沉井控制测量方案Word格式.docx

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　　2.2下沉方案

　　2.2.1沉井群划分

　　根据本工程的施工特点及现场实际情况，具体施工按以下原则进行组织：

　　将共55只沉井分为7组，每组又分为两个小组，除3-2为3只外，其余每小组均为4只，分组顺序编号见下图。

每组沉井进行编号，按第1组→第2组→第3组→…→第7组的顺序进行施工，具体从东到西，即从0-5.8桩号开始进行第1组编号，实行连续流水作业。

第七组（7-1）4只沉井第三组（3-1）4只沉井第六组（6-1）4只沉井第二组（2-1）4只沉井第五组（5-1）4只沉井第一组（1-1）4只沉井第四组（4-1）4只沉井第一组（1-2）4只沉井第五组（5-2）4只沉井第二组（2-2）4只沉井第六组（6-2）4只沉井第三组（3-2）4只沉井第七组（7-2）4只沉井第四组（4-2）3只沉井

　　大沉井分组顺序编号图

　　2.2.2资源配置

　　每组沉井群计划设置两个钢筋模板作业班组，一个砼浇筑作业班组，进行三班制流水作业。

在每只沉井具备浇筑条件后即进行砼浇筑，沉放时，同时沉放一个小组的四只沉井，时间大概为两天，待沉放稳定后，再同时沉放另一小组的四只沉井。

资源均按此进行配置。

　　2.2.3沉井下沉方法

　　本次沉井群采用排水下沉和不排水下沉相结合的方法。

我们考虑先采用排水下沉，最后视具体情况采用排水或不排水下沉。

预计不排水下沉深度2～3m。

　　沉井采用水力冲土，泥浆泵排土。

同组的每小组四只沉井同时进行下沉。

由于沉井群井间距仅90cm，每个沉井下沉时相互间存在一定的影响，为了避免下沉过程相互干扰，4只（最后一小组为3只沉井）沉井下沉时基本同步，相邻间沉井下沉时高差按不超过1.0m进行控制。

具体的施工顺序为：

施工准备→打设第一级井点→挖基坑→打设第二级井点→制作第一节沉井→拆除模板、挖土下沉→部分回填土→第二级井点拆除→沉井接高→回填土→顶板施工→旋喷施工→工程完工清场

