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沉井下沉专项方案

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2020年4月19日
文档仅供参考
浦东北路河雨水泵站新建工程
沉井下沉专向施工方案
一、工程概述及主要工程量
1、工程概况
本工程位于上海市洲海路、规划浦东北路河东南角，占地面积约2752平方米。建成后，泵站服务范围东起张扬北路，西到浦东北路河；北起咸塘港，南至五洲大道，总服务面积约220公顷，泵站建设规模为9.65立方米/秒，雨水提升后排入浦东北路河。沉井分两次制作,一次下沉，沉井平面尺寸为27.05米×15米，根据地质勘探报告及现场实际情况制作总高度为11.3米 ,沉井自重25289.94KN,实际下沉深度11m；沉井主要下沉方式采用: 水力排土下沉、干封底的施工方法。考虑到现场电信塔等实际情况在下沉过程中加强对周边土体及建筑物的观测，如发现异常情况及时调整下沉方案采用湿沉工艺。
2、 主要工程量
拆除砖胎模:22M3 拆除砼垫层:32M3
挖除砂垫层:260M3 排水井: 6口 下沉吊挖土方:4242M3
砼封底:432M3 钢筋砼底板:175M3 临时封堵砖砌体:20M2
二、编制依据
(1)、图纸：《浦东北路河雨水泵站新建工程施工图纸》
(2)、技术规范引用标准
《混凝土结构设计规范》—GB50010-
《地下工程设计施工手册》—中国建筑工业出版社
《建筑地基基础设计规范》GB50007-
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-
《上海市地基基础设计规范》—DGJ08-11-1999
《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ141-90
《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-
《钢筋等强度滚轧直螺纹连接技术技术规程》DBJ/CT003-99
《市政地下工程施工及验收规程》DGJ08-236-1999
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-
三、劳动力组织
技术员1人、测量员3人，安全员1人、电工1人、焊工1人、其它辅助工种26人。
四、主要机具仪器配备
序号
种 类
规 格
单 位
数 量
用 途
1
深井降水泵
30米~40米3
台
8
用于降排水
2
空 压 机
1．0米3
台
2
用于拆除
3
风 镐
/
台
3
用于拆除
4
电 焊 机
AX-500
台
1
用于钢筋焊接
5
钢筋弯曲机
QJ-400
台
1
用于钢筋制作
6
钢筋切断机
WJ-400
台
1
用于钢筋制作
7
水 准 仪
/
套
2
用于沉降观测
8
经 纬 仪
/
套
2
用于下沉观测
9
全 站 仪
/
套
1
用于下沉观测
10

砼振动器
插入式
套
6
用于封底
11
长臂挖掘机
25m
台
1
用于运输土方
12
自卸汽车
30t
辆
8
用于运输土方
13
高压水泵

套
2
用于取土
五、施工降排水
本项目沉井拟采用6口20m的深井降水助沉井下沉。
沉井底板砼封底底面高程▽-7.40，沉井内地下水降至素砼封底以下0.5m，则相应高程为▽-7.90。井位设在基坑长边线外1.50m，每边3口井，以横向中心线为基准井位，东西向两边共布6口井。
φ400波纹管20m
200目纱网
400*500
215200 1800 200 215
▽-15.85
215 200 3000 200 215
▽0.00
▽4.15
▽2.00
▽0.00
▽4.15
环塘四周砂石滤层

井管平面布置示意图
六、下沉前准备
沉井下沉时，第一节、第二节砼达到设计强度方可下沉，如砼未到28天龄期，下沉前须做砼现场回弹试验，砼强度达到设计强度的100%方可下沉。下沉前还应做以下准备工作：
①.检查所有降水井，保证井点的正常运行。且计算坑底水位是否滿足下沉要求。
②.解决沉井下沉的泥浆及弃土场地问题。
③.拆除并清理沉井内所有模板、脚手板、砖胎模、垫层砼以及所有杂物，封底和底板结合面凿毛。
④.根据设计要求封堵进水口和出水口，砌筑临封堵墙。
⑤.沉井下沉24小时轮班作业，夜间照明必须满足夜间施工的要求。
⑥.沉井四角墙壁布置高程标尺，井顶四角设置固定高程控制点，在井壁上弹好纵横轴线，以便下沉观测。
⑦.进行下沉前的技术、安全交底，排好总值班、技术值班、施工值班、测量值班以及分班施工的人员。
⑧.在沉井下沉影响区域外布设测量基准点，测量基准点布于砼桩顶，砼桩四周用砼封裹，外围用钢管加以保护。测量基准点设置好后请专业测量员校核后方可使用。
⑨.做好下沉前的一切准备工作。

