污水处理厂沉井施工组织设计方案(阳江).doc
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1、广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司阳江高新区临港工业园区阳江高新区临港工业园区污水处理厂工程污水处理厂工程粗粗格格栅栅及及 提提升升 泵泵房房沉沉井井施施工工专专 项项 方方案案审批:审核:编制:广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司1二二 0 0 一四年八月六日一四年八月六日第一章第一章 工程概况与施工部署工程概况与施工部署1.工程概况根据设计图纸,沉井属钢筋混凝土结构。粗格栅沉井外围尺寸长为18.8m,宽为 14.2m,地下部分深度为 15.2m。2.施工部署沉井
2、部分根据设计井壁形式,采取分 5 次制作、2 次下沉,施工顺序为:平整场地夯实填砂及铺设垫架,安装砖垫座制作底节刃脚沉井、第二节沉井、第三节沉井拆除垫架、模板,人工挖回填土层转机械抓斗挖淤泥层下沉到第三节沉井深度、制作第四节沉井、制作第五节沉井拆除模板、机械抓斗挖淤泥土层下沉到设计深度水下混凝土沉井封底、浇筑钢筋砼底板沉井以上部分结构和提升泵房施工。第二章第二章 施工准备施工准备1.地质勘测查阅地质勘测报告,本构筑物土层主要以回填土、淤泥、砂为主,自然地面标高为 3.60m 左右,地下水位标高为 1.6m。2.施工方法选择根据本工程特点,地质水文情况,施工设备条件,技术可能性分析,选用挖土排水
3、下沉,采用井内挖土挖集水坑抽水。阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司23.测量控制和沉降观测沉井位置的控制是在井外地面设置纵横十字控制桩、水准基点。下沉时,在井壁上设十字控制线,并在四侧设水平点。于壁外侧用红铅油画出标尺,以测沉降,井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线,各吊垂球一个,对准下部标志板来控制,并定时用经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时随时观测垂直度,当垂球离墨线边达 50mm 或四面标高不一致时,立即纠正,沉井下沉过程中,每班至少观测两次,并在每次下沉后进行检查,做好记录,当发现倾斜、位移、扭转时
4、,及时通知值班队长,指挥操作工人纠正,使允许偏差范围控制在允许范围以内。沉井在下沉过程中,最大沉降差均控制在 250mm 以内。当沉至离设计标高 2m 时,对下沉与挖土情况应加强观测,以防超沉。第三章第三章 施工计算施工计算1、制作高度的确定根据以往经验,沉井高度大于 12m,浇筑困难,下沉时易引起倾斜,本沉井高达15.2m,采取分节制作,分节高度应保证其稳定性,使沉井能在自重下顺利下沉,其下沉系数 K 应大于 1.15,可按下式计算:K=Q-B/L(H-2.5)f+R1.15 (当 H5m 时)式中 Q沉井自重及附加荷重(kN) ;混凝土的重力密度,取24.000kN/m3B被井壁排除的水重
5、(kN) ,当采取排水下沉时,则 B=0;H沉井下沉深度(m) ;L沉井外部周长(m) ;2.5按摩擦力在深 5m 时达到最大值,5m 以下保持常值;f单位面积摩擦力的平均值(kN/) ,对粘性土为 2550,砂类土为 1225,砂卵石为 1830,砂砾石为 1520,软土为 1012;阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司3R刃脚反力(kN) ,当挖空时 R=0。本沉井采取分二节制作,高度分别为 9.8m、5.4m,其混凝土量分别为837.69m3、425.36m3,取 B=0,R=0,f=25kN/,则第一节 K1=
6、837.6924/(18.82+12.32)(9.8-2.5)22.6)=1.9591.15第二节 K2=(837.69+425.36)24/(18.82+12.32)(15.2-2.5)22.6=1.6981.15均大于 1.15,可满足下沉要求。浇筑程序是:第一节沉井混凝土浇好后,待其达到设计强度的 70%后,即行下沉 9m,然后浇筑第二节沉井混凝土,待其达到设计强度的 70%后,再继续下沉,至设计 15.2m 标高为止。为缩短每节混凝土养护周期,采取掺加促凝剂。刃脚外缘设 0.1m 间隙,井壁表面作成 1/100 坡度,以减少摩擦力。2、刃脚支设计算刃脚支设模板方案,有垫架法,半垫架法和
7、无垫架法等,本沉井高度大,重量重,地基强度较低,拟采用垫架法,即在夯实平整地基上根据地基情况,铺一层砂垫层(厚度经计算确定) ,沿沉井刃脚部分铺设标准枕木(160mm220mm2500mm)作支承垫架的垫木,然后在其上支设刃脚及井壁模板,浇筑混凝土。设置砂垫层可减少垫架数量,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,同时易于找平,便于铺设垫木和抽除。垫架数量,可根据第一节沉井的重量和地基(或砂垫层)的承载力设计,按下式计算:n=G/Ff式中 n每米内垫木根数(根) ;G第一节沉井的单位长度的重力(kN/m) ;混凝土的重力密度,取 24.000kN/m3阳江高新区临港工业园污水处
8、理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司4F每根垫木与地基(或砂垫层)的接触面积() ;f砂垫层(或地基土)的承载力设计值(kN/) 。垫架间距一般取 0.51.0m,本工程地基强度较低,采用砂垫层加强,取f=250kN/,则 n=837.6924/(18.82+12.34)0.222.5250=1.68 根,取间距为 0.60m,共用枕木(18.22+12.34)/0.60144 根。设 16 组定位垫架,每组由 23 个垫架组成。垫架铺设应对称,在垫架内外设排水沟。砂垫层厚度应满足砂垫层底面处的自重应力加砂垫层底面处的附加应力,应小于或等于砂垫
