XX工程沉箱结构施工方案.docx
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XX工程沉箱结构施工方案
沉箱结构施工方案
目录
第一章工程概况及特点2
第一节工程概况2
第二节工程特点3
第二章支护结构的选型3
第三章施工部署4
第一节施工布置4
第二节现场用电布置4
第三节工期安排5
第四节施工准备5
一、技术准备6
二、生产准备6
第四章施工组织机构及主要管理人员7
第一节组织管理机构7
第五章主要项目的施工方法7
第一节施工测量8
第二节沉箱结构辅壁制作9
第三节下沉方法15
第四节下沉挖土方法16
第五节下沉到位、封底技术17
第六节沉箱结构辅壁下沉施工常遇问题及处理方法18
第七节油罐施工20
第六章施工质量的保证措施21
第七章安全施工保证措施23
第八章施工现场治安与防火管理措施25
附图27
油罐基础开挖、支护施工方案
第一章工程概况及特点
第一节工程概况
本工程建筑面积90平方米，预制管桩承台基础，剪力墙结构，内施50m3钢油罐2个，整个建筑物埋于地下5.5米深。
本工程根据现场地质概况来看，可知其地质情况较为复杂。
根据业主提供的地质报告、地貌属三角洲冲击平原。
本工程岩土层由上而下划分为人工填土层、三角洲冲击层、残积层及基岩，现简述如下：
（1）人工填土层（Qml）
以耘土为主，主要分布在地表面。
呈软塑状、较薄，层厚0.5米。
（2）三角洲冲击层（Q4）ml
该层在场区稳定分布。
土性主要为淤泥、粉性粘土或粘土，淤泥质粉质粘土，粉土、粗砂，顶板埋深0.5米，层厚为26.50~31.1米。
下部粗砂层承载力较大可选做拟建物基础持力层。
淤泥分布稳定，流塑，较厚，层厚为9.00~15.00米，Fk=32Kpa。
粉性粘土在场区局部分布，呈似层状产出，平均厚度1.50~8.80米，Fk=120Kpa。
淤泥质粉质粘土，流塑，含大量腐植质，Fk=40Kpa。
粉土，以中粗砂为主，含较多泥质，Fk=150Kpa。
粗砂，在场区稳定分布，颗粒上细下粗，Fk=250Kpa，可作桩基持力层。
（3）残积层（Qel）
该层在场区稳定分布，较厚，土性主要为粉土，局部为粉质粘土，具风化残留结构，顶板埋深27.4~31.6米，平均厚度6.17米，Fk=280Kpa。
（4）基岩（E）
场区所揭露的隐伏基岩，为泥质粉砂岩及砂砾岩，场区基岩埋深大，起伏变化大，基底稳定。
平均厚度1.89米，顶板埋深为32.3~38.00米，以粉砂岩为主，该岩带风化强烈。
综合分析，取Fk=500Kpa。
场区地下水临近河流，地下水埋深为0.1米。
该工程土方开挖深度在0.6~6.5左右，处于淤泥层，要做好降水处理。
粉性粘土可视为隔水层，粗砂层为透水层。
地下水为二类地下水环境，对混凝土中等腐蚀性。
由于地质情况复杂，且该工程的油罐基础埋深-5.5m，可能处于地下水位下，也应该位于淤泥层，故施工难度很大。
第二节工程特点
通过对施工现场及工程图分析研究，该工程具有如下特点：
1、在施工本工程油罐基础，应对施工组织要求更严密、科学。
2、基础桩已施工完毕，要求对管桩的保护采取一定措施。
第二章支护结构的选型
支护结构是临时性结构，一但基础施工完毕即失去作用。
设计支护结构应遵循安全第一、经济第二的原则。
根据我司多年的施工经验、结合前期工程的施工及对施工现场工程图纸分析，针对本工程特点，为了保证施工质量、安全，在进行油罐基础的土方开挖前，采用预制钢筋砼沉箱结构作为辅壁，待钢筋砼沉箱辅壁施工到设计标高以下0.5米稳定后再进行土方开挖。
钢筋砼沉箱辅壁与油罐外边预留800mm的工作缝。
钢筋砼沉箱辅壁为预制钢筋结构，沉箱结构辅壁厚为250mm。
