施工组织设计下载简介
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沉井施工组织设计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,在场内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吉泰龙广场——金碧辉煌大厦大型商场装修施工组织设计方案.doc,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:在井筒内按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,使偏差控制在规范允许的范围以内。
沉井下沉测量控制平面示意图
沉井下沉测量控制剖面示意图
3.2井外深井降水与井内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内外的降水措施,确保沉井过程不受地下水的影响,特别要防止③2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内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18~20m以内。每口深井的降水范围大致为四分之一的沉井区域。
(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。
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范的要求,其工艺流程如下图所示:
3.2.3深井降水的进度安排
3.2.4沉井内的明排水方法
在沉井外部采用深井井点截水的同时,在沉井内部开挖明沟、集水井,采用潜水泵进行明排水,以此保证降水效果。井内明排水的主要技术措施为:
沉井过程中,如发现井内土体湿陷,应在离刃脚2~3m处挖一圈排水明沟,并设3~4个集水井,其深度应比地下水位深1~1.5m。明沟和集水井的深度应随沉井的挖土而不断加深。集水井内的积水由高扬程的潜水泵排至沉井外。
井内明排水也可将抽水泵设在井壁上,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以内。
深井降水井点布置平面图
深井降水与井内明排水示意图
3.3压密注浆地基加固方法
为了保证③3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,强度等级为42.5。
(2)压密注浆的水泥用量为每m3控制为200~250kg,水灰比应小于0.4~0.45,压密注浆的压力控制在0.2~0.5MPa。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800~1000mm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,应通过试验确定注浆段长度、注浆孔距、注浆压力等有关技术参数。在一般的地质条件下,注浆段长度宜控制在5~6m,注浆孔距不宜大于2m,注浆压力按设计要求为0.2~0.5MPa。
(3)注浆方法是先在加固地基中按规定位置用钻机钻孔至要求的深度,然后在孔内插入直径38~50mm的注浆射管,在射管之外设有套管,在套管与射管之间用砂填塞。注浆时拔出套管,用压浆泵将水泥浆压入射管进行土体内注浆。注浆先从稀浆开始,逐渐加浓。注浆应间隙进行,第1组孔注浆结束后再进行第2、3组注浆。
(4)注浆充填率应根据加固土要求达到的强度指标、加固深度、注浆流量、土体的孔隙率和渗透系数等因素确定。饱和软土的一次注浆充填率不宜大于0.15~0.17。
(5)注浆加固土的强度具有较大的离散性,加固土的质量检验应采用静力触探法,比贯入度阻力应满足设计要求的≥1.4 MPa。
