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1、55米沉井下沉施工方案编辑单位：江苏锦峰水下技术工程有限公司 编辑人联系：I39 2I8 I4666沉井基础上下敞口带刃脚的空心井筒状结构下沉水中到设计标高处,以井筒作为结构外壳而建筑成的基础。以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。沉井是一个无底无盖的井筒，一般由刃脚、井壁、隔墙等部分组成。在沉井内挖土使其下沉，达到设计标高后，进行混凝土封底、填心、修建顶盖，构成沉井基础。埋深较大，整体性好，稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载。此外，沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，其施工工艺简便，技术稳妥可靠，无需特殊专业设备，并可做成补偿性基础，避免过大沉
2、降，在深基础或地下结构中应用较为广泛，如桥梁墩台基础、地下泵房、水池、油库、矿用竖井以及大型设备基础、高层和超高层建筑物基础等。但沉静基础施工工期较长，对粉砂、细砂类土在井内抽水时易发生流砂现象，造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，也将给施工带来一定的困难。沉井按其截面轮廓分，有圆形、矩形和圆端形等三类。圆形沉井水流阻力小，在同等面积下，同其他类型相比，周长最小、摩阻力相应减小，便于下沉；井壁只受轴向压力，且无绕轴线偏移问题。矩形沉井和等面积的圆形沉井相比，其惯性矩及核心半径均较大，对基底受力有利；在侧压力作用下，沉井外壁受较大的挠曲应力。圆端形沉井对支撑建筑
3、物的适应性较好，也可充分利用基础的圬工，井壁受力也较矩形有所改善，但施工较复杂。沉井一般常用于桥梁墩（台）深基础，可以承载较大的负荷。沉井用于水闸工程的下游防冲已在较多水闸中取得成功经验。在海漫和防冲槽之间设置钢筋砼防冲大沉井，起“锁墙”作用，保护海漫下游端不被下泄洪水和潮水冲刷破坏。 1、工程概况 1.1工程特点 曹娥江大闸枢纽工程位于绍兴市，钱塘江下游右岸主要支流曹娥江河口，距绍兴市区约30公里，为等工程，主要建筑物挡潮泄洪闸、堵坝、岸墙、翼墙为级建筑物；次要建筑物上游导流堤等为3级建筑物；临时建筑物施工围堰等为4级建筑物。大闸枢纽主要由挡潮泄洪闸、堵坝、导流堤、鱼道、上游河道护脚、上下游
4、堤防加高加固以及2号闸老围堰处理等建筑物组成。在灌砌石海漫下游端设防冲大沉井， 防冲大沉井总长685m，共计55只。由于沉井下沉过程中不可避免有倾斜现象，根据相关工程经验，在相邻井间预留0.9m的宽缝，在预留缝的上下游两端采用高压旋喷桩进行缝堵，高压旋喷桩深15m，桩径不小于1.5m。单个防冲大沉井，顺水流向长8m，垂直水流向长12m，深13m，外壁厚0.7m，中间设分隔墙厚0.4m，顶板厚0.8m，下端开口，中间为空箱，刃脚底面宽度0.3m。沉井沉放完毕后，在空箱内回填砂质粉土。设计沉井底标高为-15.5m，顶标高为-2.5m。 1.2工程地质 沉井场址在勘探深度内土层出露较简单，分布较均匀
5、。自上而下分述如下： 砂质粉土（al-mQ4）组成，顶板标高-17.2-1.31米； 淤泥质粘土粉土夹层（al-mQ4），顶板标高-19.2-12.31米； 淤泥质粉质粘土夹粉土（al-mQ4），顶板标高-24.4-21.4米； 粉质砂土、粉土互层（al-mQ4），顶板标高-44.9-33.1米； 粉砂（al-mQ3）等组成，顶板标高-60.8-50.22米。 地基土砂性强，抗剪抗压性能良好，陶晓斌 砂性土抗冲能力差，易受水的影响。 施工区域内建设单位已建有施工围堰，堰高平均高程约为10m，围堰区内场地比较平坦，场地标高为-2-2.5m。 2、沉井下沉方案的确定 2.1 沉井制作 沉井制作采用
