井内水位应保持沉井下沉高度的1/2以上，并分二次下沉，工程周期较长，下沉时砼强度必须达到100%，且对各预留洞孔应进行下沉前的封密处理。2．抽除承垫木当砼强度达到100%后方可抽除垫木，抽除垫木时应按照铺设垫木时的编号，分组、分区依次对称，同步进行。并设一名指挥，统一按指令在短期内完成相应序号的承垫木抽除。抽除垫木顺序：应先抽内隔墙下的垫木，然后分组抽除两短边墙下的垫木，再分组抽除长边下的垫木，最后抽除定位垫木，且每抽一组应对沉井四角标高观测一次。抽除垫木的方法：先将垫木下的砂在一侧挖去，然后用人工或机具将下落的垫木抽去，每抽出一根后，立即用砂或细石子将空隙填实，并在其内外侧筑成小堤，为确保填实质量，宜喷水分层夯实。回填越密实，以后的承垫木越易抽除，沉井下沉量也不大，垫木也不会被压断（最后的几组木）。在抽除过程中，指挥很重要，一旦沉井有倾斜，就要发令暂停某边的垫木抽除工作，以控制沉井在抽除垫木过程中的均匀下沉。3、沉井挖土下沉a．本工程沉井由六个井孔组成，开挖时采用20米加长臂挖土机，且各井孔土方高差不大于0.5-1.0米为宜。b．开挖时，应先挖井底中央部分的土，使其形成锅底状。一般锅底比刃脚低一米为宜，此时的沉井即可靠沉井自重而下沉，而将刃脚下方土挤向中央锅底，再从井孔中继续挖土，沉井即可继续下沉，如此循环开挖下沉。一般，沉井下沉至距设计高程2米左右时，应放缓下沉速度，来防止超沉。且在下沉过程，还必须按市政施—15表做好下沉记录。c．沉井第一节下沉时，必须考虑第二节沉井接高，因在接高时，有可能因为沉井重量增大，导致沉井下沉将第二节模板顶掉。故第一节沉井下沉完成后，砼顶面应高出地面不小于50cm为宜。d．沉井接高需考虑的是整个制作过程中的沉井稳定，此时沉井井内土的被挖除，仅靠外井壁摩阻力、刃脚斜面摩阻力及刃脚底反力来维持稳定沉井制作接高的自重，往往是不够的，仍需采取措施增加沉井的稳定性。（四）在以往施工经验中常使用以下几种方法：1.有预见性的先将