七、沉井下沉
1)、初沉阶段施工
（初沉阶段为沉井下沉进尺在2.0m以内施工过程）
1、在凿除垫层砼时，要求以沉井中心对称施工。凿除时由专人负责，要求测量加强观察，沉井发生倾斜时应及时调整位置，尽可能使沉井平稳地切入土中。
2、待素砼垫层清除后，应将井下砂垫层从井中部开始向四周均匀对称地取上来，填积在井壁周围，要求均匀对称。
3、初沉时井的下沉系数大、重心高、稳定性差，因此取土一定要均匀、对称。常规情况下应对称均匀进行，使其均匀下沉，井内各部位土面高差不宜大于0.5m。用高压水枪冲刷井底中央部分的土，使形成锅底。在砂或砾石类土中，一般当锅底比刃脚低1～1.5m时，沉井即可靠自重下沉而将刃脚下土挤向中央锅底，再从井孔中继续取土，沉井即可继续下沉。在粘质土或紧密土中，刃脚下土不易向中央坍落，则应配以人工对称从中间向二面掏土，程序上先掏短边，后掏长边。
刃脚下的土塞始终应高于中间的土面。在该阶段控制点的高差容易偏大，必须要重视纠偏工作，纠偏的标准±300mm，但当高差值大于150mm时，就应及时纠偏，利用不同的取土深度，调整井内刃脚踏面的土反力分布状况，使沉井改变倾斜状态，逐步过渡到垂直方向。
4、初沉阶段测量要求每隔2小时测一次，平面位移每24小时测一次，当测量报单反映沉井偏差超限时，应及时向挖土人员发出指令，调整取土部位。但要控制好井内的取土深度，一般取土底面高差不宜大于50cm，当测量报单四角高差较好时，则对称取土继续保持正常状态下沉，但要限制取土锅底的深度不宜超过1.0m，以防沉井发生突沉事故，应做到勤取土、勤测、勤纠、取土均匀，控制好高差，确保沉井在初沉阶段能够进入正确的平面位置。
2）、正常下沉阶段
1、在初沉阶段末期，沉井的技术指标良好，可适当增加沉井锅底深度，而且可增加取土深度，加快取土的深度和数量，减少土反力来降低下沉的阻力，提高施工进度。
2、若在初沉末期，沉井四角控制点高差仍大，则按初沉阶段的纠偏要求进行调整，使沉井恢复正常施工状况；
3、在正常阶段沉井过程中，四角控制点的高差大于10cm，即要求纠偏，纠偏时井内挖土高差小于1m为宜，不得过大。特别是井壁刃脚下土塞必须保护好，如该土体被破坏极易产生涌土，特别在淤土中特别要注意，因此挖土靠井壁时，锅底位置应控制好，稳定好井壁外圈的土体，同时对井壁外圈流失的土体应及时回填好。
4、做好沉井下沉中的记录工作，画出下沉速率图，并整理好与沉井下沉相正确关系图，为终沉阶段的施工提供可靠数据依据。
5、如果挖土过程中发现沉井并未有任何下沉迹象，则用高压水枪配人工切除井壁刃脚下的土。程序上要对称从中间开始向边上取土前进，而且先取短边井壁，后取长边井壁。一定要按程序严格操作。取土只能一薄层一薄层进行，绝不能取出一个个大深塘，这样容易造成沉井的倾斜或突沉。
6、取土应分层进行，防止锅底取得太深，或刃脚取土太快以防突沉伤人。在取土时，刃脚处正常情况下不准有施工人操作或靠近，以避免刃脚处切土过多发生突沉而伤人。
3）、终沉阶段
1、终沉阶段刃脚踏面的警示标高应根据沉井下沉的速率和沉井下卧土层的地质技术指标而确定，当沉井进尺到最后2m时就进入到终沉阶段，这时要派专人勤测量井内土体情况。以防止井内土过多取出，导致井的突沉和超沉，影响井的使用功能。
2、在终沉时，确保土体稳定，适当放慢取土速度和数量，严格按照均匀对称的原则布置挖土范围；
3、当沉井四角控制点高差大于200mm时，应及时纠偏，纠偏方法以调整挖土部位和挖土速度为主，刃脚内土塞部分土体易涌进、不准在此处挖土。终沉阶段是沉井最关键时刻，故一定要加强观察，测量在最后阶段应每间隔1小时，提供一份测量报告，严格控制沉井的下沉速率，应根据最后阶段沉井下沉速率实际情况，适当控制沉井标高的抛高量；沉井最终抛高量将根据地基土层的技术指标确定。
4、一旦沉井刃脚踏面到达设计标高的抛高量后，应立即停止挖土，密切注意观测，8小时内沉井自沉不大于10mm，即为沉井已稳定可进行封底；
5、沉井施工到位后，测量要求每间隔6小时观察一次四角高差，同时按照设计规范要求和建设单位要求组织好定期跟踪测量。

