沉井下沉施工方案

淮安市石化大沟整治工程淮钢沉淀池下沉专项施工方案淮安市清浦区水利建筑安装工程公司二○一三年四月十八日淮安市石化大沟整治工程淮钢沉淀池下沉施工方案一、工程概况沉淀池外径尺寸为8.4m×8.4m，壁厚70cm，沉淀池高5.9m，分二次浇筑，第一次浇筑高度为2m，第二次浇筑高度3.9m。沉淀池下沉到位后四周安装栏杆。沉淀池下沉采用排水法下沉，下沉时第一次浇筑砼强度达到设计强度100%，第二次浇筑砼强度应达到设计强度的75%以上。二、地质情况本工程原地面标高一般在11.65～11.85m，①层为杂质土、②、③土层都为粉质粘土夹有粉土，这些土层粘性及砂性都比较重，透水性较高，扰动后，在动水压力作用下极易产生土体坍塌，流砂及管涌现象，对基坑开挖、及止水效果都带来较大难度。第④层为灰色淤泥质粘土，流塑状，属高灵敏软土，易产生触变等不利影响。在这一特定地质条件和特定地理环境下，对深基坑的施工带来了极为不利的约束条件和风险因素。地下水：因场地靠近清安河，地下水位标高正常为9.50m~10.00m。三、工程特点与难点分析1、构筑物体型大，下沉时垂直度、纠偏较难控制。2、沉井靠近河道，地下水位高、土层渗透系数大，下沉时如果发生坑底涌土（砂）现象，将严重影响沉井下沉质量。四、施工总体部署及方案1、沉井下沉方案选择根据工程范围内的地质情况，构筑物特点，本工程采用排水下沉工艺。总体施工安排是：首先在井外布置6组Ф300深井降水，当地下水位降至刃脚1.5m以下，人工挖土、机械吊土下沉，当沉井下沉至设计高程，采用砼封底。沉井下沉计划采用人工白天倒班作业，因此组织3个下沉班组轮班施工。2、沉井下沉工艺流程深井降水井底、刃脚清理初沉下沉到设计标高下沉观测砼封底3、施工准备及现场总平面布置1）施工人员准备我公司将组织一套精、技术资质高、经验丰富有施工经验的项目管理班子，挑选施工经给丰富的优秀施工人员，参加本沉井下沉施工。按时、保质、保量完成下沉任务。主要管理人员及劳动投入计划表序号岗位人数1项目经理12生产负责人13技术负责人14施工员15安全员16机械操作工108测量工29电工210普工202）施工机械设备准备主要施工机械设备、仪器投入计划表序号设备或仪器名称型号、规格功率数量备注1钻孔机φ1505kw2台管井成孔2深井井点JN90-208kw6套降水3汽车吊QY2525t1台设备吊装5泥浆泵YZ-160MZ-215kw3台抽水6空压机1.5方2台刃脚清理7空压机9方2台沉井助沉8注浆机DBJ-21台应急备用9经纬仪J21套下沉监测10水准仪S31套下沉监测3）施工现场总平面布置（1）临时用水、用电经估算沉井下沉时的最高用电符合不大于250KVA，现场专用的施工电缆基本上可满足要求，另外配备1台200KVA的发电机作为备用电源。（2）泥场布置我方计划在沉淀池西侧15m、北侧15m范围内作为弃土区，等沉井下沉后用运土车一次性运走。4）施工进度计划沉井下沉计划总工期为15天。各工序工期安排如下：（1）下沉准备工作：2013.4.28~2013.4.30工期为3天（2）沉井下沉：2013.5.1~2013.5.15工期为15天（3）封底：2013.5.16~2013.5.17工期为2天4、沉井下沉施工1）下沉准备1、施工测量（1）沉井测量复核根据甲方提供的座标控制点与高程测量基准点，对制作完成的沉井进行外尺寸复核，复核内容主要包括沉井的高度，轴线位置的偏差情况，并填写测量放样单报监理复核。（2）标示下沉基准在沉井四角用油漆标出控制高度，同时标出轴线位置。2、刃脚及井内清理（1）采用空压机配汽枪人工破碎刃脚下素砼垫层。（2）清除井室底板下沉井制作时散落的砼块状物（3）所有杂物通过吊斗运至井外。2）井点降水1、井点布设根据本工程的地质情况及降水深度要求，我方计划采用深井降水。井点布置在距井壁1.5m处，沿井壁四周布置6，埋设深度至刃脚下1.5m。每一管井单独用一台水泵，不断抽水降低地下水位。2、井点施工要求（1）管井井点采用套管法施工。当套管下沉时，逐渐加大高压水泵的压力，并须控制下沉速度，当工作水压力为800Kpa，下沉速度控制在0.3～0.8/min；遇见粘土层时，套管要缓慢起落冲沉，以加大冲击面，如需加速下沉，应将工作水压力提高到1200～1500Kpa。