黄浦江上游水源地连通管工程C1标沉井制作及下沉施工方案

黄浦江上游水源地连通管工程C1标
沉井制作及下沉方案
编制：
校对：
审核：
上海隧道工程有限公司
黄浦江上游水源地连通管工程C1标项目经理部
二○一五年九月
目录
1编制依据 (1)
1.1编制依据 (1)
1.2适用范围 (1)
2工程概况 (2)
2.1工程简介 (2)
2.2沉井简介 (2)
2.3地质条件 (5)
2.4水文条件 (8)
2.5工程管理目标 (9)
2.6工程参建单位情况 (9)
3工程特点、难点及针对性措施 (10)
3.1沉井制作开展工作面较多,工期紧张 (10)
3.2沉井下沉穿越⑥1-1粉质粘土等硬性土层，下沉系数较小 (10)
3.3干封底施工的承压水治理 (11)
4施工总体部署 (11)
4.1施工前期准备 (11)
4.2施工现场布置 (14)
4.3进场道路交通规划 (14)
4.4施工进度计划 (14)
4.5拟投入主要施工设备及劳动力 (15)
5主要施工方案及技术措施 (16)
5.1沉井施工概述 (16)
5.2沉井结构制作方案 (17)
5.3沉井下沉施工 (38)
5.4沉井降水 (59)
5.5触变泥浆助沉 (62)
5.6沉井监测 (62)
6质量管理体系及保证措施 (63)
6.1工程质量目标 (63)
6.2质量保证技术措施 (65)
6.3主要分项工程质量保证措施 (66)
6.4施工工序中易出现的质量通病和预防措施 (68)
7施工安全措施计划 (72)
7.1安全生产管理体系 (72)
7.2安全生产保证措施 (74)
7.3施工机械的安全管理 (76)
7.4施工用电安全 (78)
7.5消防措施 (81)
7.6关键工序的安全保障措施 (82)
7.7安全监护措施 (84)
8应急预案 (85)
8.1目的 (85)
8.2基本原则 (85)
8.3组织机构 (85)
8.4主要设备物资准备 (87)
8.5应急救援程序 (87)
8.6现场抢险应急方案 (88)
9附图附表 (89)
1 编制依据
1.1 编制依据
本工程施工方案编制依据：
1、黄浦江上游水源地连通管工程C1标施工工程招标文件；
2、黄浦江上游水源地连通管工程C1标施工工程招标文件招标答疑；
3、黄浦江上游水源地连通工程勘察Ⅰ标（施工Ⅰ标）岩土工程勘察报告（报告编号：HK2014022-1）；
4、黄浦江上游水源地原水工程连通工程初步物探报告(编号：2014-物-10-3)；
5、黄浦江上游水源地连通工程C1标施工图。

6、相关施工技术、质量验收标准及规范：
（1）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB50202-2002
（2）《给水排水构筑物工程施工及验收规范》 GB50141-2008
（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002(2011版) （4）《给水排水管道工程施工及验收规范》 GB50268-2008
（5）《建筑地基处理技术规范》 JSJ79-2002
（6）《工程测量规范》 GB50026-2007
（7）《沉井与气压沉箱施工技术规程》 DJ/TJ08-2084-2011
（8）《钢筋机械连接通用技术规程》 JGJ/T107-2010
（9）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 JGJ 130-2011
（10）其他施工及验收规范
另外包括招标文件规定的其他技术、质量验收标准，以及涉及本工程的相关标准和规范。

本工程的施工，以上述最新的国标或技术规范为准。

如有矛盾，以标准高的为准。

7、本公司相关工法、规定及类似工程的施工经验。

1.2 适用范围
本施工方案适用范围黄浦江上游水源地连通管工程C1标，内容为JA01、JA02、JA03、JA04、JA05、JA06、JA07、JA09八座沉井制作及下沉施工方案、质量管理以
及安全和文明施工等方面。

2 工程概况
2.1 工程简介
连通管工程 C1标段自金泽泵站至青浦分水点段的JA01井（含），到JA09井（含），本标段采用 DN4000钢管（壁厚为40mm，外径4080mm，壁厚为38mm，外径4076mm），线路长度5043.76m，包括8座顶管井及7个顶进区段。

本标段顶管沿线穿越的主要建筑物或河道包括（从JA01至JA09方向）：连片鱼塘，上海唐峰饲料有限公司，太浦河及方桩基础驳岸，砖砌温室大棚，白鱼荡（预制板桩驳岸），2层砖砌建筑，高家港，围墙，2层砖砌建筑，移动4孔非开挖管线，规划莲洋路等。