3.4沉井制作方法与技术措施
沉井制作与下沉前,应充分落实相应的作业条件,全面完成以下几方面的施工准备工作:
(1)编制实施性的施工方案,用于指导沉井施工。编制方案必须根据沉井工程的特点、地质水文情况及已有的施工设备、设施等条件,并经过详细的技术、经济比较,以此保证方案的经济合理性与技术可行性。在方案中要重点考虑沉井制作与下沉的安全、质量保证措施,对可能遇到的问题和解决方法做到心中有数。
(2)布置测量控制网。在现场要事先设置沉井中心线和标高的测量控制点,作为沉井定位放线和下沉观测的依据。
(3)深井降水点的布设和压密注浆加固地基等工作已结束,其施工质量已通过验收符合设计和规范的有关要求。
(4)根据设计要求完成了沉井基坑的开挖。基坑的开挖深度为沉井的起沉标高3.000。
3.4.2刃脚支设形式
沉井下部为刃脚,其支设方法取决于沉井的重量、施工荷载和地基承载力。常用的刃脚支设形式有垫架法、砖砌垫座和土模。
根据本工程的具体施工条件分析,沉井的刃脚支设形式宜采用垫架法。垫架的作用是将上部沉井重量均匀传递给地基,使沉井制作过程中不会产生较大的不均匀沉降,防止刃脚和井身产生破坏性裂缝,并可使井身保持垂直。
采用垫架法时,先在刃脚处铺设砂垫层,再在其上铺设垫木(枕木)和垫架。垫木常用150×150mm断面的方木。垫架的数量应根据第一节沉井的重量和砂垫层的容许承载力计算确定,间距一般为0.5~1.0m。垫架应沿刃脚圆弧对准圆心铺设。垫架形式见下图示意:
3.4.3刃脚垫木铺设数量和砂垫层铺设厚度测算
刃脚垫木的铺设数量,由第一节沉井的重量及地基(砂垫层)的承载力而定。沿刃脚每米铺设垫木的根数n可按下式计算:
n = G/A·f
式中:G——第一节沉井单位长度的重力(kN/m)
A——每根垫木与砂垫层接触的底面积(m2)
F——地基或砂垫层的承载力设计值(kN/m2)
根据上式测算:已知沉井外壁直径为17.20m,壁厚0.60m,第一节井身高度7m,混凝土量约220m3;地基土为粘质粉土,地基承载力设计值为130KPa,砂垫层的承载力设计值暂估为150KPa。因此:
G=220×25/16.6×3.14=5500/52.12=106kN/m
又:A=0.15×2=0.3m2
砂垫层上每米需铺设垫木数量:n = G/A·f=106/0.3×150=2.36根
即:垫木间距为0.42m,取0.4m整数。
沉井刃脚需铺设垫木数量计算:16.6×3.14/0.4=130根
式中:G——沉井第一节单位长度的重力(kN/m)
f——砂垫层底部土层承载力设计值(kN/m2)
L——垫木长度(m)
θ——砂垫层的压力扩散角,一般取22.5°
根据本工程的施工条件,初步测算砂垫层厚度以0.5m为宜,铺设宽度为2.5m。
3.4.4沉井制作的钢筋施工工艺
(1)钢筋应有出厂质量证明和检验报告单,并按有关规定分批抽取试样作机械性能试验,合格后方可使用。
(2)根据施工图设计要求,钢筋工长预先编制钢筋翻样单。所有钢筋均须按翻样单进行下料加工成型。
(3)钢筋绑扎必须严格按图施工,钢筋的规格、尺寸、数量及间距必须核对准确。
(4)井壁内的竖向钢筋应上下垂直,绑扎牢固,其位置应按轴线尺寸校核。底部的钢筋应采用与砼保护层同厚度的水泥砂浆垫块垫塞,以保证其位置准确。
(6)井壁钢筋应逐点绑扎,双排钢筋之间应绑扎拉筋或支撑筋,其纵横间距不大于600mm。钢筋纵横向每隔1000设带铁丝垫块或塑料垫块。
(7)井壁水平筋在联梁等部位的锚固长度,以及预留洞口加固筋长度等,均应符合设计抗震要求。
(8)合模后对伸出的竖向钢筋应进行修整,宜在搭接处绑扎一道横筋定位。浇灌混凝土后,应对竖向伸出钢筋进行校正,以保证其位置准确。
3.4.5沉井制作的模板施工工艺
