基础工程沉井基础施工培训讲义（ppt共31）

第二节节沉沉井基基础施施工一、沉沉井的的分类类和构构造沉井——四周有壁壁,下部无底底,上部无盖盖的筒形结构物，，通常用用钢筋混凝凝土作成。制作井筒筒,就地在井井内不断断地挖土土、运出出。沉井依靠靠其本身身自重,克服阻力力不断下下沉,直至设计计标高。。最后,进行封底底及混凝凝土填心心,便成为桥桥梁墩台台基础。。图16——14沉井下沉沉示意图图图16——15沉井基础础(一)沉井的分分类—1.按沉井制制作的位位置不同同按沉井制制作的位位置不同同可分为为：①就地制作作的沉井井在基础设计计位置上制造,然后在井井筒中挖挖土使其其下沉。。适用范围围：基础础位于浅水中,需先在水水中筑岛岛,再在岛上上筑井下下沉。②浮运沉井井在岸上制造造,然后浮运运到设计计位置下下沉。适用于深水区,筑岛有困困难,或有碍通通航,或河流流流速较大大的情况况。(一)沉井的分分类—2.按使用材材料、截截面形状状、立面面形状分分按使用材材料混凝土沉沉井、钢筋混凝凝土沉井井及钢沉井等；按沉井的的截面形形状矩形、圆形及圆端形沉沉井等；按立面形形状竖直式、倾斜式及阶梯式等。图16——16沉井平面面形状图16—17沉井的立立面形状状(二)沉井的构构造以钢筋混混凝土沉沉井为例例。沉井通常常由刃脚、井壁、隔墙、井孔、射水管、封底混凝凝土、顶盖诸部分组组成。(二)沉井的构构造——1.刃脚沉井井壁壁最下端端作成刀刃状,故称作刃刃脚。作用：使沉井下下沉时,减少土的的正面阻阻力。刃脚的式式样：根据沉井井下沉时时,所穿越的的土层的紧紧密程度度和刃脚单单位长度度上的反反力大小小选择,以利切入入土中。。(二)沉井的构构造——2.井壁井壁是沉井的主主体。作用：：起挡土、挡水的围护结结构作用用;当施工完完毕后,成为基础或基基础的外外壳保存下来来,而将上部部荷载传传至地基基。井壁厚度度考虑沉井结构构强度、刚度外,应根据下沉需要要的自重重确定(二)沉井的构构造——3.隔墙沉井长宽宽尺寸较较大,则应在井井筒内设置隔墙墙：作用：增加沉井井下沉时时的刚度；将井筒分隔成若若干个井井孔,有利于控控制挖土土下沉的的方向。。厚度：因隔墙不不直接承承受土压压力,所以厚度度较外壁壁要薄些。(二)沉井的构构造——4.井孔作用：挖挖土出土土的工作作场所和和通道。。井孔尺寸寸：应满足施施工要求求,其宽度(直径)一般不小小于3m。井孔的布布置应简单对称称,便于对称称挖土保持沉井井均匀下下沉。(二)沉井的构构造——5.封底混凝凝土沉井沉至至设计标高高进行清基后,便可进行行浇注封封底混凝凝土。如井中之之水无法法排干,可采用水下混凝凝土封底底,达到强度度后即可可抽水,凿除与水水接触的的表层混混凝土。。(二)沉井的构构造——6.顶盖作用：承托墩身身传来的的力量。。顶盖一般般用钢筋筋混凝土土制作,厚度1.5～2.0m。二、沉井井的施工工步骤——(一)场地准备备墩台位无无水,需平整场场地;若地下水水位较低低,可挖坑建建造沉井井;若有地面面水,则需筑岛岛建造沉沉井。由于底节节沉井刃刃脚踏面面窄,底面积小小,若直接在在土面上上制造数数百吨甚甚至上千千吨自重重的沉井井,将会发生生不均匀匀沉陷,导致沉井井破坏。。垫木法。。土模法,即在土面面上按刃刃脚内侧侧斜面形形状和尺尺寸挖成成或填筑筑成截头头锥台形形,既扩大了了刃脚的的支承面面,又代替了了刃脚内内模板。。二、沉井井的施工工步骤——(二)底节沉井井制作垫木铺好好后就可可立模制制作沉井井。工序序有：立内模、焊接刃脚脚角钢、绑扎钢筋筋、立外模、灌筑混凝凝土。沉井制造造工序多多,时间长,所以要组织平行行作业,搞好各工工序的衔衔接,尽量缩短制作作时间。二、沉井井的施工工步骤——(三)底节沉井井下沉先拆除沉沉井内外外模板,待混凝土土达到规规定强度度后,就可拆垫垫木或挖挖土模。。沉井下沉沉主要靠靠在井内除土土：目的是减减少或消消除刃脚脚的正面面阻力。。二、沉井的施施工步骤——(四)沉井接高多节沉井施工工时,制造与下沉两两项工作交替替进行,但应保证接筑筑沉井与原沉沉井在同一轴轴线上。二、沉井的施施工步骤——(五)井顶围堰沉井顶面位于于最低水位或或地面以下。。因此沉井沉至至设计标高之之前,应做井顶围堰堰,才能在继续下下沉时防止水水、土进入井井孔中。二、沉井的施施工步骤——(六)清基封底、(七)填充、顶盖和和建第一节墩墩台身当沉井沉至设设计标高后,要对基底进行行清理、检查查和处理,合格后方可进进行混凝土封封底。