沉井施工方案.docx
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沉井施工方案
深基坑沉井施工专项方案
一、工程概况
临潼渭河特大桥工程12#墩至17#墩位于水中，承台底距土石围堰顶高约7米，由于放坡开挖困难，因此采用沉井施工。
基坑开挖深度一览表（实测标高对应挖深）
位置
基坑顶部标高（m）
承台底部标高（m）
基坑深度（m）
行
北
渭
河
特
大
桥
11#
355.589
346.639
8.95
12#
354.897
346.396
8.50
13#
353.994
346.639
7.36
14#
353.983
346.637
7.35
15#
353.662
345.970
7.70
16#
353.607
345.928
7.67
17#
353.652
345.502
8.15
18#
354.924
349.691
5.23
二、人员及机械物资
1、人员安排
现场管理人员
职务或工种
备注
郭凯
施工负责人
邓美斌
技术负责人
乔鹏虎
质量负责人
陈海军
安全工程师
张阐中
试验工程师
华刚
测量工程师
林天荣
现场负责人
计划组织施工人员40人
2、机具安排
（1）．沉井制作机具设备包括模板、钢筋加工常规机具设备、混凝土搅拌运输汽车、机动翻斗车、手推车、插入式振动器等。
（2）．沉井下沉机具设备包括30t履带式起重机，吊斗等。
（3）．排水机具设备包括离心式水泵或潜水电泵。
3、材料购置：
材料名称
单位
型号
数量
备注
混凝土
m3
C25
101.2
6.3m高（单承台）
钢筋
t
II级
9.03
6.3m高（单承台）
钢板
m2
10mm厚
3
6.3m高（单承台）
φ300钢管
m
10mm厚
55.2
6.3m高（单承台）
三、工期安排
南北两岸围堰同时施工，安排在渭河枯水季节施工，施工计划时间为2010年2月30日——4月30日。
每节沉井施工工序作业时间分析如下：
场地平整沉井钢筋绑扎及立模打灰3天，等强及挖除沉井内积土3天，钢支撑加固及下沉2天。
如此循环直到下沉到设计标高（河内的实际只循环3次），封底1天，因此一个沉井施工周期为25天。
另外计划凿桩头2天，绑承台钢筋6天。
绑墩柱钢筋及立模板4天，沉井的使用周期为12天，共计37天。
因此在大汛来临，必须能把河内主体工程施工完毕。
四、沉井施工工法介绍如下：
（一）工程地质及水文情况
《岩土工程勘察报告》显示：
表层为约10.5米厚圆砾，呈灰黄色、浅黄色，湿，稍松-中密，次圆状，分选差，粒径一般为3-5mm，最大可见10cm,主要成份为砂岩等。
其中卵石含量5-15%，砾石含量30-50%，其余为中粗砂及粉土充填。
主要分布于渭河河床及渭河北岸漫滩，层厚5.4-8.6m,[fa0]=400kpa,qik=120kpa。
下部为约20米厚粉质粘土，呈浅绿色、浅灰、灰黄色，湿，结构较紧密，硬塑，局部夹粉土层，粉砂含量较高，含锈黄色斑点。
局部含少量钙质结核，小砾石及蜗牛碎片。
[fa0]=230kpa,qik=50kpa。
春末夏初关中北部地区常有冰雹，秋季降温迅速，多雾，常有降雨天气，降雨多集中在7-9月份，降水量约占全年的50%，十月前后冷空气活动频繁，往往有强烈冷空气入侵，降水速减，天气转睛少雨，从12月中旬至来年三月上旬为冷空气，气候寒冷干燥，冻结天数30-40天。
实测现况河面高程为352.524m，水流最深处约2.0m。
土层物理力学指标
序号
土层名称
相对标高（m）
天然容重（KN/m3）
干容重（KN/m3）
粘聚里c（kpa）
内摩擦角ψ
允许承载力（KN/m2）
1
圆砾
0-10.5
400
2
粉土粘土
