1、沉井工程施工设计方案后有附图沉井工程施工方案1沉井工程概况本工程位于省吴江市南部新城，包括W3、W4、W5、W6、W7、W8六个沉井工程。其中W3、W4为拖管沉井工程、W5、W6、W7、W8为顶管沉井工程。工程设计单位为中交第一公路勘察设计研究院。有关沉井工程的概况简述如下：1.1沉井简介1.1.1沉井规模与构造（1）本工程的道路沉井为钢筋混凝土构筑物，W3、W4沉井的尺寸分别为：1000*1200、1000*1200，井深分别为：-5.350m、-5.430m；W5、W6、W7、W8沉井的尺寸分别为：5000、7500*3500、4000*3500、8000，井深分别为：-5.470m、-5
2、.920m、-5.370m、-5.820m。（2）沉井W3、W4总高度分别8.560m、8.520m，其顶面标高为分别为5.360m、5.320m，设计地面标高分别为：3.210m、3.090m；W5、W6、W7、W8总高度分别为：8.350m、8.610m、7.990m、8.940m，其顶面标高分别为：5.150m、4.910m、4.790m、5.240m，设计地面地面标高分别为：2.880m、2.690m、2.620m、3.120m。（3）沉井底部的构造要求为：200厚道碴垫层 150厚C15素混凝土垫层800厚C25底板混凝土1.1.2沉井所选用的材料（1）混凝土：除注明者外，下部结构砼
3、强度等级C30，抗渗等级P6，水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级等于42.5R在满足抗渗要求的同时满足强度要求，水灰比不大于0.50。垫层为C15.（2）钢材：HPB300为一级钢，抗拉及抗压强度设计值为270N/ mm2 HPB400为三级钢，抗拉及抗压强度设计值为360 N/ mm2。 锚筋：受力预埋件的锚筋采用HPB300，HRB400级钢筋，严禁采用冷加工钢筋。 焊条：E43用于HPB300级钢筋或HPB300与HRB335级钢筋之间的焊接。 E50用于HRB335级钢筋的焊接。 E55用于HRB400级钢筋的焊接。1.1.3钢筋混凝土保护层（1）纵向受力的普通钢筋，其混凝土保护层（钢筋
4、外边缘至混凝土表面的距离）不应小于钢筋的公称直径，且不小于下表的规定。纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）环境类别板、墙、壳梁柱C25、C30C25、C30C25、C30与水、土接触或高湿度303535污水接触或受水气影响354040注：基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40 mm，当无垫层时，不应小于70mm。（2）梁，柱中箍筋河构造钢筋的保护层厚度不应小于25mm。（3）当梁，柱中纵向钢筋的混凝土保护层厚度大于50mm时，在保护层中加6焊接钢筋网片。（4）对三类环境中的悬臂板，其上面应采取有效的保护措施。（5）对有防火要求的建筑物，其混凝土保护层厚度尚应符合国家现有关标准的
5、要求。（6）有地下防水要求的工程，迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。1.2工程地质状况简介本工程的地质勘察单位为西北综合勘察设计研究院。有关沉井场地的岩土工程勘察情况如下述：1.2.1地形地貌及地下水（1）拟建场地的地貌单一，属潮坪区，地形较平坦，无暗浜等不良地质现象。（2）场浅层地下水属潜水类型，受大气降水和地表迳流补给，地下水位埋深0.00-1.40m，相应地下水位标高为0.55-2.33m。1.2.2地层特征 与沉井相关的各层土质的特征见下表所示：土层层号土层名称层厚（m）层底标高（m）颜色湿度压缩性能土 层 描 述1杂填土1.000.920杂色主要由建筑垃圾、碎石块、粘性土、植物根