6、就地浇筑的方式，每只沉井分二节制作，一次下沉。第一节制作高度 8.5m，分三次浇筑砼，即1.0m、3.7m、3.8m。为方便施工第一次沉井制作时的地面标高（刃脚位置）为-7.0m。第一节制作的沉井下沉到-15.5m，然后再进行上部的接高，进行第二节3.9m的制作。 1.接高沉井时必须停止除土作业，在沉井偏斜情况下严禁接高沉井。 2.高处作业必须支搭作业平台，作业平台的脚手板必须铺满、铺稳；上下作业平台必须设安全梯、斜道等攀登设施；作业平台临边必须设防护栏杆；使用前应经检查、验收，确认合格并形成文件，使用中应随时检查，确认安全。 3.拆除支垫应符合下列要求：混凝土强度应满足设计规定的抽垫要求；抽
7、出垫木后应用砂性土回填、捣实；抽垫时应采取防止沉井偏斜的措施；抽垫时应由作业组长指挥，分区域，按规定顺序进行；定位支垫处的垫木应按设计规定程序最后抽出，且不得遗留。 4.沉井侧模应在混凝土强度达到25时方可拆除，刃脚模板应在混凝土强度达到75时方可拆除；沉井分节预制时，分节预制高度应依其下沉过程中的稳定性和摩阻状况，由设计或施工设计确定。底节沉井的最小高度应满足拆除垫木后的竖向挠曲强度要求。 5.沉井制作场地应符合下列要求： (1）岛标高应高出施工期间可能出现的最高水位70cm以上。 (2）筑岛应能承受水流对岛体的冲刷，确保岛体稳定。 (3）筑岛的平面尺寸应满足沉井制作和抽垫等施工要求，沉井周
8、围应有2m以上的护道。 (4）筑岛材料应为透水性好、易于压实和开挖的无大块颗粒的砂土或碎石土等。 (5）在浅水区域或可能淹没的旱地、浅滩应筑岛制作沉井。 6.制作沉井时应同步完成直爬梯或梯道预埋件的安设；直爬梯和梯道应符合下列要求： (1)梯道宽度不宜小于70cm；坡度不宜陡于50；梯道宜使用钢材焊制，钢材不得腐蚀、断裂、变形；每步高度不宜大于25cm，严禁用钢筋做踏板；梯道临边侧必须设防护栏杆。 (2)采用斜道(马道)时，脚手架必须置于坚固的地基上，斜道宽度不得小于1m，纵坡不得陡于13，支搭必须牢固。 (3)采用固定式直爬梯时，爬梯应用金属材料制成；梯宽且为50cm，埋设与焊接必须牢固。梯
9、子顶端应设1.0m1.5m高的扶手；攀登高度超过7m以上部分宜加设护笼；超过13m时，必须设梯间平台。 (4)人员上下梯子时，必须面向梯子，双手扶梯；梯子上有人时，他人不宜上梯。 (5)采购的安全梯应符合现行国家标准；现场自制安全梯应符合下列要求： 1)攀登高度不宜超过8m；梯子踏板间距宜为30cm，不得缺档；梯子净宽宜为40cm50cm；梯子工作角度宜为755。 2)梯子需接长使用时，必须有可靠的连接措施，且接头不得超过一处。连接后的梯梁强度、刚度，不得低于单梯梯梁的强度、刚度。 3)梯脚应置于坚实基面上，放置牢固，不得垫高使用；梯子上端应有固定措施。 4)梯子结构必须坚固，梯梁与踏板的连接
10、必须牢固；梯子结构应根据材料性能进行受力验算，经计算确定。 (6)基坑施工现场可根据环境状况修筑人行土坡道供施工人员使用，人行土坡道应符合下列要求： 1)施工中应采取防扬尘措施，并经常维护，保持完好。 2)两侧应设边坡，沟槽(基坑)侧无条件设边坡时，应根据现场情况设防护栏杆。 3)坡道土体应稳定、坚实，宜设阶梯，表层宜硬化处理，无障碍物。 4)宽度不宜小于1m，纵坡不宜陡于13。 7.临边作业必须设防护栏杆，并应符合下列要求： (1）木质栏杆上杆梢径不得小于7cm，下杆梢径不得小于6cm，栏杆柱梢径不得小于7.5cm，并以不小于12号的镀锌钢丝绑扎牢固，绑丝头应顺平向下；钢筋横杆上直径不得小于
