昆山沉井制作下沉专项方案.doc

目 录第一章 工程概况11.1 工程概况1第二章 地质条件32.1 气象水文、地形地貌、地质32.2 场地岩土层构成及特征42.3 地下水6第三章 高位井施工方案83.1 概述83.2 沉井施工流程93.3 工程的特点和难点103.4 沉井制作、接高、下沉分析113.4.1 沉井制作时砂垫层和下卧层承载力验算113.4.2 沉井下沉稳定性验算133.4.3 下沉系数分析133.4.4 沉井第二节接高稳定性验算163.4. 5 接高后下沉系数分析163.5 沉井地基处理施工193.5.1 测量放线193.5.2 基坑开挖203.5.3 铺筑砂垫层、砼垫层203.6 沉井结构制作213.6.1 起重设备及脚手工程213.6.2 模板工程223.6.3 钢筋工程233.6.4 砼工程243.7 沉井下沉253.7.1 下沉施工253.7.2 沉井助沉措施283.7.3 下沉纠偏303.8 沉井封底、底板施工33第四章 质量保证措施374.1 地基处理的质量保证措施374.2 沉井制作、接高、底板的质量保证措施374.3 沉井下沉的质量保证措施394.4 沉井施工质量要求40第五章 安全文明措施41第六章 投入人员设备424.1 投入本工程主要施工机械设备424.2 拟投入本工程的劳动力43第一章 工程概况1.1 工程概况本工程为昆山城北大道供水管穿越沪宁高速公路的顶管工程的工作井和接收井，工程位于苏州绕城高速的西互通主线段，本工程工作井内净尺寸长*宽*深为9m*7m*12.2m（深为砼井壁顶至井底板面），接收井内净尺寸长*宽*深为6m*5m*11.8m，公路平均黄海标高为4.00米，工作井刃脚标高-13.5m，沉井下沉深度为14.3m，接收井刃脚标高-12.7m，沉井下沉深度为13.5m。顶管工作井设于公路主线西侧隔离栅外31.5米处，顶管接收井在公路东侧隔离栅外30.4处，考虑高速公路的安全，以及在下深度内的土层在粉土及粉砂层，本方案采用不排水法施工方案，避免沉井施工过程中水土流失对公路和周围建筑物的影响。本工程沉井采取二次制作二次下沉。沉井下沉采用不排水下沉方法，不排水下沉取土方式为空气吸泥机出土下沉，同时配潜水员水下冲泥配合。考虑到本工程沉井穿越砂土层时侧壁摩阻力较大，当沉井下沉系数偏小时可开启空气幕系统助沉，而不宜采用掏挖刃脚下土体的方式助沉，以防止沉井产生突沉。同时在下沉过程中还可利用分组开启空气幕系统进行辅助纠偏，下沉至设计标高后，还可利用空气幕系统的管路压入水泥浆阻沉及增加沉井的抗浮能力。第二章 地质条件2. 1 工程地质性质根据地基土的成因、年代及物理力学性质，场地勘察深度范围内土体主要为第四系沉积，主要为粘性土及粉土，共分7层。地基土各土层分布厚度及结构特征自上而下分述见下表：层号土层名称土层平均厚度(m)层底标高(m)层底深度(m)土 层 描 述1素填土0.851.051.550.51.4杂色，松散，以粘性土为主，含植物根茎，局部含建筑垃圾，均匀性差，全场地分布。2粉质粘土2.75-1.95-0.873.04.4灰黄色，软可塑，含Fe、Mn质结核，无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度高，土质不均。全场地分布。3粘土2.92-4.70-3.676.07.1褐黄色，可硬塑，含Fe、Mn质结核，无摇振反应，油脂光泽，韧性高，干强度高，土质均匀。全场地分布。4粉质粘土1.95-6.70-5.778.08.8灰黄色，软可塑，含Fe、Mn质结核，无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度高，局部夹粉土薄层，土质较均匀。全场地分布。5粉质粘土夹粉砂7.8-18.20-12.0314.020.0灰色，很湿，稍密，摇振反应迅速，无光泽反应，含云母碎屑，韧性低，干强度低，局部夹薄层粉质粘土及粉砂，土质较均匀。控制区域内普遍分布。6粉质粘土夹粉土4.93-18.15-17.8219.820.0灰色，软塑，局部可塑、流塑，无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等，土质不均，夹粉土薄层。控制区域内普遍分布。7粉质粘土本次勘察该层未穿透灰色，软可塑，含Fe、Mn质氧化物，无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度高，土质均匀，控制区域内普遍分布。2.2 地下水特征场地勘察深度范围内主要为浅层地下水，属孔隙潜水，主要赋存于近地表的素填土及层2粉质粘土中，属弱透水层。