沉井平面卫星图
2.2 沉井简介
本标段顶管井共8座，全部采用沉井形式施工采用排水下沉，井壁混凝土达到设计强度70%以上，方可下沉。

沉井施工时，现场均采用围挡封闭，沉井外侧视施工需要设置施工便道。

场内应根据施工要求设置钢筋加工及堆放场地、模板加工及堆放场地、材料堆场、设备堆场等。

沉井结构混凝土强度为C30，JA02抗渗等级P8，JA05/07/09抗渗等级P6,封底混凝土为水下C20。

井编号井内
径
性质地面标高沉井顶面标高刃脚底标高刃脚土层
JA01井位于太浦河北岸，JA02井到JA09井为止等七座沉井均位于太浦河南岸,本标段沉井施工区段地表主要为林地和鱼塘等，JA01～JA04位于鱼塘内，JA05～JA09位于林地内。

附近太浦河为上海市水源地一级、二级保护区域。

各井位周边情况如下表：
JA01井施工场地 JA02井施工场地
JA03井施工场地 JA04井施工场地
JA05井施工场地 JA06井施工场地
JA07井施工场地 JA09井施工场地
2.3 地质条件
根据勘察资料，本标段自太浦河北岸金泽泵站始，往南穿越太浦河后，沿太浦河
南岸往东敷设至叶厍水闸西侧与C2标相接。

工程沿线穿越地形主要为林地、鱼塘、
河道、水闸及少量企业。

顶管先后穿越的鱼塘、河道及水闸为：太浦河、白鱼荡、白鱼荡水闸、高家港水闸。

总体地势较为平坦，工程沿线的地貌类型均为湖沼平原Ⅰ-1区，场地地势稍有起伏，陆域勘探点孔口标高为2.45m～5.63m，高差为 3.18m。

在本次勘察深度范围（最深 60.0m）内的地基土为第四纪全新世 Q34～上更新世
Q13 的沉积层，主要由填土、粉性土、淤泥质土、黏性土、砂性土组成。

土层特性如
下：
层素填土，本施工标段全线均有分布，局部为杂填土，以粘性土为主，夹植①
1
物根茎、有机质，土质松散不均。

层浜土，在明浜底及沿线部分区段有分布，含有机质，夹腐植物，土质极差。

①
2
层粉质粘土，沿线部分区域有分布，可塑～软塑状态，含氧化铁斑点，铁锰②
1
质结核，工程性质相对较好，该层为上海地区轻型建筑的理想天然地基持力层。

层泥炭质土，在工程沿线 K33～T30、T18～T19 区段有分布，流塑～软塑状②
2
态，呈灰黑色，含大量有机质、腐植物，工程性质差。

层粘质粉土，沿线局部零星分布，灰色，松散，含云母，土质不均。

②
3
层粉质粘土，本施工标段沿线部分区段有分布，层位起伏大，软塑状态，含③
3
云母、有机质，偶夹薄层、团块状粉土，土质不均，具有流变触变特性，工程性质较
差，对顶管施工及工作井、接收井开挖影响较大。

层粉质粘土，暗绿～草黄色，本施工标段大部分区域均有揭遇，该层土呈硬⑥
1-1
塑～可塑状态，含云母，氧化铁斑点，偶夹薄层粉性土，工程性质相对较好。

⑥
层粉质粘土，草黄～灰黄色，本施工标段大部分区域有揭遇，该层土呈可塑1-2
状态，含云母，氧化铁斑点，偶夹薄层粉性土，工程性质相对较好。

层砂质粉土，灰色，本施工标段主要在 K1～J1、J2～T9、T11～T18、T30～⑥
2-1
K35 号勘探孔区段有分布，该层土呈稍密状态，含云母，有机质，夹薄层粘性土，局
部较集中，工程性质相对较好。

易产生坍塌、流砂、管涌现象，对顶管施工及顶管工
作井有较大影响。

⑥
层砂质粉土，灰色，本施工标段主要在 K1～J1、K7～T8、J9～J12 号勘探2-2
孔区段有分布，该层土呈稍密～中密状态，含云母，有机质，夹薄层粘性土，工程性
质相对较好。

