沉井施工工艺

沉井施工工艺 ##沙田赣江特大桥21、26桥墩 钢筋砼围堰(沉井)施工专项 一、 概况 ## 沙田赣江特大桥14—35桥墩为跨赣江水中墩～初定方案时～依据设 ##计图中提供施工水位17.0m～21桥墩拟采用钢套箱围堰施工～26桥墩拟采 ##～将 21、26桥墩变更用钢板桩围堰施工。考虑到目前施工水位为11.5m ##为钢筋砼围堰施工～采用先堰后桩的施工。21、26桥墩设计均为低 #桩承台钻孔桩基础～每墩8根Ф2.0m钻孔桩。21基础承台尺寸为15.3×1 #0.5×3m, 26基础承台尺寸为15.3×10×3m。 二、围堰设计 1、钢筋砼围堰为圆形～外径21.0m、内径19.0m、厚壁1.0m～上节高4.3m、外径20.6m、内径19.0m、壁厚0.8m。 22、孔位地质为砂砾层～摩擦系数取1.8t/m。 3、施工期间水位按13.5m考虑,沉井刃脚标高为5.06m。 三、沉井制作 沉井制作工艺流程:场地平整?粗放样?填筑刃脚土模?修坡?表面粉水泥砂浆?刃脚底部硬化?精确放样?安装钢刃脚?安装内模?安装钢筋?安装外模?检查、调整、固定?浇注砼、养护?拆模 。 1、场地平整标高按12.5m以上考虑,目前水位为11.5m,。 2、由测量人员测放孔位中心点～并在沉井外围打4个护桩～引水准点至孔位外。 3、以孔中心为圆点～10.5m为半径放出土模刃脚边线,填筑土模并夯实～土模顶标高应高出设计标高5cm。 4、用护桩引中心点至土模顶～以9.5m为半径画圆～修正坡面～用坡度尺控制～刃脚坡度为40?。 5、坡度修好后用1:3水泥砂浆粉面～砂浆厚度为1.5，2.0cm～砂浆表面要平整、光滑。 1 6、钢刃脚下面用C15砼硬化～宽度为20cm～厚度为15cm～确保沉井砼浇注时不出现局部下沉。 7、安装钢刃脚前要精确放样～并复核6，8个点的标高。钢刃脚安装位臵偏差为?1.0cm～接头拼装焊接要等强度。 8、内模安装用的临时支撑要牢靠～内模位臵要准确～误差为?1.5cm～垂直度为1%～顶上宜向内倾斜。 9、钢筋安装前要将钢筋间距分均匀～用粉笔作标记,钢筋与钢刃脚的焊缝高度不小于8mm～且为连续焊缝～焊接后去掉表皮。钢筋间距误差为?1.0cm。 10、水平环筋绑扎前要用尺量～分出环筋间距～每米作一处标记～绑扎要牢固。间距误差为?1.5cm。 11、外模安装要精确定位～垂直度偏差首先控制在1.0cm以内～以免合拢时误差较大。支撑要稳妥可靠～模板接缝要贴密、不漏缝。外模要边安装边校正～避免合拢后不好校正～合拢后平面位臵误差控制在?3.0cm～垂直度为1%。 12、沉井砼为C25～采用吊机配吊斗浇注。浇注要均匀～层厚不宜大于40cm～砼振捣时不要漏振或过振～要根据砼坍落度灵活掌握～刃脚处钢筋密集～插入振动棒时掌握好深度～防止过振影响外模和土模。为保证砼外观质量～砼浇注高度超过1.0以上时～用钉锤敲打下面的模板。 13、底节砼内圈顶面预埋件由施工队确定～保证接高顺利及安全～砼浇注完毕要根据气温变化～调整养护方法～确保砼不受冻。 14、当砼强度达到设计强度的50%时～即可拆模～拆模时确保安全～堆放地点要便于后序工作。 四、沉井下沉及接高 沉井下沉及接高工艺流程:沉井下沉?纠偏?下沉?顶面凿毛?校正接缝钢筋?重复沉井制作工艺?下沉?纠偏?下沉?清基。 