砼强度为C35，内加7天早强，钢筋采用Ⅰ、Ⅱ级钢，Ⅰ级钢Fy=210N/MM，Ⅱ级钢Fy=310N/MM。
第三章施工部署
第一节施工布置
为在施工组织时突出关键路线，做好人、财物的资源准备工作，实施动态管理，确保工程总工期目标的实现，故本工程施工布置如下：
1、先施工基坑土方开挖，即-1.00m（室外地坪标高）至-2.00m段，按照1：
1的比例进行放坡，-2.00m至-3.00m段，按照1：
2比例进行放坡，及时掌握土质情况，为基坑支护提供第一资料。
2、土方开挖应该分层开挖，随时监测箱体是否变形、水平仪随时观测箱顶是否平衡下沉，及时作出调整。
3、基坑四周用钢管做围栏，高度1.3米，周边做排水沟防止雨水流入坑内，沉箱顶应高于土坡脚0.3m，防止沙石杂物滚入坑内伤人。
开挖时准备钢管于现场，预防箱体发生变形时作应急支撑。
第二节现场用电布置
将临时用电线路，接到构筑物施工范围，在现场设配电箱，用电采用架空线路，地面设配电箱。
消防水泵设专线供电。
施工用电量计算:
1、施工电动机容量
各施工机械设备电动机总容量如下表：
序号机械名称型号或规格单台功率（kw）数量总功率（kw）
1砼搅拌机7.517.5×1=7.5
2钢筋弯曲机WJ40-12.812.8
3钢筋切断机QJ40-15.515.5
4钢筋调直机JO4-149.519.5
5震动器2.222.2×2=4.4
6潜水泵WQ20~152.232.2×3=6.6
电动机总功率：
p1=36.3kw
本工程电弧焊机3台（20kw）
故电焊机总容量：
p2=3×20=60kw
生产、生活照明：
p3=（p1+p2）×10%=9.63kw
总用电量按公式：
P=1.05×（k1p1/cosφ+k2p2+k3p3）计算
其中:
;k3=0.8
故：
P=1.05×（0.6×36.3/0.7+0.6×60+0.8×9.63）=78.54kw
通过计算本工程最大用电负荷为100kw左右。
第三节工期安排
根据我司人力、物力、机具设备的优势，结合我司长期施工同类工程所积累的经验，为确保总工期的实现，将本工程主要分部工程工期安排如下：
1、第一段土方开挖：
2天。
2、沉箱结构施工工期安排根据实际情形而定（因现处于雨季阶段）。
第四节施工准备
施工准备的工作内容包括技术、生产二个方面，要求做到施工现场五通（水通、电通、道路通、电话通、排水通）一平（场地平整）五落实（技术、队伍、机具、材料、现场设施落实）。
为此，计划做好以下几方面工作。
一、技术准备
在配套落实施工技术力量的基础上，组织技术人员熟悉、学习图纸；详细了解现场地形、地貌、水文、地质及地下障碍物等情况；作好图纸自审、会审；作好施工图预算；作好对有关施工规范、规定的了解学习；编制施工方案；调校好备用的测量仪器。
选定好工队长、班组长及其主要的作业人员，向他们进行五交底（图纸交底、施工方案交底、技术质量交底、安全施工交底、现场管理制度交底）。
检查复核交接好的基线桩和水准点，引出轴线桩，建立现场测量控制网点及高程控制网点。
二、生产准备
1、按支护期间的生产需要，结合后期施工的发展，统筹架设供水、供电网点。
2、按实地情况需要，选择最佳排水路线，建立现场排水系统及化粪池、抽水井、留泥井等排水、排污设施。
3、调查了解市场建材、水电器材等供销情况，为选购优质、价廉的生产原材料作充分准备。
4、对所需的各种机械设备作维修、调试、安装准备。
5、办好各种必要的施工手续（如施工标牌、排污、夜间施工等手续）。
第四章施工组织机构及主要管理人员
第一节组织管理机构
根据本工程的规模和特点，结合施工总部署要求，我司拟考虑对本工程实行项目法施工，即在施工现场建立以项目经理（项目经理由施工过同类工程、施工经验丰富，具有项目经理证的资深人员担任）为首的项目经理部，项目经理部承担整个施工过程中的质量、工期、安全、成本以及文明施工等的组织、协调和管理工作。
