沉井顶管专项方案

沉井顶管专项方案内容摘要：

钢筋砼管 2020 10 W2204 骑马井 Φ1000 钢筋砼管 2020 11 W2301 骑马井 Φ1000 钢筋砼管 2020 沉井顶管专项方案 5 12 W2302 接收井 Φ5500 钢筋砼管 2020 13 W2303 工作井 Φ8000 钢管 2020 14 W2303 工作井 Φ8000 15 W2304 围护井 （老井） 5000*5000 钢筋砼管 2020 16 W2303 工作井 Φ8000 17 W2303A 接收井 Φ5500 74 钢筋砼管 600 18 W2202 工作井 Φ8000 19 W2202A 接收 井 Φ5500 钢筋砼管 1000 20 W2202B 检查井 Φ1500 钢筋砼管 1000 合计 编制依据 上海市政工程设计研究总院提供的宁波市北环快速路施工图设计图集施工 IV标段第四册管线综合及排水工程第二分册排水工程施工图； 《 宁波市市政排水工程通用图 》（ 1992）； 《 给水排水管道工程施工及验 收规范 》（ GB502682020） ； 《 给水排水工程顶管技术规程 》（ CECS246:2020） ； 《 给水排水构筑物工程施工及验收规范 》（ GB501412020） ； 《 地基与基础工程质量验收规范 》（ GB502022020） ； 《市政排水管道工程及附属设施》（ 06MS201）； 《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》（ JGJ/J 114/97）； 《混凝土结构工程施工质量验收规范》（ GB502042020）； 《砌体工程施工质量验收规范》（ GB502032020）； 1《电 气装置安装工程施工及验收规范》（ GBJ14714990）； 1《建筑工程施工质量验收统一标准》（ GB503002020）； 1现场踏勘资料。 沉井顶管专项方案 6 第二章 地质条件 工程地质性质 根据地基土的成因、年代及物理力学性质，场地勘察深度 25m 范围内土体主要为 海积相淤泥质土，表层硬壳层大部分地段缺失，属典型软土地基。 地基土承载力一般为 5065KPa，整体强度低压缩性高，天然工程地质 条件较差，主要工程地质问题为：区内地下水位较高，浅层淤泥质土处于饱和状态，具有含水量高、压缩性高、强度低的特 征，容易造成道路地基沉降。 地基土各土层分布厚度及结构特征自上而下分述见下表： 层号 土层 名称 土层平 均厚度 (m) 层底 标高 (m) 层底 深度 (m) 土 层 描 述 T 杂 填土 ~ ~ 杂色，松散， 主要由粘性土混含碎石、砾石组成。 ○ 1 灰黄 ~灰色粘土 ~ ~ 灰黄色，软可塑，含 Fe、 Mn 质结核，无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度高。 ○ 2 灰色淤泥质粉质粘土 ~ ~ 流塑 ，偶含腐植物及贝壳碎屑，局部为淤泥质粘土，有光泽，韧性高，干强度高，无摇震反应。 ○ 3 2 灰色粉质粘土夹粉土 ~ ~ 土质不均，粉粒含量局部较高软塑 ~流塑，稍有光泽，韧性高，干强度高，无摇震反应。 ○ 4 1 灰色淤泥质粉质粘土 ~ ~ 灰色，很湿，稍密，摇振反应迅速，无光泽反应，含云母碎屑，韧性低，干强度低，局部夹薄层粉质粘土及粉砂，土质较均匀。 控制区域内普遍分布。 地下水特征 场地勘察深度范围内 地表水系发育，地下水类型有浅层潜水、承压水。 浅层潜水地下水水位埋深 ~ 左右，高程为 ~。 根据水质分析结果，地表水、地下水在干湿条件下对混凝土具有腐蚀性；在长期浸水条件下，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。 