浅层地下水主要以地表迳流、大气降水入渗补给，以地面蒸发和侧向迳流为主要排泄途径。深层地下水属弱承压水，主要赋存于层5粉土夹粉砂中，富水性中等，主要以迳流及越流为补给来源，以越流排泄为主要排泄途径。根据区域水文地质资料，昆山地区地下水水位受季节影响较大，地下水年变化幅度1.0米左右，年最高水位埋深0.5米。根据勘察资料揭示，场区无岩溶、滑坡、古河道等不良地质作用及地下埋藏物。未发现其它不良地质作用及地下埋藏物。场区地下水位较高，在工程施工时应积极重视。2.3 饱和砂粉土液化判别根据地质报告计算结果表明层5为不液化土层，综合判定场地无液化土层。（祥见地质报告）第三章 工作井、接收井施工方案3.1 概述本工程工作井其平面最大外包尺寸为11.4m9.4m14.3m，刃脚至顶板高度为h=14.3m。工作井和接收井施工分二次制作，二次下沉。工作井第一次制作高度从-13.5m至-5.9m，高度7.6m，然后下沉至-5.5m。第二次制作从-5.9m至+0.8 m，高度6.7m，然后下沉至-13.5m。工作井设有二个台阶，井壁依次为1.2m、1m、0.8m，第一节台阶设在-5.9m高处，第二节台阶设在-2.2m高处。接收井第一次制作高度从-12.7m至-5.9m，高度6.8m，然后下沉至-4.7m。第二次制作从-5.9m至+0.8 m，高度6.7m，然后下沉至-12.7m。接收井设有二个台阶，井壁依次为1m、0.8m、0.6m，第一节台阶设在-5.9m高处，第二节台阶设在-2.2m高处。根据本工程实际情况结合设计要求、工期及下卧层承载力，沉井采用二次制作、二次下沉的施工方法。沉井下沉采用不排水下沉，不排水下沉取土方式为空气吸泥机出土下沉，同时配以潜水员水下冲泥、清基，配合下沉。沉井四周设环形施工便道，宽度为6m，保证重型施工机械设备行走，沿沉井的边侧搭设钢筋加工场、模板拼装场地、临时堆场，另布置若干集中箱作为临时办公及工具间。3.2 沉井施工流程施工准备测量放线沉井基坑开挖砂垫层构筑浇筑素砼垫层刃脚胎模制作钢筋加工搭设架手架第一节制作架立内模第一次下沉绑扎钢筋架立外模第二节制作第二次下沉浇筑砼沉井封底浇筑钢筋砼底板下道工序3.3 工程的特点和难点本工程中的沉井细而高，根据规范要求及我公司对沉井施工的经验，沉井制作高度在下沉前不宜超过沉井的短边长度。因此，我公司对沉井拟采用二次制作，二次下沉的施工工艺。在沉井制作的过程中，加强对沉井沉降的观测，根据地质详勘资料及现场监测情况调整沉井分节高度，严格确保沉井制作的质量和安全。沉井第一次和第二次下沉都采取不排水下沉，封底采用浇注水下混凝土封底。沉井下沉过程中应加强监测，及时纠偏。尤其注意沉井初沉阶段的纠偏工作。针对沉井下沉系数偏小的问题，在沉井下沉施工中拟采用空气幕法助沉措施。由于沉井高度较高，因此沉井下沉过程中应加强测量，并注意两侧对称出土，防止沉井下沉中产生位移、扭转，以保证沉井顺利下沉和减少沉井下沉对周边土体的扰动。并通过在下沉过程中及时调整气幕对沉井四壁的供气量，达到控制沉井侧壁摩阻力的目的，从而满足沉井纠偏和下沉的要求。沉井施工区域地下水位较高，而沉井下沉需穿越粉砂层，为防止在水头差下产生流砂现象，因此沉井下沉采用不排水下沉和水封底。并应保持井内水位能够平衡井内外水头差。沉井终沉后刃脚座落在-1层粉质粘土夹粉砂层上，因该层土土质较差，为保证沉井顺利下沉至底标高，防止沉井超沉，应通过以下手段加以控制：a、根据设计要求在沉井封底时考虑采用水封底，通过控制井内水位来平衡井内外水位高差，防止流砂的产生。并且沉井水封底时由于浮力的作用可有效减轻沉井的自重，减小对基底土层的影响。b、沉井在粉砂层中下沉时，如下沉系数偏小可采用气幕法助沉，可保证沉井稳定下沉，并可有效减少沉井下沉对周边土体的扰动。c、考虑到基底土层压缩性较大，在沉井终沉时根据实际情况预留一定的自沉深度。d、下沉时井体与土体之间空隙应灌砂,随沉随灌。e、封底时采用分格对称进行水下混凝土浇注，封底时保持沉井内外水位平衡，杜绝存在水头差，影响封底质量。f、在沉井封底结束后，及时进行底板施工，防止沉井建成后期产生较大沉降。3.4 沉井制作、接高、下沉分析3.4.1 沉井制作时砂垫层和下卧层承载力验算根据本场地的地质条件，本工程沉井分二次制作，二次下沉，沉井砂垫层厚0.8m，采用承载力较高的粗砂，刃脚素砼垫层宽1.55m，厚12cm的C20混凝土浇注。工作井和接收井第一节制作高度分别为7.6m、6.8m。（见沉井制作接高图）沉井刃脚砂垫层及下卧层验算：1、沉井二次制作时砂垫层和下卧层的承载力验算沉井第一次制作高度为7.6m，砂垫层厚度需确保沉井在制作时砂垫层及下卧层满足承载力要求，以保证沉井制作时的要求。