沉井頂管專項方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 鋼筋砼管 2020 10 W2204 騎馬井 Φ1000 鋼筋砼管 2020 11 W2301 騎馬井 Φ1000 鋼筋砼管 2020 沉井頂管專項方案 5 12 W2302 接收井 Φ5500 鋼筋砼管 2020 13 W2303 工作井 Φ8000 鋼管 2020 14 W2303 工作井 Φ8000 15 W2304 圍護井 （老井） 5000*5000 鋼筋砼管 2020 16 W2303 工作井 Φ8000 17 W2303A 接收井 Φ5500 74 鋼筋砼管 600 18 W2202 工作井 Φ8000 19 W2202A 接收 井 Φ5500 鋼筋砼管 1000 20 W2202B 檢查井 Φ1500 鋼筋砼管 1000 合計 編制依據 上海市政工程設計研究總院提供的寧波市北環快速路施工圖設計圖集施工 IV標段第四冊管線綜合及排水工程第二分冊排水工程施工圖； 《 寧波市市政排水工程通用圖 》（ 1992）； 《 給水排水管道工程施工及驗 收規范 》（ GB502682020） ； 《 給水排水工程頂管技術規程 》（ CECS246:2020） ； 《 給水排水構筑物工程施工及驗收規范 》（ GB501412020） ； 《 地基與基礎工程質量驗收規范 》（ GB502022020） ； 《市政排水管道工程及附屬設施》（ 06MS201）； 《鋼筋焊接網混凝土結構技術規程》（ JGJ/J 114/97）； 《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（ GB502042020）； 《砌體工程施工質量驗收規范》（ GB502032020）； 1《電 氣裝置安裝工程施工及驗收規范》（ GBJ14714990）； 1《建筑工程施工質量驗收統一標準》（ GB503002020）； 1現場踏勘資料。 沉井頂管專項方案 6 第二章 地質條件 工程地質性質 根據地基土的成因、年代及物理力學性質，場地勘察深度 25m 范圍內土體主要為 海積相淤泥質土，表層硬殼層大部分地段缺失，屬典型軟土地基。地基土承載力一般為 5065KPa，整體強度低壓縮性高，天然工程地質 條件較差，主要工程地質問題為：區內地下水位較高，淺層淤泥質土處于飽和狀態，具有含水量高、壓縮性高、強度低的特 征，容易造成道路地基沉降。 地基土各土層分布厚度及結構特征自上而下分述見下表： 層號 土層 名稱 土層平 均厚度 (m) 層底 標高 (m) 層底 深度 (m) 土 層 描 述 T 雜 填土 ~ ~ 雜色，松散， 主要由粘性土混含碎石、礫石組成 。 ○ 1 灰黃 ~灰色粘土 ~ ~ 灰黃色，軟可塑，含 Fe、 Mn 質結核，無搖振反應，稍有光澤，韌性中等，干強度高。 ○ 2 灰色淤泥質粉質粘土 ~ ~ 流塑 ，偶含腐植物及貝殼碎屑，局部為淤泥質粘土，有光澤，韌性高，干強度高，無搖震反應。 ○ 3 2 灰色粉質粘土夾粉土 ~ ~ 土質不均，粉粒含量局部較高軟塑 ~流塑，稍有光澤，韌性高，干強度高，無搖震反應。 ○ 4 1 灰色淤泥質粉質粘土 ~ ~ 灰色，很濕，稍密，搖振反應迅速，無光澤反應，含云母碎屑，韌性低，干強度低，局部夾薄層粉質粘土及粉砂，土質較均勻。控制區域內普遍分布。 地下水特征 場地勘察深度范圍內 地表水系發育，地下水類型有淺層潛水、承壓水。淺層潛水地下水水位埋深 ~ 左右，高程為 ~。根據水質分析結果，地表水、地下水在干濕條件下對混凝土具有腐蝕性；在長期浸水條件下，地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性。