污水处理厂进水泵房沉井施工方案#江苏.doc

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xx污水处理厂一期工程进水泵房沉井施工方案xx建设工程有限公司二一年十二月五日目录一 工程概况 -03二 方案简介-05三 主要施工方案 -09四 资源需求计划表 -35五 施工管理机构及其人员构成 -37六 工程进度计划及工期措施-38七 安全目标及保证措施 -39八 文明施工与环境保护目标 -42九 工程进度计划及工期措施 -43十 沉井施工应急预案 -45一、 工程概况1.1工程设计概况1.1.1xx污水处理厂一期工程进水泵房由xx市政设计研究院有限责任公司设计。1.1.2泵房设计采用钢筋混泥土框架结构，下部结构采用沉井施工方法。沉井顶结构标高：+4.50米，沉井底板标高：-3.40米，沉井刃脚底标高：-6.50米。平面布置呈外壁直径为19200mm的圆形。1.1.3下部结构：外壁内隔和底梁墙采用混凝土结构，封底混凝土采用焦渣砼和细粒砼，结构混凝土都采用c35，地下部分混凝土抗渗标号为s8。1.1.4沉井设计采用不排水下沉法。经两次x市专家论证后，拟采用干沉法施工。1.1.5本方案主要针对下部沉井结构进行编制。1.2工程环境概况1.2.1环境条件1)本工程位于江苏省x经济技术开发区，西侧紧邻经一路，交通便利，原场地为耕地（局部为鱼塘）。现地势较平坦，地面标高约为绝对标高2.50米。2)场地较平整开阔，已有土建单位进场施工。1.2.2地基土的构成与特征拟建场地土层总体分布比较稳定，土层分布及主要特点如下： 层，素填土：灰黄色，松散，土质较均匀，表层为耕植土，可见植物根系分布，下部粘性土，潮湿-很湿，厚度0.40.50米； 层，粘土：黄褐色，软塑-可塑，土质均匀，切面较光滑，干强度中等-高，韧性中等-高，很湿-饱和，无摇震反应，厚度1.01.1米。 -1层，淤泥：灰色-青灰色，流塑，土质均匀，细腻，饱和，厚度约为6.86.9米。-2层：淤泥混砂：青灰色，流塑，土质较均匀，局部混粉砂，分布不太均匀，下部可见零星贝壳碎片，饱和，层厚0.60.7米。1.2.3地下水概况拟建场地水文地质条件较简单，地下水以第四系松散层中的潜水与中砂土层中的微承压水为主，主要受大气降水及邻近地表径流的补给。野外勘察施工期间测得地下水埋深为0. 91.50m。场地地下水对砼结构和钢筋砼结构中的钢筋有弱腐蚀性，场地及其附近无其他地下水的污染源分布。1.3工程特点及重点1.3.1本沉井是xx地区目前平面面积最大、下沉深度较深的一口沉井，没有成熟的经验可以借鉴；1.3.2工程场地地质条件较差，地表深度1.5米以下基本为淤泥，淤泥含水量高，土质软，地耐力低，整个沉井全在淤泥层内，沉井下沉系数大，到设计标高时难以止沉；1.3.3施工期间处枯水季节，地下水位低,有利于施工，同时必须严格按冬季施工技术措施组织施工，尤其是采取混凝土的防冻措施。1.3.4工程量大，工期紧。二、方案简介2.1方案思路2.1.1本沉井设计刃脚底标高-6.5米，现自然地坪标高为2.5米，自然地面以上2.0米段不需下沉，实际下沉深度为9.0米，拟分三节浇筑、两次下沉（上部2.0米段无需下沉），第一节浇筑高度为4.5米，下沉深度3.0米（刃脚处标高-1.90），第二节浇筑高度4.5米，第一、二节沉井下沉至设计标高后即进行混凝土封底，然后进行第三节的施工。2.1.2 由于场地地质条件差，土层承载力低，沉井刃脚下需做砂垫层。同时为降低总的下沉量，拟将场地下挖1.4米后做砂垫层。2.1.3 经初步验算，如不采取一定的措施，下沉系数较大，会发生突沉。同时下沉至设计标高时，无法止沉，因此，拟在刃脚设计底标高下施工一定数量的深层搅拌桩，此桩必须同时满足来支承封底前的沉井重量，同时为防止和避免下沉过程中的突沉现象，部分深搅桩桩顶上抬至砂垫层底来支承沉井过程中的一部分沉井重量。 