坑中坑沉井施工方案
温州市中级人民法院审判
及法官进修工程
坑
中
坑
砼
墙
沉
井
支
护
工
方
案
编制 职称
审核 职称
批准 职称
湖南省第三工程公司
二〇〇七年六月
坑中坑砼墙沉井式支护施工方案
一、工程概况
温州市中级人民法院审判与法官进修学院大楼,位于市府路与惠民路交叉口东北角,地下一层,地上14层,其外形呈凹凸形,框架结构,建筑面积为36848.32㎡,其中地下室建筑面积为6564㎡,建筑高度为65m ,±0.00相当于黄海高程5.40m 。地下室层高为5000mm ,一层层高为3900 mm。二~五层层高为4800 mm,六~十四层层高为3800mm 。
本工程由温州市中级人民法院筹建,温州市建筑设计研究院设计,温州市勘察测绘研究院地质勘察,温州市建设监理有限公司监理,湖南省第三工程公司组织施工;由宋宝生担任项目经理,覃国平担任技术负责人。
该工程地下室一层,底板顶标高为-5.05m 、-4.55m (局部),板厚500mm ,沿边轴线多为单桩承台,设计开挖深度:5.00mm 、5.50mm (至底板垫层底)、6.30、6.80m (至承台垫层底)。其中基坑北侧13~15轴交J~K轴处有一坑中坑大承台,承台深度最深处为3100mm ,垫层为150mm 片石灌砂、150mm 厚素混凝土找平层。本工程基坑支护采用土钉墙喷锚支护施工,局部配合水泥搅拌桩加固。坑中坑支护原计划设计采用钢板桩支护,考虑到坑中坑砼浇筑不能一次性施工及保证设备的安全性,特将坑中坑钢板桩支护改为砼墙沉井式支护施工,在沉井支护墙的四周上下各设一道暗梁,中间采用槽钢合拼焊接十字形支撑。﹙沉井支护墙施工图纸附
后﹚
根据岩土工程勘察报告,基坑开挖深度影响范围内的土层自地面往下分别为:
(1)杂填土:杂色、松散,主要由粘性土混碎石、块石、碎砖块、少量生活垃圾组成,局部缺失,厚度1.30-4.30米;
(2)粘土:灰黄色,可塑,中-高压缩性,层底埋深1.20-5.30米,层厚0.60-1.60米,全场分布;
(3)淤泥:青灰色,流塑状,高压缩性,高灵敏度,层厚11.60-13.90米,全场分布。
二、沉井支护墙的施工操作工艺
1、沉井施工程序
平整场地→测量→放线→开挖基坑→铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座→沉井制作 布设→降水井点或挖排水沟→集水井→抽出垫木→封底→浇筑混凝土
2、沉井的制作顺序
场地整平→放线→挖土3-4m 深→夯实基底→抄平放线验线→铺砂垫层→垫木或挖刃脚土模→安设刃脚铁件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模→外围围槽灌砂→抽出垫木或拆砖座
3、松软地基的处理
在松软地基上进行沉井制作时,应先对地基进行处理,以防止由于地基不均匀下沉引起井身裂缝,处理方法一般采用砂、砂砾、碎石、灰土垫层用打夯机夯实使其密实。
4、刃脚支设
沉井制作下部刃脚的支设,可视沉井重量、施工荷载和地基承载力情况,采用垫架法、半垫架法、砖垫座或土底模。较大较重的沉井,在较软弱地基上制作,常采用垫架或半垫架法。垫架的作用是:①使地基均匀承受沉井重量,不使在混凝土浇筑过程中产生突然下沉导致刃脚裂缝而破坏;②垫架法施工保持沉井位置不致倾斜,便于调整;③便于支撑和拆除模板。采用支垫架法施工,应计算一次浇筑高度,使不超过地基的承载力。直径或边长在8m 以内的轻型沉井,当土质较好时,可采用砖垫座沿周长分成6~8段中间留20mm 空隙,以便拆除。砖砌刃脚热座砌筑应保证刃脚设计要求的刃脚踏面宽度,砖刃脚强度及底面宽度应能抵抗刃脚斜面混凝土的水平推力作用而保持稳定,砖模内壁应用1:3水泥砂浆抹平。重量较轻的小型沉井,土质好时可采用砂垫层灰土垫层或在地基中挖槽作成土模,其内壁用1:3 水泥砂浆抹平