在干濕交替條件下，地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有中腐蝕性；土對混凝土具有腐蝕性。 根據區域水文地質資料，地下水水位受季節影響較大，地下水年變化幅度 米左右。 根據勘察資料揭示， 層夾薄層粉砂較多，在一定 水頭的 動水壓力作用下易產生流砂管涌現象，影響基坑安全 。場區地下水位較高，在工程施工時應積極重視。 沉井頂管專項方案 7 第 三 章 工作井、接收 井施工方案 概述 本方案以 W2103工作 井 為例， 其平面最大外包尺寸為 直徑 高 ，刃腳至頂板高度為 h=。 本方案以 W2302接收井 為例，其平面最大外包尺寸為直徑 高 ，刃腳至頂板高度為 h=。 工作井和接 收 井施工分 二 次 井壁制作，二次下沉。 W2103工作井 刃腳制作高度從 至 ，高度為 ， 第一次 井壁制作高度從 至 ，高度 ，然后下沉至 。第二次 井壁 制作從 至 + m，高度 ，然后下沉至 。 以 W2302接收井為例 刃腳制作高度從 至 ，高度為 ，第一次井壁制作高度從 至 ，高度 ，然后下沉至 。第二次井壁制作從 至 + m，高 度 ，然后下沉至 。 根據本工程實際情況結合設計要求、工期及下臥層承載力，沉井采用 二 次 井壁制作、二 次下沉的施工方法。沉井下沉采用不排水下沉，不排水下沉取土方式為空氣吸泥機出土下沉，同時配以潛水員水下沖泥、清基，配合下沉。 沉井四周設環形施工便道，寬度為 6m，保證重型施工機械設備行走，沿沉井的邊側搭設鋼筋加工場、模板拼裝場地、臨時堆場 ，硬化地坪 。 沉井施工流程 沉井頂管專項方案 8 工程的特 點和難點 本工程中的沉井細而高，根據規范要求及我公司對沉井施工的經驗，沉井制作高度在下沉前不宜超過沉井的短邊長度。因此，我公司對沉井擬采用 二 次制作，二次下沉的施工工藝。在沉井制作的過程中，加強對沉井沉降的觀測，根據地質詳勘資料及現場監測情況調整沉井分節高度，嚴格確保沉井制作的質量和安全。沉井第一次 和 第二次下沉 都 采取不排水下沉，封底采用澆注水下混凝土封底。沉井下沉過程中應加強監測，及時糾偏。尤其注意沉井初沉階段的糾偏工作。針對沉井下沉系測量放線 施工準備 沉井基坑開挖 砂墊層構筑 刃腳制作 澆筑素砼墊層 架立內模 綁扎鋼筋 搭設架手架 架立外模 鋼筋加工 澆筑砼 第一次下沉 第二節制作 第一節制作 沉井封底 澆筑鋼筋砼底板 第二次下沉 下道工序 沉井頂管專項方案 9 數偏小的問題，在沉井下沉施工中擬采用空氣幕法助沉措施。 由于沉井高度較高， 因此沉井下沉過程中應加強測量，并注意兩側對稱出土，防止沉井下沉中產生位移、扭轉，以保證沉井順利下沉和減少沉井下沉對周邊土體的擾動。并通過在下沉過程中及時調整氣幕對沉井四壁的供氣量，達到控制沉井側壁摩阻力的目的，從而滿足沉井糾偏和下沉的要求。 沉井施工區域地下水位較高，而 根據地質資料顯示，有可能出現 沉井下沉需穿越粉砂層，為防止在水頭差下產生流砂現象，因此沉井下沉采用不排水下沉和水封底。并應保持井內水位能夠平衡井內外水頭差。 沉井終沉后刃腳座落在 ○ 4 2層 灰色 粉 質粘土層上，因該層土土質 較差，為保證沉井順利下沉至底標高，防止沉井超沉，應通過以下手段加以控制： a、根據設計要求在沉井封底時考慮采用水封底，通過控制井內水位來平衡井內外水位高差，防止流砂的產生。并且沉井水封底時由于浮力的作用可有效減輕沉井的自重，減小對基底土層的影響。 b、沉井在粉砂層中下沉時，如下沉系數偏小可采用氣幕法助沉，可保證沉井穩定下沉，并可有效減少沉井下沉對周邊土體的擾動。 c、考慮到基底土層壓縮性較大，在沉井終沉時根據實際情況預留一定的自沉深度。 d、 下沉時井體與土體之間空隙應灌砂 ,隨沉隨灌。 