沉井下沉方案(干挖土)

1、川沙污水支線六團(tuán)泵站工程沉井下沉施工方案上海潤(rùn)田市政工程有限公司2006年9月23日目 錄（一） 工程概況（二） 沉井下沉前準(zhǔn)備工作（三） 降水挖土操作方法（四） 沉井下沉的質(zhì)量控制（五） 沉井封底本工程采用排水干封底的方法沉井下沉施工方案（一） 工程概況川沙六團(tuán)污水支線工程位于浦東新區(qū)川沙路與川大路交界處，泵站沉井內(nèi)凈尺寸為8.5*12.0米。沉井刃腳踏面標(biāo)高為-7.58米，井頂標(biāo)高為4.7米，沉井制作高度為11.08米。沉井采用分節(jié)制作一次下沉的施工方法，沉井分三次澆筑，第一次刃腳澆筑高度為2.4米，沉井刃腳采用C25、S6抗?jié)B商品砼，已于9月2日澆搗完成。第二次井壁澆筑高度為沉井井身高度

2、4.5米，采用C25、S6抗?jié)B商品砼，已經(jīng)于9月16日澆搗完成。第三次井壁澆筑高度3.20米,采用C25、S6抗?jié)B商品砼，預(yù)計(jì)于9月26日澆搗完成。沉井井壁厚為80厘米，沉井挖土量約為975立方米。沉井下沉?xí)r第一節(jié)砼強(qiáng)度達(dá)到100%,其余各節(jié)達(dá)到70%時(shí)方可開(kāi)始下沉。沉井下沉采用不排水下沉工藝，采用吊車(chē)將沖水設(shè)備吊入井內(nèi)，刃腳及底撐梁下部的刃腳磚模和砼墊層采用人工或風(fēng)鎬開(kāi)挖，將挖出的雜物鏟到中間，由吊車(chē)集中吊運(yùn)。（二） 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及擬采用的下沉方法：1.現(xiàn)場(chǎng)主沉井距東側(cè)廠房距離為21.70m距南側(cè)圍墻為33.80m。沉井下沉始標(biāo)高2.10m，沉井下沉過(guò)程中要求對(duì)3t土層（層底平均標(biāo)高為-2.18

3、m）降低地下水位。刃腳設(shè)計(jì)標(biāo)高-7.58m即下層高度為9.68m采用排水下層法施工。施工時(shí)若采用井點(diǎn)降水，降低坑底地下水位。根據(jù)井點(diǎn)降水對(duì)周?chē)h(huán)境的影響以及造成周邊的地面沉降。影響半徑按公司估算為R=3000×S×K式中R：半徑；S：降水深度；K：土的滲透系數(shù)從地質(zhì)報(bào)告查詢(xún)得K=4.21×10-7，S=11.10m，R=3000×11.10×4.21×10-7=21.6m。由此可見(jiàn)，井點(diǎn)降水必造成周邊建筑物的沉降。2.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形條件，泵房北側(cè)靠外綠化帶南側(cè)有一處河塘。泵站內(nèi)有一開(kāi)闊場(chǎng)地和充足的水源，宜采用水力挖土排水下沉法。其施工特

4、點(diǎn)為：通過(guò)特制的鉆吸機(jī)組，在水中對(duì)土體進(jìn)行切削破碎并同時(shí)完成排泥工作，使沉井順利下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高。此方法具有排泥效率高、下層速度快、安全可靠，對(duì)鄰近建筑物的沉降影響較?。ㄈ?沉井下沉前準(zhǔn)備工作：1.做好沉井下沉前土方開(kāi)挖安全技術(shù)交底，特別是人在井內(nèi)施工時(shí)的各項(xiàng)施工操作要求，嚴(yán)禁盲目蠻干。2.涂刷沉井四角水準(zhǔn)標(biāo)尺及中心軸線，便于觀察沉井下沉?xí)r對(duì)軸線及高程的控制及糾偏。3.落實(shí)沖水機(jī)械、水源、泥漿池和合理的勞動(dòng)力組合，勞動(dòng)力必須定位定崗。4.用490厚的磚墻臨時(shí)封堵沉井的予留孔，孔隙必須嚴(yán)密。5.準(zhǔn)備止沉墊塊，采用80厘米*40厘米*20厘米砼塊或大石塊，確保沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)能及時(shí)止沉，砼塊共