11、16mm，下杆直径不得小于14mm，栏杆柱直径不得小于18mm，采用焊接或镀锌钢丝绑扎牢固，绑丝头应顺平向下；钢管横杆、栏杆柱均应采用直径48mm(2.753.5)mm的管材，以扣件固定或焊接牢固。 (2）防护栏杆应由上、下两道栏杆和栏杆柱组成，上杆离地高度应为1.2m，下杆离地高度应为50cm60cm。栏杆柱间距应经计算确定，且不得大于2m。 (3）栏杆柱在基坑四周固定时，可采用钢管并锤击沉入地下不小于50cm深。钢管离基坑边沿的距离，不得小于50cm；栏杆柱在混凝土结构上固定，采用钢质材料时可用预埋件与钢管或钢筋焊牢；采用木栏杆时可在预埋件上焊接30cm长的505角钢，其上、下各设一孔，以
12、直径10mm螺栓与木杆件拴牢；栏杆柱在砌体上固定时，可预先砌入规格相适应的设预埋件的预制块，并固定。 (4）防护栏杆的底部必须设置牢固的、高度不低于18cm的挡脚板；挡脚板下的空隙不得大于1cm；挡脚板上有孔眼时，孔径不得大于2.5cm。 (5）栏杆的整体构造和栏杆柱的固定，应使防护栏杆在任何处能承受任何方向的1000N外力。 (6）高处临街的防护栏杆应加挂安全网，或采取其他全封闭措施。 首先，根据土方堆放场地，对沉井部分的表土进行清除，清除的表土直接打至土方堆放处进行场地平整。场地平整完成后，将第一、二组土方冲排入钱塘江中，以后各组的土方或回填或进行堆放。 在井点正式作用二天后开始土方冲挖，
13、每一作业段计划安排3天时间进行冲挖，根据泥浆泵的工作效率，一个作业段配10套冲挖设备，其中8套工作，2套备用。 土方冲挖后，井点已工作5天，开挖后的基坑能满足上部作业的需要。 4.2 沉井下沉 沉井砼浇筑时，在沉井内离井底约4m左右的位置四周设置若干小牛腿，以便设置下沿工作平台，同时在该位置内隔墙上设置进人孔，使沉井内各格间形成通道，便于操作人员相互沟通。在井壁内侧设置插筋，以便搭设爬梯，形成垂直通道。 本工程沉井高度较高，为保证平稳下沉，第一次制作待砼强度达到设计要求后即进行沉井的下沉，下沉时一次沉放到位。下沉考虑每小组四只同时沉放，完成一小组再沉放另一小组，两作业组同时作业，但存在时间差，
14、主要采用排水法施工。 沉井下沉施工工艺图 4.2.1排水下沉 首先将沉井四周与下沉无关的机具、设备（包括钢管、钢模板）均搬离施工现场，清除杂物； 在沉井四角设立指针，并埋设高程点和水平位移标志，架设测量仪器进行首次测量； 检查维护降水井点并确保其运转正常； 搭设井内作业平台及上下作业爬梯；并在沉井面上搭设操作平台、栏杆。泥浆泵、水枪配备到位（每格内配泥浆泵一台、水枪一支）； 井内取土的原则是：从中间往周围，尽量使土体成漏斗状，让刃脚周围的土体自然下挤。控制各隔仓内土体高差不大于0.5m。正常情况下，距刃脚50cm范围内严禁取土，除非因沉井刃脚土体问题出现沉井不沉或沉井纠偏的需要。 由于每次将四
15、只沉井同时下沉，原则上同时同步取土。特殊时按先1#、3#后2#、4#沉井，沉井之间的高差不大于1m。 准备二台4吋水泵，以备非常情况下（井内出现大量流砂、沉井突沉等），对井内进行灌水。 4.2.2 不排水下沉 在距下沉底标高23m 时，在正常情况下仍可采用排水下沉，如需采用不排水下沉，具体如下： 利用距井底4m的小牛腿搭设工作平台，泥浆泵用葫芦挂在工作平台作业面，在泥浆泵吸泥口下方设置一根长约2m的硬管，增加泥浆泵的吸程，水枪枪口采用2m钢管或毛竹杆接长直接进行冲沉，工作人员直接在工作平台上作业，其他机械设备及工序同排水下沉。 4.3 设备及人员配置 在每一沉井的四个分隔仓内，每仓配备水枪1支，泥浆泵1台。泥浆泵采用葫芦悬挂便于移动取土，由于取土较深，泥浆泵需要进行接送。故每一沉井内配水枪4支，泥浆泵8台。每支水枪配1人，每只井配4人进行泥浆泵管理，每组另配4人管理泥浆泵、4人管理高压泵。共计72人，泥浆泵64台，高压清水泵16台。 4.4 沉井的接高 沉井制作：经过下沉后的沉井此时处于暂时稳定状态，如上部接高，相当于对沉井进行加载，沉井将有可能自然下沉。为保证安全对沉井外围及井内进行土方回填。 上部沉井砼高3.9m，自重3.93425=3315KN。此部份荷载需由土体摩