本工程沉井砂垫层下卧层为2层粉质粘土,其地基承载力较好。a.砂垫层承载力= 每延长米沉井自重，沉井井壁每延长米自重为：639.48（m3）24.5（密度）/（42.4）（长度）=369.5（KN/m）；B刃脚下素砼垫层宽度（m），素砼垫层宽度为1.55 m；砂垫层极限承载力，取250Kpa；经计算：=369.5/1.55=238.4 Kpa，承载力满足施工要求。b.下卧层承载力下=G/（B+2Htg）+ H砂G每延长米沉井自重（KN/m）；B刃脚下素砼垫层宽度（m）；tg砂垫层内摩擦正切值，取其内摩擦角为22.5度；H砂垫层厚度，取0.8m砂砂容重取16KN/m3注：砂垫层厚度小于1m时，可不考虑砂垫层本身附加重力。经计算：下=369.5/(1.55+20.8tg30) =166.9KPa；下卧层复合地基极限承载力为180 Kpa，其承载力能满足施工要求。3.4.2 沉井下沉稳定性验算沉井下沉稳定性可按下式计算：下沉稳定系数：K2=(G- B1)/(T+ R1+ R2)1式中：G井位自重（KN），沉井砼共浇筑639.48m3；自重15667.26KN。T井壁总摩阻力，6767KN (详见沉井下沉系数分析)；B1地下水浮力，浮力为0（KN）；R1刃脚踏面及斜面下土的支承力（KN）；R1=Uo（a+）RjUo沉井外壁轴线周长42.4（m）；a刃脚踏面宽度0.4（m）；b刃脚斜面与井内土壤接触面的水平投影0.90（m）；R2底梁下土的支承力0（KN）；R2=AlRjAl底梁下土的总支承面积0（m2）；Rj土的极限承载力（KN/m2）。经计算：K2=(G- B1)/(T+ R1+ R2)=0.471满足沉井接高稳定性要求。3.4.3 下沉系数分析1、下沉中土层与井壁的总摩阻力计算沉井下沉时，土层与井壁的总摩阻力按下式计算：T=UA式中：U井壁的外围周长64.4（m）；A单位周长摩阻力（KN/m），A=（H-1.46）ff单位面积摩阻力25.0（KN/m2）；H沉井下沉深度（m）。2、沉井下沉系数计算K=(G- B1)/(T+ R1+ R2)式中： G分次下沉时井体自重（KN），不考虑封底混凝土和底板；B1地下水浮力，排水下沉时为B1=0；T沉井与土之间的摩擦力；R1刃脚踏面及斜面下土的支承力；R2沉井内部隔墙和底梁下土的支承力。根据计算，起初沉井下沉系数较大，在下沉过程中不宜掏空刃脚，在中沉和终沉阶段必须采用气模法助沉。下沉系数分析见下表。不排水时下沉系数分析表下沉标高及地质下沉深度h(m)单位面积摩阻力f0(kn/m2)侧壁摩阻力f1(kn)f1=U*(h-1.46)*f0地基承载力（kn/m2）沉井浮重（kn）下沉系数K=G/(T+R)备 注底梁刃脚斜面掏空A=16.96(m2)底梁掏空刃脚斜面不掏空A=50.88(m2) -0.5(粉质粘土)020010493405.2.1.76-4.7(粘土)4.240464718391261.170.65-6.7(粉质粘土)6.225676724490240.780.47-13.5(粉土夹粉砂)14.32013635243150270.850.57不排水下沉时井内水位在+1.46m。根据计算，沉井下沉系数较小，在下沉过程中可以采用气幕法助沉。下沉系数分析见上页表。3.5 沉井地基处理施工3.5.1 测量放线施工前，应根据设计图纸座标及甲方提供的基准点测量定位，同时在沉井周围，且在施工影响范围之外布置座标控制点和临时水准点，建立的控制点精度为1mm。并应填写测量复核单，由甲方和监理认可，施工过程中控制点应加以保护，并应定期检查和复测。在沉井四周设置龙门桩，并用石灰粉划出井中心轴线、基坑轮廓线，作为沉井制作和下沉定位的依据。1、导线测量导线点应根据总平面图布设，所选点位应选择净空地带，并应考虑便于使用、安全和长期保存。2、角度测设角度观测采用全圆测回法进行，测回数及测量限差与方格网角度观测要求相同。3、高程测量本工程高程测量控制网采用三、四等水准测量方法建立。水准网的绝对高程应从业主提供的高级水准点引测并联系于网中一点，作为推算高程的依据。4、标桩埋设导线控制点和高程控制点均应远离沉井下陷区范围以外，至少保持50m以外的安全距离，点桩应深埋，并设置保护装置，定期检查和校核。3.5.2 基坑开挖为减少沉井下沉深度，降低施工作业面，采取在基坑中制作沉井，基坑开挖深度为1.3米，考虑到放坡支模操作等工作的需要，基坑底边比沉井周边宽1.0米，按1：1放坡。