沉井基础施工

1、 PAGE PAGE 25第四节 沉井基础施工一、沉井基础的基本概念1、沉井基础的适用状况对于大跨径斜拉桥这样的在竖向和横向都需要承受大承载力的深基础,假如则常接受沉井基础。沉井是桥梁深基础中常接受的基础结构形式。2、沉井基础的作用及工作原理沉井基础利用沉井结构作为桥梁墩、塔等结构的基础,承受并将墩、塔等结态。沉井基础工作方式和原32-28。3228 沉井基础工作方式和原理示意图顶盖板等部分构成，见图 3-2-29.3229 沉井结构示意图1、刃脚;2、井壁;3、井孔；4、顶盖板;5、隔墙；6、凹槽；7、封底刃脚尖状体顶面的那一部分井壁体,或者说是沉井井壁底部的尖状体部分。为了削减脚的平底面称

2、为刃脚踏面。井壁井壁是沉井的主体部分，既是沉井基础中的主要受力构造,又是沉井施工过程中挡土和挡水的主堰体构造.隔墙当沉井承受井外土体侧压力或承受井内外水头差压力时,隔墙对井壁起支撑截面的抵制面积和抵制惯性矩。隔墙底面要高出刃脚 50cm 以上，以避开阻碍沉井下沉。（4）封底混凝土基的承重结构,是在井内抽水时的阻水构造。封底混凝土必需与井壁、隔墙紧密使封底混凝土能有效地承受沉井传下来的荷载.为此，在井壁、隔墙的相应部分设置凹槽或剪刀键，其目的就是为了使沉井与封底混凝土之间更有效地传递剪力.（5)顶盖板顶盖板上分布后再传给沉井其他部分。4、沉井的形式依据沉井底节的施工方式分类就地制作下沉沉井后制作

3、底节,然后使沉井就地边接高边下沉.浮式沉井配式钢筋混凝土薄壁、带钢气筒、双壁套箱钢壳等结构形式.其底节是在岸上制作成形，并通过在滑道上滑移等方式下水,并被浮运到位。此后，使沉井边接高边下沉,直到其达到规定要求。底节制作及就位还可接受如下方式：在船上制作节也可接受沉船入水的下水方式。依据沉井的竖剖面外形分类沉井有柱形沉井、锥形沉井、阶梯形沉井等类型，这些沉井的外形见3-2-30.32-30 沉井按竖剖面外形分类图依据沉井的平面外形分类沉井有圆形沉井、矩形沉井、圆端形沉井等类型，这些沉井的外形见图32-31。 沉井按平面外形分类图(4）依据沉井刃脚是否等高的状况分类岩的状况中接受。5、沉井基础的一

4、般施工方法位置，因而沉井高度一般也是很大的.所以沉井的平面尺寸、高度、体积和重量依据逐步接高和逐步下沉的指导思想考虑的。的接高及下沉、沉井的封底、沉井的填芯、沉井顶盖板的架设。位法。前者是在设计的沉井位置筑岛作为沉井底节的制作场地,在筑岛的场地上井.当沉井进入土层肯定深度后,对沉井为满足自浮需要而设置的空腔结构进行填充，以满足沉井作为基础构造的受力要求。沉井的接高是从底节上开头的，且是与沉井的下沉交替进行的。沉井的下沉必需通过排解刃脚、井壁及隔墙四周的土体,使沉井所受土体阻力削减才能实现。排解土体一般只能在井内进行.井内除土是沉井下沉的必要和振、以空气幕或泥浆润滑套对外井壁土层进行扰动等助沉措

5、施.等方法。沉井的填芯有的沉井需要,而有的沉井是不需要的，这要依据设计的要求确定。需要填芯时,一般需先在井内抽水，然后清除封底面的淤泥、浮浆等杂质，此后再在井内分层填充填芯物，并分层夯实之。堰,以便沉井在顶面没入地面或水面以下后，能够连续在无土干扰和无水状况下进行其顶盖板及墩、塔的地下或水下部分的施工.因此，沉井顶盖板是在有井顶围堰爱护的状况下进行的。二、沉井在土层中的下沉施工方法1、排水开挖下沉的状况下开挖下沉.这种方式使沉井的状况包括精度状况更简洁得到把握，使得沉井即使发生问题,也能使问题准时得到解决。排水可在井内或井外四周挖设集水井后,在集水井内抽水进行.井内土体接受人力或风动工具开挖。