6、系组成，局部地段含有机质，土质不均匀粘质粉土1.30-0.380灰黄色干差软塑，中等压缩性，无摇振反应，稍有光泽，干强度河韧性中等，工程性质一般偏差淤泥质粉质粘土10.70-11.080灰色饱和高流塑状，含有机质，无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等，工程性质极差1砂粘土2.50-13.580灰黄色饱和高可塑，中等压缩性，无摇振反应，有光泽，干强度和韧性高，工程性质较好。2粉质粘土4.50-18.080灰色饱和中局部地段为软塑，中等压缩性，无摇振反应，干强度和韧性中等，含铁锰质斑点，局部夹粉土，工程性质一般。粘土5.70-23.780黄色饱和高可一硬塑，中等压缩性，干强度和韧性高，含氧化铁斑
7、点，工程性质良好。1.2.3沉井井壁摩阻力参数勘察单位根据静力触探比贯入阻力Ps值、土性指标及特征，并参照有关规要求，推荐了各层土的沉井井壁摩阻力参数如下表所示：层序土层名称静探Ps平均值（MPa）井壁摩阻力（KPa）1杂填土不计粘质粉土1.5912淤泥质粉质粘土0.42121砂质粉土1.8320（5m以上为12）2淤泥质粉质粘土0.51151.2.4地质条件对沉井所产生的影响因素根据地质勘探报告的分析，本工程的有关地质条件对沉井工程将产生不利的影响。主要因素有：（1）在埋深15m围分布的土层为饱和砂质粉土。根据有关规要求，在抗震设防烈度为7度时，运用标准贯入试验判定，液化强度比为0.98,液
8、化指数为0.71，属轻微液化。（2）由于1砂质粉土层较厚，结构性差，透水性较强，沉井开挖时有可能造成流砂。为此，在沉井的设计和施工中应充分考虑这一影响因素，尤其在施工过程中，应采取必要的降水措施。（3）沉井的沉入深度处于2土体中。该层土体为淤泥质粉质粘土，饱和，流塑状态，压缩性高，承载强度较低，因此需要采取地基加固措施，以保证沉井的稳定和控制沉降量。2施工部署2.1沉井的主要施工方法选择沉井是用于深基础和地下构筑物施工的一种工艺技术，其原理是：在地面上或地坑，先制作开口的钢筋混凝土筒身，待筒身混凝土达到一定强度后，在井挖土使土体逐渐降低，沉井筒身依靠自重克服其与土壁之间的摩阻力，不断下沉直至设
9、计标高，然后经就位校正后再进行封底处理。沉井方法有多种选择，如：排水下沉和不排水下沉；一次制作、一次下沉和分节制作、分节下沉等。根据本工程的特点和设计的具体要求，沉井的主要施工方法将作以下选择：2.1.1沉井方法：采用排水下沉和干封底的工艺技术根据对拟建场地的土层特征、地下水位及施工条件的综合分析，设计要求本工程的沉井采用排水下沉和干封底的施工方法。该方法可以在干燥的条件施工，挖土方便，容易控制均衡下沉，土层中的障碍物便于发现和清除，井筒下沉时一旦发生倾斜也容易纠正，而且封底的质量也可得到保证。2.1.2降水方法：井外真空深井泵与井明排水相结合采用排水下沉和干封底的施工技术，关键是选择合理可行
10、的降水方法，使降水效果满足排水下沉的技术要求。根据本工程的沉井施工特点分析，可供选择的井外降水方法主要有两级轻型井点降水、喷射井点降水及真空深井泵降水等。经对上述方法的比较与论证，我公司决定选择井外真空深井泵与井明排水相结合的降水方法。与其他降水方法相比，采用该方法降水不但施工方便、降水效果好，而且能有效防止砂质粉土层可能发生的流砂或管涌等不良现象发生，以此保证沉井施工的安全和顺利进行。2.1.3制作与下沉方法：两节制作、两次下沉沉井施工的一般方法为：一次制作、一次下沉；分节制作、一次下沉；多节制作、分节下沉（制作与下沉交替进行）。沉井过高，施工技术难度较大，而且在下沉时容易发生倾斜，因此应采