基坑开挖时，在四周挖排水盲沟，四角设置集水井，在沉井两边设置两只观察井,使地下水位降至基坑底面以下0.5米，基坑开挖采用一台0.6m3反铲挖土机开挖，同时配合人工修边和平整坑底，土方随挖随运。开挖至距坑底标高20cm左右时应采用人工修坡、平底，防止扰动基地土层，坑底如遇淤泥或松软土质应彻底清除并采用砂性土回填、整平夯实。施工时应尽量减少基坑暴露时间。基坑开挖过程中，应利用排水沟结合集水坑进行排水。挖出土方应及时运走，不得堆置在坑边。在沉井两边设置两只观察井,以便及时了解地下水位情况。3.5.3 铺筑砂垫层、砼垫层1、砂垫层铺筑基坑开挖结束后，及时铺筑砂垫层，砂垫层厚度0.8m，砂垫层采用中粗砂，每25cm铺一层，边洒水边振实，同时应分层进行测试干容量，干容量应不小于1.56tm3，铺筑砂垫层应在四周设置集水井，基坑底部设置盲沟，施工期间应不停抽水，严禁砂垫层浸泡在水中。2、素砼垫层浇筑为了扩大沉井刃脚的支承面积，减轻对砂垫层的压力，在砂垫层上铺上一层C20素砼垫层，素砼垫层的厚度为12cm。素砼宽度分别取井壁外20cm。砂垫层铺设完毕经干容重测试合格后，即可在砂垫层上浇筑素砼垫层，素砼垫层保证水平，误差小于5mm，以便模板施工，且表面抹光以此作为刃脚的底模。3.5.4 基坑开挖砂垫层、素砼垫层及盲沟示意图3.6 沉井结构制作3.6.1 起重设备及脚手工程1、起重设备沉井结构在制作及下沉阶段，选用25t履带吊作为起重设备。2、脚手工程本工程的特点是沉井制作与下沉交替施工，因此沉井外脚手与内脚手的搭设有所不同。沉井第一次内外脚手是直接在沉井外的砂垫层上搭设的。在沉井制作期间，由于沉井可能出现不同程度的沉降，为安全起见，内外脚手与井壁是脱离的，距离约30cm，在沉井下沉期间，由于沉井周围土体可能出现沉陷或塌方，脚手必须拆除。工作井第二节接高制作时，重新在井外搭设外脚手。沉井内脚手的搭设平台是在沉井井壁的预埋件上焊接牛腿，牛腿上焊接32号槽钢4根，组成方框架平台。沉井连续制作，脚手便连续接高。本工程内外脚手架均为扣件式钢管脚手架，钢管为外径48mm，壁厚3.5mm的高频焊接钢管。外脚手沿沉井井壁四周组成整体框架结构，每4m设抛撑一根，外侧用粗眼安全网封闭，内外脚手的作业层均铺竹笆。3.6.2 模板工程1、刃脚砖胎模砌筑待砂垫层上素砼达到一定强度后，根据设计井位在素砼垫层上精确测放沉井平面位置，进行砖胎模施工，砌砖时应用低标号水泥砂浆，并确保刃脚斜面平整，用石灰和少量水泥拌和物粉刷砖砌胎模，砖砌胎模应预留沉井井壁模板拉杆螺丝的孔位。2、模板工程模板拼装、围令、立筋应按模板的翻样图施工，模板要有脚手架提供操作立模条件，予埋件及穿墙洞应在内模架立后完成，并应确保其位置、标高、轴线的正确。本工程高位井为二次制作两次下沉，模板均采用18mm厚胶合板模，在预留洞、井壁底板位置等特殊部位采用木模，在沉井插筋部位用5cm木板间隔拼装，拼装的木模其表面应进行刨光，拼缝严密平整不漏浆，所有模板表面平整度符合规范要求。围檩立筋采用50钢管或8#槽钢，拉杆螺栓采用14mm圆钢，模板內侧拉杆两端各留2cm，焊上限位卡进行限位和放置505020cm3的木方，待拆除模板后凿除木块，并用比结构高一强度的水泥砂浆抹平，通过外侧的拉杆中间焊一块50mm50mm3mm的止水钢板，钢板与拉杆周边满焊，以防拆模时拉杆松动而导致墙体渗水损坏墙内钢筋。拉杆螺栓设置水平间距55cm，垂直间距60cm。为防止浇砼时爆模，在水平加固模板用的225钢筋两端接头处上点焊，所有拼缝及模板接缝处要逐个检查嵌实，防止漏浆，模板架立好后应请业主、监理工程师进行验收，验收重点是平面尺寸和断面尺寸，平整度，予埋件、穿墙洞等项目。内外模板立模顺序。原则上先立内模，后立外模。模板与钢筋安装应相互配合进行，若妨碍绑扎钢筋的模板、应待钢筋安装完毕后再立模。3、砖胎模砌筑及沉井井壁支模示意图3.6.3 钢筋工程本工程的钢筋规格、种类繁多，对进场钢筋要进行验收，按规格分批挂牌堆放在有衬垫的钢筋堆场上，防止底层钢筋锈蚀。对进场钢筋应按批按规格抽样试验，严格遵守“先试验、后使用”的原则。为了保证本工程施工质量，对上岗操作人员进行严格培训，培训合格者方可上岗操作，特别在本工程中所采用有闪光对焊接头，上岗人员须进场试件考核，合格者方可上机作业，做到万无一失，确保焊接接头质量。制作成型钢筋，按其规格，绑扎先后，分别挂牌堆放，对其成型的具体尺寸，规格有工地质量员抽样检验把关，同一截面的钢筋接头要求严格按施工操作规程要求执行。钢筋绑扎要结实，井壁的内外层钢筋之间要设定位撑。在钢筋绑扎后，采用同结配砂浆垫块，控制保护层，保证钢筋在砼中有效截面。