5、計(jì)46塊48塊。6.組織安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)沉井下沉觀察和下沉速度的控制，并做好文字記錄。7.沉井下沉由專(zhuān)人負(fù)責(zé)指揮，絕對(duì)防止多人指揮。8.井內(nèi)挖土的操作人員，下井前必須進(jìn)行安全生產(chǎn)教育，定編定崗定位。9.沉井沖水設(shè)備施工前，組織人工拆除刃腳和底梁磚內(nèi)模和砼墊層：對(duì)刃腳墊層砼時(shí)應(yīng)貫徹先鑿除外層砼再鑿除內(nèi)層砼，鑿除刃腳時(shí)先鑿除中間底撐梁位置，由中間向兩邊對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，先短邊后長(zhǎng)邊，砼墊層鑿除同樣采用先短邊后長(zhǎng)邊的方法對(duì)稱(chēng)進(jìn)行的原則。鑿除的材料翻到井中間，便于挖土機(jī)械吊運(yùn)到井外堆放。10.下沉前做好刃腳底標(biāo)高測(cè)量工作，并作好記錄作好下沉前的原始數(shù)據(jù)。（四） 降水挖土操作方法:本次沉井采用水力挖土下沉施工工藝在

6、泵站北側(cè)開(kāi)挖一只（18m×24m×3.0m）泥漿沉淀池。（詳見(jiàn)附圖）具體做法為從現(xiàn)場(chǎng)自然土向下開(kāi)挖1.50m其上筑土圍沿1.0m高。此沉淀池北側(cè)綠化帶原有河塘留一道2.0m左右的土壩，并預(yù)留2根DN400管道，標(biāo)高為自然土向下0.5m。此沉淀池容積約為1045m3。沖土：沉井沖土采用水力機(jī)械，在操作過(guò)程中是運(yùn)用高壓水泵將高壓水流通過(guò)進(jìn)水管分別送進(jìn)沉井內(nèi)的高壓水槍和水力吸泥機(jī)，利用高壓水槍射出的高壓水流沖刷土層，使其形成一定的稠度的泥漿匯流到集泥坑，然后用水力吸泥機(jī)或泥漿泵將泥漿吸出，從排泥管排出井外。（排入泥漿經(jīng)沉淀后，采用專(zhuān)用泥漿車(chē)將泥漿運(yùn)出。根據(jù)本次沉井總挖土方量為97

7、0m3，下沉過(guò)程中擬運(yùn)出泥漿量為2100m3，其余待沉淀池疏干后再外運(yùn)）沖漿施工時(shí)應(yīng)先中心后四周，并沿刃腳留出土臺(tái)，最后對(duì)稱(chēng)分層沖挖，不得沖空刃腳踏面下的土層。施工時(shí)，應(yīng)使高壓水槍沖入井底的泥漿量和滲入的水量與水力吸泥機(jī)吸出的泥漿量保持平衡。挖土人員安排三班制連續(xù)施工，每班機(jī)械、指揮、監(jiān)察3人，施工人員8-10人，經(jīng)過(guò)計(jì)算需挖土970立方米，每班挖土約100立方米，預(yù)計(jì)挖土約要10天左右。最后在沖土沉井接近設(shè)計(jì)高程1.5米時(shí)應(yīng)放慢下沉速度，應(yīng)將井底沖成反鍋底狀，中間留有一定高度的土栓，沿刃腳四周沖成槽狀下沉，每層分層沖漿厚度不大于0.3米。（五）沉井下沉的質(zhì)量控制:當(dāng)沉井下沉過(guò)程中，經(jīng)常可能發(fā)

8、生沉井傾斜，偏離中心位置、不沉、下沉過(guò)快或突沉的現(xiàn)象。發(fā)生這些情況后必須及時(shí)采取措施加以糾正。.下沉觀測(cè)： 井筒下沉過(guò)程中可能出現(xiàn)傾斜、位移等現(xiàn)象，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并隨時(shí)加以糾正，必須在下沉過(guò)程中嚴(yán)密地進(jìn)行觀測(cè)檢查，以防偏斜過(guò)大而造成糾偏困難。對(duì)沉井觀測(cè)可分井內(nèi)觀測(cè)和井外觀測(cè)兩種。.井外觀測(cè)：可以從設(shè)置在井壁四周的水平標(biāo)尺測(cè)定，為使水平標(biāo)尺讀數(shù)不受到井筒下沉引起的沉井四周土壤不均勻沉降的影響，應(yīng)將水平標(biāo)尺設(shè)置于距井33.5米的位置（如圖所示），各水平標(biāo)尺尺寸上線標(biāo)高值均應(yīng)相同，并在水平標(biāo)尺相對(duì)應(yīng)的的井筒外壁上劃定統(tǒng)一的豎直標(biāo)尺數(shù)字，這樣根據(jù)各處水平標(biāo)尺指的豎直標(biāo)尺讀數(shù)就可得出沉井軸線的傾斜角