36.45~30.55
19.7
15.8
35
23
230
（二）沉井结构尺寸
拟采用薄壁矩形沉井（就地浇筑下沉沉井）进行承台施工，沉井平面为矩形、剖面也为矩形，尺寸为13.0m×8.5m，井壁厚度为40cm，沉井封底砼厚度为0.5m。
沉井材料：
混凝土采用C25（搅拌时掺入早强剂）
主要钢筋为HRB335的Φ20、Φ16、Φ12。
13.0m×8.5m×3m沉井结构如下图：
（三）沉井施工工艺及流程
本沉井施工分三次现场预制，挖掘机辅助下沉的方法进行。
第一节沉井为3.2m，第二节沉井为3m，第三节沉井为2-3m。
1、沉井施工流程
筑岛围堰——钻孔桩施工——清除河床表面淤泥层——沉井作业面平整压实——测量放出沉井尺寸线及中心——第一节沉井预制——临时支撑安装——第一节沉井下沉——第二、三节沉井预制——临时支撑安装——第二、三节沉井下沉——沉井封底砼施工——解除底部临时支撑——凿桩头、检测——承台钢筋绑扎——混凝土施工——墩柱模板、混凝土施工——拆除临时支撑——回填填埋。
2、沉井施工工艺
1、场地平整
首先用挖掘机将清理场地，然后将沉井施工部位进行平整并进行必要的夯实或局部碾压处理，以保证沉井制作过程中无倾斜，偏位、下沉，保证现场整洁，地基经碾压后承载力不得小于75KPa。
2、测量定位
按照测量程序进行沉井尺寸放样，放样误差控制在5mm之内，打设定位桩，定位桩不少于6点，拉设施工线。
3、刃脚土模板制作
依据施工线，利用土模（或砖砌）制作沉井刃脚，土模内侧施工2cm砂浆抹面，安设钢刃脚时，要确保外侧与地面垂直，以使其起切土导向作用。
4、首节沉井预制
搭设脚手架临时支撑竖向钢筋，绑扎钢筋，立模浇筑首节沉井。
浇筑完成后，覆盖土工布保温养护，由于野外气候寒冷，不得撒水养生，可在沉井内用煤炉加温，以加快混凝土强度上升过程。
沉井刃脚及简身混凝土的浇筑应分段、对称均匀、连续进行，防止发生倾斜、裂缝。
第一节混凝土强度等级达到100％，方可浇筑第二节及下沉。
浇筑的简身混凝土应密实，外表面平整、光滑。
支设模板穿墙螺栓应在其中间加焊止水环；突出筒壁面部分应在拆模后铲平，以利防水和下沉。
5、第一节沉井下沉
（1）．下沉前应进行井壁外观检查，检查混凝土强度及抗渗等级，并根据勘测报告计算极限承载力，计算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系数（≥1．15～1．25），作为判断每个阶段可否下沉，是否会出现突沉以及确定下沉方法及采取措施的依据。
（2）．下沉前应分区、分组、依次、对称、同步的抽除（拆除）刃脚下的垫架（砖垫座），每抽出一根垫木后，在刃脚下立即用砂、卵石或砾砂境实。
（3）．小在井内用小型反铲挖土机挖掘。
挖土须分层、对称、均匀地进行，一般在沉井中间开始逐渐挖向四周，每层高0．4～0．5m，沿刃脚周围保留0．5～1.5m宽的土堤，然后沿沉井壁，每2～3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的削薄土层，每次削5～10cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂，沉井便在自重作用下均匀垂直挤土下沉，使不产生过大倾斜。
沉井内土面高差应在50cm以内。
（4）．在挖土下沉过程中，工长、测量人员、挖土工人应密切配合，加强观测，及时纠偏。
（5）．沉井下沉可采用排水挖土下沉方法，常用方法是：
设明沟、集水井排水，在沉井内离刃脚1～2m挖一圈排水明沟，设1～2个集水井，深度比开挖面底部低1．0～1．5m，沟和井底深度随沉井挖土而不断加深。
在井壁上设离心式水泵或井内设潜水泵，将地下水排出井外。
当地质条件较差.