3-2 灰色砂质粉土
② 3-1 灰黄色粘质粉土
夹杂粉质土

① 填土
-8.30
4.80
2.70
3.00
4.80

注：实线为沉井制作位置线
虚线为沉井下沉位置线
沉井下沉的示意图
4）、挖土程序
沉井挖土下沉的次序为先对称挖中间二格的土再挖外围8格的土，每一格中取土原则上在格中心取土。格与格之间取土高差不大于0.5m。高差过大会导致某些底梁搁置在土上，承受额外荷载而导致底梁断裂。
4
2
1
3
5
5
3
1
2
4
挖土程序图
14.7m

26.75m
八、非正常下沉补救措施
如果沉井内土质较硬，摩阻力较大的情况下，使沉井不能正常下沉时，应加大锅底水枪冲扫刃脚，直至刃脚底部悬空，依然不下沉时应采用挖掘机将井壁外围土层挖除4—5m若还不能下沉，再用高压水枪在井壁外由上而下冲破摩阻力，但不能冲到刃脚，防止塌方。
九、沉井纠偏控制措施
沉井下沉的过程就是不断纠偏的过程，保证沉井下沉质量的前提就是做好下沉阶段的纠偏工作，产生高差位移的原因主要有：
①基土层软硬不均，或有块石等障碍。
②沉井挖土不对称，井格间土层高差偏大。
③下沉系数偏小。底梁和刃脚被掏空时产生突沉。
④沉井内产生流砂管涌，破坏了沉井的稳定状态。
⑤沉井重心偏高或偏离几何中心。
⑥井周土体不对称或土质不均匀，使沉井四周井壁受力不均匀。
纠偏措施：
①下沉过程中，发现有块石等下沉障碍时，必须及时清除，防止障碍物被沉井压入土中而难于清理，影响下沉。
②各井格内以及井格之间应对称均匀地取土。一般高低差不得超过1m，终沉阶段高差不得超过50cm。
③发现流砂管涌时，应及时注水，压住水头，决不能在流砂的状态下继续排水下沉。
④及时回填并密实井周坍陷土体区，保持沉井壁四周正常的受力状态。
⑤在沉井出现高差位移时，可采取井内偏心取土法，在较高的部位适当超深挖土，迫使较高的部位下沉，适当超沉，再将相正确另一侧调平；也可掏空较高部位的刃脚斜面，迫沉；还可在井外卸载或沿井壁注入泥浆减阻，利用偏心受力的原理调整。向井内灌水平衡，稳住沉井，并分析原因采取有效措施后再下沉。
十、沉井助沉措施
沉井外壁射水减阻，在沉井外壁设射水管，冲刷沉井周围的土，以减小土与沉井的摩阻力，此法适用于砂及砂类土。
十一、下沉过程中监测
下沉过程中，要进行以下方面的监测工作：沉井本体监测（下沉速度、下沉不均、整体漂移）、沉井四周土体监测（下沉、位移）、深井降水监测（降水水位、深井倾斜及破坏情况），并把监测结果整理成报表。
1、沉井本体监测：在沉井井壁四角布置下沉观测标尺及观测轴线（附观测点、线平面布置图及记录表）；用经纬仪监测沉井的平面轴线，用水准仪监测沉井下沉速度及下沉的均匀情况。
2、深井降水监测：对降水井进行编号，用水位计定时记录井内水位，观察井的倾斜、破坏情况；
3、沉井四周土体监测：对沉井四周土体定时观察，发现裂缝、坍方要及时汇报，立即采取防护措施。监测方法：用水准仪测量沉井四周土体的沉降量。
4、施工中，在沉井壁上设4个观测点，每天定时测量，一般不少于四次。测量结果的整理是以4个点下沉量的平均值作为沉井每次的下沉量，以下沉量最大的一点为基准与其它各点的下沉量相减作为各点的高差，来指导纠偏下沉施工。还应布置土体位移监测点，观测沉井四周的土体平面位移、高程变化。
5、挖土速度的控制及机械的布置。该项目在沉井时，由其要注重5米以内沉井的速度，由于土质较差，沉井初沉时在在自重作用下易形成沉井下沉过快：1、加强观测平衡出土每天的出土量不超过50cm。2、有效的保证仓内出土量。
6、弃土的装运:根据测算，仓内挖土数量为4242m3，由于实际回填土方已经预留因此实际弃土量为4242m3，由于场地狭小，弃土无法放置在现场，故现场配置1台挖掘机，2台装卸车，负责每天的挖运。弃土运至规定场地，并以落实到位。
7、沉井下沉时间的安排：沉井下沉从4月15日开始至5月5日前结束。每天平均下沉的速度控制在0.6米左右，确保平衡均匀安全下沉。
须注意的问题：
（1）为确保沉井下沉的安全，过程中要保证均衡取土，现场取土人员必须服从指挥人员的指挥进行定向取土，不得将下沉偏差大于0.5米；进入▽－6.0m时，一定要注重平衡挖土偏差不得大于5cm，直至沉井下沉至▽－8.30m。
十二、沉井封底、底板施工
1.一旦沉井刃脚踏面标高达到预定的抛高值，应立即停止取土，测量密切注意观测，8小时内沉井下沉不大于10mm，即为终沉到位，立即进行素砼封底，砼封底顶面“宁低勿高”，以防底板底层钢筋被迫抬高。
2.24小时后冲洗事先已凿毛好井壁刃脚内侧的底板槽口，之后立即绑扎底板钢筋，经检查验收无误后立即浇筑底板砼。
3.深井井点排水要一直保持降水，直到沉井内部及上部结构施工到泵房总重量大于地下浮托力时才能够水泵停机，拆除井点。