e、 封底時采用分格對稱 進行水下混凝土澆注，封底時保持沉井內外水位平衡，杜絕存在水頭差，影響封底質量。 f、在沉井封底結束后，及時進行底板施工，防止沉井建成后期產生較大沉降。 沉井制作、接高、下沉分析 沉井制作時砂墊層和下臥層承載力驗算 根據本場地的地質條件，本工程 沉井分 二 次制作，二 次下沉，沉井砂墊層厚 ，采用承載力較高的粗砂，刃腳素砼墊層寬 ，厚 20cm 的 C20 混凝土澆注。 工作井和接收井 第一節制作高度 分別 為 、 。 沉井刃腳砂墊層及下臥層驗算： 沉井二次制作時砂墊層和下臥 層的承載力驗算 沉井 第一 次制作高度為 ，砂墊層厚度需確保沉井在制作時砂墊層及下臥層 沉井頂管專項方案 10 滿足承載力要求 ，以保證沉井制作時的要求。 W2103沉井砂墊層下臥層為 ○ 1 層 灰色粘 土 ,其地基承載力 較好 。 σ= BG ≤[σ] 每延長米沉井自重，沉井井壁每延長米自重為： （ +） （ m3） 2 （密度） /（ ）（長度） =133（ KN/m）； B—刃腳下素砼墊層寬度（ m），素砼墊層寬度為 ； [σ]—砂墊層 極限 承載力，取 250Kpa； 經計算： σ=133/=，承載力滿足施工要求。 σ 下 =G/（ B+2Htgθ） + Hγ 砂 ≤[σ] G—每延長米沉井自重（ KN/m）； B—刃腳下素砼墊層寬度（ m）； tgθ—砂墊層內摩擦正切值，取其內摩擦角為 度； H—砂墊層厚度，取 γ 砂 —砂容重取 16KN/m3 注： 砂墊層厚度小于 1m 時，可 不考慮砂墊層本身附加重力。 經計算： σ 下 =133/(+2) =； 下臥層 復合地基 極限 承 載力 為 80 Kpa， 其承載力能滿足施工要求。 沉井下沉穩定性驗算 沉井下沉穩定性可按下式計算： 下沉穩定系數： K2=(G B1)/(T+ R1+ R2)＜ 1 式中： G—井位自重（ KN），沉井砼共澆筑 +=；自重 。 T—井壁總摩阻力， (詳見沉井下沉系數分析 )； B1—地下水浮力， 浮力為 （ KN）； R1—刃腳踏面及斜面下土的支承力 （ KN） ； R1= ARRj=*65= 沉井頂管專項方案 11 AR—刃腳踏面及 刃腳斜面與井內土壤接觸面 （ m2）； R2—底梁下土的支承力 0（ KN） ； R2=AlRj=*65=832KN Al—底梁下土的總支承面積 （ m2）； Rj—土的極限承載力 65（ KN/m2）。 經計算： K2=(G B1)/(T+ R1+ R2)=＜ 1 滿足沉井接高穩定性要求。 下沉系數分析 下沉中土層與井壁的總摩阻力計算 沉井下沉時，土層與井壁的總摩阻力按下式計算： T=UA 式中： U—井壁的外圍周長 （ m）； A—單位周長摩 阻力（ KN/m）， A=（ ） f 其中 為地下水位標高 f—單位面積摩阻力 20（ KN/m2）； H——沉井下沉深度（ m）。 沉井下沉系數計算 K=(G B1)/(T+ R1+ R2) 式中： G—分次下沉時井體自重（ KN），不考慮封底混凝土和底板； B1—地下水浮力，排水下沉時為 B1=0； T—沉井與土之間的摩擦力； R1—刃腳踏面及斜面下土的支承力； R2—沉井內部隔墻和底梁下土的支承力。 根據計算，起初沉井下沉系數較大，在下沉過程中不宜掏空刃腳，在 終 沉和 終沉階段 必須采用氣模法 助沉。 下沉系數分析見下表。 沉井頂管專項方案 12 不 排水時下沉系數分析表 下沉標高及地質 下沉深度 單位面積摩阻力f0(kn/m2) 側壁摩阻力f1(kn) 地基承載力 （ kn/m2） 沉井 浮重 下沉系數 K=G/(T+R) h(m) f1=U*()*f0 底梁刃腳斜面掏空 底梁掏空 A=(m2) 刃腳斜面不掏空 A=(m2) ▽ (粘土 )起沉標高