（6）．沉井下沉观测方法为在沉井外壁周围弹水平线，井筒内按4等分或8等分标出垂直轴线，各吊线坠一个，对准下部标板来控制。
观测时间，每班三次，接近设计标高时两小时一次。
随时掌握分析观测数值，当线坠偏离垂线达50mm或标高差在100mm，应立即纠正。
挖土过程中可通过调整挖土标高或劳动力进行纠偏。
（7）．筒壁下沉时，外侧土会随之出现下陷，与筒壁间形成空隙，一般干筒壁外侧填砂，保持不少于30cm高，随下沉灌入空隙中，以减小下沉的摩阻力，并减少了以后的清淤工作。
雨季应在填砂外侧作挡水堤，以阻止雨水进入空隙，防止出现筒壁外的摩阻力接近于零，而导致沉井突沉或倾斜的现象。
（8）．沉井下沉接近设计标高时，应加强观测，防止超沉。
可在四角或筒壁与底梁交接处砌砖墩或垫枕木垛，使沉井压在砖墩或枕木垛上，使沉井稳定。
（9）．沉井下沉出现倾斜，如调整挖土仍不能纠正时，可加荷调整，但若一侧已到设计标高，则直采用旋转喷射高压水的方法，协助下沉进行纠偏。
（10）．沉井挖出之土方用吊斗吊出，运往弃土场，不得堆在沉井附近。
6、第二、三节沉井预制、下沉
第一、二节沉井预制后下沉，由于沉井入土深度的增加，摩阻力也将增大，现场施工应采取切实可行的助沉方案，第一种方式为加载法（钢筋原材直接加载）,当第二节沉井下沉时加载为36.6t，第三节沉井下沉时加载为135t。
另外一种方式为在刃脚处高压射水辅助下沉，采用高压射水施工时，应避免对某一位置处长时间射水，应循环沉井内侧射水，保证沉井均匀下降，并配备两台抽泥机，抽取沉井内的泥浆。
7、辅助支撑
在每节沉井开始下沉时采用φ300×10mm钢管进行临时支撑，保证沉井结构受力满足要求。
（布设位置见施工图）
8、封底
1．沉井下沉至设计标高，再经2～3d下沉稳定，或经观测在8h内累计下沉量不大于10mm，即可进行封底。
2．封底前应先将刃脚处新旧混凝土接触面冲洗干净或打毛，对井底进行修整使之成锅底形，由刃脚向中心挖放射形排水沟，填以卵石作成滤水盲沟，在中部设2～3个集水井与盲沟连通，使井底地下水汇集于集水井中用潜水电泵排出，保持水位低于基底面0．5m以下。
3．封底一般铺一层150～500mm厚卵石或碎石层，再在其上浇一层混凝土垫层，在刃脚下切实填严，振捣密实，以保证沉井的最后稳定，达到50％强度后，在垫层上铺卷材防水层，绑钢筋，两端伸入刃脚或凹槽内，浇筑底板混凝土。
4．混凝土浇筑应在整个沉井面积上分层、不间断地进行，由四周向中央推进，并用振动器捣实，当井内有隔墙时，应前后左右对称地逐孔浇筑。
5．混凝土养护期间应继续抽水，待底板混凝土强度达到70％后，对集水井逐个停止抽水，逐个封堵。
封堵方法是将集水井中水抽干，在套管内迅速用干硬性混凝土填塞并捣实，然后上法兰盘用螺栓拧紧或四周焊接封闭，上部用混凝土垫实捣平。
测量复核沉井中心及沉井底标高是否满足要求，当达到设计标高后倘若底部渗水量不大，则在底部用C25混凝土进行封底硬化处理；倘若底部渗水量较大，则采取水下混凝土进行封底，封底混凝土浇筑采取集中送料多点分散下料确保底部混凝土浇筑均匀，封底砼厚度控制在50cm。
9、人员上下
沉井封底后，将利用预埋在沉井内壁1cm钢板焊接钢牛腿，做“之”字型井梯供人员上下。
10、沉井破除
在承台及墩柱施工完毕后，沉井将高出河床的部分用破碎锤进行破除，其余部分随回填一起埋入土中。
四、质量保证措施
建立健全质量安全管理网络，分工明确，责任到人，及时发现和清除各种质量安全隐患，防患于未然。
（1）、以项目经理为质量第一负责人，任命1至2名合适的有资格人员负责质量管理方面的工作，并保持与设计施工等各方面有效协调。