3下沉稳定性计算

　　计算沉井的下沉稳定系数（按制高8.5m，下沉8.3m，且排水下沉进行计算）

　　3.1计算沉井侧面摩阻力的下沉系数

　　k1=Q/Rf。

　　其中Q为沉井自重，按8.5m高计算，为7160KN

　　Rf为井壁总摩阻力，按Rf=U（H-2.5）fc计算。

　　fc为单位面积的摩阻力，钱塘江边的粉砂土经验值取20kpa

　　故Rf=40×

（8.3-2.5）×

20=4640KN，k1=7160/4640=1.54>

1.15

　　（如按部分不排水，地下水作用2~3m，沉井的浮力为1360KN，此时k1=（7160-1360）/4640=1.25>

1.15）

　　3.2计入侧面摩阻力、刃脚及隔墙下土体的支承反力时的下沉系数

　　k2=G/（Rf+R）

　　其中R为刃脚及隔墙下的土体的支承反力。

　　计算得k2=7160/（4800+3800+1277）=0.72<

1.0

　　3.3计入侧面摩阻力和刃脚踏面下土的支承反力时的下沉系数

　　k3=G/（Rf+R1）

　　其中R1为刃脚踏面下土的支承反力。

　　k3=7160/（4800+2280）=1.01

　　从计算结果可知，k1>

1，说明沉井能够下沉，k2<

1，说明沉井停沉时能够稳定而不会发生超沉，k3>

1，说明沉井在下沉过程中，只要将隔墙土、刃脚钭面掏空，沉井能开始下沉。

所以在此种地质条件下下沉沉井具有可行性。

4沉井下沉施工

　　4.1施工准备

　　4.1.1井点布设

　　采用井点降低地下水位，井点布设按二级考虑。

轴线定位后立即进行井点布设。

采用标准轻型井点，每套配置40~50根花管，花管长为6m，其中1m长为滤管。

井点按封闭布置。

一个作业段（4个沉井）配置5套井点。

　　为满足二级井点布设和挖机行走的需要，一级井点花管中心线及二级井点花管中心线距沉井中心线距离在有效范围内。

同样，二级井点也布置成封闭型，一组共5套。

井点管采用水力冲沉，管周围回填中粗砂。

　　4.1.2表土清除

　　为方便沉井制作，减少沉井下沉工作量，第一节沉井刃脚制作布置在-7.2m高程。

-2.5~-7.2高程之间的土方（其中-2.5~-6.5高程间土方量为：

51368m3，-6.5~-7.2高程间土方量为：

770m3，每组为3790m3）需要先行挖除。

在-2.5~-6.2m范围内土方采用水力冲挖，将近高程时采用机械配人工进行开挖。

　　首先，根据土方堆放场地，对沉井部分的表土进行清除，清除的表土直接打至土方堆放处进行场地平整。

场地平整完成后，将第一、二组土方冲排入钱塘江中，以后各组的土方或回填或进行堆放。

　　在井点正式作用二天后开始土方冲挖，每一作业段计划安排3天时间进行冲挖，根据泥浆泵的工作效率，一个作业段配10套冲挖设备，其中8套工作，2套备用。

　　土方冲挖后，井点已工作5天，开挖后的基坑能满足上部作业的需要。

　　4.2沉井下沉

　　沉井砼浇筑时，在沉井内离井底约4m左右的位置四周设置若干小牛腿，以便设置下沿工作平台，同时在该位置内隔墙上设置进人孔，使沉井内各格间形成通道，便于操作人员相互沟通。

在井壁内侧设置插筋，以便搭设爬梯，形成垂直通道。

本工程沉井高度较高，为保证平稳下沉，第一次制作待砼强度达到设计要求后即进行沉井的下沉，下沉时一次沉放到位。

下沉考虑每小组四只同时沉放，完成一小组再沉放另一小组，两作业组同时作业，但存在时间差，主要采用排水法施工。

　4.2.1排水下沉

　　首先将沉井四周与下沉无关的机具、设备（包括钢管、钢模板）均搬离施工现场，清除杂物；

　　在沉井四角设立指针，并埋设高程点和水平位移标志，架设测量仪器进行首次测量；

　　检查维护降水井点并确保其运转正常；

　　搭设井内作业平台及上下作业爬梯；

并在沉井面上搭设操作平台、栏杆。

泥浆泵、水枪配备到位（每格内配泥浆泵一台、水枪一支）；

　　井内取土的原则是：

从中间往周围，尽量使土体成漏斗状，让刃脚周围的土体自然下挤。

控制各隔仓内土体高差不大于0.5m。

正常情况下，距刃脚50cm范围内严禁取土，除非因沉井刃脚土体问题出现沉井不沉或沉井纠偏的需要。

　　由于每次将四只沉井同时下沉，原则上同时同步取土。

特殊时按先1#、3#后2#、4#沉井，沉井之间的高差不大于1m。

　　准备二台4吋水泵，以备非常情况下（井内出现大量流砂、沉井突沉等），对井内进行灌水。

　　4.2.2不排水下沉

　　在距下沉底标高2~3m时，在正常情况下仍可采用排水下沉，如需采用不排水下沉，具体如下：

　　利用距井底4m的小牛腿搭设工作平台，泥浆泵用葫芦挂在工作平台作业面，在泥浆泵吸泥口下方设置一根长约2m的硬管，增加泥浆泵的吸程，水枪枪口采用2m钢管或毛竹杆接长直接进行冲沉，工作人员直接在工作平台上作业，其他机械设备及工序同排水下沉。