2.1.4 拟在井壁外施工两排深层搅拌桩，既能防止沉井过程中坑外涌土，又能阻断坑内外的水路。2.2方案验算2.2.1基本数据的计算1)第一节沉井高4.5米。2)所有结构混凝土体积计算如下：底梁： 2.7*（0.8+0.9）*0.5*17*2=78.0m3井壁： (9.62-9.02)*3.14*4.5=157.7m3入水口池壁：（5.4+3.185*2）*0.6*4.5=31.8 m3中隔墙： 18*0.5*4.5=40.5 m3以上合计：v1=308.0 m3第一节沉井重量：q1=308*25=7700kn沉井外侧面积：s1=（19.2*3.14+3.185*2）*4.5=300m2井壁外围周长：19.2*3.14+3.185*2=66.7m下沉3.0米时的外侧面积：s2=(19.2*3.14+3.185*2)*3.0=200 m2刃脚面积：(9.62-9.22)*3.14+（3.185*2+5.8）*0.4=28.5 m2底梁与中隔墙的底面积：0.8*17*2+18*0.5=36.2 m23)第二节沉井高度4.5米。4)所有结构混凝土体积计算如下：井壁： (9.62-9.02)*3.14*4.5=157.7m3入水口池壁：（5.4+3.185*2）*0.6*4.5=31.8 m3中隔墙： 18*0.5*4.5=40.5m3以上合计：v2=230 m3第二节沉井重量：q1=230*25=5750kn沉井外侧面积：s1=（19.2*3.14+3.185*2）*4.5=300m2刃脚面积：(9.62-9.22)*3.14+（3.185*2+5.8）*0.4=28.5 m22.2.2砂垫层验算： 沉井第一节制作重量通过混凝土垫层、砂垫层扩散至下卧层层面上的应力应小于下卧层淤泥的地基极限承载力，即： qi/（l+2htg）+h式中qi沉井第一节单位长度制作重量和施工荷载： qi=77001.15/（66.7+34+23.4）=62kn/m l混凝土垫层宽度，取1.5m h砂垫层厚度，取1.4m 扩散角，取30 砂的容重，取16.5kn/m3 下卧层允许承载力，按地质勘察报告取50kpa 经计算： qi/（l+2htg）+h =62/（1.5+21.4tg30）+16.51.4 =43 kpa=50kpa 故，砂垫层取1.4m厚能满足下卧层承载力要求。2.2.3支承桩的验算1. 初步验算下沉系数下沉系数：式中： ki：下沉系数：第i节沉井的重量（kn）f：外壁与土层的摩擦系数，淤泥层中取6kpahi：计算下沉深度（米）li：井壁周长，本工程为66.7米经计算：下沉系数k=7700/6*3*66.7=6.41。偏大。故：刃脚下地基必须进行处理，以减小下沉系数。2. 第一节沉井下沉稳定系数k1=q1/(rf+rt+rl)式中：k2-下沉稳定系数q1-第一节沉井自重，为7700knrf-第一节沉井下沉至标高时的井壁侧面摩阻力,为200*6=1200knrt+rl-刃脚和隔墙的端承力，为（28.5+36.2）*40=2588kn经计算：第一节沉井下沉稳定系数k1为2.03。偏大。故，第一节沉井下沉后的刃脚下地基必须进行处理。3第一节沉井下沉后刃脚下的地基处理验算第一节沉井下沉3.0米（绝对标高-1.90米）时，经处理后的地基应能同时支承第一、二节沉井重量和第二节沉井的施工荷载。第一、二节沉井重量：q1+q2 =7700+5750=13450kn第二节沉井施工荷载： q2*k=5750*15%=862.5kn池壁侧面摩擦力：s2*f=200*6=1200kn地基应能承受的荷载：n=13450+862.5-1200=13112.5kn采取直径600mm深层搅拌桩进行地基处理，桩底进层粘土层2米，桩身水泥掺入量取18%，单桩承载力取其极限值290kn.假定刃脚下需x根深层搅拌桩,每桩与沉井刃脚接触面积为0.24m2。则：x*290+(28.5+36.2-x*0.24)*40=13112.5计算得：x=37.5根，取40根。