易产生坍塌、流砂、管涌现象，对顶管施工及顶管工作井有较大影响。

层粉质粘土夹粉性土，灰色，本施工标段大部分区域均有揭遇，层位起伏大，⑥
3-1
该层土呈软塑～可塑状态，含云母、有机质、腐植物，夹薄层粉性土，局部较集中，
工程性质一般。

夹层砂质粉土，灰色，主要在 K11～K14、T17～T29、C22～K35、K45～T43 号⑥
3-1
勘探孔区段有分布，该层土呈松散～稍密状态，含云母，有机质，夹薄层粘性土，工
程性质相对较好，对顶管施工及顶管工作井有较大影响。

层砂质粉土，灰色，仅在 K13～K24 区段有揭遇，该层土呈稍密～中密状态，⑥
3-2
含云母，有机质，夹薄层粘性土，工程性质相对较好，对顶管施工及顶管工作井有较
大影响。

⑥
层粉质粘土，暗绿～草黄色，本施工标段大部分区段有分布，层位有起伏，4-1
该层土呈硬塑～可塑状态，含云母，氧化铁斑点，局部夹有粉性土、薄层粉砂，工程
性质相对较好。

⑥
夹层粘质粉土，灰黄色，部分区段有揭遇，该层土呈稍密～中密状态，含云4-1
母，有机质，夹薄层粘性土、粉砂，工程性质较好，对顶管施工及顶管工作井有较大
影响。

层粉质粘土夹砂，草黄～灰色，本施工标段内仅 JA4 顶管井处未揭遇，该⑥
4-2
层土呈可塑～软塑状态，含云母，有机质，腐植物，局部夹薄层粉性土、粉砂，土质
不均，工程性质一般。

夹层砂质粉土，草黄色，本施工标段仅在顶管穿越太浦河段 Z2～Z7 勘探孔⑥
4-2
区间段有揭遇，该层土呈中密状态，含云母，夹薄层粘性土、粉砂，工程性质较好，
对顶管施工有较大影响。

层粉质粘土，暗绿～草黄色，在顶管井 JA2、JA6、JA9 处有揭遇，该层土⑥
4-3
呈硬塑～可塑状态，含云母，氧化铁斑点，夹有薄层粉性土、粉砂，工程性质相对较
好。

⑦
层砂质粉土，灰色，在 Z13 勘探孔～顶管井 JA4 区间段有揭遇，该层土呈1
中密～密实状态，含云母，夹粉砂，土质较匀，工程性质较好。

⑦
层砂质粉土，灰色，在顶管井 JA1、JA2、JA4、JA8 处有揭遇，该层土呈中2
密～密实状态，含云母，夹粉砂，土质较匀，工程性质较好。

层粉质粘土，灰色，在顶管井 JA1、JA3、JA5、JA7、JA9 处有揭遇，该层土⑧
1
呈软塑状态，含云母、有机质，夹薄层粉性土，工程性质一般。

层粉质粘土夹粉性土，暗绿色，在顶管井 JA1、JA2、JA9 处有揭遇，该层⑧
2-1
土呈硬塑～可塑状态，含云母、有机质，偶夹薄层粉性土、粉砂，工程性质相对较好。

⑧
层砂质粉土，灰黄～灰色，仅在顶管井 JA1、JA2 处有揭遇，该层土呈密实2-2
状态，含云母、局部夹粘性土、粉砂，工程性质相对较好。

层粉质粘土，草黄～灰色，仅在顶管井 JA1 处有揭遇，该层土呈可塑状态，⑧
2-3
含云母、有机质，夹氧化铁斑点，工程性质相对较好。

⑨层砂质粉土，灰色，仅在顶管井 JA1、JA2 处有揭遇，该层土呈密实状态，含
云母、局部夹粘性土、粉砂，工程性质相对较好。

表2.3-1 沉井开挖范围内土层参数表
2.4.1 地表水
拟建顶管工程临近太浦河，河水位随潮汐变化而变化。

顶管先后穿越太浦河、白鱼荡、白鱼荡水闸、高家港水闸,在初勘及详勘施工期间所测太浦河最大水深为 9.10m，最深河底标高为-6.48m，其余小型鱼塘、水闸处揭遇的最大水深为 0.30m～2.80m，相应河底标高为 2.72m～-0.37m。

由于场地上部土
层含②
3 层粘质粉土及⑥
2-1
、⑥
2-2
、⑥
3-1
夹层砂质粉土，其渗透性较强，地表水与地
下水水力联系密切，基坑开挖施工及顶管顶进时应注意含水层与河水的水力联系，采用一定的预防措施。