9、层底部土层的承载力设计值。一般根据第一节沉井重量和垫层底部地基上的承载力设计值按下式计算(砂垫层本身重力略去不计):h=G/f-l/2tg式中 h砂垫层厚度(m)G沉井第一节单位长度的重力(kN/m) ;混凝土的重力密度,取24.000kN/m3f砂垫层底部土层的承载力设计值(kN/) ;l垫木长度(m) ;砂垫层扩散角(。 ) ,不大于 45 度,一般取 22.5 度。取f=130kN/; =22.5 度。则 h=837.6924/(18.82+12.34)0.60130-2.5/2tg22.5。=2.97-2.5/20.414=0.47/0.828=0.567m采用 60cm 厚砂垫层,选
10、用中砂,用平板振动器振捣,并洒水,控制干密度1.56t/m3。地基应清理整平,铺设垫木,使顶面保持在同一水平面上,用水平仪控制其标高差在 10mm 以内,并在其孔隙中垫砂夯实,垫木埋深为其厚度的一半。如果基坑开挖后,实际地基强度高,也可采用半垫架法或土模使刃脚直接与土层接触。阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司53、外井壁模板井壁模板采取分五段制作,外井壁厚度 950mm,内井壁厚度 800mm,第一段刃脚段 3.80m,第二、三、四段均为 3.00m,第五段余下 2.4m,最高段为 3.8m。3.1、外井壁墙模板基本
11、参数计算断面宽度 950mm,高度 3800mm。模板面板采用普通胶合板。内龙骨间距 200mm,内龙骨采用 50100mm 木方,外龙骨采用双钢管48mm3.5mm。对拉螺栓布置 11 道,在断面内水平间距200+350+350+350+350+350+350+350+350+350+350mm,断面跨度方向间距400mm,直径 16mm。面板厚度 18mm,剪切强度 1.4N/mm2,抗弯强度 15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。木方剪切强度 1.3N/mm2,抗弯强度 13.0N/mm2,弹性模量 9000.0N/mm2。阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵
12、房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司62003503503503503503503503503503503800mm950mm模板组装示意图3.2、墙模板荷载标准值计算强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:其中 c 混凝土的重力密度,取 24.000kN/m3;阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司7t 新浇混凝土的初凝时间,为 0 时(表示无资料)取 200/(T+15),取 5.7
13、14h;T 混凝土的入模温度,取 20.000;V 混凝土的浇筑速度,取 2.500m/h;H 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取1.200m; 混凝土坍落度影响修正系数,取 0.850。根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=28.800kN/m2考虑结构的重要性系数 0.9,实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值:F1=0.950.000=45.000kN/m2考虑结构的重要性系数 0.9,倒混凝土时产生的荷载标准值:F2=0.96.000=5.400kN/m2。3.3、墙模板面板的计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照连续梁计算。面板的计算宽度取 3
14、.80m。荷载计算值 q = 1.245.0003.800+1.405.4003.800=233.928kN/m面板的截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W 分别为:本算例中,截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W 分别为:W = 380.001.801.80/6 = 205.20cm3;I = 380.001.801.801.80/12 = 184.68cm4;阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司8200 200 200233.93kN/mAB计算简图0.7490.936弯矩图(kN.m)18.7128.0723.3923.39
15、28.0718.71剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:200 200 200171.00kN/mAB变形计算受力图0.1670.013变形图(mm)阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司9经过计算得到从左到右各支座力分别为N1=18.714kNN2=51.464kNN3=51.464kNN4=18.714kN最大弯矩 M = 0.935kN.m最大变形 V = 0.167mm(1)抗弯强度计算经计算得到面板抗弯强度计算值 f = M/W = 0.93510001000/20520
16、0=4.557N/mm2面板的抗弯强度设计值 f,取 15.00N/mm2;面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!(2)抗剪计算截面抗剪强度计算值 T=3Q/2bh=328071.0/(23800.00018.000)=0.616N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2面板抗剪强度验算 T T,满足要求!(3)挠度计算面板最大挠度计算值 v = 0.167mm面板的最大挠度小于 200.0/250,满足要求!3.4、墙模板内龙骨的计算阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司10内龙骨直接承受模板传递的荷载,通常