采用垫架或半垫架法,先在刃脚处铺设砂垫层,再在其上铺承垫木和垫架垫木用16~22cm枕木,垫架数量根据第一节沉井的重量和地基、或砂垫层的容许承载力计算确定,间距一般为0.5~1.0m。垫架铺设应对称,矩形沉井设4组定位垫架,其位置在长边两端0.15L ﹙L 为长边边长﹚,在其中间支设一般垫架,垫架应垂直井壁铺设,圆形沉井沿沉井刃脚圆弧
部分对准圆心铺设,在垫木上支设刃脚,井壁模板、铺设垫木应使顶面保持在同一水平面上,用水准仪找平使高差在10mm 以内,并在垫木间用砂填实,垫木中心线应与刃脚中心线重合,垫木埋深为其厚度的一半,在垫架内外设排水沟,当地基承载力较低,经计算垫架需用量较多,铺设过密,应在垫木下设砂垫层加固,以减少垫架数量,将沉井的重量扩散到更大面积上,避免制作中发生不均匀沉降,同时可减少垫架数量,使易于找平,便于铺设垫木和抽除。
5、井壁制作
井壁在基坑中制作时,基坑应比沉井宽2~3m,四周设排水沟、集水井,使地下水位降至比基坑底面低0.5m 。挖出之土方在周围筑提挡水,要求护堤宽不少于2m ,井壁制作按施工流程采用一次制作一次下沉施工。
6、模板支设
井壁模板采用木定型模板组装而成。采用木模时,外模靠混凝土一面刨光,并涂脱模剂两度,沉井支模先支井体内模,一次支到比施工缝略高100mm 处,竖缝处用50*100mm方木支撑在内部脚手架上,外模亦一次支到施工缝略高100mm ,竖缝用木方或脚手钢管杆和6mm 拉紧螺栓固定,间距600mm 。
7、钢筋绑扎
沉井钢筋可采用塔吊垂直吊装就位后用人工绑扎,或在沉井近旁预先绑扎钢筋骨架或网片,用塔吊进行大块安装竖筋可一次绑好,水平筋分段绑扎,与前一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接连接方法,接头错开1/4,以保证钢筋位置和保护层正确。内外钢筋之间要加设4mm 钢筋铁
码,每1.5m 不少于一个,钢筋用挂线法控制垂直度,用水平仪测量并控制水平度,用木卡尺控制间距,用水泥砂浆垫块控制保护层。
8、混凝土浇筑
①本工程沉井支护砼墙砼拟采用商品砼进行浇筑,商品砼运至现场后,采用塔吊吊装混凝土振动吊斗,通过漏斗或串桶沿井壁四周均匀浇灌。
②混凝土浇灌注意事项:应将沉井分成若干段,同时对称均匀分层浇灌,每层厚30cm 以免造成地基不均匀下沉或产生倾斜。混凝土应一次连续浇灌完成,混凝土可采用自然养护。
9、沉井下沉
①下沉准备工作与验算
下沉前应进行结构外观检查,检查混凝土强度,根据勘测报告计算极限承载力, 计算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系数,作为判断每个阶段可否下沉,是否会出现突沉以及确定下沉方法及采取措施的依据,本工程沉井将采取一次制作下沉,以简化施工程序,缩短作业时间。
沉井下沉应具有一定强度,一般应沉井砼强度达到设计强度的100%时,方可开始下沉。
②垫架、排架的拆除
垫架的拆除:对小型沉井达到70%始可拆除,抽除刃脚下的垫架、垫木或砖垫座,应分区、分组,依次、对称、同步地进行抽除。矩形沉井先抽内隔墙下垫架,然后分组对称地抽除外墙两短边下的垫架,再后抽除长边下一般垫架,最后同时抽除定位垫架。抽除方法是将垫木底部的
土挖去,利用绞磨机将相对垫木抽出,每抽出一根垫木后,刃脚下应立即用砂、卵石或砾砂填实,在刃脚内外侧应填筑成适当高度小土堤,并分层夯实,使下沉重量传给垫层,抽除时注意观测,注意下沉是否均匀。
③井壁孔洞处理
沉井壁中有时预留有与地下室地梁连接的孔洞,为避免下沉时泥土和地下水大量涌人井内,影响施工操作,对较大孔洞,还会造成沉井每边重量不等,影响重心偏移,使沉井易产生倾斜,在下沉前必须进行处理。对较大孔洞,在制作时可在洞口预埋钢框、螺栓,用钢板、方木封闭,中填与空洞混凝土重量相等的砂石配重,对进水窗则采取一次做好,内侧用钢板封闭,沉井封底后,拆除封闭钢板、挡木等。