2.4.2 承压水层
拟建场地有第⑥
2-1层、⑥
2-2
层、⑥
3-1夹
层、⑥
3-2
层、⑥
4-1夹
层、⑥
4-2夹
层、⑦
1
层、
⑦
2层、⑧
2-1
层、⑨层（微）承压水分布。

第⑥
2-1
层主要在K1～J1、J2～T9、T11～T18、T30～K35号勘探孔区段有分布，
层顶埋深为0.0m～10.0m。

第⑥
2-2
层主要在K1～J1、K7～T8、J9～J12号勘探孔区段有分布，层顶埋深为5.3m～12.3m。

第⑥
3-1夹
层主要在K11～K14、T17～T29、C22～K35、K45～T43号勘探孔区段有分布，层顶埋深为8.9m～22.6m。

第⑥
3-2
层仅在K13～K24区段有揭遇，层顶埋深为18.5m～26.0m。

第⑥
4-1夹
层在本施工标段内部分区域有揭遇，层顶埋深为19.0m～29.3m。

第⑥
4-2夹
层仅在顶管穿越太浦河段Z2～Z7勘探孔区间段有揭遇，层顶埋深为17.9m～26.0m。

第⑦
1
层在Z13勘探孔～顶管井JA04有揭遇，层顶埋深为21.9m～24.0m。

第⑦
2
层在顶管井JA01、JA02、JA04处有揭遇，层顶埋深为34.6m～41.9m。

第⑧
2-2
层仅在顶管井JA01、JA02处有揭遇，层顶埋深为46.0m～48.8m。

第⑨层仅在顶管井JA01、JA02处有揭遇，层顶埋深为47.8m～59.6m。

表2.4.2-1 刃脚处及以下承压水土层参数表
1）、质量目标
本项目要求为一次性验收合格率100%。

2）、安全文明目标
（1）安全目标
确保工程不发生伤亡事故，达到上海市建筑施工安全质量标准化考核要求。

（2）文明施工目标
确保局级文明工地，争创上海市级文明工地。

3）、环境目标
无环境污染事故。

2.6 工程参建单位情况
建设单位：上海黄浦江上游原水有限公司
设计单位：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司
勘察单位：江苏省地质工程勘察院
监理单位：上海上咨建设工程咨询有限公司
施工单位：上海隧道工程有限公司
质监单位：上海市水务（水利）建设工程安全质量监督中心站
3 工程特点、难点及针对性措施
3.1 沉井制作开展工作面较多,工期紧张
本标段一共涉及八座沉井,由于业主要求2016年年底上海黄浦江上游水源地连通管工程具备通水条件,加上前期场地调节难度大,导致施工工期较为紧张。

针对性措施
1）按照“优先顶管工作井施工，尽快进行相对应的接收井施工，并同步进行顶管机和管节加工，实现多工序、多工作面同时作业”的总体布署原则，结合本工程的具体情况，合理、紧凑的编制施工进度计划，确保施工过程中不出现“等工”现象。

2）通过合理、科学的计算，对本工程的8座沉井进行合理的分节制作，并考虑科学、有效、快捷的下沉形式。

对本工程结构高度超过20m的JA01和JA02两座沉井采用四次制作，二次排水下沉；JA04/JA05/JA06/JA07五座沉井采用三次制作，一次排水下沉，有效的节省施工工期；JA03/JA09采用四次制作，一次排水下沉。

表3.1 沉井分节及下沉次数
1-1
沉井初期下沉系数较大，因此初期锅底开挖不宜太深，可适当留置土塞；而正常下沉阶段和终沉阶段时，穿越硬性土层，下沉系数较小，应适当准备一定的助沉措施。

针对性措施
1）由于沉井初期下沉系数较大，因此初期采用不掏空底梁不掏空刃脚下沉方式；当穿越硬性土层时由于沉井下沉过程中主要由刃脚部位形成“土塞”，形成下沉轨迹并阻隔外部土体涌入井内，底梁主要起到稳定下沉过程中沉井结构的作用，故选择掏除底梁下土体的方式，减小沉井受到的摩阻力，有效形成出土的“锅底”，增大下沉
系数。