　　4.3设备及人员配置

　　在每一沉井的四个分隔仓内，每仓配备水枪1支，泥浆泵1台。

泥浆泵采用葫芦悬挂便于移动取土，由于取土较深，泥浆泵需要进行接送。

故每一沉井内配水枪4支，泥浆泵8台。

每支水枪配1人，每只井配4人进行泥浆泵管理，每组另配4人管理泥浆泵、4人管理高压泵。

共计72人，泥浆泵64台，高压清水泵16台。

　　4.4沉井的接高

　　沉井制作：

经过下沉后的沉井此时处于暂时稳定状态，如上部接高，相当于对沉井进行加载，沉井将有可能自然下沉。

为保证安全对沉井外围及井内进行土方回填。

　　上部沉井砼高3.9m，自重3.9×

34×

25=3315KN。

此部份荷载需由土体摩阻力来平衡。

此时需要回填土高3315/（105.6×

20）=1.57m。

为方便施工，计划将井内外的土方均回填后进行接高施工。

　　二级井点待井内土方回填后方予以拆除。

　　接高沉井高3.9m，砼计划一次立模浇筑。

其他工作同第一节沉井施工。

此时沉井内为水土混合状态，井内上部接高施工时，采取一定的安全措施保证安全。

　　5下沉施工监测要点

　　5.1施工过程的控制

　　沉井下沉过程的控制主要包括三个方面：

　　①刃脚高差控制；

　　②下沉速度控制；

　　③平面位移控制。

　　其中平面位移控制是通过刃脚高差控制和下沉速度控制来实现的。

　　5.1.1刃脚高差控制

　　排水下沉时，由于不带水作业，故刃脚高差锅底的形成和移动都比较直观，根据高差的大小可以有效地改变锅底的大小、深浅和平面位置，以此来达到对刃脚高差的控制。

　　5.1.2沉井下沉速度控制

　　沉井下沉速度控制也是一个重要方面，一般来讲对沉井下沉速度没有严格的限制，需根据施工经验和沉井下沉的具体情况而定，本工程施工中主要按以下原则进行：

　　①在沉井刃脚高差不大时（在水平间距的0.5%以内），沉井的下沉速度越快越好；

　　②沉井下沉速度均匀为宜；

　　③沉井在粉砂土等易引起涌砂的土层中下沉时，应加快下沉速度。

　　5.1.3沉井平面位移控制

　　对沉井平面位移的控制主要是通过控制沉井刃脚高差来实现，如果沉井刃脚高差不大，则沉井平面位移较易得到控制，它们之间的关系并无定量计算，但有一些联系：

　　①沉井哪个角下沉得快（即刃脚较低），则沉井就会向哪个方向移位；

　　②沉井刃脚高差大时，沉井位移量大；

　　③沉井始终在同一个方向的刃脚高差下下沉时，沉井位移量较大。

施工过程中需要具体情况具体分析，决定采取相应的方法和措施。

　　5.2在施工过程中的各项施工监控工作

　　在沉井下沉前，将每个沉井各个角点处的高程及沉井轴线放样并做好标记，记录测量原始数据，绘制测量监控平面图，计算下沉具体高度。

　　下沉分三个阶段，即首沉2~3m，中沉，最后下沉1.5~2.0m。

　　首沉阶段，必须每30分钟观测一次并记录数据，汇总到监控小组，及时计算偏差情况，并由总指挥统一指挥确定冲沉部位及冲沉速度等；

　　中沉阶段，进入正常下沉，正常下沉时，可每2h测量一次；

　　最后下沉阶段必须增加观测频率，一般为30分钟左右观测一次。

　　通过对各阶段观测数据的分析，必须使沉井的对角高差不超过15cm，并观察沉井周围土质变化情况，将地下水位、涌土、沉降、沉速随时记入历时曲线表。

　　终沉阶段最后2m范围内要减小锅底的开挖深度，防止突沉及超沉事故发生，控制开挖深度及速度，以下沉为辅，纠偏为主。

　　当沉速8h不超过1cm即认为沉井已趋稳定。

　　测量监控相关表格：

　　①、沉井下沉观测记录表（水准控制、轴线控制）；

　　②、沉井下沉累计统计表；