11、用分节制作、分节下沉方法。沉井分节制作的高度，应保证其稳定性并能使其顺利下沉。根据本工程的特点与设计要求，对沉井应采用两节制作、两次下沉的方法。沉井分节制作与下沉的要求是：第一节沉井高度为7m，起沉标高为3.00（绝对标高，下同）；第二节沉井高度为5.6m，接高处（后浇段标高）为3.300。2.1.4沉井底部地基加固方法：压密注浆本工程的沉井持力层处在淤泥质粉质粘土层。该层土体湿度达到饱和，为流塑状态，属高压缩性，Ps平均值较低，承载强度也相应较低。针对这一不利的地质情况，设计要求对该层土体采取压密注浆的措施，使地基得到加固，并防止或减少渗透和不均匀的沉降。压密注浆的围为：注浆区域的直径为23
12、.2m，比沉井的外壁直径（17.2m）扩大6m；注浆深度为3m，自沉井底标高-7.30m处起，至底部-10.30处为止。2.2沉井工艺流程 根据本工程的特点与施工方法，沉井主要工序的工艺流程安排见下图所示：各 项 施 工 准 备工 程 测 量 定 位、放 线基坑开挖至起沉标高沉井刃脚垫层和垫架第一节沉井制作第一次下沉砼养护及拆模坑外深井降水安装预埋预留配合第二节沉井制作井筒内挖土、排水砼养护及拆模第二次下沉井筒内挖土、排水安装预埋预留配合沉井封底沉井稳定观测井内结构施工与安装封底后质量检查沉井工程质量检验加固区域压密注浆2.3施工阶段划分与施工容概述分阶段、按步骤组织施工，针对各阶段的工程特点
13、与工艺要求明确分期管理目标，并落实相应的技术与管理措施，这是加强施工过程控制的有效方法。根据施工工艺流程安排，沉井工程的主要施工过程大致可划分为以下四个施工阶段：2.3.1施工准备阶段工程开工前后应抓紧落实施工前期的各项准备工作，包括施工的组织准备、技术准备、物资准备及现场准备等工作。该阶段的主要工作容概括如下：（1）熟悉施工图纸与地质资料等技术文件，编制施工组织设计和实施性的专项施工方案。（2）平整场地至要求的标高，铺设施工道路，开挖排水沟，接通水源和电源。（3）根据建设单位提供的坐标导点和水准引测点完成沉井的定位测量工作。为了控制沉井的位置与标高，在场须设置沉井的轴线与标高控制点。（4）及
14、时组织施工机具、材料及作业队伍进场，充分落实各项开工准备工作。（5）根据施工方案的要求，在沉井外布设真空深井泵井点管，并提前进行预降水工作。（6）根据施工图设计的要求，委托专业施工队伍对沉井底部的加固区域进行压密注浆。（7）根据施工图设计要求，完成沉井基坑的放坡开挖工作（开挖至沉井起沉标高3.00处），为及时进行第一节沉井的制作创造条件。2.3.2第一节沉井制作与下沉阶段沉井工程进入了实施性的阶段。该阶段的主要工作容可概括为以下几方面：（1）对开挖的沉井基坑测量定位和抄平，完成沉井刃脚的砂垫层和支垫架工作。（2）第一节沉井的钢筋绑扎和支模，其中穿插进行安装预埋预留的配合工作。（3）第一节沉井的
15、混凝土浇捣、拆模与养护，同时完成沉井第一次下沉的有关准备工作。（4）沉井第一次下沉，逐步下沉至设计要求的标高，其中包括完成相关的井筒挖土和明排水工作。井筒外的深井降水必须连续进行。（5）沉井过程中的轴线与标高复核，严格控制沉井的位置与垂直度，发现问题及时采取纠偏措施。（6）加强对沉井过程中的监测与监控措施，确保沉井与周边环境的安全。2.3.3第二节沉井制作与下沉阶段待第一节沉井下沉至设计要求的标高后，开始进入第二节沉井的制作与下沉阶段。主要施工容有：（1）根据设计和规的有关要求，完成上下节沉井之间的施工缝处理工作。（2）第二节沉井的钢筋绑扎和支模，其中穿插进行安装预埋预留的配合工作。（3）第二
