沉井法工序.docx
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沉井法工序.docx
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沉井法工序
哈大铁路客运专线长春西动车存车场
污水泵井沉井工法
编制:
审核:
批准:
中铁建设集团有限公司哈大客专长春西动车存车场项目经理部
一、前言
建筑业发展至今,地下结构物形式越来越复杂,深度越来越深,传统的大开挖在深基础
施工中存在的问题无法得到有效的解决;为解决这些问题,一种新工艺----沉井施工应运而
生。
沉井施工在建筑业中应用已经很久,但具体到某施工单位,能采用沉井施工的概率很小,
无法形成一套完整、简捷、经济合理的施工方法。
我部在污水泵井施工中采用旱地沉井施工,获得了良好的经济效益和社会效益,因此,结合沉井施工编制本工法,以望对以后施工中有
所帮助。
二、特点
1.旱地沉井工法施工的工序可分为沉井制作、沉井下沉、沉井封底三大工序,每道工序施工简单,施工质量可靠。
2.本工法在施工工艺上采用了在沉井井筒制作前开挖基坑,在基坑中制作沉井。
这样既减小了开挖下沉的深度,又增加了沉井及周边土体的整体稳定。
3.本工法采用了井内开挖和井内排水施工方法。
井内开挖,土方工程中无需放坡,不超挖;井内地下水采用内排水,无需井点降水,对周围固有土壤、建筑物的影响比较小,环境效益明显,在施工过程中土方坍塌,水淹等安全隐患小,施工安全系数高。
4.本工法采用排水开挖和排水封底的施工方法,加快了施工进度,保证了封底混凝土的质量。
三、适用范围
本工法适用于地下构筑物的外壳、竖井、给排水泵井等的旱地沉井施工。
四、工艺原理
沉井是将一个井筒状的结构物,从井内挖土、依靠自身重力客服井壁摩擦阻力后下沉
到设计标高,然后采用混凝土封底并填塞井孔的施工方法。
沉井施工工艺简单,沉井施工顺
序包括施工前的准备工作一一三通一平(地基处理)、开挖基坑、沉井制作、沉井下沉、沉井封底、封顶等主要施工工序。
五、工艺流程及操作要点
1.工艺流程
2.操作要点
1)施工准备
除做好场地清理和人、机、料、等方面的工作准备外,由于井内、外土体的高差达到一
定程度后,井外土体在自重的作用下挤入井内而造成周围土体和沉井一起下沉,因此,在施
工前应对沉井下沉的整体稳定进行验算。
验算采用瑞典条分法进行,计算土体稳定示意图见
图521—1;
a
图(5.2.1-1)用条分法计算土坡稳定示意图
计算公式采用:
n
5.2.1—1
RE(cli+Wiconaitan$)i=1"
Ks=
n
REWiSin
式中Ks稳定安全系数;
R――圆弧的半径,(m);
L弧长,(m);
W――滑动土块的重量,(KN);
C――粘聚力,Kpa;
0――土的内摩擦角,度;
ai――第i土条底面中点的法线与竖直线的夹角,度;
如验算不能满足要求,应采用搅拌桩或白灰桩对基底进行加固处理,处理后方可进行基坑的
开挖。
2)基坑开挖
1测量放线:
根据图纸和地面导线控制点进行实地放线,同时在沉井周围,且在施工
影响范围之外布置坐标控制点和临时水准点,建立的控制点精度为土1mm范围内。
2基坑底面的尺寸应比刃脚外壁大2—3m根据土质、现场条件确定开挖深度,一般在
2.0m左右,以及确定基坑边坡。
3基坑底部四周应挖设断面不小于30cmX30cm的排水沟,并接入基坑内的排水井中,
集水井应比排水沟深50cm,用排水泵将水排到远离基坑的地方。
4挖土时应人工配合修坡和清理基槽,挖出的土方除部分堆放在周围修筑0.3m高、0.8m
宽的护道挡地面雨水,多余土方不得堆积基坑周围,运至指定土场。
基坑示意图见图5.2.2—1
图5.2.2—1基坑示意图
3)铺砂垫层
砂垫层厚度的确定:
厚度按下式计算确定:
式中h——砂垫层的厚度(m);
G――沿沉井第一节圆周单位长度上的重量(KN/m);
R――砂垫层下土层的承载力(KN/m2);
L――混凝土垫宽度(m);
$——砂垫层扩散角。
砂垫层宽度的确定:
砂垫层宽度按下式计算
B>L+2hstan$且B>b+2L
式中:
b—沉井刃脚踏面的宽度(m),
b—砂垫层底面的宽度(m,
L—混凝土垫的宽度(m)。
砂垫层厚度、宽度确定后分层铺填、分层夯实。
4)刃脚支设
沉井制作下部刃脚的支设采用砖垫座。