　　③、沉井下沉监控平面图；

　　④、沉井下沉纠偏、纠扭计算图表；

　　⑤、沉井下沉地下水位、涌土、砂率、沉速历时统计表。

　　5.3沉井的质量控制标准

　　根据有关规范的要求，沉井制作与下沉时的质量控制标准如下：

（1）沉井平面尺寸偏差：

长度、宽度为±

0.5%，即长度方向为±

6cm，宽度方向为4cm；

两对角线差异为1%对角线长，即14.4cm。

（2）沉井壁厚偏差：

±

1.5cm；

　　（3）下沉后刃脚高程与设计高程的偏差不得超过10cm；

　　（4）沉井四角中任何两个角的刃脚高差不得超过该两个角间水平距离的0.5%，且不得超过15cm；

水平距离小于10m时，其高差可为10cm；

　　（5）沉井顶面中心的水平位移不得超过下沉总深度的1%。

　　6结语

　　13m高防冲大沉井，分节制作一次下沉；

当多只沉井连续分布时采用群沉法施工在本工程实践都取得了良好效果，保证了沉井下沉达到设计要求的质量标准。

沉井下沉时根据工程地质条件采用适当的降低地下水方式，如本工程中采用的二级井点降水，也是保证沉井下沉质量的关键技术。

2.2测量控制与沉降观测

按设计总图和沉井平面布置要求，设置坐标控制网和高程控制点，用经纬仪和水准仪进行定位放线，定出沉井中心轴线和基坑轮廓线以及水准点，作为沉井制作和下沉深度控制的依据。

沉井位置标高控制是在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准基点。

沉井垂直度的控制，是在井筒内按8等份标出垂直轴线，各吊线锤1个对准下部标板来控制。

沉井下沉时应按勤测勤纠的原则作业，随时观测沉降量和垂直度，及时掌握和纠正沉井的位移和倾斜，每班至少测量两次，由专人负责并做好纪录。

如果出现不均匀沉降、沉降困难或沉降过快等异常现象应立即停止下沉并采取相应处理措施。

　5.1.2沉井制作

　　1、沉井的构造

　　当地下水降至设计基坑以下后，开始沉井（工作坑、接受坑）工程的施工，沉井的组成部分包括井筒、刀脚、、底板。

　　井筒：

即沉井的井壁，是沉井的主要组成部分，它作为地下构筑物的维护结构和基础，要有足够的强度，其内部空间可充分利用。

井筒是靠它的自重克服筒壁周围的土的摩阻力而下沉。

井筒采用用钢筋混凝土制成。

　　刀脚：

刀脚在沉井井筒的下部，形状为内刃环刀，其作用是使井筒下沉时减少井壁下端切土的阻力，并便于操作人员挖掘靠近沉井刃刀脚外壁的土体。

刃脚的高度视土质的坚硬程度而异，当土质松软时应适当加高。

刃脚下端有一个水平的支承面，通称刃脚踏面，其底宽为150~300mm，刃脚踏面以上为刃脚斜面，在井筒壁的内侧，它与水平面的夹角一般为50。

~60。

。

当沉井在坚硬土层中下沉时，刃脚踏面的底宽宜取150mm；

为防止刃脚踏面受到损坏，用角钢加固。

　　底板：

沉井的底板在井筒的下部，是沉井的井底。

为增强井壁与底板的连接，在刃脚上部井壁上留有连接底板的企口凹槽，深度为10~20cm。

　　2、沉井的施工工序

　　沉井施工包括沉井制作和沉井下沉及封底几个主要部分。

根据不同情况和条件，可采取一次制作一次下沉；

也可以制作与下沉交替进行，由于本工程管网埋深较深，故采用井壁接高下沉，一般施工顺序为：

　　施工准备→打井点或大口井→排水→铺砂垫层、垫木→支刃脚内的模板→绑扎刃脚钢筋→支刃脚外模→浇注刃脚混凝土→养护→支井壁内的模板→绑扎钢筋→支井壁外的模板→浇注井壁的混凝土→养护→拆除井壁和刃脚的模板→抽除垫木→挖土、下沉→浇注底板垫层混凝土→磅渣钢筋→浇注地板混凝土→养护→封底→养护→对沉井内及上部结构施工。