④下沉方案的选择
沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方案,前者适用于渗水量不大﹙每1㎡不大于1m/min﹚,稳定的粘性土,如粘土、粉质粘土以及各种岩质土,或在砂砾层中渗水量虽很大,但排水并不困难时使用。后者适用于严重的流砂地层中和渗水量大的砂砾层中使用,以及地下水无法排除或大量排水会影响附近建筑物的安全和生产的情况。一般宜尽可能地采用排水法施工,因它在沉井内易于施工,遇障碍物易于处理 可投入较多的劳力,效率高、进度快、下沉易于控制平衡,技术和设备比较简单。
10、沉井封底
当沉井下沉到距设计标高0.1m 时,应停止井内挖土和抽水,使其靠自重下沉至设计或接近设计标高,再经2~3d下沉稳定或经观测在8h 内累计下沉量不大于10mm 时即可进行沉井封底,封底方法有以下两种:排水
封底及不排水封底。本工程采用排水封底。
方法是将新老混凝土接触面冲刷干净或打毛,对井底进行修整使之成锅底形,由刃脚中心挖放射形排水沟,填以卵石作成滤水暗沟,在中部设2~3个集水井,深1~2m,井间用盲沟相互连通,插入600~800mm四周带孔眼的钢管或混凝土管,或钢筋笼外缠绕12号铁丝间隙1mm ,外包二层尼龙窗纱,四周填以卵石,使井底的水流汇集在井中用潜水电泵排出,保持地下水位低于基底面0.5m 以下。
封底一般铺一层150~500mm厚碎石或卵石层,再在其上浇一层厚约150mm 的混凝土垫层,在刃脚下切实填严,振捣密实,以保证沉井的最后稳定,达到50%设计强度后在垫层上绑钢筋,两端伸人刃脚或凹槽内,浇灌上层底板混凝土,封底混凝土与老混凝土接触面应冲刷干净,浇筑应在整个沉井面积上分层,同时不间断地进行,由四周向中央推进,并用振捣器捣实,混凝土采用自然养护,养护期间应继续抽水,待底板混凝土强度达到70%后,对集水井逐个停止抽水,逐个封堵,封堵方法是将滤水井中水抽干,在套管内迅速用干硬性的高强度混凝土进行堵塞并捣实,然后上法兰盘用螺栓拧紧或四周焊接封闭,上部用混凝土垫实捣平
三、沉井支护墙的施工注意事项
1、沉井混凝土浇捣应分成若干段同时对称均匀分层浇灌,以免造成地基不均匀下沉或产生倾斜。
2、沉井下沉时混凝土应具有一定强度。
3、沉井下沉过程中,每班至少测量两次,如有倾斜、位移应及时纠正。沉井位置、标高的控制,是在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵
横十字中心线、水准基点,以控制位置和标高,沉井垂直度的控制是在井筒内按4或8份标出垂直轴线,各吊线锤一个对准下部板进行控制。挖土时,随时观测垂直度,当线锤离墨线达50mm 或四面标高不一致时,即应纠正。沉井下沉的控制,系在井壁上两侧用白铅油画出标尺,用水平尺或水准仪来观测沉降,使偏差控制在允许范围以内。
4、沉井下沉至设计标高,应进行继续沉降观测,在8h 内下沉量不大于10mm 时,方可封底。
5、基底为软土层时,应尽可能将井底浮泥清除干净,并铺碎石垫层,基底为岩基时,把积物及风化岩块尽量清除干净。
6、在选择配合比时,试配强度应比设计强度提高15~20%,水灰比不宜大于0.6,应有良好的和易性,坍落度应为16~22cm,在灌筑初期为使导管下端形成混凝土堆,坍落度宜14~16cm,水泥用量一般为
350~400kg/m,砂率一般为45~50%。
7、成品保护
钢筋笼在吊放入时,不得碰伤槽壁。
钢筋笼入内之后,应在4小时内灌注砼,在灌注过程中应固定导管位置,并采取措施防止泥浆污染。
施工过程中应注意保护现场的轴线和高程桩。
8、安全和环境
施工时做好机械噪音的防护,同时做好排污水的沉淀处理,做好基坑周围临边的防护,确保坑中坑施工安全。
9、质量记录,本工程应具备以下质量记录:
①沉井施工构造图
②钢筋、水泥合格证和复试报告
③混凝土配比单
④混凝土浇灌记录
⑤沉井沉设记录