项目经理部设项目经理、项目副经理、技术负责人、质安负责人及现场的各职能部门，下面再设工长、施工员、技术员及质安员，除此以外，还设立各专业施工组。
工程施工由项目经理部制定决策，全面组织和部署施工任务，统一思想、统一指挥、统一计划、统一调度，协调和解决施工过程中存在的各种问题，使工程施工顺利的有机的进行，确保工程质量、施工安全及工程进度。
在工程的整个施工过程中，对工程进行统一技术管理、材料管理、资金管理，对外、对内进行统一成本核算，做到文件齐，手续清，数据准。
在施工中，随时与建设、监理、设计及质监部门等沟通信息，协调内外关系，确保工程进度。
建立严格的管理制度，因事设人，定岗位、定责任，因责任授权。
第五章主要项目的施工方法
沉井施工程序：
平整场地―→测量放线―→开挖基坑―→铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座―→沉井制作―→布设降水井点或挖排水沟集水井―→抽出垫木―→封底浇筑底板混凝土―→施工内隔墙梁板顶板及辅助设施―→顶板回填。
第一节施工测量
一、施工场地平面控制网的测设
根据先整体后局部、高精度控制低精度的工作程序，准确地测定与保护好场地平面控制和主轴线的桩位，是保证整个施工测量精度和顺利进行的基础，因此控制网与主轴线的选择、测定及桩位的保护等项工作，与施工方案、现场布置统一考虑确定。
1、控制网均匀布全场区，其中包括：
作为场地定位依据的起始点，建筑物的对称轴和主要轴线等。
2、在便于使用（平面定位和竖向控制）施测和长期保留的原则下组成环线建筑物的闭合图形，以便施工使用的控制网自身闭合校核。
3、控制点之间要通视、易量，控制桩的顶面标高略低于场地设计标高。
二、施工场地标高控制网的测设
为保证平面控制网的相对精度，以设计指定的一个红线桩的点位和一条红线边的方向为准进行测设。
根据场面地、工期、网形及精度要求的不同，采取不同的测法，以保证施工需要及精度要求。
根据定位条件，在现场直接测定控制的定位。
定出平面控制网，这样一步一校核测法保证了主体建筑物轴线的定位精度度，也使整个施工测工作简便易行。
当控制网测定并经自检合格后，提请主管领导及有关技术部门通知甲方验线，在收到验线合格通知后，方可正式使用，并采用切实措施保护好桩位。
1、建筑物附近至少要设置三个水准点和±0.000的水平线。
2、在场地内任何地方安置水准仪时，都能同时后视到二个水准点，以便使用。
并且使场地内各水准点构成闭合的桩顶钢板上，焊上一个小半球作为水准点之用。
3、整个场地内各水准点标高和±0.000水平线标高经自检及有关技术部门和甲方检测合格后，方可正式使用，桩位采取妥善保护，并在雨季前后各复测一次，以保证标高的正确性。
三、下沉观测
沉井位置的控制是在井外地面设置纵横十字控制桩、水准基点。
下沉时，在井壁上设十字控制线，并在四侧设水平点。
于壁外侧用红铅油画出标尺，以测沉降，井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线，各吊垂球一个，对准下部标志板来控制，并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。
挖土时随时观测垂直度，当垂球离墨线边达50mm或四面标高不一致时，立即纠正，沉井下沉过程中，每班至少观测两次，并在每次下沉后进行检查，做好记录，当发现倾斜、位移、扭转时，及时通知值班队长，指挥操作工人纠正，使允许偏差范围控制在允许范围以内。
沉井在下沉过程中，最大沉降差均控制在250mm以内。