（2）当冲孔深度达到设计标高时，需继续冲洗一段时间，视土质情况可以减小工作水压力或维持原来的压力在井点末放入套管前，先倒入少量砂，一般孔深比井点埋设标高深1m左右。（3）套管达到设计标高后将井点放入套管内，套管与井点间用绿豆砂填充，砂分2～3次填完，最后拔出套管。（4）集水井排出的水应排出影响半径以外的地方，以免回流抽水过程中应按时填写抽水记录，经常检查井点有无堵塞（死井），翻砂，死井不得超过10％，当超过时，应用高压水枪冲洗或新埋设。（6）待沉井下沉到位并封好底，方可拆除井点井水系统所有空洞用砂或土混合料填塞，平地面下4m用粘土填塞。（7）施工过程中必须对井点保护，设专人负责对井点设备进行监护和保养，确保施工过程中正常的发挥作用。3）沉井下沉当沉井砼强度达到设计值的75%以上时，即可开始下沉，沉井下沉过程中，要及时、认真、如实地做好沉井下沉施工记录。（1）沉井下沉准备工作首先需将沉井井壁上全部预留孔加以封堵，对于较大的孔M10用水泥砂浆砌MV10机砖封堵，并在内外面用1：2水泥砂浆抹面厚20mm。在下沉前，先在内外井壁上各对称弹出4条垂线，在刃脚底部设标盘。在沉井外壁沿4条垂线绘制水平测量标尺，并在基坑的相对位置水平指标标尺，以便随时测定沉井的下沉量，下沉偏差及沉井的偏斜，以便及时纠偏。（2）挖土、下沉沉井下沉时，先凿除垫层砼，凿除垫层砼应对称进行。挖土采用人工在井内挖土，井外吊车吊土的方法。挖出的土方在离沉井15m以外的空地堆放，并用运土车拖运至业主指定地点。下沉时要四周均匀挖土，以便沉井均匀下沉。（3）沉井纠偏沉井下沉过程中，应经常观测沉井的倾斜度，观测在井筒内壁预先设定的4个垂球的锥尖是否分别在相对应位置的标盘中心，一般在沉井每次下沉前后各观测一次，如发现井筒倾斜或位移时，应立即进行纠便，可以采取以下纠偏措施：a、挖土纠偏：沉井发生倾斜时，可在下沉较慢的一侧多挖土，逐步挖掉刃脚四周长度宜为沉井直径的1/2，促使该侧下沉。同时，在下沉较快一侧减缓或停止挖工。b、射水纠偏：若挖土纠偏无效，可采用自下沉较慢侧的沉井井筒外壁四周注射压力水，使该处的土成为泥浆，以减少土的摩助力，使该侧沉井加快下沉。当纠偏至接近正常位置时间，应停止射水，并将沉井外壁与土之间的空隙用细砂填充。4）沉井封底及钢筋砼底板当沉井下沉到设计高程以上10cm时停止取土，停止取土。经观察8小时下沉量，经观察后还没下沉到设计高程时，再缓慢挖土。取土时一边观测，一边缓慢下沉，当沉井下沉到设计高程以上不大于10mm时，停止取土，可进行沉井封底工作。封底前应先清除底板部位的余土，平整土基，然后先抛块石，再浇筑水下混凝土，最后再浇筑封底砼底板。封底砼和底板均采用商品砼，沉井封底砼浇筑时可分层按扇形进行，振捣要密实，底板砼浇筑时，可利用钢筋控制底板严整度，砼浇筑后，要及时进行浇水养护，并按规范要求制作试块。5）质量验收标准（1）刃脚平均标高与设计标高的偏差不超过10cm。（2）沉井水平位移不超过下沉总深度的1％，并且不超过10cm。（3）刃脚地面四角中的任何两角的高差不得超过该两角间水平距离的1％，但最大不得超过30cm。五、沉井下沉施工常遇问题和预防处理方法常遇问题原因分析预防措施及处理方法下沉困难（沉井被搁置或悬挂，下沉急慢或不下沉）1、井壁与土壁间的摩阻力过大2、沉井自重不够，下沉系数小3、遇有地下管道、树根桩等障碍物4、遇流沙、管涌1、继续浇注混凝土增加重量，在井顶均匀加铁块或其他荷重；2、挖除刃脚下的土，或在井内继续进行第二层碗形破土；用小型药包爆破振动，但刃脚下挖空宜小，刃脚须保护3、排水下沉，井内降水减小浮力4、井外装射水管，冲刷井壁外围土5、触变泥浆减阻6、清除障碍物；控制流沙、管涌下沉过快（速度超过挖土速度，出现异常情况）1、遇软土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过速度2、长期抽水或因砂的流动，使井壁与土间摩阻力减小3、沉井外部土体液化1、在定位垫架处给以支承，调整挖土2、改为不排水下沉