4为控制第一节沉井下沉速度，防止出现突沉事故，部分深搅桩桩顶标高延伸至砂垫层底。假定需要y根深搅桩桩顶延伸至砂垫层底，则：y*290+(28.5+36.2-y*0.24)*40 =7700计算得：y=18.2根，取20根。5第二节沉井下沉过程中，破桩顺序和破桩数量计算如下：第二节沉井初沉破桩验算：40*290=11600kn=7700+5750-1200=12250kn即,第二节沉井初沉时，先人工挖除支承桩桩间土后，沉井会压碎支承桩后自然下沉。经计算每下沉500mm，侧摩阻力增加200kn，亦即第二节沉井在挖除桩间土后能自然下沉约1.60米，然后在挖除桩间土后，每下沉700mm破一根桩，即可下沉。破桩顺序均匀对称进行。6.外侧支护桩的设计在距井壁外1米处施工两排深层搅拌桩，桩径600，桩间搭接150，水泥掺量18%，桩底施工进层粘土层2米，桩长12米。三、主要施工方法31技术措施方案 此次沉井施工将沉井分三节（第一节沉井高4.5m、第二节高4.5m，第三节高2.0m）。砂垫层施工前挖除表土1.4米后，第二节沉井顶面标高与自然地面标高几乎相同。因此第三节沉井不再视作沉井结构。第一节沉井混凝土强度达到设计强度的100%后进行沉井施工，待第一节沉井下沉稳定后，进行第二节沉井施工，第二节沉井混凝土强度达到设计强度的70%，进行第二节沉井下沉。32施工流程1) 打桩第一节沉井放样砂垫层砼垫层测量放线挡墙刃脚钢筋沉井壁钢筋内模板钢筋隐检外模板浇筑沉井砼养护拆模板沉井下沉。 2) 第二节沉井沉井脚手架沉井井壁钢筋内模板钢筋隐检外模板浇筑沉井砼养护拆模板沉井下沉。3) 第一节沉井内挖土方,下沉到-2.0m4）第二节沉井井内挖土方，下沉到-6.5m5）清底砼封底砼底板6）第三节沉井不作为沉井施工33施工准备1） 根据施工总平面图布置，施工临时道路，开挖排水沟、集水坑（30302.5m），安装临时水、电线路；安设施工设备，并试水、试电、试运转。2） 布设测量控制网根据设计施工图和沉井平面布置图要求，设置测量控制网和水准基点，进行定位放线，定出沉井线坐标点和护桩，作为打桩、沉井制作和下沉定位的依据。34地基处理和基槽开挖1） 平整场地整平场地至要求标高，按施工要求清除沉井周围障碍物。 2） 根据桩位线打深层搅拌桩，深层搅拌桩施工方案另行编制。35 基槽开挖1） 根据基槽开挖定位线开挖基槽，基槽开挖至初沉标高下1.4米位置，基槽座落在淤泥层上,为方便垫层基础施工，根据地质报告，开挖边坡为1:1.5，四周设排水沟，通过水泵排水，保证施工需要。2） 为防止沉井不均匀下沉而引起井身裂缝，变形等质量问题，基槽底采用铺垫砂、100厚c10砼垫层，垫层宽1.5m用打夯机夯实和平板振动器振实。36井壁制作在地面和混凝土垫层上制作37模板安装本工程中沉井模板配置一套，木模板支设竖向模板配置一层，横向模板配置二层以供周转，在模板施工程序上先竖向结构后横向结构。1) 施工顺序模板制作与钢筋成型、放线沉井井壁钢筋模板脚手架搭设柱钢筋绑扎柱模板安装铺梁底板梁钢筋绑扎安梁侧模铺楼板搁栅安装楼板底模楼板钢筋绑扎浇筑砼养护、拆模。2) 要求1模板与支承重点部位概述：该工程比较复杂，上部梁的截面尺寸比较多，下部沉井为圆形。对模板面板除楼板底模用竹胶合板外其余全部采用915183018mm木胶板为面板，辅以落叶松或红松50100木楞为背楞，用钢管扣件为主要支撑材料。对一般部位根据以往多项工程经验从而确保支模合理，拉、支撑牢靠使浇出的混凝土达到清水混凝土的要求。对关键部位要求作好模板、支撑的设计，杜绝模板支撑的倒塌事故。2模板及其支架必须符合下列规定：保证工程结构和构件各部分形状尺寸和相互位置的正确。具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇砼的自重和侧压力，以及在施工过程中所产生的荷载。结构简单，装拆方便，并便于钢筋的绑扎、安装和砼的浇筑、养护等要求。模板的接缝不应漏浆。模板及其支架在安装过程中，必须设置防倾覆的临时固定措施。