砖垫座砌筑为保证刃脚踏面的宽度和刃脚斜面的
推力作用而做成宽高比为1:
2台阶,砖座砌筑完毕后内壁用1:
3水泥砂浆抹平。
砖座顶部
支出刃脚100mm以供支模作为平台。
5)模板支设
1沉井模板采用木定型模组装而成,每节模板的长度视井的总长而定成3m或4m或5m。
采用木模时,外模靠混凝土一侧刨光,涂脱模剂两度,沿模板长度方向间隔1m设一道肋模。
模板支设时先支井内模,一次支到比施工缝高约100mm处,竖缝处用方木支撑在内部脚手架上,外模亦一次支到施工缝略高100mm处,竖缝亦用木方或脚手管杆与外脚手架紧固。
模板
支设时内设钢筋撑子以保证井壁的厚度,设钢筋对拉片以使外模稳固,如为圆形沉井则在外
模上增设间距为2m的钢丝绳环箍,以增强模板整体的稳定性。
外模中央每隔1.5m水平方向
设300mmX600m浇筑口。
支第二及以后诸节模板时不准支撑在地面上,以免沉井因加重而自
动下沉造成新浇筑的混凝土发生裂纹;模板支设过程中应进行垂直度、平整度校正。
2模板安装顺序:
刃脚斜面及隔墙底面模板t井孔模板t绑扎钢筋t设内外模间支顶t
支立外模板T设内外模间拉筋T调整各部尺寸T全面紧固支顶、拉杆、拉箍T固定撑杆和拉
缆。
6)钢筋绑扎
绑扎顺序为:
先内后外,先由下至上。
为了加快工程进度,钢筋在加工场机械成型,然
后运到现场就位,人工绑扎;每节井壁竖筋一次绑扎好,水平筋分段绑扎竖筋可一次绑好,
水平筋分段绑扎,与前一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接连接,接头错开1/4,以保证钢
筋位置和保护层正确,内侧钢筋之间要设$14mm钢筋铁码,每1.5m不少于一个。
钢筋用
挂线法控制垂直度,用水平仪控制水平度,用木恰卡尺控制间距,用水泥砂浆垫块控制保护
层厚度。
7)混凝土浇筑
1混凝土采用商品混凝土。
浇筑运输采用混凝土运输车和混凝土输送泵;
2混凝土浇筑做到定人、定位、定机。
沉井浇筑混凝土时应沿井壁四周对称进行,避
免混凝土面高低相差悬殊,以防产生不均匀下沉造成裂缝。
每节沉井的混凝土都应分层、均
匀、连续地浇筑直至完成。
每层混凝土的厚度应300mm对使用插入式振捣器层厚应小于振
捣器作用长度的1.25倍。
第一节混凝土强度达到70%后方可浇筑下一节。
8)沉井下沉
1沉井下沉应具有一定强度,第一节混凝土达到设计强度的100%其上一节达到70%H,
方可开始下沉。
并计算沉井自重下沉系数。
计算公式如下:
G—Pfw/Tf>Ks;
式中:
G—沉井自重(KN;
Pfw—沉井承受的水的浮托力(KN);
Tf—沉井外壁承受的土的总摩擦力(KN;
Ks—下沉系数。
Ks>1.05,当沉井在软土层中下沉时,宜取1.05;在其他一般土层
中下沉时,宜取1.15。
沉井涌水量计算
Q=K.H.U.q
式中Q――沉井内涌水量(m3/d);
K土的渗透系数(m/d);
h——地下水面至沉井底的深度(m;
u――沉井刃脚的周长(m;
q――单位长度渗流量,即每沿米基坑周长在单位水头作用下,当渗透系数为1时
的渗流量,(m3/h);
根据涌水量确定选用潜水泵的型号、规格、数量以满足施工排水需要。
2根据土质情况,采用从中间开始挖向四周,均衡对称地进行,使其能均匀竖直下沉。
每层挖土厚度为0.3m左右,按顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层,每次削5〜15cm,当土
垅挡不往刃脚的挤压而破裂时,沉井便在自重作用下破土下沉。
削土量应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行,以便均匀平稳下沉。
刃脚下部土方必须边挖边清理。
3沉井下沉至上口离地面50cm高时,即应停止下沉。
接高时上一节竖向中心与前一节的中心线重合或平行,沉井接缝和外壁应平滑,以利下沉。
4沉井在下沉过程中,可能出现井筒倾斜、沉井位置偏移等情况,出现时应立即分析原因,进行纠偏。
5在沉井开始下沉和将沉至设计标高时,周边开挖深度应小于30cm,避免发生倾斜。
尤其在开始下沉5m以内时,其平面位置与垂直度要特别注意保持正确,否则继续下沉不易
调整。
在下沉至接近设计标高1米时,应减速下沉,记录下沉的速度。
最后20~30cm处停止
开挖,观测沉井在不开挖的情况下的下沉速度,依自重下沉至设计标高,确保沉井下沉标高