1）钢筋进场必须要有质保书，进场、后对原材料按规范要求进行试验，无证或试验不合格的钢筋严禁使用，需要替代其他规格品种的钢筋必须要设计单位认可及符合规范有关规定。2）翻样加工：按设计要求依图出大样图，算出钢筋配料长度，机械成型，为规格堆放，主筋接头情况宜采用闪光接触焊。3）钢筋绑扎钢筋绑扎时钢筋的规格、数量、形状、间距均应按设计要求施工，绑扎接头、焊接接头按规定错开，每一截面内接头数不超过50%，砼保护层采用砼垫块，各类予埋件要有测量工精确测放，型号、数量、锚固长度应正确无误，严禁遗漏。3.6.4 砼工程本工程砼采用商品砼。砼浇筑时浇筑的自由高度不应大于2m，如超过2m应加串筒浇筑。砼浇筑时应对称平衡进行，采用分层平铺法，分层厚度控制在30cm左右，振捣时防止漏振和过振现象，以确保砼的质量。砼布置由专人统一负责指挥，并按规定顺序进行砼布料，由于井壁较薄，必要时为便于振捣在井壁模板上适当部位开门子板，位置视实际情况定。在浇筑过程中，加强沉井平面高差、下沉量的观测，随着砼浇筑总量有增大，测量密度相应增大，如出现意外情况采取相应措施确保沉井施工安全。每次浇筑砼前充分做好准备工作，每次浇砼根据规范做好坍落度抗渗、抗压的试验工作。钢筋、模板及各类预埋件经隐蔽验收合格。砼开浇前全面检查准备工作情况并进行技术交底，明确各班组分工、分区情况，砼入仓前清除仓内各种垃圾并浇水湿润，合格后方可浇注砼。施工中严格控制层差，杜绝冷缝出现，砼振捣时振捣器应插入下层砼10cm左右，注意不漏振、过振，钢筋密集处加强振捣，分区分界交接处要延伸振捣1.5m左右，确保砼外光内实，钢筋工、木工加强值班检查，发现问题及时处理，保证正常施工，交接班时交清情况后才能离岗。施工缝处理，在沉井上、下节井壁间设置施工缝，施工缝表面砼凿除松散部分，并用水冲清，充分湿润，但不得有积水，并在井壁内设置钢板止水条。沉井接高前，施工缝进行凿毛冲洗干净，使骨料外露。用同标号水泥浆接浆，厚12cm。砼浇注完毕后，须覆盖草包，当砼达到一定强度才能拆除模板，一般需养护72小时，承重模板必须达到设计强度后方可拆除。3.6.5 回填砂工程在第一次下沉结束后，应立即井内回填黄砂，增加井体内壁磨阻力，保持井体内外压力平衡。3.7 沉井下沉3.7.1 下沉施工沉井下沉采用不排水下沉，第一次下沉至-5.5m采用不排水下沉工艺，然后采用不排水继续下沉至-13.5m设计刃脚底标高。1、不排水下沉为确保高速公路的安全，保证在沉井下沉过程中井体四周土体的稳定，最有效的办法就是采用不排水下沉的下沉工艺。不排水下沉取土方式为空气吸泥机出土下沉。采用我公司自制的专用冲吸设备出土下沉。利用25T汽车吊起吊冲吸泥设备，进行移动吸泥达到清除井内各个位置上的土体。空气吸泥吸出的泥浆通过管道直接排放到泥浆池，经沉淀池沉淀后把上层清水排至业主指定区域。（见沉井空气吸泥不排水下沉示意图）、冲吸设备和工作原理冲吸主要设备装置由10m3空压机、180KV高压水泵、进气管路、空气吸泥器，排泥管路、高压射水装置等，以及供水、供气、吸泥等的配套设备组成，是沉井不排水下沉施工的必要设备。空气吸泥器包括约500mm600mm的圆柱状空气箱、200mm吸泥管、50mm进气管，并有二根50mm的高压射水管，在空气吸泥器上打设直径为5mm小眼孔，其中孔眼总截面积为进气管截面积的1.21.4倍。当空气吸泥装置工作时，压缩空气沿气管进入空气箱以后，通过内管壁上的一排排向上倾斜的小孔眼进入混合管，在混合管内与水和泥形成容重小于1的气水混合物，当送入的压缩空气足够充足，空气箱在水面以下又有相当的深度时，混合管内的混合物在管外水气压力的作用下，使顺着排泥管上升而排出井外。由此可知：供气量越大，气、水、土混合物的容重越小，压差增大，吸泥效果越好；水深越大，吸泥效果也越好。、穿越硬土层的技术如果下沉过程中遇到较硬的土层，要采取必要的技术措施，确保沉井快速、平稳、安全地下沉至设计标高。a、增大水枪压力，加大破坏该土层的力度。b、增大气压使块石等障碍物能顺利吸出井外。c、潜水员配合施工，对井下泥面标高情况作出较为准确的反应，并清除井底垃圾，石块等障碍物。d、刃脚预埋高压射水管破坏该土层。e、吸泥器底部设置水平水枪，增大破坏范围。f、定点冲泥，按泥面标高测量数据控制冲泥位置。g、用空气幕助沉。h、安装潜水电钻，破碎硬土层。i、分析高差、位移等资料，及时纠偏。施工中，在沉井壁上设4个观测点，每天定时测量，一般每2小时测量一次。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他各点的下沉量相减作为各点的高差，来指导纠偏下沉施工。下沉过程中应根据测量资料随偏随纠。