（2）、各种原材料，半成品严格按应符合施工规范的规定采购。
（3）、安排有责任感、技术娴熟的操作工人进行钢筋帮扎、模板安装、混凝土振捣。
（4）、沉井下沉时，在沉井四周安设导引钢管引导沉井下沉并安排测量人员在每节沉井顶部设置观测点观测沉井下沉，一旦出现斜、偏等现象立即通知现场指挥员进行掏渣或反压法进行纠偏。
（5）．沉井外壁应平滑。
（6）．允许偏差项目
沉井制作和下沉后的允许偏差及检验方法见表3－36。
沉井的允许偏差及检验方法表3－36
项次
项目
允许偏差
检验方法
1
制
作
质
量
平面
尺寸
长度、宽度
±L/200，且不大于100
尺量检查
曲线部分半径
±R/200，且不大于50
拉线和尺量检查
对角线差
B/100
尺量检查
井壁厚度
±15
尺量检查
2
下
沉
后
质
量
刃脚平均标高
±100
用水准仪
底面中心位置偏移
H＞10m
≤H/100
吊线和尺量检查或用经纬仪检查
H≤10m
100
刃脚底面高差
L＞10m
L/100,且不大于300
用水准仪检查
注：
1．L为长度或宽度；R为半径；b为对角线长；H为下沉总深度；L为最高与最低两角间距离；
2．检查数量：
沉井的制作质量按浇筑段（节）内外各抽查1～5处；下沉后的质量按每座沉井检查。
五、工期保证措施
（1）、项目经理部主持全面工作，工区经理、副经理住施工现场全天候指挥，同时调遣具有丰富同类工程施工经验和责任心强的工程技术、经济、行政等各类专业管理人员和施工队伍上场。
（2）、发挥整体优势，对施工队伍实行动态管理，合理组合。
（3）、加强现场的思想政治工作，抓住时机，开展以比质量、比安全、比进度、比效益的劳动竞赛，使每一位参加施工的职工都充满责任感、荣誉感和紧迫感，发挥出最大的积极性。
（4）、正确处理好与防洪会处及驻地监理的关系，取得各方面的支持与配合，为施工生产创造一个良好的外部环境。
六、安全文明保证措施
1、基坑围堰及施工安全措施
1.1应先调查水流、水深、河底情况，以及上游水库放水的规律，并应设有防护及必要的救生设备和安全措施。
不得将工具、材料等物系在身上涉水。
1.2进入施工现场的所有作业人员必须佩戴安全帽、穿防滑鞋等防护用品。
未戴安全防护用品及其他闲杂人员严禁进入施工区域。
1.3填土筑岛的方式设置施工作业平台，高度必须高于现在水平面1.5米，且作业平台必须夯实，具有足够的刚度和稳定性。
宽度满足水压力及流水冲刷要求，能够承载设备的震动和抗击风浪的能力。
确保工作面满足施工的要求。
1.4作业平台的四周设置警示防护，设立杆要求高度为1.5米，入地0.3米，间距3米；横杆0.6米一道，悬挂安全网。
并在防护栏杆四周悬挂红色灯泡，以便夜间起到警示作用。
1.5作业队及作业班组设专职或兼职安全员，进行作业时的现场安全监督及检查，发现问题立即要求整改，如出现较大问题危及施工人员安全时，现场安全员可要求立即停工，并让施工作业人员撤离现场。
并逐级进行上报。
1.6禁止酒后上岗，禁止在靠近河边的位置逗留，在施工现场打闹、玩耍，严禁在河内游泳、垂钓等。
2、沉井施工作业安全管理
2.1沉井施工作业时，事先与当地气象、水文部门取得联系掌握气候和水情变化，以争取工作主动。
一旦有险情立即组织人员撤退。
2.2沉井施工进行专门沉井设计，且具有足够的刚度和稳定性。
能够承载设备的震动和抗击风浪的能力。
2.3人员上下井梯用密目网进行全面封闭，防止人员上下时坠落。