2）前期预埋设泥浆管路，根据不同土层的适应性和需要，可使用触变泥浆减阻。

3.3 干封底施工的承压水治理
JA01~JA09刃脚处及以下承压水土层均存在承压水层，干封底时覆土不足以压住承压水头，可能引起坑底隆起或突涌。

针对性措施
拟采取在沉井外布置降压井对承压水进行降压，确保干封底的顺利实施。

其中
JA04刃脚下⑥
3-2层砂质粉土、⑦
1
层砂质粉土、⑦
2
层砂质粉土含水层厚度大、水头高
且贯通，开挖至刃脚时覆土只有2.39m的⑥
3-1
层粉质粘土夹粉性土作为隔水承压顶板，
而且此层虽为粉质粘土但是夹粉性土，拟在施工过程中在沉井外布设下⑥
3-2
层砂质粉
土、⑦
1
层砂质粉土的降压试验井，进行抽水试验，根据抽水试验成果进行井点布置，降低承压水头高度。

详见5.4节沉井降水。

4 施工总体部署
4.1 施工前期准备
4.1.1 施工部署
按照“优先顶管工作井施工，尽快进行相对应的接收井施工，并同步进行顶管机和管节加工，实现多工序、多工作面同时作业”的总体布署原则，确保施工过程中不出现“等工”现象。

结合现场情况和顶管施工进度计划要求，拟为顶管井沉井配备2个作业队，并分配各作业队工作内容。

由于本标段配置两台顶管机：
1#顶管机施工： JA07→JA06，JA07→JA09，JA05→JA04，JA05→JA06。

2#顶管机施工： JA03→JA02，JA03→JA04，JA01→JA02。

根据本标段的顶管机进度，拟安排的沉井施工顺序见下表。

表4.1.1-1 沉井施工顺序表
4.1.2 施工组织保证
1）、人员组织方面需明确各道工序重点，落实具体实施人、责任人；
2）、迅速办理相关开工手续，确保开工；
3）、因地制宜，充分利用施工场地条件，开展多工作面进行施工；
4）、采用严格的目标管理。

建立全方位、全过程、多层次的目标管理体系。

在组织机构方面，拟在黄浦江上游水源地连通管C1标工程现场设立项目经理部。

项目经理部下设施工员、技术员、质量员、安全员、材料员、设备员、经营员、文明施工员、信息员等各类相关人员。

项目经理部代表公司全面行使本工程的各项管理职能，并在公司授权范围内对外行使各项职权。

项目经理全权负责项目部的行政工作及履行本工程合同。

本工程将严格按照规范和施工组织设计施工，贯彻ISO9001质量管理体系标准，加强施工过程控制，精心施工，严格管理，根据工程实际进展情况及时调整进度计划。

表4.1.2-1 施工组织结构表
4.1.3
1）
（1
（2）进行设计交底和施工技术交底。

（3）编制详细施工方案，作业计划和施工操作要点。

（4）对特殊工种和专业人员进行再培训。

（5）根据设计图，做好测量控制网，设置基准点，对工程进行测量、定位、放
线。

2）、物资设备准备
根据本工程的工作量、工程进度、质量要求及现场地域环境，确定各项施工物资
供应和设备供应情况。

以保证各种主要材料、周转材料、模板体系及施工设备等的运
输。

各种物资设备根据施工和进度要求编制供应计划，及时供应，保证施工生产正常
进行。

3）、施工人员准备
根据本工程的特点与实际情况，确定沉井制作、下沉施工的施工专业人员进驻现
场。

4）、生产现场准备
（1）清除施工现场范围内所有的障碍物（主要是施工场地内的树木搬迁）。

（2）土坝围堰抽水清淤回填（主要是JA01～JA04鱼塘内沉井）
（3）进行场地整平及硬化处理。

（3）修筑现场临时道路。

（4）安装水电线路并试水试电。

（5）修建临时排水沟、三级沉淀池和化粪池。

4.2 施工现场布置
4.2.1 施工生产区域
本标段JA07工作井的施工场地为3500m2，其余工作井的施工场地为2500m2，接收井为1500m2，合理规划场区用地，根据沉井施工阶段的需要，布置相关生产设施，主要有：施工便道、起重设备、钢筋笼加工平台、材料堆放等。

同时为满足安全文明施工需要，各施工作业点将布置流动茶水点以及若干休息室。

为减少渣土外运对环境影响，在每个工作井区域大门处布置洗车槽等。

4.2.2 临时供电系统
工作井JA03、JA07现场各配置630kVA箱变一台将能够满足本标段沉井工程施工需要（在工作井JA01处考虑通过甲方协助，借用金泽水库出水泵站用电满足施工需要）。