模板分项是沉井制作过程中的关键工序,其设计选型、用料、制作及现场安装等方法直接关系到沉井的工程质量与施工安全。根据本工程沉井施工的特点与要求,模板的工艺技术与施工方法作以下考虑:
(1)模板的设计选型:井壁的内外模板全部采用组合式的定型钢模板,散装散拆,以方便施工,但刃脚部位应采用非定型模板单独拼装、支设。平面模板选取300×1500的规格,以满足圆形井壁的施工要求。围檩采用8号轻型槽钢按弧度分段定制。竖向龙骨采用Ø48×3.5钢管。模板之间的连接件采用配套的U形卡、L形插销、钩头螺栓及对拉螺栓等。
(2)模板安装的工艺流程:位置、尺寸、标高复核与弹线 → 刃脚支模 → 井壁内模支设(配合钢筋安装)→ 井壁外模支设(配合完成钢筋隐检验收)→ 模板支撑加固 → 模板检查与验收。
(3)定型模板的制作尺寸要准确,表面平整无凹凸,边口整齐,连接件紧固,拼缝严密。安装模板按自下而上的顺序进行。模板安装应做到位置准确,表面平整,支模要横平竖直不歪斜,几何尺寸要符合图纸要求。
(4)井壁侧模安装前,应先根据弹线位置,用Ø14短钢筋离底面50mm 处焊牢在两侧的主筋上(注意电焊时不伤主筋),作为控制截面尺寸的限位基准。一片侧模安装后应先采用临时支撑固定,然后再安装另一侧模板。两侧模板用限位钢筋控制截面尺寸,并用上下连杆及剪刀撑等控制模板的垂直度,确保稳定性。
(5)沉井的制作高度较高,混凝土浇筑时对模板所产生的侧向压力也相应较大。为了防止浇砼时发生胀模或爆模情况,井壁内外模板必须采用Ø16对拉螺栓紧固。对拉螺栓的纵横向间距均为450mm。对拉螺栓中间满焊100×100×3钢板止水片。底部第一道对拉螺栓的中心离地250mm。
(6)第一节沉井制作时,井壁的内外模板均采用上、中、下三道抛撑进行加固,以保证模板的刚度与整体稳定性。第二节沉井制作时,井壁外模仍按上述方法采用抛撑,井壁内模可采用井内设中心排架与水平钢管支撑的方法进行加固。水平钢管支撑呈辐射状,一端与中心排架连接,另一端与内模的竖向龙骨连接。
(7)封模前,各种预埋件或插筋应按要求位置用电焊固定在主筋或箍筋上。预留套管或预留洞孔的钢框应与钢筋焊接牢固,并保证位置准确。
(8)模板安装前必须涂刷脱模剂,使沉井混凝土表面光滑,减小阻力便于下沉。
附图:沉井井壁定型钢模板支设示意图
3.4.6沉井制作的混凝土施工工艺
(1)混凝土浇筑采用汽车泵直接布料入模的方法。每节沉井浇砼必须连续进行,一次完成,不得留置施工缝。
(3)混凝土浇筑应分层进行,每层浇筑厚度控制在300~500mm左右(振动棒作用部分长度的1.25倍)。
(4)混凝土捣固应采用插入式振动器,操作要做到“快插慢拔”。混凝土必须分层振捣密实,在振捣上一层混凝土时,振动器应插入下层混凝土中5cm左右,以消除两层之间的接缝。上层混凝土的振捣应在下层混凝土初凝之前进行。
(6)为了防止模板变形或地基不均匀下沉,沉井的混凝土浇筑应对称、均衡下料。
(7)上、下节水平施工缝应留成凸形或加设止水带。支设第二节沉井的模板前,应安排人员凿除或清理施工缝处的水泥薄膜和松动的石子,并冲洗干净,但不得积水。继续浇筑下节沉井的混凝土前,应在施工缝处铺设一层与混凝土内成分相同的水泥砂浆。
(8)混凝土浇筑完毕后12小时内应采取养护措施,可对混凝土表面复盖和浇水养护,井壁侧模拆除后应悬挂草包并浇水养护,每天浇水次数应满足能保持混凝土处于湿润状态的要求。浇水养护时间的规定为:采用普通硅酸盐水泥时不得少于7天,当混凝土中掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求时不得少于14天。
3.5沉井下沉方法与技术措施
3.5.1沉井下沉的作业顺序安排
下沉准备工作 → 设置垂直运输机械设备 → 挖土下沉 → 井内外排水、降水 → 边下沉边观测 → 纠偏措施 → 沉至设计标高 → 核对标高、观测沉降稳定情况 → 井底设盲沟、集水井 → 铺设井内封底垫层 → 底板防水处理 → 底板钢筋施工与隐蔽工程验收 → 底板混凝土浇筑 → 井内结构施工 → 上部建筑及辅助设施 → 回填土