当沉井偏斜达到允许值有1/4时必须纠偏。3.7.2 沉井助沉措施沉井下沉时，为防止对周围土体产生较大的扰动和沉井的顺利下沉，采用空气幕法助沉，空气幕法是一种较好的助沉减阻方法，且在施工时能在较大程度降低沉井对周围土体扰动影响，除此原因外，采用空气幕法还有以下两方面的好处。a、可以利用空气幕的不均衡压气减阻来达到纠偏下沉的目的；b、沉井下沉到标高后，为防止沉井超沉，可通过空气幕管路进行侧壁压浆，来达到阻沉、稳定沉井的目的。空气幕系统主要是由一套压气设备组成，包括空压机、气包，井壁中的予埋管，气龛以及地面供气管路等（见空气幕压气流程示意图）。气龛是空气系统的关键设施，它直接决定空气幕的使用效果，气龛是预设在沉井外壁上的凹槽，空气幕气孔即开口于此，它对喷气孔有保护作用，并便于由喷气孔射出的高压气扩散，沿沉井壁上升，形成气幕，本工程采用倒梯气龛设置在沉井外壁10cm的砼层内，气龛排列在水平方向以1.5m为标准间距，相邻两层气龛交错布置，垂直方向按1.5m间距布置，考虑到气龛位置如放的过低，可能会导致高压气流沿刃脚底进入井内引起翻砂，因此气龛在离刃脚2m处开始布置，由于接近地面一段，气体会沿井壁冒出故离地面4m范围内不布置气龛，为便于施工压气和纠偏，全部气龛沿沉井周向划分为若干个组，每组均有独立的竖向供气支管供气。井壁内予埋管路：空气幕的喷气孔是在供气管上用手枪钻打出的，这些带有喷气孔的管路通常有竖直和水平两种布置方式，本工程考虑到纠偏和控制下沉速度的需要，采用水平管方式，即沿沉井周向每一组均为水平管，相邻两根水平管利用三通与一根竖向供气管相连，所有水平管采用25mm聚乙烯管和竖管均采用25mm无缝钢管。喷气孔在气管位置用于手枪钻在水平管上打出3mm的孔，根据以往经验，为便于气体扩散，气孔位置稍偏上为宜，同时注意磨掉小孔处的毛料，以防止堵塞气孔，下沉施工前，要进行压气试验，以检验气孔及管路是否通畅。井外供气总管：井壁外供气管路搁置在井壁顶部的牛腿上为100无缝钢管，通过空气分流装置连接到空气幕每个组的供气支管，在分流装置上设有阀门和气压表以便于控制。空气机及气包：空压机采用10m3空电动空压机1台，6m3气包1只。防堵措施：空气幕在使用过程中，影响其效果的重要因素是喷气孔堵塞，为解决这一问题，本工程拟采用两种防堵措施，一是在气管两端设置沉淀筒，二是在喷气孔上外套一单向橡胶皮环防止堵塞。3.7.3 下沉纠偏在沉井下沉过程做到，刃脚标高每2小时至少测量一次，轴线位移每天测一次，当沉井每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量。沉井初沉阶段每小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏，终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。尤其是本工程中沉井开始时的下沉系数较大，在施工时必须慎重，特别要控制好初沉，尽量在深度不深的情况下纠偏，符合要求后方可继续下沉。下沉初始阶段是沉井易发生偏差的时候，同时也较易纠正，这时应以纠偏为主，次数可增多，以使沉井形成一个良好的下沉趋势。下沉过程中，应做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平面位置和四角高差出现偏差时应及时纠正，纠偏时不可大起大落，避免沉井偏离轴线，同时应注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。沉井在终沉阶段应以纠偏为主，应在沉井下沉至距设计标高1m以上时基本纠正好，纠正后应谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高30cm以内时，必须不再有超出容许范围的位置及方向偏差，否则难于纠正。如在下沉过程中发生下沉困难，一般常采用在沉井刃脚斜面、刃脚底掏土的方法助沉。但本工程穿越砂土层结构松散，易坍塌。因此，不宜采用直接捣挖刃脚的方法应尽量采用挤土下沉，下沉困难时可考虑了空气幕的助沉措施，当下沉发生困难或出现坍方时即可启动空气幕助沉和减少对井壁外土体的扰动。尽量采用空气幕下沉，不宜捣穿刃脚。1、造成沉井产生倾斜偏转的常见原因：1）沉井刃脚下土层软硬不均匀；2）没有均匀除土下沉，使井孔内土面高低相差很多；3）刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜；4）刃脚一角或一侧被障碍物搁住，没有及时发现和处理；5）由于井外弃土或其他原因造成对沉井井壁的偏压；2、纠偏方法沉井在下沉过程中发生倾斜偏转时，应根据沉井产生倾斜偏转的原因，可以用下述的一种或几种方法来进行纠偏。