6、对于粘土、淤泥等淤状土体,可接受高进行,保证沉井均匀下沉。2、不排水除土下沉法。3232，32-33，32-34。图3-2-32 沉井抓土施工示意图图3-233 沉井吸泥施工示意图3-2-34 沉井高压射水冲射土层示意图3、下沉帮助措施空气幕助沉对沉井外壁的摩阻力削减，从而使沉井下沉。1）空气幕的组成3-235。3-235 沉井空气幕系统构造示意图气龛1mm龛构造32-36。3-2-36 空气幕气龛构造图井壁内的预埋管路预埋管路是压力气体通过的途径 .其布置有两种方式:一种是同时设环形管管进入环形管，然后从各气龛喷出。另一种则只设竖管,喷气孔即设在竖管上。25mm供气系统气通路。气幕构造的安装

7、程序沉井气幕构造的安装程序为：井壁内预埋管路的安装井壁混凝土的浇筑养生拆模及木模块拆除喷气孔的钻设供气系统的连接对气幕系统进行压气检查.气幕作业要点砂；好；1min。压气时间过长，沉过长;清理，确保压气畅通。另外，可在管路的端头设贮砂筒,贮存由气龛渗进的砂子，防止喷气孔堵塞。泥浆润滑套助沉沉井的泥浆润滑套下沉方法是在沉井外壁四周与土层之间设置泥浆隔离层，3Kpa5Kpa。设施布置3237.3-237 沉井泥浆套施工布置示意图拌浆机和储浆池.在储浆池旁设置压浆机，通过输浆管路将泥浆压入泥浆套内 . 当沉井接受在水中筑岛的下沉方式时,泥浆润滑套系统的拌浆机、储浆池和压浆机可装设在船只上。在其间产生

8、润滑套。泥浆润滑套设施主要构造状况是：输浆管相连。当某一孔道需压浆时，只需连通胶管并将相应闸阀开启即可.压浆管压浆管可接受内管和外管两种方式：内管方式是在井壁上设置预留压浆管道，见图 32-37。3-2-38。泥浆管射口围圈接受内管法及井内外管法压浆时,压浆管的出口一段一般多接受铁皮弯管，45斜角。为防止压浆口处设置阻挡板，即所谓泥浆管射口围圈。井壁地表围圈图 3-2-38 井内外管法布置地表围圈是沿井壁四周埋设的围板,用以防止地面土层坍塌而破坏泥浆套。0。5m。围板埋设位置要求精确，与井壁的净距应均匀全都.围板埋设必需坚固稳定，为此可在地面上实行各种相应的固定措施。泥浆制备泥浆性能泥浆应具备

9、固壁性、触变性、胶体稳定性等性能，其中：触变性即泥浆的静置为凝胶状态，搅拌或触动后又恢复其流淌性的性能。同地层时不致过多失水或为地下水所稀释的性能。泥浆指标及协作比1.21。4；粘度：大于 100S； 失水量：小于 8ml；泥皮厚度:小于 3mm;胶体率：100%;值:68。泥浆润滑套的协作比一般接受下列质量比：3545；水：5565;化学处理剂碳酸钠（NaCO：0。4%0.6%(按泥浆总质量计).23粘土应依据有关要求和方法选取，可参考文献1中的有关内容.各种地层对泥浆指标的要求项主要的指标项目.对于砂夹卵石地层,该地层颗粒间孔隙大，结构松散，地下水较畅通,泥浆易于局部坍落漏失，故宜用高粘度

10、、高切力、相对密度较小的泥浆。,土体侧压力大，宜用相对密度大、失水量较小的泥浆。对于中等颗粒地层（各类砂土的细、粉砂地层,易翻砂漏浆，故宜用粘度和切力较高的泥浆.泥浆制备程序存放粘土风干碾碎配料搅拌筛滤储浆。5cm 的土粒后，清除石子及杂物，按试验选定的,再掺入化学处30min 左右,然后使拌好的泥浆经筛网过滤后流入储浆池,以备使用。1。52.0 倍。当储浆池内泥浆存放过久,泥面老化消灭泥皮时，可稍微洒水保养，或用棍.冬季施工，储浆池应有保暖设施,管道也应有防寒设备.泥浆在制备储存及使用中，均应做好取样试验工作.3)压浆压浆可接受泥浆泵压浆。正常状况下，压浆压力为：启动时约为 0.7MPa；1

11、.2MPa2。0MPa 的状况。5m3%10。,使泥浆面浆管和拌浆、压浆机具冲洗洁净，以备再用。炮振助沉振施工应有专业机构或专业队伍参与。抽水助沉不排水下沉的沉井,在不致引起井内翻砂涌水的状况下，可接受在井内抽水的方法使沉井下沉。在井内抽水可削减沉井所受浮力,使沉井下沉力增大。(5）压重助沉沉。4、沉井在土层下沉施工中需把握的原则和留意的问题 ;留意沉井的状态，当心进行除土作业,防止井内的涌砂及沉井的失控；(3）沉井下沉过程中必需要做好对沉井状态的观测工作，把握相应的地层、可控状态；压,使沉井产生偏斜；（5)在沉井接高前，沉井顶面距水面应留有平安高度，以防沉井井顶在接高沉井接高前不得将刃脚掏空