沉井下沉前提条件:底节达到设计强度时方可下沉～其余达到设计强度70%时方可下沉。 2 1、沉井初下沉时可采用人工开挖或机械开挖～因沉井面积较大～便于机械开挖。但必须掌握均匀除土～防止偏挖造成沉井下沉不均导致沉井倾斜或移位。 2、沉井外弃土应距沉井外边缘4.0m以外的地方～因此沉井周围电力设备及堆放物体应事先清理干净。 3、沉井初开始下沉时～测量频率也要加大～测中心点及高差～推算刃脚底的偏差～以便采取纠偏措施。 4、沉井纠偏的最好措施是偏除土、偏压垂。因为该沉井面积大～且为圆形。偏除土、偏压重不宜同时进行。只有采取偏除土的办法～偏除土可在沉井内外同时进行。若因地质情况发生过大差异时～潜水员要进行水下作业～查明情况～制定切实可行的纠偏方案及措施。 5、沉井接高,当第一节沉井下沉至离地面0.5m，1.0m时即可进行接高作业～接高前沉井顶面要凿毛～接缝钢筋要校正等工作。 6、沉井模板安装时要与底节沉井顺直～防止发生折线。沉井中间是空的～无法放中心点～应在底节沉井的外边缘放点。根据沉井顶面高差～计算出上节模板应有的垂直度～不要以上节模板调整底节沉井的偏差。 7、由于沉井顶面高差～导致模板安装及固定的困难～而且内模为半悬空作业～一定要做好内模安装平台及防护设施。晚上不得进行此项作业。 8、钢筋、模板安装误差要求～参照沉井制作工艺。 9、上节沉井砼浇注应从高的一侧进行～同样也要分层浇注～层厚控制在40cm以内～振捣要确保密实。由于上节沉井砼量的增加～底节沉井会有新下沉～随时观测下沉量调整砼浇注部位。 10、沉井随下沉随纠偏～纠偏措施随着情况不同来调整。 11、由于沉井为辅助结构～非主体受力结构。当下沉至接近设计标高时。有潜水员下水～探明底部情况～决定封底砼工作。 四、打设钢护筒 由于围堰下沉后～围堰内泥砂基本上已经抽取完毕～为确保护筒定位准确～围堰下沉完毕后～在水面以上一米位臵设臵一层护筒定位架(钢筋 3 砼沉井要考虑预埋件)～而后布臵工作平台面系并在面系上也设臵一层护筒定位架～定位架施工时设臵部分φ529辅助桩～再把护筒依次吊入导向架内～焊接牢固后利用履带吊配合振动锤打设钢护筒至岩面～护筒打设两个后～就对这两个护筒进行连接～确保护筒稳定～护筒壁厚采用10mm。护筒安设之后～下潜水员检查护筒与基岩面的缝隙～并用袋装快硬水泥进行封堵～防止封底砼进入护筒内。 六、沉井封底 31、沉井封底砼为水下C20～厚度为2.5m～数量为746.2m。 22 2、沉井底部面积为346m～一根导管作用面积为38m～则需布臵9根导管。(详见附图一 封底砼导管布臵示意图)。 3、水下砼浇注顺序～应以潜水员提供的资料为依据～对导管浇注顺序进行偏号。 4、封底砼采用泵送连续浇注～间隔时间不宜超过60分钟～导管最小埋深不要小于0.8m～测量锤重不小于1.0kg。 5、封底砼顶面标高应比承台底高出10—15cm～以利于抽水后凿除浮浆施工承台。 七、安全、质量保证措施 1、沉井制作 (1)、模板应经平整～板面应清理干净～不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。 (2)、木模板在浇筑混凝土前～应充分浇水湿润～清洗干净,钢模脱模剂要涂刷均匀～不少于二遍～不得漏刷。 (3)、模板接缝、拼缝要严密～如有缝隙～应用胶带或海绵条堵塞～防止漏浆。 (4)、模板必须支撑牢固～支撑应有足够的刚度,如支撑在软土地基上应经加固～并有排水措施～防止浸泡。 (5)、混凝土应分层均匀浇筑～严防下料过厚及漏振、过振～每层混凝土均应振捣至气泡排除为止。 4 2、沉井下沉 (1)、预防下沉过快 a、发现下沉过快～可重新调整挖土～在刃脚下不挖或部分不挖土。 b、将排水法改为不排水法下沉～增加浮力。 c、在沉井外壁间填粗糙材料～或将井筒外的土夯实～增大摩阻力。 (2)、预防下沉过慢 a、沉井制作应严格按设计要求和工艺标准施工～保持尺寸准确～表面平整光滑。(2)使沉井有足够的下沉自重～下沉前进行分阶段下沉系数X的计算(X值应控制不小于1(10，1(25)～或加大刃脚上部空隙。 b、在软粘性土层中～对下沉系数不大的沉井～采取连续挖土～连续下沉～中间停歇时间不要过长。 c、在井壁上预埋射水管～遇下沉缓慢或停沉时～进行射水以减少井壁与土层之间的摩阻力。 d、在井壁周围空隙中充填触变泥浆(膨润土20,、火碱5,、水75,)或黄泥浆～以降低摩阻力～并加强管理～防止泥浆流失。 (3)、预防瞬间突沉 a、在软土地层下沉的沉井可增大刃脚踏面宽度～或增设底梁以提高正面支承力,挖土时～在刃脚部位宜保留约50cm宽的土堤～控制均匀削土～使沉井挤土缓慢下沉。 b、在粘土层中严格控制挖土深度(一般为40cm)不能太多～不使挖土超过刃脚～可避免出现深的锅底将刃脚掏空。粘土层下有砂层时～防止把砂层吸空。 c、控制排水高差和深度～减小动水压力～使其不能产生流砂或隆起现象,或采取不排水下沉的方法施工。 (4)、预防下沉搁臵 、施工前做好地基勘察工作～对沉井壁下部3m以内的各种地下障碍a 物～下沉前挖井取出。 5 b、对局部软硬不均地基或倾斜岩层～采取先破碎开挖较硬土层或倾斜岩层～再挖较弱土层～使其均匀下沉。 (5)、预防沉井悬挂 a、用0(2，O(4MPa的压力流动水针沿沉井外壁缝隙冲水～以减少井壁和土体间的摩阻力。 b、在井筒顶部加荷载,或继续浇筑上节筒身混凝土增加自重和对刃口下土体的压力～但应在悬空部分下沉后进行～以免突然下沉破坏模板和混凝土结构。 c、继续第二层碗形挖土～或挖空刃脚土～必要时向刃脚外掏深100mm。 d、在岩石中下沉～可在悬挂部位进行补充钻孔和爆破。 (5)、预防偏位或扭位 a、加强测量控制和检测～在沉井外和井壁上设控制线～内壁上设垂度观测标志～以控制平面位臵和垂直度～每班观测不少于2次～发现位移或扭位应及时纠正。 b、及时纠正倾斜～避免在倾斜情况下继续下沉～造成位移或扭位。 c、控制沉井不再向偏移方向倾斜。 d、加强测量的检查和复核工作。 3、沉井封底 (1)、沉井预防失稳 a、封底前～对井底松软土层和软硬不均土层～进行换填加固处理,井底积水淤泥要清除干净～使有足够的承载力～以支承沉井上部荷载～防止不均匀沉陷。 b、封底混凝土采取均匀、对称分格、按照一定顺序进行浇筑～并宜先沿刃脚填筑一宽约70cm同心圆带～厚度根据刃脚斜面高度确定～而后再逐步向锅底中心推进。混凝土应分层浇捣～每层厚50cm～在软土中采取分格逐段对称封底。 (2)、封底预防出现泥浆夹层 a、基底为软土地基时～应将井底浮泥清除干净并铺碎石垫层。 6 b、导管下口距基底保持40cm为宜,首批灌注导管混凝土应通过计算确定～使混凝土能顺利从导管内排出扩散并与水隔离。 