现浇钢筋混凝土梁板，当跨度大于4m时，模板应起拱，当设计无要求时，起拱高度宜为全跨长度的1/10003/1000。3）模板拆除 现浇结构的模板及其支架拆除时的混凝土强度，应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定：a.侧模，在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后，方可拆除。b.底模，在混凝土强度符合下表规定后，方可拆除。现浇结构拆模时所需混凝土强度结构类型结构跨度（m）按设计的混凝土强度标准值的百分比率计（%）梁2502，8758100板8758100悬臂构件100注：规范中“设计的混凝土标准值”系指与设计混凝土强度等级相应的混凝土立方体抗压强度标准值。 预制构件模板拆除时的混凝土强度，应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定：a.侧模，在混凝土强度能保证构件不变形、棱角完整时，方可拆除。b.芯模或预留孔洞的内模，在混凝土强度能保证构件和孔洞表面不发生坍陷和裂缝后，方可拆除。c.底模，当构件跨度不大于4m时，在混凝土强度符合设计的混凝土强度标准值的50%的要求后，方可拆除，当构件跨度大于4m时，在混凝土符合设计的混凝土强度标准值的75%的要求后，方可拆除。 已拆除模板及其支架的结构，在混凝土强度符合设计混凝土强度等级的要求后，方可承受全部使用荷载，当施工荷载所产生的效应比使用荷载的效应更为不利 时，必须经过核算，加设临时支撑。4）预埋件和预留孔洞固定在模板上，均不得遗留，安装必须牢固，位置准确，其允许偏差应符合下表：预埋件和预留孔洞的允许偏差（mm）项 目允许偏差预埋钢板中心线位置3预埋管、预留孔中心线位置3预埋螺栓中心线位置2外露长度+100预留洞中心线位置10截面内部尺寸+1005）现浇结构模板安装的允许偏差，应符合下表:项 目允许偏差（mm）轴线位置5底模上表面标高5截面内部尺寸基础10桩、墙、梁+4-5层高垂直全高5m6全高5m8相邻两板表面高低差2表面平整（2m长度上）56）满堂模板支架的支撑设置应符合下列规定：满堂模板支架四边与中间间隔四排支架立杆应设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置；高于4m的模板支架，其两端与中间间隔4排立杆从顶层开始向下每隔2 步设置一道水平剪刀撑。38钢筋制作及安装3.8.1 本工程采用hpb235、hrb335级钢。预埋件钢板采用q235钢板。材料进场后随即分批分类抽样做复试，试验合格方可使用。凡使用的钢筋，如遇钢筋锈蚀严重的，必须进行除锈后方可使用。钢筋工程施工符合gb50300-2002国家标准施工质量验收规范。3.8.2 钢筋的接头根据设计要求，钢筋的接头位置应设在受力较小处，不宜在钢筋加密区范围内。本工程中竖向的钢筋采用电渣压力焊，其余采用闪光对焊或搭接，钢筋焊接的质量应符合钢筋焊接及验收规范（jgj18-2003）之规定，墙体及楼板钢筋以绑扎为主。3.8.3 底板钢筋绑扎时，设置专用马凳支承上层钢筋网，撑脚应搁置在下层钢筋之上，不许直接搁置在砼垫层上。柱子钢筋绑扎时，为了防止钢筋移位，将柱主筋用箍筋套牢并点焊在底板上层钢筋上，确保钢筋绑扎质量。3.8.4 墙板钢筋绑扎时，为了防止钢筋的倾斜和砼保护层的厚度不一，墙板双排筋之间须加设8拉结筋呈梅花形，间距为400mm，拉结筋应与外皮水平钢筋钩牢。并挂好用砂浆制作的保护垫块。楼板上层钢筋应用马凳支撑，双向间距不大于1000mm，钢筋下保护层砂浆垫块间距也不大于1000mm。钢筋工程必须符合规范gb300-2001的要求。1）电渣压力焊施工工艺钢筋砼框架结构中竖向钢筋的连接，宜采用电渣压力焊进行焊接，直径14-40的、级钢筋接头均可连接直径不同的钢筋焊接，两者之差不得大于5mm，钢筋净距不得小于50mm。