3.5.2沉井下沉验算
沉井下沉前,应对其在自重条件下能否下沉进行必要的验算。沉井下沉时,必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力,其比值称为下沉系数K,一般应不小于1.15~1.25。井壁与土层间的摩阻力计算,通常的方法是:假定摩阻力随土深而加大,并且在5m深时达到最大值,5m以下时保持常值。计算方法见下图所示:
式中:K——下沉安全系数,一般应大于1.15~1.25
Q——沉井自重及附加荷载(kN)
B——被井壁排出的水量(kN),如采取排水下沉法时,B=0
D——沉井外径(m)
H——沉井全高(m)
f——井壁与土间的摩阻系数(KPa),由地质资料提供
R——刃脚反力(kN),如将刃脚底部及斜面的土方挖空,
则R=0
本工程沉井的验算的条件为:
沉井外径:17.20m
沉井全高12.60m,分二节制作、二次下沉,第一节高度7m,第二节高度5.60m
第一节沉井自重为16.6×3.14×0.6×7×25=5473.02kN
沉井总重为16.6×3.14×0.6×12.6×25=9851.44kN
井壁摩阻系数为:②、③1层土均为12KPa;③2层土为20KPa, 但5m以上为12 KPa;③3层土为15KPa。
第一节沉井下沉系数验算:
第一节沉井的下沉系数满足安全验算要求。
第二节沉井下沉系数验算:
第二节沉井的下沉系数满足安全验算要求。
注:以上计算方法参照江正荣编著的《建筑施工计算手册》
3.5.3沉井下沉的主要方法和措施
(1)第一节沉井制作完成后,其混凝土强度必须达到设计强度等级的100%后方可进行刃脚垫架拆除和下沉的准备工作。
(2)井内挖土应根据沉井中心划分工作面,挖土应分层、均匀、对称地进行。挖土要点是:先从沉井中间开始逐渐挖向四周,每层挖土厚度为0.4~0.5m,沿刃脚周围保留0.5~1.5m的土堤,然后再沿沉井井壁每2~3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层,每次削5~10cm,当土层经不住刃脚的挤压而破裂时,沉井便在自重的作用下挤土下沉。
(3)井内挖出的土方应及时外运,不得堆放在沉井旁,以免造成沉井偏斜或位移。如确实需要在场内堆土,堆土地点应设在沉井下沉深度2倍以外的地方。
(4)沉井下沉过程中,应安排专人进行测量观察。沉降观测每8小时至少2次,刃脚标高和位移观测每台班至少1次。当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量。每次观测数据均须如实记录,并按一定表式填写,以便进行数据分析和资料管理。
(5)沉井时,如发现有异常情况,应及时分析研究,采取有效的对策措施:如摩阻力过大,应采取减阻措施,使沉井连续下沉,避免停歇时间过长;如遇到突沉或下沉过快情况,应采取停挖或井壁周边多留土等止沉措施。
(6)在沉井下沉过程中,如井壁外侧土体发生塌陷,应及时采取回填措施,以减少下沉时四周土体开裂、塌陷对周围环境造成的不利影响。
(7)为了减少沉井下沉时摩阻力和方便以后的清淤工作,在沉井外壁宜采用随下沉随回填砂的方法。
(8)沉井开始下沉至5m以内的深度时,要特别注意保持沉井的水平与垂直度,否则在继续下沉时容易发生倾斜、偏移等问题,而且纠偏也较为困难。
(9)沉井下沉近设计标高时,井内土体的每层开挖深度应小于30cm或更薄些,以避免沉井发生倾斜。沉井下沉至离设计底标高10cm左右时应停止挖土,让沉井依靠自重下沉到位。
3.5.4井内挖土和土方吊运方法
井内土方挖运实行人机同时作业,必须加强对井下的操作工人的安全教育和培训,强化工人的安全意识,并落实安全防护措施,以防止事故发生。
附图:沉井下沉开挖方法示意图
3.6沉井封底的主要方法