当沉至离设计标高2m时，对下沉与挖土情况应加强观测，以防超沉。
第二节沉箱结构辅壁制作
一、沉井的制作
1、制作顺序
场地整平―→放线―→挖土―→夯实基底―→抄平放线验线―→铺砂垫层垫木―→安设刃脚铁件绑钢筋―→支刃脚井身模板―→浇筑混凝土―→养护拆模―→外围围槽灌砂―→抽出垫木或拆砖座
2、地基处理
在松软地基上进行沉井制作，应先对地基进行处理，以防止由于地基不均匀下沉引起井身裂缝。
处理方法一般采用砂、砂砾、碎石、灰土垫层，用打夯机夯实或机械碾压等措施使密实。
二、刃脚支设
沉井制作下部刃脚的支设，可视沉井重量、施工荷载和地基承载力情况采用垫架法、半垫架法、砖垫座或土底模。
本工程属于重量较轻的小型沉井，但承载地基土质较差，为安全考虑，故采用垫架法支撑。
沉井刃脚铺设枕木（160mm×220mm×500mm）作支承垫架的垫木，然后在其上支设刃脚及井壁模板，浇筑砼。
地基上铺设砂垫层，可减少垫架数量，将沉井的重量扩散到更大的面积上，避免制作中发生不均匀沉降，同时易于找平，便于铺设垫木和抽除。
1、根据沉井的重量和地基的承载力设计，按下式计算枕木用量：
n=G/F[f]
n——每米内垫木根数（根）;
G——沉井的单位长度的重力;
F——每根垫木与地基（或砂垫层）的接触面积（m2）;
[f]——砂垫层（或地基土）的承载力设计值（kN/m2），取250kN/m2
G=（8.8*11.8-8.3*11.3）*4*（24+1.1）/（8.8+11.8）*2
=24.49kN
n＝G/F[f]
=24.49/（0.22*0.5*250）
=0.89
枕木间距：
1/0.89=1.12m，取1m。
需用枕木（8.8+11.8）*2/1=41.2≈42根
2、砂垫层厚度计算及铺设，根据砂垫层允许承载力的计算公式：
Lbσ=[（b+htanθ）L+bhtanθ+4/3（htanθ）2]F
[F]=F/K2
以上两式中，
L——垫木的长度（m）;
b——垫木板的宽度（m）;
σ——由荷载引起的基础底面的平均压应力（kN/m2）;
σ=24.49÷（0.5×0.22）=222.636（kN/m2）
h——砂垫层厚度（m）;
θ——砂石的扩散角，取45°;
[F]——软土地基的容许承载力;取[F]=200（kN/m2）;
F——沉井的单位长度的重力与砂垫层自重应力之和;
K2——地基承载力粘土的调整系数，参考《建筑施工脚手架实用手册》取K2=0.5。
代入原始数据得以下方程组:
0.5×0.22×222.636=[（0.22+h×tan45°）×0.5+0.22×h×tan45°+4/3（h×tan45°）2]×F……①；200=F/0.5……②
化简得方程式:
h2+0.54h-0.1=0
解方程得:
h=0.14（m）施工中取h=0.15m
选用中砂用平板振动器振捣并洒水，控制干密度≥1.56t/m3，地基整平后，铺设垫木，使顶面保持在同一水平面上，用水平仪控制其标高差在10mm以内，并在其孔隙中垫砂夯实，垫木埋深为其厚度一半。
枕木间距为1m，共用42根。
砂垫层厚度为15cm，设4组定位垫架，其位置在长边两端0.15L，L为长边边长，在其中间支设一般垫架。
1刃脚2砂垫层3枕木4垫架6模板
三、模板制作：
1、模板应平整，且拼缝严密不漏浆，并应有足够的刚度、强度，吸水性要小，以钢模、木模为宜。
2、模板构造应牢固稳定，可承受混凝土拌合物的侧压力和施工荷载，且应装拆方便。
3、固定模板的螺栓（或铁丝）不宜穿过防水混凝土结构，以避免水沿缝隙渗入。
在条件适宜的情况下，可采用滑模施工。
4、当必须采用对拉螺栓固定模板时，应在预埋套管或螺栓上加焊止水环。
止水环直径及环数应符合设计规定。