4.2.3 场地内施工便道
施工场地围挡大门至现有道路之间、各井施工围挡内施工道路，路宽按7～8m 标准修筑，先填筑30cm建筑垃圾，其上再铺设一层20cm厚C30钢筋砼面层（单层双向布置φ16mm@250mm）。

4.3 进场道路交通规划
本着上述原则，根据我标段的实际情况，结合现场实地勘察分析，拟利用北蔡大桥、老朱枫公路两条主干道，沿加固后的堤防道路，再修建施工便道进入施工现场。

沿线堤防道路上涉及2座桥梁（一座是白鱼荡桥，一座是高家港桥）。

根据业主要求，需对沿线堤防道路加固和桥梁进行加固。

4.4 施工进度计划
具体进度计划详见附表一：沉井施工进度计划
4.5 拟投入主要施工设备及劳动力
4.5.1 拟投入主要施工设备
表4.5.1-1主要施工设备（每井）
4.5.2 拟投入劳动力
表4.5.2-1劳动力计划人员配备表（每井）
5 主要施工方案及技术措施
5.1 沉井施工概述
5.1.1 沉井分节制作及下沉
沉井部分为沉井下沉前在地面制作的部分，内部的后浇部分与沉井部分采用滚轧直螺纹机械连接。

本标段沉井共8座，全部采用沉井形式施工。

井壁混凝土达到设计强度70%以上，方可下沉。

沉井施工时，现场均采用围挡封闭，沉井外侧视施工需要设置施工便道。

场内应根据施工要求设置钢筋加工及堆放场地、模板加工及堆放场地、材料堆场、设备堆场等。

通过分析及我司施工经验，拟定各沉井分节及下沉情况如下：
根据本工程沉井施工现场实际情况，结合地质报告中对沉井下沉区域土体性能的描述，工作井和接收井沉井下沉将采用先排水下沉，最后干封底的方式进行。

5.1.3 沉井接高地基稳定措施
本工程JA01工作井和JA02接收井沉井既有下沉又有接高，工序较复杂，在充分考虑接高部分沉井重量的同时，需要采取相应措施以维持整个接高制作过程中的沉井稳定。

此时的沉井，井内土体已被挖除，仅留一部分刃脚附近的土堤，外井壁虽仍有摩阻力存在，但土体已被扰动过，外壁摩阻力也会相应减低。

单单依靠刃脚下部分土的承载力与外井壁的摩阻力来稳定沉井制作接高后的自重显然不够安全，因此在沉井接高前，需在沉井内进行灌水，以增加沉井浮力，抵消一部分自重，使地基的承载力足以承受沉井的自重。

同时井内的水压又可作为压载，平衡井外地下水位的作用。

同时，在沉井接高时要保证刃脚处的土塞高度，以确保沉井的接高安全。

5.2 沉井结构制作方案
5.2.1 素砼垫层计算
根据《沉井与气压沉箱施工技术规程》（DG/TJ08-2084-2011），素混凝土垫层的厚度可采用公式h=（G 0/R-（b+n ））/2计算,且不应小于150mm ，混凝土的强度等级不应低于 C20。

G 0——— 沉井第一次下沉前沿井壁单位长度重量(kN/m)。

R ———
砂垫层的承载力，取极限承载力400kN/m 2。

b ——— 刃脚踏面宽度(m)。

n ——— 刃脚斜面的水平投影宽度(m)。

表5.2.1-1 素砼垫层厚度计算表
JA02 17.4 297 1.50 15cm，
取砼垫层厚
度15cm 1.8
JA03 17.75 251 1.30 1.6 JA04 14.9 219 1.20 1.5 JA05 16.75 235 1.30 1.6 JA06 13.9 202 1.20 1.5 JA07 16.25 228 1.30 1.6 JA09 19.5 303 1.30 1.6
层厚度均按规范要求取值15cm。

5.2.2 砂垫层计算
5.2.2.1JA01砂垫层计算
1)、JA01井分节情况
JA01井计划分为4节制作、2次下沉工艺，沉井分节高度如下：
第一次制作：-21.65m～-17.4m，制作高度为4.25m；
第二次制作：-17.4m～-11.4m，制作高度为6m；
第三次制作：-11.4m～-4.5m，制作高度为6.9m；
在制作完成三节后，从起沉标高+0.5m进行第一次下沉，下沉深度约为16.65m，下沉到标高-16.15m；
第四次制作：-4.5m～+1.0m，制作高度为5.5m；
在接高1节后，进行第二次下沉，下沉深度约5.5m，下沉到设计标高-21.65m。