（1）沉井的制作

　　沉井井筒的制作分两部分，即刃脚的制作和井壁的制作。

　　A、垫木支模

　　当最先下沉那一节的沉井井筒的重量较大，且土基的允许承载力小于井筒自重时，在井筒的刃脚踏面下铺垫木，以扩大支承面积。

　　垫木可使用铁道上的枕木（其规格为16cm×

22cm×

250cm），也可用其它规格的材料制作。

为确保垫木下的土面平整，也便于在井筒下沉的抽出垫木，常在垫木下铺设砂垫层，砂垫层采用颗粒级配良好的中砂，且夯实环刀取样。

　　垫木应在刃脚踏面中线的平面位置上对称、均匀铺设，几根组成一组。

铺设的程序是：

先铺设平面垂直轴线与刃脚踏面中心的4个交点处的垫木，再按等间距离设其它垫木，为便于在井筒下沉时抽出垫木，相邻垫木之间应有不小于20cm的净距。

在铺完垫木后，用砂和碎石把垫木与垫木之间的空隙填满，并使之呈密实状态，保持与垫木表面相同的高程。

垫木的表面必须保证为一水平面，需进行测量、找平、其误差应控制在±

10mm以内。

　　B、浇筑混凝土

　　应将沉井井壁一周分成若干段，浇筑混凝土同时应对称均匀分层进行，避免高差悬殊、压力不均匀，造成地基不均匀下沉或产生倾斜，每层混凝土的浇筑厚度控制在300~500MM，且保证在混凝土初凝前浇筑完毕一层。