16、节沉井的混凝土浇捣、拆模与养护，同时完成沉井第二次下沉的有关准备工作。（4）沉井第二次下沉，逐步下沉至设计要求的底标高，其中包括井筒的挖土、明排水及井筒外的深井降水。（5）沉井过程中的测量复核和纠偏措施，包括对周边环境的监测与监控措施。（6）沉井的稳定监测，同时完成沉井封底的有关准备工作。2.3.4沉井封底与收尾阶段沉井下沉至设计的底标高后，必须进行观测检查，其稳定性被确认满足设计与规后方可进行封底和后续工序的施工。该阶段的施工容主要有：（1）沉井底部的整平与垫层施工，同时完成井壁的清理与施工缝的处理工作。（2）底板钢筋绑扎和底板混凝土浇捣、养护。（3）测量弹线，落实井筒的墙、柱、板等结构施工
17、的准备工作。（4）完成井筒的结构施工，为机电安装作业创造条件。（5）沉井工程的质量检查与验收。2.4主要施工机械与机具配备计划根据各施工阶段的实际需要，合理选择、布置及使用施工机械，是加快施工进度、提高工效和保证施工顺利进行的必要条件。本工程沉井各阶段所配备的主要施工机械与机具详见下表：序机械名称、型号数量使用部位功率KW1深井泵降水设备与设施2套沉井外降水202压密注浆设备与设施2套沉井底部地基加固303液压式挖掘机 住友LS2801基坑开挖、回填柴油机4电动蛙夯H-201型2土基及回填土夯实425砼汽车泵（R=36m）1沉井浇砼柴油机6自落式砼搅拌机（JG250）1砂浆和零星砼拌制57W-
18、1001履带式挖机1井挖土及垂直运输柴油机8电焊机BXI-3303施工全过程320KVA9插入式振动器 HZ6X-504振捣砼81.510平板式振动器 PZ-5012振捣砼21.511钢筋切断机GJ5-40-1（QJ40-1）1钢筋制作成型312钢筋弯曲机GJ7-45（WJ40-1）1钢筋制作成型2.813钢筋调直机GJ4-14/4（TQ4-14）1钢筋制作成型414钢筋对焊机UN1-75型1钢筋对接100 KVA15潜水泵QS3225-4型25m3/h4井排水42.516高压水泵8BA-18型，1.25MPa2沉井冲泥备用2417小型空压机（0.6MPa）2砼面凿除与清理252.5主要劳动力
19、使用计划2.5.1劳动力组织的特点与一般工程不同，本工程为大型的沉井构筑物，工艺技术独特，专业性强，一般需要连续地快速施工，因此劳动力组织具有以下特点：（1）真空深井泵降水、压密注浆加固地基及井土方开挖等作业均为专业性较强的施工项目，需要选择具有资质的专业分包队伍组织施工。（2）根据沉井应连续施工的需要，与沉井有关的降水、挖土等劳动力应组成两班制，实行昼夜交接班作业。劳动力的投入量需要作相应的增加。（3）本工程的沉井为钢筋混凝土构筑物，制作的技术难度较大，尤其是钢筋与模板分项，操作技术要求高，因此劳动力的组织应选择具有类似工程施工经验的熟练技工。2.5.2主要工种的劳动力配备数量（1）深井降水
20、：井点打设5人，日常降水管理2人（2）压密注浆： 6人（3）钢筋工： 5人（包括钢筋制作成型）（4）支模木工： 7人（5）混凝土工： 8人（6）泥工： 6人（7）挖土工： 6人（分两班作业）（8）排水工： 6人（分两班作业）（9）普工： 10人（分两班作业）（10）测量工： 2人2.6沉井各阶段主要工序的作业进度控制根据沉井工程的特点与分阶段组织施工的需要，各阶段主要工序的作业进度控制计划安排如下：（1）施工准备阶段：完成各项施工准备工作的时间需要10日历天。其中主要工序为压密注浆进行地基加固，所占的施工周期较长，如采用2套设备同时作业，约需要10日历天。（2）第一节沉井制作与下沉阶段：该阶段