在干湿交替条件下，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有中腐蚀性；土对混凝土具有腐蚀性。 根据区域水文地质资料，地下水水位受季节影响较大，地下水年变化幅度 米左右。 根据勘察资料揭示， 层夹薄层粉砂较多，在一定 水头的 动水压力作用下易产生流砂管涌现象，影响基坑安全。 场区地下水位较高，在工程施工时应积极重视。 沉井顶管专项方案 7 第 三 章 工作井、接收 井施工方案 概述 本方案以 W2103工作 井 为例， 其平面最大外包尺寸为 直径 高 ，刃脚至顶板高度为 h=。 本方案以 W2302接收井 为例，其平面最大外包尺寸为直径 高 ，刃脚至顶板高度为 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 刃脚制作高度从 至 ，高度为 ， 第一次 井壁制作高度从 至 ，高度 ，然后下沉至。 第二次 井壁 制作从 至 + m，高度 ，然后下沉至。 以 W2302接收井为例 刃脚制作高度从 至 ，高度为 ，第一次井壁制作高度从 至 ，高度 ，然后下沉至。 第二次井壁制作从 至 + m，高 度 ，然后下沉至。 根据本工程实际情况结合设计要求、工期及下卧层承载力，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为空气吸泥机出土下沉，同时配以潜水员水下冲泥、清基，配合下沉。 沉井四周设环形施工便道，宽度为 6m，保证重型施工机械设备行走，沿沉井的边侧搭设钢筋加工场、模板拼装场地、临时堆场 ，硬化地坪。 沉井施工流程 沉井顶管专项方案 8 工程的特 点和难点 本工程中的沉井细而高，根据规范要求及我公司对沉井施工的经验，沉井制作高度在下沉前不宜超过沉井的短边长度。 因此，我公司对沉井拟采用 二 次制作，二次下沉的施工工艺。 在沉井制作的过程中，加强对沉井沉降的观测，根据地质详勘资料及现场监测情况调整沉井分节高度，严格确保沉井制作的质量和安全。 沉井第一次 和 第二次下沉 都 采取不排水下沉，封底采用浇注水下混凝土封底。 沉井下沉过程中应加强监测，及时纠偏。 尤其注意沉井初沉阶段的纠偏工作。 针对沉井下沉系测量放线 施工准备 沉井基坑开挖 砂垫层构筑 刃脚制作 浇筑素砼垫层 架立内模 绑扎钢筋 搭设架手架 架立外模 钢筋加工 浇筑砼 第一次下沉 第二节制作 第一节制作 沉井封底 浇筑钢筋砼底板 第二次下沉 下道工序 沉井顶管专项方案 9 数偏小的问题，在沉井下沉施工中拟采用空气幕法助沉措施。 由于沉井高度较高， 因此沉井下沉过程中应加强测量，并注意两侧对称出土，防止沉井下沉中产生位移、扭转，以保证沉井顺利下沉和减少沉井下沉对周边土体的扰动。 并通过在下沉过程中及时调整气幕对沉井四壁的供气量，达到控制沉井侧壁摩阻力的目的，从而满足沉井纠偏和下沉的要求。 沉井施工区域地下水位较高，而 根据地质资料显示，有可能出现 沉井下沉需穿越粉砂层，为防止在水头差下产生流砂现象，因此沉井下沉采用不排水下沉和水封底。 并应保持井内水位能够平衡井内外水头差。 沉井终沉后刃脚座落在 ○ 4 2层 灰色 粉 质粘土层上，因该层土土质 较差，为保证沉井顺利下沉至底标高，防止沉井超沉，应通过以下手段加以控制： a、根据设计要求在沉井封底时考虑采用水封底，通过控制井内水位来平衡井内外水位高差，防止流砂的产生。 并且沉井水封底时由于浮力的作用可有效减轻沉井的自重，减小对基底土层的影响。 b、沉井在粉砂层中下沉时，如下沉系数偏小可采用气幕法助沉，可保证沉井稳定下沉，并可有效减少沉井下沉对周边土体的扰动。 c、考虑到基底土层压缩性较大，在沉井终沉时根据实际情况预留一定的自沉深度。 d、 下沉时井体与土体之间空隙应灌砂 ,随沉随灌。 