9、度，也可按兩次的讀數(shù)差，得知沉井下沉距離，水平標(biāo)尺應(yīng)用水平儀測(cè)放并經(jīng)常進(jìn)行復(fù)核，井外觀測(cè)可每隔1小時(shí)進(jìn)行一次并做好讀數(shù)記錄。 水平標(biāo)尺 水平標(biāo)尺 沉井 水平標(biāo)尺 水平標(biāo)尺矩形沉井水位標(biāo)尺平面布置 固定尺槽 豎 井壁 直 可移動(dòng)標(biāo)尺 標(biāo) 尺 3米水平標(biāo)尺示意圖.井內(nèi)觀測(cè)法可采用垂球觀測(cè)法，就是在井筒內(nèi)壁四個(gè)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)上在沉井下沉前先劃好四條垂直線，下沉?xí)r在垂直線位置上懸掛垂球，在下沉正常情況下垂球線應(yīng)于井壁上所劃垂直線重合，當(dāng)沉井發(fā)生傾斜時(shí)，此二線便成一個(gè)角度，此法較簡(jiǎn)便、方便，可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)井筒傾斜的方向。.防偏與糾偏當(dāng)沉井出現(xiàn)傾斜偏差時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行校正，為有效地防偏與糾偏，應(yīng)注意分析偏斜產(chǎn)生的主要原

10、因，沉井發(fā)生偏斜的原因很多，主要有以下幾個(gè)原因 刃腳下的土質(zhì)分布不均勻，或地下水水流方向及地面水流大小對(duì)基坑四周影響的因素不一樣，故井壁四周土壤的摩擦力不均勻。 井壁四周的土壓力不均勻。 刃腳挖土深度不均勻或刃腳下遇有障礙物。開(kāi)始下沉?xí)r拆除磚內(nèi)模和砼墊層不當(dāng)，使沉井一開(kāi)始下沉就出現(xiàn)偏差，當(dāng)沉井發(fā)生偏斜后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行校正，因?yàn)槌辆痹酱?，糾偏就越困難，下沉深度越大，糾偏效果就越小，尤其是在接近設(shè)計(jì)高程時(shí)，糾偏就越困難。糾偏的主要方法A 由于挖土速度不均勻，引起井筒軸線傾斜的多采用挖土法糾偏。即下沉多的地點(diǎn)少挖土，下沉少的地點(diǎn)多挖土。對(duì)糾偏效果最有效。B 用高壓水沖射下沉慢的一側(cè)井筒的外側(cè)土壤，

11、使這部分土壤松動(dòng)變?yōu)槟酀{，同時(shí)泥漿又起了潤(rùn)滑的作用，也可同時(shí)在其相應(yīng)刃腳下進(jìn)行挖土，使該側(cè)井筒與土壤間的摩擦力減小，這樣就加快了沉降速度，當(dāng)糾偏到接近正常位置時(shí)，即應(yīng)停止沖射，使井筒自沉到正常位置。C 增加外部荷載法：在井筒較高一邊，即下沉慢的一側(cè)，增加荷載，同時(shí)在其刃腳下挖空，以利于克服摩擦力，另外也可在沉慢的一邊安裝振動(dòng)器振動(dòng)，促使其加快下沉速度。1.下沉困難沉井在下沉的后階段，可能會(huì)出現(xiàn)下沉困難的現(xiàn)象，產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象的原因有兩種： 井筒外壁與土壤之間的摩擦力過(guò)大，超過(guò)了井筒自重，或是刃腳下土壤的承載力大，因而造成下沉困難。 刃腳下方遇到障礙物，如塊石、樹(shù)根等，若遇到第一種情況，可采用在沉

12、井上增加荷載、射水法，或觸壁泥漿等方法解決下沉困難。若遇到第二種情況，則應(yīng)采取措施，將障礙物進(jìn)行清理，然后再繼續(xù)下沉。2.下沉過(guò)快由于沉井井壁與土壤間摩擦力過(guò)小，而刃腳下的土壤承載力又過(guò)低，以至于沉井下沉速度過(guò)快，甚至發(fā)生不挖土也自行下沉的現(xiàn)象，為此必須采取措施，增加摩擦力以降低下沉速度，一般常在井壁外四周填土夯實(shí)，增加井壁與土壤的摩擦力，但應(yīng)注意沉井有被自重拉斷的可能。特別是沉井下沉到接近設(shè)計(jì)標(biāo)高前仍發(fā)現(xiàn)有繼續(xù)下沉的趨勢(shì)，可沿刃腳底部分段均勻地放置預(yù)制砼塊，作支墩，支墩標(biāo)高應(yīng)略高于刃腳踏面的設(shè)計(jì)標(biāo)高1015厘米，使支墩在受井筒荷載后，有一定的沉降余地，而不使沉井低于設(shè)計(jì)標(biāo)高。3.突沉在沉井下