确保沉井的偏差在容许的范围以内。1）偏除土纠偏沉井在入土较浅时，容易产生倾斜，但也比较容易纠正。纠正倾斜时，一般可在刃脚高的一侧抓土，必要时可由人工配合在刃脚下除土。随着沉井的下沉，在沉井高的一侧减少刃脚下正面阻力，在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力，使沉井的偏差在下沉过程逐渐纠正，这种方法简单，效果较好。纠偏位移时，可以预先使沉井向偏位方向倾斜。然后沿倾斜方向下沉，直至沉井底面中轴线与设计中轴线的位置相重合或接近时，再将倾斜纠正或纠至稍微向相反方向倾斜一些，最后调正至使倾斜和位移都在容许范围以内为止。2）空气幕纠偏当沉井入土深度逐渐增大，沉井四周土层对井壁的约束力亦相应增加，这样给沉井纠偏工作带来很大的困难。因此，当沉井下沉深度较大时，若纠正沉井的偏斜，关键在于破坏土层的土压力。这时可根据偏位情况启动纠偏空气幕系统，破坏井壁与土体间的摩阻力，使土层的被动土压力大为降低。这时再采用井内偏除土方法，可使沉井的倾斜逐步得到纠正。在有条件时，还可以在沉井顶部加偏压重的方法来纠正沉井的倾斜。3）压重纠偏在沉井高的一侧压重，最好使用钢锭或生铁块，这时沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力，使沉井高的一侧下沉量大些，亦可起到纠正沉井倾斜的作用。这种纠偏方法可根据现场条件进行选用。4）沉井位置扭转时的纠正沉井位置如发生扭转，可在沉井偏位的二角偏出土，另外二角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩，使下沉过程中逐步纠正其位置。3.8 沉井封底、底板施工沉井下沉到位后，应进行8小时的连续观察，如下沉量小于10mm，可进行封底，封底采用水下砼封底。封底时注意保证沉井在封底时的稳定。（1）封底前的准备工作导管上部应用23节长度为1m左右短管组成，导管提升后便于拆卸，其余部分导管为减少接头漏水现象，可用长导管组成，其最下部一节底端不应带有法兰盘，以免破坏水下砼和管端部的防水效果，导管内壁表面应力求光滑，误差应小于2mm，导管应有足够抗拉强度，能承受导管自重和盛满砼后的总重量，拼接后试验拉力不小于上述总量2倍。（2）清基沉井在下沉距设计标高2m时，结合封底土塞高度，确保砼封底厚度，并用空气吸泥机清除井内锅底浮泥，并将井墙与封底砼接触处冲洗干净。由潜水员配合测量出土面高度，绘制出土面高程图，进行针对性清基。（3）抛石和找平根据土面高程图，先抛一层50mm80mm厚块石，再抛30mm50mm厚碎石由潜水员配合找平，达到设计要求封底标高。（4）设备准备导管采用250特制加厚的无缝钢管，丝口连接，保证足够的强度和刚度。导管安装前逐根进行压水试验，在0.6Mpa压力下不漏水的方可使用，导管安装时每个接口内放置两根密封圈，确保不漏水。导管拼装长度约18m左右，用砼提升机架起吊。（5）沉井封底施工方法封底用C15素混凝土。施工时，导管底距井底土面3040cm，在导管顶部布置3m3左右的漏斗以确保浇筑时的下料需要。在漏斗的颈部安放球塞，并用绳索或粗铁丝系牢。球塞安放时球塞中心应在水面以上，在球塞上部先铺一层稠水泥砂浆，使球塞润滑后，再浇砼。漏斗先盛满坍落度较大的砼，然后将球塞慢慢下放一段距离。浇筑时割屡绳索或粗铁丝，同时迅速不断向漏斗内灌入混凝土，此时 导管内球塞、空气和水受混凝土重力挤压由管底排出，砼在管底周围堆成圆锥状，将导管下端埋入砼内。为了达到要求的砼扩散半径，砼坍落度一般为2022cm，在开始浇筑时，为了保证导管底部立即被砼堆包围埋住，坍落度可适当减少。在水下砼浇筑过程中，导管的提升也是一个关键问题，做到慢提快落，并严防将导管拔出混凝土外的事故发生，导管插入砼内深度一般控制在1m以上为宜，当漏斗已达到最大高度不能再提升时，可拆卸上部的短管，以缩短导管的长度。为此，当导管内的砼下降到预备拆卸的管节下口时，应迅速降低导管，使砼停止从导管内流出，然后进行拆除工作。拆除短管的时间应控制在2030分钟。等漏斗内继续装漏砼后，方可将导管提高恢复浇筑工作。在浇筑工作快要结束时，可采用流动性较大的砼，但不应改变水灰比，并适当增加导管埋在砼内的深度。砼表面标高已达到设计标高，并多浇筑1020cm，然后将导管从砼内拔出，并冲洗干净。在水下砼浇筑过程中，应经常不断测量水下砼面的上升情况，以及扩散半径和施工进度，并根据测量资料控制导管的埋入深度。