，增加浮力3、在井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实或填碎石，加大摩阻力4、减少每节高度，减轻自重突沉（沉井下沉失去控制，出现突然下沉的现象）1、挖土不注意，将锅底挖得太深，沉井被摩阻力和刃脚托住，继续挖土时，土壁摩阻力达到极限，井壁阻力因土的触变而突沉2、流砂大量涌入井内1、加大下沉系数，沿井壁注水，减少摩阻力2、控制挖土，锅底不挖深；刃脚不掏空3、在沉井底梁设支撑，以承受一部分土反力4、控制流沙现象发生倾斜（沉井垂直度出现歪斜，超过允许限度）1、沉井刃脚下土软、硬不均2、井外回填土夯实不均3、挖土不均高差悬殊4、刃脚下掏空过多，沉井突沉，易产生倾斜5、刃脚一侧被搁住6、排水开挖，井内一侧涌砂7、井外堆土堆物，附加荷载不均1、加强沉井下沉观测和资料分析，发现倾斜要及时纠偏2、分区、依次、对称、同步地抽除垫木，及时用砂或砂砾填夯实3、在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土4、在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度5、在井外深挖倾斜反面的土方，回填到倾斜一面，增加倾斜面的摩阻力6、不排水下沉，在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石；在井外射水或开挖，增加偏心压载，以及施加水平外力等措施偏移（沉井轴线与设计轴线不重合，产生一定的位移）1、大多由于倾斜引起的，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一侧下部产生一个较大的压力，因而伴随产生一定位移，位移大小，随土质情况及向一边倾斜的次数而定2、测量定位差错1、控制沉井不再向偏移方向倾斜2、有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正3、加强测量的检查复核工作遇障碍物（沉井被地下障碍物搁置或卡住，出现不能下沉的现象）沉井下沉局部遇孤石、大块石、地下沟道、圬工、管线、钢筋、树根等，造成沉井搁置、悬挂，难以下沉。1、遇较小孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石或大块石、地下沟道、圬工等，可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出，炮孔距刃脚不小于50cm，其方向须与刃脚平行，药量不得超过200g，并设钢板防护，不得用裸露爆破；钢管、钢筋、树根等可用氧气烧断后取出。2、不排水下沉，爆破孤石，除打眼爆破外，亦可用射水管在孤石下面掏洞，装药破碎吊出。遇硬质土层（沉井破土遇坚韧土层，难以开挖下沉）遇厚薄不等的黄砂胶结层、姜结石，质地坚硬，用常规方法开挖困难，使下沉缓慢。1、排水下沉时，以人力用铁钎打入土中向上撬动，取出或用铁镐、锄开挖，必要时打炮孔爆破成碎块。2、不排水下沉时，用重型抓斗、射水管和水中爆破联合作业，先在井内用抓斗挖2m深锅底坑，由潜水工用射水管在坑底向四角方向距刃脚边2ｍ冲4个400mm深的炮孔，各用200g炸药进行爆破，余留部分用射水管冲掉，再用抓斗抓出封底遇倾斜岩层（沉井下沉到设计深度后遇倾斜岩层，造成封底困难）地质构造不均，沉井刃脚部分落在岩层上，部分落在较软土层上，封底后易造成沉井下沉不均，产生倾斜应使沉井大部分落在岩层上，其余未到岩层部分，如土层稳定不向内崩坍，可进行封底工作；若井外土易向内坍，则可不排水，由潜水工一面挖土，一面以装有水泥砂浆或混凝土的麻袋堵塞缺口，堵完后再清除浮渣，进行封底。井底岩层的倾斜面，应适当作成台阶遇流砂（井外土粉砂涌入井内的现象，造成沉井突沉、偏斜或下沉过慢或不下沉等现象）1、井内锅底开挖过深，井外松散土涌入井内2、井内表面排水后，井外地下水动水压力把土压入井内3、爆破处理障碍物，井外受振进入井内4、挖土深超过地下水位0.5m以上1、采用排水法下沉，水头宜控制在1.5～2.0m2、挖土避免在刃脚下掏挖