13、沉到最后階段應(yīng)采取措施阻止沉井的自沉，在沉井的四壁采用灌砂夯實(shí)，增加井壁與土壤的摩阻力，并向沉井內(nèi)注水，使井內(nèi)自重增大，減緩其下沉的速度。4.沉井裂縫沉井在下沉過(guò)程中，由于偏差過(guò)大，兩側(cè)的側(cè)壓力不一，可能產(chǎn)生環(huán)向裂縫和縱向裂縫，其主要原因是由于井筒在下沉過(guò)程中，上層土壤的摩擦力過(guò)大，而下層土的摩擦力又很小，下端因自重下沉，而使沉井井壁發(fā)生環(huán)向裂縫?？v向裂縫主要是由于在下沉過(guò)程中，刃腳下遇到塊石或其他障礙物，使沉井僅支承于少數(shù)點(diǎn)上，而產(chǎn)生裂縫。防止的方法是保證井筒的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，下沉?xí)r一定要使沉井的砼達(dá)到必要的強(qiáng)度，施工要防止井筒上端的摩擦力過(guò)大，遇到障礙物要及時(shí)清除，如已經(jīng)發(fā)生裂縫，應(yīng)盡量清除產(chǎn)生

14、裂縫的外因，防止裂縫繼續(xù)發(fā)怔，并在下沉完畢后對(duì)發(fā)生裂縫的井壁進(jìn)行加強(qiáng)及防滲措施。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 沉井下沉后，井壁四周不得有滲水漏水的現(xiàn)象。 沉井最大傾斜偏差不得超過(guò)沉井下沉深度的7。 沉井軸線位置的水平偏差不得超過(guò)沉井下沉深度的1%。 高程偏差正負(fù)10厘米。 為保證沉井下沉穩(wěn)定后滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，沉井下沉予拋高15m。（六） 沉井封底: 沉井封底使沉井施工的重要關(guān)鍵之一，對(duì)于沉井方法施工的構(gòu)筑物，要求沉井封底后不發(fā)生滲水漏水現(xiàn)象，以確保構(gòu)筑物的使用效果。沉井最后8小時(shí)的累計(jì)下沉不大于10mm，方能開(kāi)始封底工作。當(dāng)井筒下沉將近設(shè)計(jì)高度前，就要做好必要的封底準(zhǔn)備工作，如機(jī)具設(shè)備、礫石砂、水泥、鋼筋使

15、墊層封底時(shí)間緊湊，防止沉井因自重繼續(xù)下沉。本工程采用排水封底。排水封底應(yīng)保證井內(nèi)降水效果，澆筑底板前，使用井點(diǎn)系統(tǒng)降水，在封底過(guò)程中必須確保井點(diǎn)降水效果，澆筑底板前，可在井內(nèi)設(shè)二個(gè)集水井集中降水。四周應(yīng)用砂石作過(guò)濾層，設(shè)置盲溝同集水井相連以減少底板向上的浮力作用。封底應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，在鋪筑碎石或礫石砂墊層整平排實(shí)后，再在其上鋪筑砼墊層。澆筑砼應(yīng)從井壁四周開(kāi)始逐步向中間進(jìn)行，中間設(shè)置二個(gè)集水井，以便于及時(shí)用抽水機(jī)排除，避免地下水壓力破壞未到強(qiáng)度的砼。為提高封底質(zhì)量和有利于抗?jié)B漏，砼墊層應(yīng)一次澆筑完成，避免發(fā)生施工縫，墊層表面要作到平整，以保證底板的質(zhì)量。當(dāng)砼墊層強(qiáng)度達(dá)到1.2MPa，可開(kāi)始在其上面幫扎鋼筋，鋼筋加工應(yīng)事先準(zhǔn)備好，鋼筋幫扎完成后，經(jīng)過(guò)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，才允許澆筑鋼筋砼底板，在澆筑砼過(guò)程中，要注意保持鋼筋的正確位置和保護(hù)層。在底板與井壁的交接部分，應(yīng)預(yù)先鑿毛，洗凈，澆水濕潤(rùn)，以使底板與井壁更好地緊密結(jié)合成一個(gè)整體，防止?jié)B漏。待底板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上時(shí)，沉井抗?jié)B滿(mǎn)足要求，可封堵集水井，封堵前先抽干凈集水井中的水，再用高標(biāo)號(hào)速凝砼填入，力求作到密實(shí)，防止?jié)B漏。底板質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：1 底板四周與井壁連接處及其整個(gè)底板不得有漏水、滲水的現(xiàn)象。2 底板砼表面平整。3 底板四周及中央標(biāo)高，應(yīng)符合設(shè)計(jì)高程要求，允許誤差不得超過(guò)正負(fù)4厘米。（七） 施工監(jiān)測(cè)及擬取措施