2.4进入沉井施工区域必须穿防滑鞋，戴安全帽，穿救生衣，未戴安全防护用品及其他闲杂人员严禁进入施工区域。
2.4沉井施工，根据工程实际制定切实可行的作业指导书；重点岗位应制定安全操作规程，并对参加施工的全体工作人员进行安全技术培训。
2.5．严格遵循沉井垫架拆除和土方开挖程序，控制均匀挖土速度，防止发生突然性下沉。
严重倾斜现象，导致人身事故。
2.6．作好沉井下沉中的降排水工作，并设备用发电机，以保证沉井挖土过程中不出现大量涌水、涌泥或流砂现象，以避免造成淹井事故。
2.7．沉井上部应设安全平台，周围设栏杆，井内上下层立体交叉作业，设安全网、安全挡板；避开出土的垂直下方作业；井下作业应戴安全帽、穿胶皮鞋。
2.8．沉井内土方吊运，应由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞或脱钩；起重机吊运土方和材料靠近沉井边坡行驶时，应加强对地基稳定性的检查，防止发生塌陷、倾翻事故。
2.9．沉井挖土应分层、分段、对称、均匀地进行，达到破土下沉时，操作人员要离开刃脚一定距离，防止突然性下沉而造成事故。
2.10．加强机械设备维护、检查、保养；机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业，并设漏电保护器；夜间作业，沉井内外应有足够的照明，沉井内应采用36V安全电压。
3、施工注意事项
3.1．沉井壁中如预留孔洞，为防止下沉时泥土和地下水大量涌入井内，影响施工操作，或因每边重量不等重心偏移，使沉井产生倾斜，在下沉前应进行填塞封闭处理，使之下沉均匀。
3.2．沉井下沉位置的正确与否，其每一、二节占70％，开始5mm以内，要特别注意保持平面位置与垂直度正确，以免继续下沉不易调整。
3.3．沉井下沉被搁置或悬挂，下沉极慢或不下沉时，可采取继续浇灌混凝土增加重量或在井顶加载；或挖除刃脚下的土，或在井内继续进行第二层碗形破土；或在井外壁装射水管冲刷井周围上，减少摩阻力；或在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土，降低摩擦力；或清除障碍物；采取控制流砂。
管涌等措施。
3.4．沉井下沉如速度过快，超过挖土速度，出现异常情况时，可采取用木垛在定位垫架处给以支承，并重新调整挖土；在刃脚下不挖或部分不挖土；在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，加大摩阻力；如沉井外部的土液化发生虚坑时，可填碎石处理；或减少每一节筒身高度，减轻沉井重量。
3.5．沉井下沉最易发生倾斜或位移。
施工中应加强下沉过程中的观测和资料分析，发现倾斜和位移应及时纠正。
当沉井垂直度出现歪斜超过允许限度，可采取在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土；或在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度；或在井外深挖倾斜反面的土，回填到倾斜一面，增加倾斜面的摩阻力等措施。
当沉井轴线与设计轴线不重合，而产生一定位移的现象时，因位移大多由于倾斜引起的，控制沉井不再向偏移方向倾斜，并有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置。
七、附件
1、钢筋砼沉井检算资料
2、钢筋砼沉井施工配筋图及工程量
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