3.6.1干封底的技术措施
当沉井下沉至距设计底标高10cm时,应停止井内挖土和排水,使其靠自重下沉至或接近设计底标高,再经过2~3天的下沉稳定,或经观测在8天内累计下沉量不大于10mm时,即可进行沉井封底。沉井干封底的施工要点和主要技术措施如下述:
(1)先对井底进行修整使其形成锅底形状,再从刃脚向中心挖出放射形的排水沟,内填卵石成为排水暗沟,并在中间部位设2~3个集水井(深1~2m),井间用盲沟相互连通,井内插入Ø600~800mm、四周带孔眼的钢管或混凝土管,四周填以卵石,使井底的水流汇集在井中,然后用潜水泵排出,以此保证沉井内的地下水位低于基底面0.5m左右。
(2)根据设计要求,封底由三层组成:200厚道碴,100厚素混凝土,以及800厚混凝土底板。封底材料在刃脚下必须填实,混凝土垫层应振捣密实,以保证沉井的最后稳定。
(3)垫层混凝土达到50%设计强度后,可进行底板钢筋绑扎。钢筋应按设计要求伸入刃脚的凹槽内。新老混凝土的接触面应冲刷干净。
(4)底板混凝土浇筑时,应分层、不间断地进行,由四周向中间推进,每层浇筑厚度控制在30~50cm左右,并采用振动器振捣密实。
(5)底板混凝土浇筑后应进行自然养护。在养护期内,应继续利用集水井进行排水。待底板混凝土强度达到70%并经抗浮验算后,再对集水井进行封堵处理。集水井的封堵方法是:将井内水抽干,在套管内迅速用干硬性的高强度混凝土进行堵塞并捣实,然后上法兰盘用螺栓拧紧,或用电焊封闭,上部再用混凝土垫实捣平。
3.6.2沉井封底后的抗浮稳定性验算
沉井封底后,整个沉井受到被排除地下水向上浮力的作用,如沉井自重不足于平衡地下水的浮力,沉井的安全性会受到影响。为此,沉井封底后应进行抗浮稳定性验算。
沉井外未回填土,不计井壁与侧面土反摩擦力的作用,抗浮稳定性计算公式为:
K = G/F≥1.1
式中:G——沉井自重力(kN)
F——地下水向上的浮力(kN)
沉井自重为井壁和封底混凝土重量:9851.44+4326.3=14177.3 kN
K = 14177.3/25081 = 0.57
根据上述计算可知,沉井封底后如停止降水,沉井自重将远不足以抵抗地下水的浮力。因此,沉井封底后,井外的深井降水与井内的集水井排水必须继续进行,直到沉井内部结构和上部结构完成后才能停止。
4.沉井施工质量与安全控制的主要措施
4.1沉井质量主控项目的检验标准
注:1、上表中的三项检查项目偏差可同时存在。
2、下沉总高度指下沉前、后刃脚之高差。
4.2沉井易渗漏部位的质量控制要点
(1)严格执行国家颁布的有关安全生产制度和安全技术操作规程。认真进行安全技术教育和安全技术交底。施工过程中,对安全防范的关键部位进行重点检查,及时排除不安全因素和事故隐患。
(2)做好地质详勘工作,查清沉井范围内的地质、水位情况GB51143-2015标准下载,对存在的不良地质条件采取针对性的技术措施,防止沉井在下沉过程中发生不正常情况,以确保施工的安全。
(3)落实沉井垫架拆除和土方开挖的安全防护措施,控制均匀挖土和刃脚处破土速度,防止沉井发生突然下沉和严重倾斜而导致人身伤亡事故。
(4)做好沉井期间的排水与降水工作,并设置可靠电源,以保证沉井挖土过程中不出现大量涌水、涌泥或流砂现象,避免造成淹井事故。
(5)沉井口周围须设置安全防护栏杆,并有防止坠物的措施。井下作业应戴安全帽,穿胶鞋。下井应设安全爬梯,并应有可靠的应急措施。
(6)认真遵守用电安全操作规程,防止超负荷作业。电动工具、潜水泵等应装设漏电保护器。夜班作业时,沉井内外应有足够的照明。井内应采用36V低压电。
(7)输电线路应架设在安全地点,并有可靠的绝缘装置。井下作业人员应具有良好的安全防范意识,因为水有导电性,电流有可能通过水柱传导至人体而造成触电事故。
(8)沉井内的作业人员应先经过医生的体格检查LY/T 2581-2016标准下载,凡患有心脏病、肺结核等疾病者均不得下井施工。