严格控制在范围内。
9)排水封底
1沉井采取排水封底的施工方法。
当沉井沉到设计标高,经观测8h累计下沉量不大于
10mm时,即应进行沉井封底。
2封底前在井底挖3—4道小沟,沟内填大块碎石,其上面再填小块碎石,将水引到沉井中央用涵管或无底铁桶围成的集水井中,设泵抽水,保持封底混凝土在井底无水条件下灌
注。
在碎石上铺土工布或塑料布,作为混凝土和滤料的隔离层,在隔离层上浇筑混凝土垫层
和钢筋混凝土底板。
待混凝土终凝后,撤泵向集水井中充填水下混凝土。
混凝土应分层浇筑
捣固,每层厚度30—50cm。
六、材料
1.木楞、模板:
木楞采用50X100松木方楞,模板采用九夹胶合板,其质量符合《木结
构工程施工质量验收规范》(GB50206-2002)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204
—2002、的规定。
2.钢管、扣件:
钢管采用$48X3.5规格;扣件种类有:
直角型式扣件、旋转型式扣
件、对接型式扣件。
采购和租赁的钢管、扣件有产品合格证、质量技术监督部门颁发的生产许可证和法定检测机构的检测检验报告,其质量符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术
规范》(JGJ130—2001)、《钢管脚手架扣件》(GB1583—95)的规定和技术标准的要求。
3.钢材:
钢板、钢筋等采用Q235钢,其质量符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700
的规定。
4.混凝土:
混凝土强度满足设计要求,其质量符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》
(GB50204-2002)>《预拌混凝土》(GB14902-2004)、《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55
—2000、的规定。
七、工具设备
机具设备:
1钢筋切断机、钢筋调直机、自卸汽车、搅拌机、商品混凝土运输车、插入式振动棒、
电焊机、混凝土汽车泵、潜水泵、木工机具和发电机组等。
2检测仪器:
水准仪、经纬仪、钢卷尺、坍落度筒、混凝土试模等。
序号
机械设备名称
型号
数量
备注
1
挖掘机
PC220
1台
2
自卸汽车
EQ1090F1
5辆
3
汽车吊
QY25B
1台
4
钢筋加工机械
①6~40
3套
5
木工加工机械
2套
6
电焊机
BX1-300
4台
7
混凝土振动器
①50/9m长
4套
8
平板振动器
2台
9
全站仪
1台
10
水准仪
SD3
1台
11
排水设备
15套
八、活动组织及安全
1.人员组织
所需操作人员主要有:
钢筋加工及安装工、焊工、混凝土工、木工、电工、普工。
在施
工前应对施工人员进行培训,其中焊工、电工等特殊工种必须持证上岗。
序号
工种
数量
备注
1
木工
20人
2
钢筋工
15人
3
混凝土工
10人
4
特殊工
10人
电工、电焊工、机操工、起重工
5
普工
40人
主要负责挖土、沉井下沉
小计
2.安全措施
(1)施工过程中要严格执行国家《安全生产法》、《建筑施工安全检查标准》及有关部
门、地区颁发的安全规程;执行三合一管理体系的要求。
(2)施工前根据沉井的结构、施工工艺、施工环境、所采用的机械设备、参与的工种
及施工时段和进度要求等对相关的施工人员在开工前进行一次安全教育和安全技术交底,交
底与被交底双方签字确认,并将教育和交底资料记录于安全台帐。
(3)作业人员必须经过上岗培训,特殊工种的作业人员要持证上岗;进入施工现场的
所有人员必须戴安全帽。
(4)开工前对所需的机械设备、用电设施和各类材料组织一次严格的检查验收。
对不
符合安全要求的机具和电气设施,进行检修合格后方可投入使用。
对不符合安全和质量要求
的材料坚决调换成合格的材料,否则拒绝使用。
施工用电应严格执行《施工现场临时用电
安全技术规范》JGJ46—88的规定;
(5)沉井挖土属高处作业,高处与地面交叉作业必须制定切实可行的安全措施,经批准后方可进行。
(6)沉井施工前要对施工中可能出现的危险源进行认真排查,如高空坠落、物体打击
和毒气等,并制定出应急预案;应急预案应切实可行并进行演练。