当封底砼达到强度后进行分格抽水。井外应连续降水，确保沉井的抗浮要求。垫层砼达到一定强度后，施工钢筋砼底板，在施工钢筋砼底板前，必须将底板和井壁接触处部位凿毛和清洗，避免封底后渗漏，底板浇筑前必须对施工用预埋件进行检查，确保位置正确，砼浇筑完毕后，集水井必须配专人抽水，必须连续运转，然后分格进行钢筋砼底板施工，施工时遵循平衡、对称的原则。
十三、井下沉质量要求
（一）下沉过程中质量要求
1、凿除砼垫层：必须先内后外对称凿除，，不漏除，空隙处填实；
2、初沉阶段：沉井偏斜严禁超过允许值的1/4 ；
3、中沉阶段：必须下沉稳定，沉井结构无损坏，不影响运行使用；
4、终沉阶段：沉井自沉≤10mm
(二) 就位后井体允许误差
检 测 项 目
刃脚平均标高
刃脚平面中心线位移
沉井整体转角
刃 脚 面 高 差
允许偏差（mm）
＜100
＜H/100=140
＜1度
≤300
注:H为下沉总深度
十四、安全保证措施
1、安全管理目标
确保下沉过程中无重大安全事故。
2、安全管理措施
（1）建立、健全各级安全生产责任制，责任落实到人；
（2）进行全面的针对性的安全技术交底；
（3）特种作业人员必须培训考试合格后持证上岗；
（4）进入施工现场，必须遵章守纪，佩带安全帽；高空作业安全设施标准规范，高空作业人员必须戴好安全带，并扣好保险钩；
（5）施工用电照明配电箱、开关箱、架空线、接地接零等部分必须严格按规程操作、布置。电工必须持有效证件上岗，应编制用电施工组织设计，实行定期检查制度；
（6）大型机械的保险、限位、防护、指示器等必须齐全可靠，驾驶、指挥人员必须有效证件上岗，必须按规定要求进行操作；
3、施工用电安全
（1）现场照明：照明电线用绝缘子固定，导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。照明灯具的金属外壳必须接地或接零。室外照明灯具距地不低于3米，室内距地面不低于2.4米。
（2）配电箱、开关箱：就使用BD型标准电箱，电箱内开关电器必须完整无损，接线正确，电箱内应设置漏电保护器。配电箱设总熔丝、分开关、零排地排齐全，动力和照明分别设置。金属外壳电箱应作接地或接零保护。开关箱与用电设备实行一机一闸保险。同一移动开关箱严禁有380伏和220伏两种电压等级
（3）架空线：架空线必须设在专用电杆（水泥杆、木杆）上，严禁架设在树或脚手架上，架空线应安装设横担和绝缘子。架空线应离地4米以上，机动车道为6米以上。
（4）接地接零：接地体采用角钢、圆钢或钢管，其截面不小于48平方毫米，一组二根接地体之间间距不小于2.5米，入土深度不小于2.5米，接地电阴应符合规定，电杆转角杆、终端杆及总箱，分配电箱必须有重复接地。
（5）用电管理：安装、维修或拆除临时用电工程，必须由电工完成，电工必须持有效上岗证，实行定期检查制度，并做好检查记录。
4、机械设备安全
（1）各类安全（包括制动）装置的防护罩、盖齐全可靠；
（2）机械与输电线路（垂直、水平方向）应按规定保持距离。
（3）作业时，机械停放应尽可能稳固，臂杆幅度指示器应灵敏可靠；
（4）电缆线应绝缘良好，不得有接头，不得乱拖乱拉。
（5）机械应持技术性能牌和上岗操作牌。
（6）必须严格执行定期保养制度，做好操作前、操作中和操作后设备的清洁润滑、紧固、调整和防腐工作。严禁机械设备超负荷使用，带病运转和在作业运转中进行维修。
（7）机械设备夜间作业必须有充分的照明。
5、防火安全
（1）施工现场用电，应严格执行有关规定，加强电源管理，防止发生电气火灾。
（2）焊、割作业与氧气瓶、乙炔发生器等危险物品的距离不得少于10米，与易燃易爆物品的距离不得少于30米。
6、防高空坠落
施工现场所用爬梯必须焊接牢固，定期对焊缝进行检查，一旦发现焊缝有裂纹，立即补焊；爬梯悬挂要稳定，并挂安全警示牌。
十五、现场安全、卫生
①建立健全安全、保卫制度、落实治安、防火、计划生育管理责任人。
②施工现场的管理人员、作业人员必须配佩工作卡、工作卡由总包单位制作，工作卡有本人相片、姓名、所属单位、工种或职务、管理人员和作业人员的标志颜色区别。
③建立来访登记制度，不准留宿家属及闲杂人员。
经常对工人进行法纪和文明教育，严禁在施工现场打架斗殴及进行黄、赌、毒等非法活动。
十六、附图表
周围建筑物观测记录
第 页
序号
监测点
日 期
上次高程（米）
本次高程（米）
本次沉降量（米）
累计沉降量（米）
本次位移量（米）
累计位移量（米）
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