若设计无规定，止水环直径一般为8~10cm，且至少一环。
采用对拉螺栓固定模板时的方法如下：
（1）螺栓加焊止水环做法
在对拉螺栓中部加焊止水环，止水环与螺栓必须满焊严密。
拆模后应沿混凝土结构边缘将螺栓割断。
此法将消耗所用螺栓。
（2）预埋套管加焊止水环做法
套管采用钢管，其长度等于墙厚（或其长度加上两端垫木的厚度之和等于墙厚），兼具撑头作用，以保持模板之间的设计尺寸。
止水环在套管上满焊严密。
支模时在预埋套管中穿入对拉螺栓拉紧固定模板。
拆模后将螺栓抽出，套管内以膨胀水泥砂浆封堵密实。
套管两端有垫木的，拆模时连同垫木一并拆除，除密实封堵套管外，还应将两端垫木留下的凹坑用同样方法封实。
此法可用于抗渗要求一般的结构。
（3）止水环撑头做法
这种做法不但能保证结构厚度，还能延长渗水路线，增加对渗透水的阻力，适用于抗渗要求较高的结构。
止水环与螺栓应满焊严密，两端止水环与两侧模板之间应加垫木，拆模后除去垫木，沿止水平面将螺栓割掉，凹坑以膨胀水泥砂浆封堵。
（4）螺栓加堵头做法
在结构两边螺栓周围做凹槽，拆模后将螺栓沿平凹底割去，再用膨胀水泥砂浆将凹槽封堵。
二、钢筋工程：
1、钢筋下料制作
钢筋统一在现场加工制作的，钢筋下料单由专业技术人员抽料，且经项目技术负责审定后才开始下料、加工制作。
制作成型经质检员验收合格后，根据施工进度要求分批搬运至临时堆放，由垂直运输至各使用部位进行绑扎安装。
2、钢筋接长
a.竖向钢筋接头采用绑扎搭接，搭接长度为48d。
当柱筋长度不够一层高时，均采用对焊接长。
b.主次梁钢筋接长均采用闪光焊接或对焊接头，闪光焊接单面焊焊缝长度不小于10d，双面焊焊接长度5d。
c.板筋均采用绑扎搭接接长，搭接长度不小于35d。
d.所有焊工均须持证上岗，且焊接试件均取样送检，检验合格。
3、钢筋安装
a.柱筋特别要注意加密区箍筋要严格按设计要求加密，且在主筋搭接部须箍筋同加密区一样加密。
b.梁板钢筋安装顺序为：
主梁→次梁→板筋，其安装顺序不能颠倒，以保护钢筋受力的合理性。
c.板钢筋有双层的，应用形Ф8钢筋@1000将上、下层钢筋分离，保证钢筋安装位置的准确性。
d.钢筋安装完毕，在柱筋侧面、梁筋底和侧面、板筋底应及时垫好预制高标号水泥砂浆垫块（30×30×20mm），以控制钢筋保护层。
4、钢筋验收
a.根据设计图纸检查钢筋的型号、直径、根数、间距是否正确，特别是要检查支座负筋的位置。
b.检查钢筋接头的位置及搭接长度（焊接长度）是否符合规定。
c.检查钢筋绑扎是否牢固，有无松动现象。
d.检查钢筋保护层厚度是否符合要求。
e.检查钢筋是否清洁。
三、混凝土：
（一）混凝土搅拌
严格按选定的施工配合比，准确计算并称量每种用料，投入混凝土搅拌机。
防水混凝土应采用机械搅拌，搅拌时间比普通混凝土略长，一般不少于120s；适宜的搅拌时间也可通过现场实测选定。
（二）混凝土运输
混凝土在运输过程中要防止产生离析现象及坍落度，同时要防止漏浆。
拌好的混凝土要及时浇筑，常温下应于半小时内运至现场，于初凝前浇筑完毕。
（三）混凝土浇筑和振捣
浇筑前，应清除模板内的积水、木屑、铅丝、铁钉等杂物，并以水湿润模板。
使用钢模应保持其表面清洁无浮浆。
浇筑混凝土的自落高度不得超过1.5m，否则应使用串筒、溜槽或溜管等工具进行浇筑，以防产生石子堆积，影响质量。
在结构中若有密集管群以及预埋件或钢筋稠密之处，不易使混凝土浇捣密实时，应改用相同抗渗等级的细石混凝土进行浇筑，以保证质量。
在浇筑大体积结构中，遇有预埋大管径套管或面积较大的金属板时，其下部的倒三角形区域不易浇捣密实而形成空隙，造成漏水，为此，可在管底或金属板上预先留置浇筑振捣孔，以利浇捣和排气，浇筑后，再将孔补焊严密。