(7)施工现场的施工员、安全员、质量员每日做到上班前、施工过程中的质安巡查工
作,发现质安隐患及时采取定人、定时、定措施的三定原则消除安全隐患。
九、质量要求
1.质量控制标准
本工法施工必须符合《混凝土结构工程质量验收规范》GB502042002、《预拌混凝土》
(GB14902-2004)、《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2000)、《建筑工程质量验收统
一标准》GB50300—2001、《碳素结构钢》GB/T700等的规定。
2.施工过程中的质量控制
(1)钢材:
钢材的质量,钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计
的要求,采用的原材料实行进场验收制度;
(2)混凝土配合比:
混凝土应按国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55
—2000的有关规定,根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计。
(3)混凝土:
结构混凝土的强度等级必须符合设计要求。
用于检查结构构件混凝土强
度的试件,应在混凝土的浇筑地点随机抽取。
取样与试件留置应符合下列规定:
1每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土,取样不得少于一次;
2每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时,取样不得少于一次;
3每次取样应至少留置一组标准养护试件,同条件养护试件的留置组数应根据实际需要
确定。
(4)施工工序:
按施工规范、标准进行质量的控制,每道工序完成后应进行检查,合格后并经监理工程师同意后方可进行下一工序的施工。
3.沉井混凝土结构的质量标准及检验方法见表
沉井混凝土结构的质量标准及检验方法
项目
允许偏差(mm)
检验方法
坐标位置
20
钢尺检查
不同平面的标咼
0,-20
水准仪或拉线、钢尺检查
平面外形尺寸
±20
钢尺检查
平面水平
度
每米
5
水平尺、塞尺检查
全长
10
水准仪或拉线、钢尺检查
垂直度
每米
5
经纬仪或吊线、钢尺检查
全高
10
十、环境要求
1.在施工现场平面布置和组织施工过程中严格执行国家、地区、行业和企业有关环保的
法律法规和规章制度。
2.项目部及施工现场设置连续、密闭的围墙,高度不低于2.3米,围墙外部做简易装
饰,色彩与周围环境协调。
场地出入口庄重美观,门扇做成密闭不透式。
3.施工现场的设备、构件、材料等必须按施工总平面布置规定的位置设置、堆放,符合施工管理的要求。
4.严格控制人为噪声,进入施工现场不得高声喊叫、乱吹口哨、限制高音喇叭的使用,最大限度的减少扰民,
5.沉井挖土阶段,挖出的土要运到指定的地点;运输车辆驶出施工现场要保持车身清洁;雨季施工期间,在施工现场出口处设冲洗车辆的设备,防止车轮将泥土带出现场。
6.合要求后方可进行排放。
7.对进出场道路,旱季注重道路洒水养护,降低粉尘对环境的污染;雨季做好沟渠疏通,防止因雨水剥离道路造成污染。
8.施工现场要做到工完场清,保持整洁卫生、文明施工。
十^一、效益分析
沉井施工工法具有针对性强、施工安全、质量可靠、进度快的特点,具有较好的社会效
益和经济效益。
1.施工前对沉井的整体稳定进行验算,避免了施工过程中出现整体失稳的现象,不仅
产生了一定的经济效益,而且产生了较大的社会效益。
2.基坑开挖2m左右可减少沉井下沉的高度,沉井下沉越深施工的难度越大,危险程度
越大;本项措施可减少工程成本2%左右。
3.采用砖垫减去了方木的使用和抽垫,可节约工程成本1.5%左右。
4.采用排水封底保证了混凝土的施工质量;采用排水挖土的施工方法加快了施工的进度,使工程较早的发挥经济效益和社会效益。
十二、应用实例
1.长春西动车存车场1号污水泵井(D=5.0m;H=10.65m)底标高-10.3米;采用本工法施工,
工程质量符合规范和设计要求。
2.长春西动车存车场2号污水泵井(D=3m;H=8.45)底标高-8.25米;采用本工法施工,工
程质量符合规范和设计要求。
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