测 量：

记 录：

深井降水记录 日 期： 年 月 日

井 号
井 口 高 程 （ 米）
井口到水面高差（米）
井内水面高程（米）
井体损坏情况
说 明
1# 井

2# 井

3# 井

4# 井

5# 井

6# 井

测 量：

记 录：

浦东北路河雨水泵站新建工程

施工日记
日期： 年 月 日
天气情况：
当日下沉量： 米
累计下沉量： 米
参 加 施 工 人 员
工 种

测 量

挖 土

电 工

普 工

降 水

后 勤

下 沉 测 量 记 录
井体下沉均匀情况：四角高程（单位：米）

东南角： 东北角： 西南角： 西北角：

下沉情况综合评述：
轴线偏移情况：

X轴线（南北向）：

Y轴线（东西向）：
机械运转

安全生产

其 她

施工负责人： 记录人：

浦东雨水泵站沉井下沉工程本体下沉测量记录
序号
日 期
时间
测量控制点
上次
高程（米）
本次
高程（米）
本次下沉量（米）
累计下沉量（米）
测量人员
下沉情况评述
1

A

2

B

3

C

4

D

5

A

6

B

7

C

8

D

9

A

10

B

11

C

12

D

13

A

14

B

15

C

16

D

17

A

18

B

19

C

20

D

21

A

22

B

23

C

24

D

附：测量控制点平面布置图
X轴
西
B
A

北
南

东

C
D

Y轴 沉井本体下沉观测点、线布置图