21、的作业进度控制计划为40日历天。其中主要工序的进度安排分别为：沉井制作10天；沉井混凝土养护20天左右，满足100%设计强度的要求；沉井下沉至设计标高需要10天。（3）第二节沉井制作与下沉阶段：该阶段的作业进度控制计划为42日历天。主要工序的进度安排分别为：沉井制作12天；沉井混凝土养护18天左右（考虑了气温逐渐下降的因素），满足70%以上设计强度的要求；沉井下沉至设计标高需要10-12天，其中考虑了地质条件对作业所产生的不利影响。（4）沉井封底与收尾阶段：该阶段的作业进度控制计划为33日历天。主要工序的进度安排分别为：封底前的沉井稳定性观测7天；沉井封底6天；沉井结构收尾20天。 根据上述作
22、业进度控制要求，沉井工程的施工周期约需要133日历天。如能采取相关的赶工措施，沉井的施工周期尚存在一定的压缩余地。各阶段的具体施工容详见“2.3施工阶段划分与施工容概述”。3主要项目的施工方法与技术措施3.1工程测量3.1.1测量工作安排 为了保证测量精度满足设计图纸与施工质量的要求，现场测量工作将按以下部署进行：（1）测量工作应抓紧在施工准备阶段开始。根据施工总平面图的座标控制点，引测工程轴线和高程控制点，为全面开展施工创造条件。（2）根据本工程沉井的施工特点，在场建立平面主轴线控制网和水准复核点，以满足施工的需要。（3）施工前期的测量工作应由公司专业测量师负责、施工员或技术员配合完成。施工
23、期间，现场施工员或技术员负责操平放线工作，公司专业测量师负责定期复核。（4）根据施工图设计要求，完成沉井的沉降观测工作。（5）根据本市建设主管部门的有关规定，做好测量技术资料的保存与归档工作。3.1.2沉井的测量控制方法（1）沉井位置与标高的控制：在沉井外部地面及井壁顶部设置纵横十字中心线和水准基点，通过经纬仪和水准仪的经常测量和复核，达到控制沉井位置和标高的目的。（2）沉井垂直度的控制：在井筒按4或8等分作出垂直轴线的标记，各吊线坠逐个对准其下部的标板以控制垂直度，并定期采用两台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时，应随时观测沉井的垂直度，当线坠离标板墨线达50mm时，或四周标高不一致时，应及时采
24、取纠偏措施。（3）沉井下沉控制：在井筒外壁周围测点弹出水平线，或在井筒外壁上的四个侧面用墨线弹出标尺，每20mm一格，用水准仪及时观测沉降值。（4）沉井过程中的测量控制措施：沉井下沉时应对其位置、垂直度及标高（沉降值）进行观测，每班至少测量两次（在班中和每次下沉后测量一次）。沉井接近设计的底标高时，应加强观测，每2小时一次，预防超沉。（5）测量工作的管理措施：沉井的测量工作应由专人负责。每次测量数据均需要如实记录，并制表发送给有关各部门。测量时如发现沉井有倾斜、位移、沉降不均或扭转等情况，应立即通知值班技术负责人，以便指挥操作人员采取相应措施，使偏差控制在规允许的围以。附图：沉井下沉测量控制平
25、面示意图沉井下沉测量控制剖面示意图3.2井外深井降水与井明排水结合的施工方法根据设计要求，本工程的沉井采用排水下沉和干封底的施工技术。采用该项技术的前提条件是落实沉井外的降水措施，确保沉井过程不受地下水的影响，特别要防止层土发生流砂情况。经对多种降水方案的比较与论证，我公司认为采用井外深井降水与井明排水结合的方法较为合理可行，尤其是深井降水，具有排水量大、降水深及平面布置干扰小等优点。有关的施工方法与技术措施如下述：3.2.1深井布设位置与要求根据有关深井降水的技术参数测算，沉井外围应布置4口深度为15m的深井，每口深井的有效降水面积约300m2，降水深度可达到12m左右，以此保证降水效果能满