工艺流程如下：钢筋断料钢筋端面刷净、加工钢筋放入提升架上紧夹焊剂烘干装入焊剂盒 接电源引弧启动电动机对接头加压，接头墩粗拆除夹具、清除电渣质量检验。施焊前，先将钢筋端部120mm范围内的铁锈、油污清刷干净，钢筋端部不平可用气割工具吹平，采用手工电渣压力焊时，可采用直接引弧法，先将上钢筋与下钢筋接触，接通焊接电源后，立即将上钢筋提升2-4mm，引燃电弧，然后继续缓缓上提钢筋数毫米，使电弧稳定燃烧，后随钢筋的熔化而渐渐下送，并转入电渣过程，待钢筋熔化达到一定的程度后，在切断电源的同时，迅速进行顶压，持续数秒后方可松开操作杆，以免偏斜或结合不定。钢筋的上提和下送的速度需经过试焊而确定，以防断路或短路。焊接完后，应冷却2-3min，再打开焊剂盒，拆除夹具，待钢筋充分冷却后去掉渣壳，发现假焊应切除重焊。2）钢筋闪光对焊施工方法本工程的直径25的水平钢筋的接头采用闪光对焊。钢筋直径在22mm以下者，采用连续闪光对焊，钢筋直径为25mm时，端面比较平整时采用预热闪光对焊，端面不够平整时采用闪光预热闪光对焊。钢筋闪光对焊原理是利用对焊机使两段钢筋接触，通过低电压的强电流，把电能转化为热能，当钢筋加热到一定程度后，即施加轴向压力顶锻，使两根钢筋焊接在一起。施焊时行闭合一次电路，使两钢筋的端面轻微接触，这时端面的间隙中即喷出火花，熔化的金属微粒一一闪光，接着徐徐移动钢筋，使两端面仍保持轻微接触，形成连续闪光。当闪光到预定的长度，钢筋端头加热到将近熔点时，就可加一定的压力迅速进行顶锻，先带电顶锻，再无电顶锻到一定长度，焊接接头即告完成。钢筋端头如有弯曲，必须加以矫直或切除，并将钢筋端部约150mm范围内的铁锈、污泥等清除干净，直至露金属光泽，否则在夹具和钢筋间会造成接触不良，影响正常操作，接触对焊完毕，应等接头处由白红色变为黑红色时才能松开夹具，将钢筋平稳地从夹具中取出，以免发生接头弯折现象。为了获得良好的对焊接头，必须选择恰当的焊接参数。焊接参数包括调伸长度、闪光留量、闪光速度、顶锻留量、顶锻压力、预热留量以及变压器级次。钢筋对焊完毕，必须进行质量检验。先对全部接头进行外观检查，接头应具有适当的镦粗和均匀的金属毛刺；钢筋表面没有明显的烧伤及裂纹；接头如有弯折，其角度不得大于40;接头轴线如有偏差，偏移不得大于0.1d。同时也不得大于2mm。还必须对对焊接头进行机械性能试验：对焊接头的抗拉强度应大于该级别钢筋的抗拉强度，并且断裂位置应在焊缝每侧20mm以外；冷弯试验时，接头位置，应弯曲中心处，弯心直径应符合要求。冷弯后接头处或热影响区外侧横向裂缝宽度应不大于0.15mm。钢筋接触对焊接头不要放在受力较大的部位，并和钢筋弯曲处相距不应小于10d。对焊接头不要集中在一根钢筋上，非预应力钢筋，在受拉区的同截面内的焊接接头不允许超过50%，在受压区不限制。3）钢筋的绑扎与安装（1）准备工作 核对成品钢筋的钢号、直径、形状、尺寸和数量等是否与料单料牌相符。如有错漏，应纠正增补。 准备绑扎用的铁丝、绑扎工具（如钢筋钩、带扳口的小撬棍），绑扎架等。钢筋绑扎用的铁丝，可采用20-22号铁丝，其中22号铁丝只用于绑扎直径12mm以下的钢筋。铁丝长度可参考表1的数值采用：因铁丝是成盘供应的，故习惯上是按每盘铁丝周长的几分之一来切断。钢筋绑扎铁丝长度参考表（mm） 表1钢筋直径(mm)3-56-810-1214-1618-20222528323-51201301501701906-815017019022025027029032010-1219022025027029031034014-1625027029031033036018-2029031033035038022330350370400准备控制混凝土保护层用的水泥砂浆垫块或塑料卡。水泥砂浆垫块的厚度，应等于保护层厚度。垫块的平面尺寸：当保护层厚度等于或小于20mm时为30mm30mm，大于20mm时50mm50mm。当在垂直方向使用垫块时，可在垫块中埋入20号铁丝。划出钢筋位置线。