沉井顶管施工方案.doc

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沉井顶管施工方案.doc

顶管全长1445米,其中Φ2000钢筋砼顶管925米,Φ2000钢管顶管280米,Φ1000钢筋砼顶管166米,Φ600钢筋砼顶管74米。沿线设3座工作井,3座接收井和1座SWM工法围护井,8座骑马井。工作井内净尺寸直径*平均深为8m*11.92m(深为砼井壁顶至井刃脚底),接收井内净尺寸直径*平均深为5.5m*9.09m,SWM工法围护井内净尺寸长度*宽度*桩长为5m*5m*15m,骑马井内净尺寸直径*平均深为1m*9.98(深为现状道路标高至井流水标高)。考虑现状公路的安全,以及在下沉深度内的土层在淤泥质粉质粘土,本方案采用不排水法施工方案,避免沉井施工过程中水土流失对公路和周围建筑物的影响。本工程沉井采取二次井壁制作二次下沉。

沉井下沉采用不排水下沉方法,不排水下沉取土方式为空气吸泥机出土下沉,同时配潜水员水下冲泥配合。

当沉井下沉系数偏小时可开启空气幕系统助沉,而不宜采用掏挖刃脚下土体的方式助沉,以防止沉井产生突沉。同时在下沉过程中还可利用分组开启空气幕系统进行辅助纠偏DB11/T 667-2020 区域停车诱导系统技术要求,下沉至设计标高后,还可利用空气幕系统的管路压入水泥浆阻沉及增加沉井的抗浮能力。

1、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;

2、《宁波市市政排水工程通用图》(1992);

4、《给水排水工程顶管技术规程》(CECS246:2008);

7、《市政排水管道工程及附属设施》(06MS201);

8、《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》(JGJ/J114/97);

地基土各土层分布厚度及结构特征自上而下分述见下表:

杂色,松散,主要由粘性土混含碎石、砾石组成。

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。

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。

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。

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。

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1.0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。

第三章工作井、接收井施工方案

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。

3.3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。

3.4沉井制作、接高、下沉分析

3.4.1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0.8m,采用承载力较高的粗砂,刃脚素砼垫层宽1.2m,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7.93m、6.56m。

沉井刃脚砂垫层及下卧层验算:

1、沉井二次制作时砂垫层和下卧层的承载力验算

每延长米沉井自重,沉井井壁每延长米自重为:(131.48+24.32)(m3)×24.5(密度)/(28.7)(长度)=133(KN/m);

B—刃脚下素砼垫层宽度(m),素砼垫层宽度为1.2m;

[σ]—砂垫层极限承载力,取250Kpa;

经计算:σ=133/1.2=110.83Kpa,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22.5度;

H—砂垫层厚度,取0.8m

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。

σ下=133/(1.2+2×0.8×tg22.5)=71.4KPa;

下卧层复合地基极限承载力为80Kpa,其承载力能满足施工要求。

3.4.2沉井下沉稳定性验算

沉井下沉稳定性可按下式计算:

式中:G—井位自重(KN),沉井砼共浇筑196.16+24.32=220.48m3;自重5401.76KN。

B1—地下水浮力,浮力为220.48(KN);

R1—刃脚踏面及斜面下土的支承力(KN);

R1=ARRj=26.06*65=1693.9KN

AR—刃脚踏面及刃脚斜面与井内土壤接触面26.06(m2);

R2—底梁下土的支承力0(KN);

R2=AlRj=12.8*65=832KN

Al—底梁下土的总支承面积12.8(m2);

Rj—土的极限承载力65(KN/m2)。

满足沉井接高稳定性要求。

3.4.3下沉系数分析

1、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:

式中:U—井壁的外围周长29.8(m);

A—单位周长摩阻力(KN/m),

f—单位面积摩阻力20(KN/m2);

H——沉井下沉深度(m)。

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济南东新热电有限公司2X70MW热水锅炉主厂房建设工程钢筋安全交底,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。

不排水时下沉系数分析表

单位面积摩阻力f0(kn/m2)

某花园洋房电气安装施工方案侧壁摩阻力f1(kn)

地基承载力(kn/m2)

下沉系数K=G/(T+R)

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