2)、第一节制作基础承载力及下卧层承载力验算
沉井第一次制作高度为4.25m，沉井每延长米的重量104.4KN。

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安全。

在JA01井制作时，为确保地基土的承载力及均匀性，同时兼顾施工的便易性，根据JA01井所在位置的土层情况，实际放坡开挖2.15m（砂垫层底），挖至⑥1-1粉质粘土。

（1）砂垫层承载力校核
σ=<[σ]
G——沉井每延米重量G=104.4（KN/m）含荷载施工；
L——砼垫层宽度，取1.8m
[σ]——砂垫层容许承载力，取160（kPa）
σ=58KPa<[σ]
承载力满足要求（根据我公司在沉井施工方面经验，完全满足承载力要求）（2）下卧层承载力验算
σ
下= G/（2h
s
tanα+L）+γ
s
h
s
<[σ
下
]
G―沉井每延米重量G=104.4（KN/m）
α―砂垫层的压力扩散角（根据我公司经验做法取45°），tgα=1
r
s_
―砂的容量，取15.6（KN/m3）
L―素混凝土垫层的宽度(m)，L=2b
1
+b+n，取b1=h，具体数值见本文5.2.1节。

h
s
―砂垫层的厚度(m) ，hs取1.5m
[σ
下]―下卧层地基容许承载力，取⑥1-1粉质粘土[σ
下
]=115（KPa）
σ
下=45.15（KPa）<[σ
下
]=115（KPa）
3)、第三节制作基础承载力及下卧层承载力验算
沉井第三次制作高度6.9m，总高度17.15m；由于接高制作时沉井允许有少量均匀沉降,故土层承载力取极限值（保守估计取2.5～3倍的允许值）。

沉井每延米重量G=295（KN/m）
（1）砂垫层承载力校核
σ==164（KPa）<σ极限=400（KPa）
∴承载力小于砂垫层的极限承载力，满足要求
（2）下卧层承载力计算
σ下=85（KPa）<σ极限=115×2.5=288（KPa）
∴承载力满足要求
以上计算表明，砂垫层厚度1.5m，宽度超过4.8米，即可满足施工要求。

沉井砂垫层实际施工时采用满堂铺筑形式。

4）、沉井下沉后接高稳定性分析
在首次下沉后，JA01井还需在沉井过程中进行1次接高5.5m，接高沉井自重增加，须对刃脚所在土层的承载力进行计算分析，避免在接高过程中出现沉井出现不均
匀沉井，故需对其接高稳定性进行分析。

接高时刃脚标高为-16.15m，位于⑥
3-1
，基本承载力为75KPa,极限承载力为187.5Kpa。

此时验算工况刃脚下有土，十字梁下无土的接高下沉稳定系数。

下沉稳定系数Kc=G/(T
f +R
1
+R
2
+F
t
)<1
式中：G—沉井位自重（KN）；
F
t
—施工阶段最高水位的计算浮力；
T
f
—井壁摩阻力（kN）；
R 1、R
2
—沉井刃脚踏面及底梁下地基土的反力（kN）。

排水下沉时F
t
=0KN
JA01沉井总重G=27521KN
R1=U(B+N/2)*Rd
其中Rd——地基土承载力极限值
B——刃脚踏面宽度
N——刃脚斜面宽度水平投影宽度
U——侧壁外围周长
Rd=75×2.5=187.5kpa（⑥3-1）
R1=3.14×17×（0.7+0.8/2）×187.5= 11010KN R2=A2×Rd
其中A2为底梁支撑面积
R2=16.08×187.5=3015KN
T
f
=19358KN
K C =G/(T
f
+R
1
) =27521/(19358+11010)=0.91<1
说明在沉井第一次下沉到位后，可直接进行接高，即沉井第四节的制作，无需在井内回填部分砂土。

为确保接高安全稳定，灌水增加浮力，减小接高下沉稳定性系数。

5.2.2.2JA02砂垫层计算
1)、JA02井分节情况
JA02井计划分为4节制作、2次下沉工艺，沉井分节高度如下：
第一次制作：-21.9m～-17.4m，制作高度为4.5m；
第二次制作：-17.4m～-11.4m，制作高度为6m；。