e、 封底时采用分格对称 进行水下混凝土浇注，封底时保持沉井内外水位平衡，杜绝存在水头差，影响封底质量。 f、在沉井封底结束后，及时进行底板施工，防止沉井建成后期产生较大沉降。 沉井制作、接高、下沉分析 沉井制作时砂垫层和下卧层承载力验算 根据本场地的地质条件，本工程 沉井分 二 次制作，二 次下沉，沉井砂垫层厚 ，采用承载力较高的粗砂，刃脚素砼垫层宽 ，厚 20cm 的 C20 混凝土浇注。 工作井和接收井 第一节制作高度 分别 为 、。 沉井刃脚砂垫层及下卧层验算： 沉井二次制作时砂垫层和下卧 层的承载力验算 沉井 第一 次制作高度为 ，砂垫层厚度需确保沉井在制作时砂垫层及下卧层 沉井顶管专项方案 10 满足承载力要求 ，以保证沉井制作时的要求。 W2103沉井砂垫层下卧层为 ○ 1 层 灰色粘 土 ,其地基承载力 较好。 σ= BG ≤[σ] 每延长米沉井自重，沉井井壁每延长米自重为： （ +） （ m3） 2 （密度） /（ ）（长度） =133（ KN/m）； B—刃脚下素砼垫层宽度（ m），素砼垫层宽度为 ； [σ]—砂垫层 极限 承载力，取 250Kpa； 经计算： σ=133/=，承载力满足施工要求。 σ 下 =G/（ B+2Htgθ） + Hγ 砂 ≤[σ] G—每延长米沉井自重（ KN/m）； B—刃脚下素砼垫层宽度（ m）； tgθ—砂垫层内摩擦正切值，取其内摩擦角为 度； H—砂垫层厚度，取 γ 砂 —砂容重取 16KN/m3 注： 砂垫层厚度小于 1m 时，可 不考虑砂垫层本身附加重力。 经计算： σ 下 =133/(+2) =； 下卧层 复合地基 极限 承 载力 为 80 Kpa， 其承载力能满足施工要求。 沉井下沉稳定性验算 沉井下沉稳定性可按下式计算： 下沉稳定系数： K2=(G B1)/(T+ R1+ R2)＜ 1 式中： G—井位自重（ KN），沉井砼共浇筑 +=；自重。 T—井壁总摩阻力， (详见沉井下沉系数分析 )； B1—地下水浮力， 浮力为 （ KN）； R1—刃脚踏面及斜面下土的支承力 （ KN） ； R1= ARRj=*65= 沉井顶管专项方案 11 AR—刃脚踏面及 刃脚斜面与井内土壤接触面 （ m2）； R2—底梁下土的支承力 0（ KN） ； R2=AlRj=*65=832KN Al—底梁下土的总支承面积 （ m2）； Rj—土的极限承载力 65（ KN/m2）。 经计算： K2=(G B1)/(T+ R1+ R2)=＜ 1 满足沉井接高稳定性要求。 下沉系数分析 下沉中土层与井壁的总摩阻力计算 沉井下沉时，土层与井壁的总摩阻力按下式计算： T=UA 式中： U—井壁的外围周长 （ m）； A—单位周长摩 阻力（ KN/m）， A=（ ） f 其中 为地下水位标高 f—单位面积摩阻力 20（ KN/m2）； H——沉井下沉深度（ m）。 沉井下沉系数计算 K=(G B1)/(T+ R1+ R2) 式中： G—分次下沉时井体自重（ KN），不考虑封底混凝土和底板； B1—地下水浮力，排水下沉时为 B1=0； T—沉井与土之间的摩擦力； R1—刃脚踏面及斜面下土的支承力； R2—沉井内部隔墙和底梁下土的支承力。 根据计算，起初沉井下沉系数较大，在下沉过程中不宜掏空刃脚，在 终 沉和 终沉阶段 必须采用气模法 助沉。 下沉系数分析见下表。 沉井顶管专项方案 12 不 排水时下沉系数分析表 下沉标高及地质 下沉深度 单位面积摩阻力f0(kn/m2) 侧壁摩阻力f1(kn) 地基承载力 （ kn/m2） 沉井 浮重 下沉系数 K=G/(T+R) h(m) f1=U*()*f0 底梁刃脚斜面掏空 底梁掏空 A=(m2) 刃脚斜面不掏空 A=(m2) ▽ (粘土 )起沉标高。