井壁有抗渗应采用抗渗混凝土。

上、下节井壁的施工缝可作成凹式或凸式（不应设置竖向施工缝），以防渗漏水。

施工缝处凿毛并冲洗处理后，先浇一层石子（配比中用量减半）混凝土，然后再继续正常浇筑混凝土，混凝土标号选取C30，抗渗标号S8，水灰比不大于0.55。

（2）沉井下沉

　　A、沉井下沉准备

　　当沉井井筒的混凝土强度达到不低于设计强度的75%时方可拆除刃脚模板及垫木。

　　沉井下沉前应封堵井壁全部预留孔洞，对较大的孔洞用水泥砂浆砌砖封堵，并在靠土的一侧用水泥砂浆抹面。

封堵孔洞用的砂浆强度应满足下沉时能抵抗土压力和水压力的要求，还要考虑便于拆除。

　　沉井下沉前应检查降、排水效果，当达到施工组织设计的要求后方可开始下沉。

　　放线定位。

沉井下沉前，先在外井壁上各对称弹出4条垂线，以测定沉井下沉时的倾斜度。

在沉井内部4条垂线绘制水平测量标尺，并在坑基的相对位置设水平指示标尺，以此测定沉井的下沉量及下沉偏差。

　　检查沉井下沉使用的挖土、出土、运土等机械、设备、工具是否完好，数量是否能满足要求。

　　当沉井附近有已建成的建筑物或管线时，应在有关位置设置沉降变形观测点，并在沉井下沉和施工排水期间定期观测其变形情况，直至沉井封底完毕施工停止抽水满3个月为止。

　　B、沉井下沉的施工方法

　　分层挖掘，每层厚度约为30cm，中央部分的土面应始终高于四周的土面30cm以上；

双孔和多孔沉井各孔中的土面应相平，其高差应不大于20cm。

沿刃脚内壁应保留土台，土台宽度可根据沉井内的土质决定，当土质松软时土台宽度应大些；

土质坚硬时土台宽度可小些，一般为2m左右；

沉井下沉时，按平面轴线的位置逐层沿外边四周挖去土台。

当土台经不住沉井刃脚的挤压时土体破坏坍落，沉井边均匀地下沉，每次下沉宜控制在20cm左右。

在挖除刃脚附近和刃脚下部的土时要求对称均衡，挖土的速度要相同，土面的高程要保持一致（纠偏时除外）。

要加强施工力量，争取在最短的时间挖完，以保持沉井的均匀下沉。

沉井内的排水沟、集水井，应随着沉井的下沉而随时施做，其断面和深度应不小于规定值。

排水沟应经常保持畅通，集水井内应经常保持最低水位。

　　（3）沉井的纠偏

　　纠正倾斜的方法

　　沉井四周土质软硬不均及挖土不当引起的沉井倾斜的纠偏方法有3种，即：

　　A、挖土纠偏，即通过调整挖土的高差，及调整沉井刃脚处保留土台的宽度，进行纠偏。

　　在下沉较慢的一侧多挖土，逐步挖掉刃脚处的土台使刃脚悬空，其高度宜为20cm。

沿刃脚四周长度宜为沉井直径的1/2多保留刃脚处土台的宽度；

如该处土体松软时，应夯实或填碎石作为加固处理；

并在该处井筒外部地面上堆土夯实，以增加其抗力和摩阻力。

采用上述的方法，如果一次不能全部纠正偏斜，可按上述的方法重复进行，至符合规定误差为止。

而后按正常下沉挖土。

　　B、射水纠偏。

沉井在下沉过程中发生偏斜而用挖土纠偏扔不见效时，采用向下沉较慢一侧的沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水，使该处的土成为泥浆，以减小土的抗力；

泥浆还起润滑作用，减小沉井外壁与土之间的摸阻力，促使沉井较高的一侧迅速下沉。

当纠偏到接近正常位置时应停止射水，并应将沉井外壁与土之间的空隙用细土或砂填充。

　　C、局部增加荷载纠偏。

当井筒在下沉过程中出现倾斜时，可在井筒较高的一侧增加荷载（一般采用铁块、砂石袋加压），或用震动机震动，促使井筒较高侧较快下沉。

一般讲，该方法适用于小型沉井的情况。

　　上述几种纠偏方法可单独使用，也可综合使用。

但是在沉井下沉中及时发现偏差，及时采取有效措施纠偏，控制偏斜量是控制沉井中心位移保证下沉质量的关键。

　　（4）泥浆减阻及处理

　　泥浆减阻，是在沉井下沉时向井筒外壁与土之间注入触变泥浆，使其成为泥浆滑润套，使沉井在泥浆套包囊中下沉，减阻效果较好，一般沉井在泥浆套中下沉比常规下沉可减少摸阻力50%~70%。

　　挖掘过程中弃土应与下沉过程中使用的触变泥浆分开，待泥浆沉淀处理后，用专用车尽快运至获准的地点

　　（5）沉井封底

　　当沉井沉到设计标高，经观测8h累计下沉量不大于10mm时，即应进行封底工序。

　　封底前的准备工作

　　排水封底（干封底）。

当沉井下沉到设计标高后，井内继续降水，保持较低的地下水位，清楚井底余土，整平土基使土基面由沉井内壁四周向集水井倾斜，在集水井处为最低点。

由集水井向井壁四周辐射挖排水沟，然后在土基上铺5~10cm粗砂或细石，在其上及排水沟底和壁上铺土工布，而后在土工布及排水沟内填铺碎石或卵石滤料（滤料的厚度应根据地下水涌水量的多少而定，一般不得小于50cm），使沉井底的地下水通过滤料层及排水盲沟汇集到集水井中，用泵排出。

　　为防止浇筑垫层混凝土时污染滤料，以及防止新浇筑的混凝土在凝固前被地下水冲刷，应在滤料上铺土工布或塑料布，作为混凝土和滤料的隔离层，在隔离层上浇筑混凝土垫层和钢筋混凝土底板。

垫层和底板应留出集水井的位置，待强度达到要求时封底，封底材料采用钢筋混凝土。