混凝土浇筑应分层，每层厚度不宜超过30~40cm，相邻两层浇筑时间间隔不应超过2h，夏季可适当缩短。
防水混凝土采用机械振捣。
机械振捣能产生振幅不大、频率较高的振动，使骨料间的摩擦力、粘附力降低，水泥砂浆的流动性增加，由于振动而分散开的粗骨料在沉降过程中，被水泥砂浆充分包裹，形成具有一定数量和质量的砂浆包裹层，同时挤出混凝土拌合物中的气泡，以增强密实性和抗渗性。
机械振捣应按现行《混凝土结构工程施工及验收规范》的有关规定依次振捣密实，防止漏振、欠振。
（四）混凝土的养护
防水混凝土的养护对其抗渗性能影响极大，特别是早期湿润养护更为重要，一般在混凝土进入终凝（浇筑后4~6h）即应覆盖，浇水湿润养护不少于14d。
因为在湿润条件下，混凝土内部水分蒸发缓慢，不致形成早期失水，有利于水泥水化，特别是浇筑后的前14d，水泥硬化速度快，强度增长几乎可达28d标准强度的80%，由于水泥充分水化，其生成物将毛细孔堵塞，切断毛细通路，并使水泥石结晶致密，混凝土强度和抗渗性均能很快提高；14d以后，水泥水化速度逐渐变慢，强度增长亦趋缓慢，虽然继续养护依然有益，但对质量的影响不如早期大，所以应注意前14d的养护。
（五）模板拆除
由于对防水混凝土的养护要求较严，因此不宜过早拆模。
拆模时防水混凝土的强度必须超过设计强度等级的70％，混凝土表面温度与环境温度之差，不得超过15℃，以防混凝土表面产生裂缝。
拆模时应注意勿使模板和防水混凝土结构受损。
混凝土防水结构浇筑后严禁打洞。
对出现的小孔洞应及时修补，修补时先将孔洞中洗干净，涂刷一道水灰比为0.4的水泥浆，再用水灰比为0.5的1:
2.5水泥砂浆填实抹平。
第三节下沉方法
1、下沉准备工作与验算
下沉前应进行结构外观检查；检查混凝土强度、抗渗等。
油罐沉箱结构辅壁因高度不算太高，为了减低挖土难度，采取一次制作一次下沉。
沉箱结构辅壁下沉应具有一定强度，混凝土达到设计强度的100%以后，方可开始下沉。
沉井下沉系数计算如下：
K=（Q－B）/（T+R）=（Q－B）/[c×h×f+R]≥1.15
式中:
Q——沉井自重及附加荷重;
B——被井壁排出的水重（kN），采取排水下沉时B＝0;
T——沉井与土间的摩阻力（kN）;
c——沉井周长（m）;
h——沉井下沉高度（m）;
R——刃脚反力（kN），刃脚挖土时取R=0;
f——井壁与土的单位摩擦力，取最小值20kN/m2;
K=1099.02/41.2*3.7*20
=0.36〈1.15
由于下沉荷载不够，故在沉箱结构浇捣混凝土强度达到100%后，在箱顶四角均匀增加荷载（沙包）。
增加荷载计算：
41.2*3.7*20*1.15=3506.12KN
至少增加荷载：
3506.12-1099.02=2407.1KN
故设计四角每角增加荷载620KN。
下沉系数验算：
K=1099.02+620*4/41.2*3.7*20
=1.17〉1.15
满足要求。
在下沉过程中，随时观测下沉速度是否均匀，随时进行调整。
2、垫架、排架的拆除
垫架的拆除，沉箱结构辅壁混凝土应达到设计强度的100％以后可拆除。
抽除刃脚下的垫架（垫木或砖垫座）应分区、分组、依次、对称、同步地进行。
抽除次序：
先抽内隔墙下垫架，再分组对称地抽除外墙两短边下的垫架，然后抽除长边下一般垫架，最后同时抽除定位垫架。
抽除方法是将垫木底部的土挖去，利用绞磨将相对垫木抽出。
每抽出一根垫木后，刃脚下应立即用砂、卵石或砾砂填实，在刃脚内外侧应填筑成适当高度的小土堤，并分层夯实使下沉重量传给垫层。
抽除时要加强观测，注意下沉是否均匀，隔墙木排架拆除后的空穴部分用
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