26、足排水沉井和干封底的施工的需要。深井布设的基本要求有：（1）在沉井外围（离沉井外壁4m左右）布设4口深井，深井之间的距离控制在1820m以。每口深井的降水围大致为四分之一的沉井区域。（2）打设深井采用WK-1000旋挖钻机干钻法成孔，清水护壁。深井成孔的直径为700mm，井管直径为273mm，以瓜子片加粗砂为滤料。围填沥料应做到四周均匀，下料不能过快，防止局部沥料脱空而影响降水效果。（3）根据井深和沉井区域土层的含水量，在井底0.5m以上设置一节长度为4.0m的滤管，并在自然地面以下4.0m处设置一节长度为2.0m的滤管。深井泵吸水头应放在沥水管下口处沉砂管部位，以便有效地抽取地下水。（4）每
27、口深井配置一台JC100-110深井水泵，排量为每小时10吨，扬程38m。深井泵电机座与井口连接处要垫好橡皮，并保证密封，防止漏气。真空泵与深井泵每2口连接为一组，配备一台2S-185真空泵，通过抽真空加大井外的压力差，以此加快集水速度，提高降水效果。3.2.2深井布置的工艺流程 为了保证施工质量，深井的布置打设应符合施工技术规的要求，其工艺流程如下图所示：井点测量定位挖井口钻孔回填井底砂垫层回填井管与孔壁间的过滤层洗井吊放井管安装护筒试抽水井管内下设水泵安装抽水控制电路正常降水封井降水完毕拔井管3.2.3深井降水的进度安排深井设置应在施工准备阶段完成。每安装完成一口井后即可进行验收。4口深井
28、的设置时间应控制在2天左右。深井泵安装并验收后即可进行预降水。为了保证坑的降水效果，沉井前的预降水时间宜为15天左右。沉井施工期间，降水应连续进行，降水深度应控制在沉井底以下0.5-1.0m左右。降水周期应满足设计要求。3.2.4沉井的明排水方法在沉井外部采用深井井点截水的同时，在沉井部开挖明沟、集水井，采用潜水泵进行明排水，以此保证降水效果。井明排水的主要技术措施为：沉井过程中，如发现井土体湿陷，应在离刃脚23m处挖一圈排水明沟，并设34个集水井，其深度应比地下水位深11.5m。明沟和集水井的深度应随沉井的挖土而不断加深。集水井的积水由高扬程的潜水泵排至沉井外。井明排水也可将抽水泵设在井壁上
29、，一般需要在井壁上预埋铁件，焊钢操作平台安置水泵，或在井壁上吊木架安置水泵。如采用上述方法，水泵的抽水高度应控制在5m以。附图：深井降水井点布置平面图深井降水与井明排水示意图3.3压密注浆地基加固方法3.3.1设计要求考虑到沉井持力层处在地质条件较差的淤泥质粉质粘土层，设计要求对该层土体采取压密注浆的加固措施。压密注浆加固的深度和宽度分别为：自沉井底标高-7.30m处起，至底部-10.30处为止，深3m；注浆区域的宽度为直径23.2m，比沉井的外壁直径（17.2m）扩大6m。为了保证层的土体加固能满足沉井工程安全使用的需要，设计对压密注浆的加固措施明确了以下要求：（1）水泥应采用普通硅酸盐水泥
30、，强度等级为42.5。（2）压密注浆的水泥用量为每m3控制为200250kg，水灰比应小于0.40.45，压密注浆的压力控制在0.20.5MPa。为了保证注浆效果，在试压密注浆时可掺加减水剂及水玻璃，具体掺量由施工单位考虑。（3）压密注浆应在沉井制作前进行施工。压浆顺序要求先在外围沿边进行，然后由外围向中间压浆。压密注浆孔应呈梅花形布置，孔距应控制在8001000mm之间。（4）严格控制压密注浆的标高，以确保基础以下压密注浆的厚度。（5）注浆加固体的28天静力触探比贯入度阻力应1.4 MPa。3.3.2施工技术要点 压密注浆应选择专业分包施工，并由施工总承包负责进行管理。施工总承包应熟悉、掌握下述施工技术要点：（1）压密注浆的工艺流程为：钻孔 下注浆管、套管 填砂 拔套管 封口 边注浆、边拔注浆管 封孔。（2）地基注浆加固前，应通过试