c、浇筑前导管中应设臵球、塞等隔水～灌注导管应埋入混凝土堆中不小于1(5m。多根导管同时灌注时～混凝土面应平均升高～上升速度不应小于O(25m/h～坡度不应大于1:5。 、导管接头应用橡胶圈密封～避免漏水,导管焊缝应有足够的强度～d 防止破裂。 e、导管间距应控制在有效影响半径范围以内～一般取3，4m～使各导管的浇筑面积相互覆盖～导管直径宜为250，300mm。 f、混凝土配合比要适当～保持良好的和易性和流动度～坍落度宜为18，20cm～搅拌要均匀～浇筑应从最低处开始～由下而上分层浇筑～搭接严密～不使泥浆水混入。 7 8 附件 圆形钢筋混凝土围堰计算 一、几何数据及计算参数 围堰混凝土: C25, [σ]=12 MPa t 主筋: HRB335(20MnSi) 箍筋: HPB235(Q235) 围堰高度H=8.5m 外径D=21m 壁厚B=1m 封底混凝土厚度H=2.5 m 2 入土深度H=8.5m 水深h=7.5m 1 3O2砂砾土γ=17kN/m 摩擦角φ=26 摩擦阻力f=18kN/m 封底砼:C20～[σ]=6.8 MPa～[σ]=0.4 MPa～[C]=0.67 MPa。 WWL 混凝土之间的粘结力: [C]=0.67 MPa 二、围堰受力检算 围堰最不利受力工况为封底后抽水施工承台, 所以只对封底混凝土和封底混凝土顶层围堰进行检算。 1、 封底混凝土计算 2上浮力:F=γhA=10×7.5×9.5×3.14=21254kN 1水1 2混凝土自重G=γHA=23×2.5×9.5×3.14=16295kN 砼2 封底混凝土与桩身及围堰的摩擦阻力 F=(19×3.14+8×2×3.14)×2.5×0.67=184000 kN 2 因摩擦阻力远大于上浮力, 可假定封底混凝土和围堰及桩身固结 作用封底砼底面向上的压力为: 9 2q=7.5×10-23×2.5=17.5kN/m 123w=×2.5=1.04m 6 钻孔桩之间的封底砼按简支梁计算～钻孔桩之间的最大距离7.3m 12M=×17.5×7.3=116.6kN .m 8 封底砼弯曲拉应力: 2σ=116.6/1.04=112.1kN /m=0.112Mpa,[σ]=0.4Mpa wl 满足要求 2、 围堰受力计算 围堰最大主动土压力 2P=(γ×H-γ×h)tg(45-φ/2) 11砂水 22 =(17×8.5-10×7.5) ×tg(45-26/2)=27 kN/m 2围堰最大水压力P=γ×h=10×7.5=75 kN/m 2水1 2总荷载P=P+P=102 kN/m 12 圆形围堰只承受轴向压力 NA=NB=P×D=102×21=2142 kN/m 2轴向压应力σ=N/B=2142/1=2142 kN/m=2.142Mpa,[σ]=12Mpa wl满足要求～按计算不需配筋～钢筋根据构造需要配臵。 3、 围堰下沉施工计算 下沉系数K=,G-B,/,T+R, 采用刃角抽沙射水下沉～刃角地基承载力R=0 围堰自重G=481×23=11063 kN 浮力B=,481-19.8×3.14,×10=4188 kN 10 摩擦阻力T=π×D (h+(H-h)/2) × f =3.14×21×(1.2+(8.5-1.2)/2) ×18 =5757 kN K=,11063-4188,/5757=1.19,1.15 满足要求。 11