（6）封底砼初凝前，应按每平方米范围设竖向12钢筋2根，插入深度不小于1000mm，上端伸至底板顶面，由潜水员配合水下施工。（7）封底砼达到强度后，将井内的水抽干，并将高出底板底标高的素混凝土凿除。在浇筑钢筋砼底板前，应将新光砼接触面凿毛，并洗刷干净，钢筋砼底板钢筋与井壁予留钢筋宜采用电焊接头，工作井沉井在底板浇筑时应对称进行，在钢筋砼底板强度达到设计强度之前，应从集水井内不间断抽水，由于底板钢筋在集水井处被切断，所以在集水井四周的底板应增加加固钢筋。待沉井钢筋砼底板达到设计强度后，停止抽水，集水井应用素砼填满，然后用带螺栓孔的钢盖板和橡皮垫圈盖好，拧紧与法兰盘上的所有螺栓，集水井的上口标高，应较钢筋砼底板顶面标高低200300mm，待底板完成后，再用素砼找平。（8）水下砼封底时应保持井内外水位标高一致，防止井内外水的流通，影响水下砼密封，因此在水下砼浇注时，必须注意由井内向井外排水才能保持井内外水位一致。3.8.1 沉井封底施工图3.8.2 沉井底板施工图第四章 质量保证措施4.1 地基处理的质量保证措施a基坑开挖深度及平面尺寸等符合要求；b基坑开挖完毕要进行验坑，并请监理签证；c基坑开挖完成后及时回填黄砂，避免人为扰动基底土体,破坏基底土层承载力；d砂垫层铺设分层进行，每层厚度30cm，用平板振捣器振捣密实，在振捣同时浇水，抽水以保证砂垫层的密实度。每层振捣密实后按规定用环刀取样测试密实度，干容量1.56t/m3后进行下一层铺设；e砂垫层铺设时有专人管理、监督，并有专人负责抽水；f素砼垫层面用水准仪抄平，误差不得大于10mm，便于支模；4.2 沉井制作、接高、底板的质量保证措施a钢筋等原材料要有出厂合格证，并按规范要求的吨位和结构部位取样做力学试验；b钢筋的对焊，焊接接头应按规范要求作力学试验，合格方可使用；c试验取样必须请监理到场见证并签证；d所有技术工人必须持证上岗；e每节或特殊部位钢筋绑扎完毕后进行自检，并会同监理工程师进行检查，办好各项签证。f模板拼缝要严密，表面的平整度、光洁度、垂直度要符合规范要求，安装前模板表面应涂脱模剂，便于脱模并使砼表面光洁；g拉杆螺栓加工时应根据墙体厚度设置限位，并在中部焊一块5cm5cm，=3mm的钢板作为止水片；h底梁等承重结构养护至砼强度达设计强度后方可拆模，防止发生砼质量问题；i内外脚手搭设应按操作规程施工，多设斜撑和剪刀撑，外脚手按规定设置抛撑，扣件应紧固，以保证脚手架的稳定性和牢固性；j脚手搭设采用48mm无缝钢管，内脚手采用满堂脚手，主杆间距为1.2m1.2m，横杆（操作面）每层控制在1.8m左右，外脚手排距离1.0m，间距1.2m，步高1.8m，内外脚手距井壁50cm，脚手架主杆下用木块垫实，以免脚手架下沉；k按规范做好砼抗压，试块，并在同等条件下养护；l砼浇筑采用分层平铺法施工，每层砼浇筑高度30cm左右，上下两层砼浇筑间歇时间不得超过2小时；m串筒悬挂应能保证砼的自由下落高度不大于2m；n砼浇筑时采用插入式振捣器进行振捣，遇穿墙管等局部变化处及钢筋密集处应慢进料精心振捣；o沉井分节制作，沉井接高部分施工缝处应设置钢板止水条，在浇下节砼前上一节砼顶面应凿毛，并将顶面杂物清除。砼浇筑前应用压力水将施工缝冲洗干净并充分湿润，湿润时间应在24小时以上；p每次砼浇筑前应先平铺一层同标号10-20cm 的水泥砂浆。q砼浇筑时沉井内外应各有木工值班，防止暴模事件发生；r在每节砼浇筑时与浇筑后应进行沉降观测，并做好记录。砼浇筑过程中要防止不均匀沉降的发生，若发生不均匀沉降应及时采取相应措施；s为防止出现冷缝，砼浇筑时应严格控制砼浇筑层差，并确保砼供应量。t沉井下过程中应加强沉降情况的观测防止发生不均匀沉降。4.3 沉井下沉的质量保证措施a沉井第一节砼达到设计强度的70%后方可进行第一次下沉；b沉井下沉前应按规定顺序凿除素砼垫层，垫层凿除原则为先内后外，对称进行，以保持沉井均匀下沉；c沉井下沉时应在井格中央首先形成锅底，逐步均匀向周围扩大，严禁直接掏挖刃脚下土体；d沉井下沉时应均匀出土，以保持沉井均匀下沉。应本工程沉井土层承载力低锅底不宜过深，一般控制在0.8m以内；e尽量减小沉井下沉过程中的偏差，测量控制点、高程控制点等网点要经常复核；f沉井下沉应做好班前交底与接班交底，并及时做好记录，以保证下一班了解沉井下沉情况，及时采取相应措施；g沉井下沉过程中应加强沉井沉降情况的观测防止发生不均匀沉降；h当沉井下沉至距设计标高近2m时，应放缓沉井下沉速度，以纠偏为主，并密切注意沉井的下沉速度，防止超沉，使沉井顺利下沉至设计标高。沉井到标高后，8小时内下沉量不超过10mm，