12、,必要时还应在刃脚下回填或加支垫，防止沉井在接高过程中突然下沉； 调整沉井，避开沉井发生大量下沉或大的偏斜而无法达到设计要求的位置。5、沉井的纠偏 ,则沉井整体的移位就完成了。在高侧不对称除土可订正沉井的倾斜。(2）通过施加外力可订正沉井的倾斜。井壁上设置支撑，作为沉井纠偏时的保险装置.沉井高侧刃脚下应预先除土，而.沉井在3-2-39.32-39 沉井纠偏示意图（3) 不对称加土纠偏,从而使沉井向预想方向移动或倾转,达到纠偏目的。(4) 不平衡除土和加土纠偏压力所产生的扭矩,可使沉井在平面上向估计方向扭转，达到纠偏目的。三、浅水沉井施工方法施工：进行地基处理建立基座,然后在基座上就地制作沉井底

13、节。此后在底节的基础上边接高沉井和边下沉沉井，直到完成沉井基础的施工。对于浅水基础的现浇沉井施工，一般状况下其分项工序的组成和施工步骤是:筑岛地基处理铺设刃脚底座立底节模板绑扎钢筋、布管路浇筑混凝土、养生 抽刃脚下底垫座 接高及下沉沉井 清理基底封底填芯、浇盖板.1、 筑岛流速度不大的条件下，一般接受无围堰岛体，反之则一般接受有围堰岛体。(1) 无围堰筑岛接受土料筑岛，筑岛边坡必需满足筑岛的稳定性要求。(2）有草袋或石笼围堰、木板桩围堰、钢板桩围堰等筑岛方式。,河床土层较硬的状况下接受草袋围堰。假如流速超过2.0m/s，在外层宜用石笼取代草袋筑成迎水箭形式，以使围堰抵制水流冲击.5m .的状况

14、下一般接受钢板桩围堰。围堰在周边起隔水作用,在围堰的中部以土料或其他材料筑岛,从而形成围堰筑岛构造。2、 地基处理整、均匀、紧固，以保证地基能平安地承受沉井的施工荷载。3、刃脚底座铺设分布荷载至地基上.为使就地下沉时抽取便利，一般接受垫木的底座形式。4、 底节沉井立模、布筋、浇筑,底座面承受刃脚的部10mm 以上的钢垫板.还可以削减沉井的下沉高度.安装成形后再安装外模板。作。5、底垫座抽除底垫座的抽除必需做到分组、对称、同步地进行.每抽完一组垫座,必需准时在抽除位置准时回填粗、中砂等土料。6、接高及下沉底节刃脚嵌入土中以后,通过在井内除土使沉井下沉.当沉井达到较稳定状态后，可在底节沉井的基础上

15、分节接高沉井,边接高边使沉井下沉，直至沉井全部制作完成，而且刃脚达到要求标高位置。状态.自重及下一节沉井施工重量作用下,由于地基不均匀沉降等缘由，在井壁、隔墙上述的最小高度。若沉井底节下为松软土时,0.8 土及起重机械设备工作的便利。沉井接高前,沉井顶面的离地、离水高度应依据结构及施工平安、作业便利及其他要求而确定.7、基底清理使封底结构支承在符合要求的基底上,保证封底的高质量。基底清理的基本要求是：(1） 基底标高、外形及地质、排水等状况与设计要求相符；（2) 粘土层基底接受排水方法除土时，要将基底挖成锅底状，并不宜浸水太久。封底应在最短的时间内完成；（3) 应将基底上的松碎石块、淤泥、苔藓

16、等杂物清除，以保证封底结构与基底之间的紧密结合；（4）,以达封闭基岩的目的；形；,或有永久冻土层，或有泉眼及溶洞的基底,均须按文献2的有关规定进行处理;(7） 清基时，应留意把握井底面土体的状态，不要过分扰动刃脚下土层，以免引起翻砂。,保证在基底上所进行的封底施工的质量符合要求。伞形沉淀盘的构造和使用方法可见文献1中的有关内容。8、封底、填芯、浇盖板节中的相关内容。1 中的有关内容。.其中填芯施工方式较简洁,依据设计的要求在井内填充填料。井顶盖板的施工需要设置井顶挡土或防水围堰才能进行。行井顶盖板和墩塔下部的施工.,接受小药量爆破等方式予以清除.四、深水浮式沉井施工,则接受浮式沉井方法进行沉井