17、按照均布荷载连续梁计算。内龙骨强度计算均布荷载q=1.20.2045.00+1.40.205.40=12.312kN/m挠度计算荷载标准值 q=0.2045.00=9.000kN/m内龙骨按照均布荷载下多跨连续梁计算。200 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 10012.31kN/mAB内龙骨计算简图0.2460.087内龙骨弯矩图(kN.m)0.002.462.591.722.042.272.192.122.152.162.162.152.162.152.152.162.172.142.092.222.391.921.23 0.00内龙骨剪力图(
18、kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:200 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 1009.00kN/mAB阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司11内龙骨变形计算受力图0.0450.008内龙骨变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M= 0.246kN.m经过计算得到最大支座 F= 5.054kN经过计算得到最大变形 V= 0.045mm内龙骨的截面力学参数为本算例中,截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W 分别为:W = 5.0010.0010.00/
19、6 = 83.33cm3;I = 5.0010.0010.0010.00/12 = 416.67cm4;(1)内龙骨抗弯强度计算抗弯计算强度 f = M/W =0.246106/83333.3=2.95N/mm2内龙骨的抗弯计算强度小于 13.0N/mm2,满足要求!(2)内龙骨抗剪计算截面抗剪强度必须满足:T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=32591/(250100)=0.777N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.30N/mm2内龙骨的抗剪强度计算满足要求!阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司12(3
20、)内龙骨挠度计算 最大变形 v =0.045mm内龙骨的最大挠度小于 350.0/250,满足要求!3.5、墙模板外龙骨的计算外龙骨承受内龙骨传递的荷载,按照集中荷载下连续梁计算。外龙骨按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载 P 取横向支撑钢管传递力。400 400 4005.05kN 5.05kN 5.05kN 5.05kN 5.05kN 5.05kN 5.05kNAB支撑钢管计算简图0.3540.303支撑钢管弯矩图(kN.m)1.771.773.283.282.532.532.532.533.283.281.771.77支撑钢管剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力
21、图与计算结果如下:阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司13400 400 4003.69kN 3.69kN 3.69kN 3.69kN 3.69kN 3.69kN 3.69kNAB支撑钢管变形计算受力图0.0540.003支撑钢管变形图(mm)经过连续梁的计算得到最大弯矩 Mmax=0.353kN.m最大变形 vmax=0.054mm最大支座力 Qmax=10.866kN抗弯计算强度 f = M/W =0.353106/10160.0=34.74N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求!支撑钢管的最大挠度
22、小于 400.0/150 与 10mm,满足要求!3.6、对拉螺栓的计算计算公式:N N = fA其中 N 对拉螺栓所受的拉力;A 对拉螺栓有效面积 (mm2);f 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取 170N/mm2;阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司14对拉螺栓的直径(mm): 16对拉螺栓有效直径(mm): 14对拉螺栓有效面积(mm2): A = 144.000对拉螺栓最大容许拉力值(kN): N = 24.480对拉螺栓所受的最大拉力(kN): N = 10.866对拉螺栓强度验算满足要求!外侧模板计算满足要求!
23、4.1、内墙模板基本参数计算断面宽度 800mm,高度 3000mm。模板面板采用普通胶合板。内龙骨间距 200mm,内龙骨采用 50100mm 木方,外龙骨采用双钢管48mm3.5mm。对拉螺栓布置 9 道,在断面内水平间距200+350+350+350+350+350+350+350+250mm,断面跨度方向间距 400mm,直径16mm。面板厚度 18mm,剪切强度 1.4N/mm2,抗弯强度 15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。木方剪切强度 1.3N/mm2,抗弯强度 13.0N/mm2,弹性模量 9000.0N/mm2。阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升
24、泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司152003503503503503503503502503000mm800mm模板组装示意图4.2、墙模板荷载标准值计算强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:其中 c 混凝土的重力密度,取 24.000kN/m3;t 新浇混凝土的初凝时间,为 0 时(表示无资料)取 200/(T+15),取 5.714h;阳江高新区临港工业园污水处理厂工程 粗格栅及提升泵房沉井施工专项方案广东天立方建设有限公司广东天立方建设有限公司1
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