17、基础施工.1、浮式沉井的施工原理及方法种施工方式以建立施工平台,使沉井稳定下沉。沉井下到土层中稳定深度以后，,井顶围堰由于处于较深的不同.沉井的封底、填芯、浇盖板施工，依据具体状况,接受筑岛沉井施工中所介绍的相应施工方法.成空腔井壁的可自浮的结构形式，也可以做成安装临时井底的可自浮的结构形式，或做成在井内设置钢气筒的可自浮的结构形式.在接高下沉过程中,沉井可以设置导向船体系及布置锚碇系统而稳定.导向船体系还用作为沉井的施工平台。置.沉井底节也可以在船上制作，并可接受肯定方式如吊装或沉船方式，直接在设计位置或设计位置的近处下水就位。当沉井已进入到土层中较稳定深度后,在井壁中或井内完成混凝土或钢筋

18、混为取土井孔.2、浮式沉井的种类.目前已使用的井等沉井种类。23 土薄壁浮式沉井、双壁套箱钢壳沉井等沉井，见图3-2-40。另一类是靠井内的气筒充气自浮,完成着床后在井内气筒之间填充的浮式沉井即带钢气筒的浮式沉井, 见图 3-241,可以接受带钢气筒的浮式沉,从而使沉井能够自,其他的结构形式和施工方式与筑岛沉井基本相同。3-2-40 钢壳沉井构造图32-41 钢气筒浮式沉井构造示意图3、浮式沉井的施工步骤沉井底节下水导向船及锚碇系统的布设、沉井底节浮运就位沉井在水中的下沉及接高沉井着床沉井在土层中的下沉及接高沉井防水围堰安装沉井下沉到位沉井基底清理沉井封底沉井填芯沉井浇盖板。4、沉井底节的制作

19、底节制作要做的一些主要工作是,场地的选择，场地的处理，基座的设置，设施、设备的布置,底节沉井的制作.制作场地可选在岸边或船上,要依据下水方法确定。设置基座的目的就是要保证沉井制作的基础有足够的强度和抗变形力量,以及保证施工操作的便利性.布置设施、设备是沉井制作所必需的,依靠必要、合理的设施、设备配置，沉井制作才能顺当进行。各种形式沉井底节的制作工艺可见文献1中的有关内容。5、沉井底节的下水法等等.但目前接受较多的是沿滑道下水及浮吊吊装下水方法。沿滑道下水的方法是在岸边制作底节,然后从沉井处开头铺设滑轨延至深水,见图 3 2-42.32-42 中轨道的最小入水长度L要通过计算确定.轨道入水长度要

20、保证沉井前端滑块在到达轨道终点前，沉井前部已能自浮。3-2-42 沉井沿滑道下水示意图.沉井底节可以在岸上制作,也可以在船上制作。在岸上制作的沉井，假如在浮吊的起吊范围内，则可由浮吊直接吊入水中。否则可设置滑轨,先使沉井向水中方向滑至浮吊的起吊范围内,再由浮吊起吊入水3243。在船上制作的沉井,可在设计的沉井位四周,由浮吊直接吊入设计位置内。32-43 沉井前移滑道示意图6、 沉井底节的浮运就位在岸边下水的沉井需要接受肯定方式使其被运至设计位置处。沉井的浮运可接受与钢围堰浮运相同的方式.但沉井的浮运稳定问题更为突,并实行必要措施，以确保沉井的浮运平安。7、沉井的抗水流稳定下的接高下沉制造前提条

21、件。,见本章其次节中的相关内容.8、沉井在水中的下沉及接高装设施以解决沉井下沉及接高的吊装问题32-44。沉井的吊装设施也可3-2-11方式布置.3244 沉井下沉及接高吊装设施布置图段重量对水中沉井稳定性和平安性的影响。式进行.沉井的下沉是通过灌水或放气而实现的。每次接高前，沉井既要下沉肯定深度以保证其承重时的状态稳定,又要保持其露出水面的平安高度,以避开接高重量使沉井下沉,从而使原沉井顶部接近或没入水中.首先保证沉井着床位置的精确性.另外与钢围堰一样,沉井也有着床的平安把握 问题，其解决方式与钢围堰是相同的.在水中的下沉、接高及着床施工，沉井与钢围堰基本上是相同的。但是 ,在对吊装的要求上,假如钢围堰接受块件或整节吊装方式，则钢围堰要高得多。9、沉井防水围堰的安装施工.钢结构围堰有钢板桩围堰和双壁钢套箱围堰等形式.钢板桩锚固在井顶的井壁顶面上.为此，在浇筑顶节沉井井壁时，在井壁顶面就需预先设置锚固钢板桩的凹形环槽。钢板桩埋入凹槽内深度一般为 40cm60cm。为便于拔除，在钢板桩的插入部分的表面涂抹沥青或黄油。在钢板桩插