当封底混凝土土达一定强度度后,即抽水填充或或浇筑钢筋混混凝土底板,最后浇筑钢筋筋混凝土顶盖盖和第一节墩墩台身混凝土土二、沉井的施施工步骤三、沉井下沉沉沉井下沉施工工方法：排水水下沉和不排排水下沉。一般是依据沉沉井所处的水水文、地质情情况而定。排水下沉法：：在渗水量小的的稳定黏性土土中下沉沉井井。不排水下沉法法：当渗水量较大大时,一般采用不排排水下沉法,用水下抓泥、、射水吸泥方方法除土。(一)排水下沉排水下沉即用用抽水降低井井内水位,工人可直接下下到井底进行行挖掘作业,这种方法施工工条件较好,其优点是:容易控制下沉沉方向;有利于防止下下沉过程中出出现较大的偏偏斜;易于处理下沉沉中遇到的特特殊障碍,下沉速度一般般较快;便于基础底层层的检验和处处理。抽水宜用电动动离心式水泵泵。当井深大大于水泵有效效吸程时,可将水泵安放放在井孔内用用钢丝绳悬挂挂的活动平台台上,使其能在井孔孔内随抽水深深度变化而升升降。开挖前前首先应挖一一个较深的汇汇水坑,在有横隔墙的的沉井中,汇水坑宜挖在在横隔墙下,以免影响挖土土。(一)排水下沉开挖方法,一般先从中央央下挖40～50cm,逐层开挖,每层20～30cm,均一圈一圈地地向刃脚方向向逐步扩大,每一圈均从远远离定位支垫垫位置处开始始,使定位支垫位位置处的土最最后同时挖除除。土质松软软时,在分层开挖的的过程中沉井井即逐渐下沉沉。在坚硬的的土层中,可能挖平刃脚脚仍不下沉。。如挖平刃脚脚仍不下沉,就须掏空刃脚脚下土壤,这时,应比照抽垫方方法,分段顺序掏土土至刃脚外,随即回填砂砾砾,最后将支垫位位置的土亦换换成砂砾后,再分层分圈逐逐步挖除砂砾砾使沉井下沉沉。(二)不排水下沉不排水下沉是是在井内外水水头相同的静静水条件下利利用抓土斗、、吸泥器等机机具除土的井井上作业方法法,它可以有效地地防止“流流砂”确保安安全,因而特别适用用于地下水位位较高的粉、、细砂地层。。水中除土,可将沉井中部部挖成锅底。。在砂及砾石石类土中,一般当锅底比比刃脚低1～1.5m时,沉井即可下沉沉,并将刃脚下的的土挤向中央央锅底,只要继续在中中间挖土,沉井即可继续续下沉。在粘粘性土或胶结结层中,四周的土不易易向中间坍落落,需要靠近井壁壁偏挖,往往还须辅以以高压射水松松土。为避免免沉井发生较较大倾斜,一般应使锅底底深度不超过过2m;相邻土面高差差不宜大于0.5m。靠近刃脚处处,除处理胶结层层和清理风化化岩外,除土和射水都都不得低于刃刃脚,还应注意提前前挖深隔墙下下的土,勿使搁住沉井井。吸泥机吸泥机是不排排水下沉的常常用机具,它是由自制吸吸泥器配上高高压风管即成成,如图16—25所示。空气吸泥机的的工作原理,是把压缩空气气通入吸泥器器,经向上斜的小小孔进入排泥泥管中,与泥砂、水相相混后,容重减轻,由于空气的上上溢和管外水水面形成的水水柱反压力,迫使管内水土土混合物上升升,从管中涌出。。(三)下沉困难时的的辅助措施沉井下沉发生生困难,主要是由于沉沉井自身重量量克服不了井井壁摩阻力,或刃脚下遇到到大的障碍所所致。解决上上述问题是须须从增加沉井井自重和减小小井壁摩阻力力两个方面着着手。1.增加沉井自重重(1)提前接筑上一一节沉井,以增加沉井自自重;(2)在井顶上压重重物(钢轨、铁块或或片石等),但由于沉井自自重很大,能够增加的压压重有限,往往无济无事事。除为了纠纠正沉井偏斜斜采取偏心压压重外,很少使用;(3)在不排水下沉沉的井内抽水水减小浮力,可增加沉井重重力,促使沉井下沉沉。但在砂类土等等容易翻砂涌涌水的地层中中使用时,井内水头降低低容易引起翻翻砂,而且沉井往往往突然大量下下沉导致沉井井倾斜。因此此井入土不深深、稳定性较较差时,不宜使用;一般抽水不宜宜过大,以防井孔内突突然大量涌水水危及安全。。(三)下沉困难时的的辅助措施2.减小沉井外壁壁的摩阻力除在设计时对对外壁形状、、错台宽度以以及施工制作作中外模光滑滑等提出较高高要求外。通通常采用:(1)井外射水在井壁上留有有射水嘴的管管组(施工中需防止止泥砂堵死)。利用高压水水流冲松井壁壁附近的土,且水流沿井壁壁上升而润滑滑井壁,使沉井摩阻力力减小。(2)井外挖土在沉井周围挖挖除部分覆盖盖土,可减少部分摩摩阻力。(3)炮振下沉当刃脚下土已已挖空,采取其他措施施仍不能克服服外壁摩阻力力的不得已情情况下,才允许采用炮炮振下沉。使使用时必须严严格控制用药药量及操作方方法(可只在沉井中中央泥面放置置炸药,且每次只起爆爆一处),炸药量一次不不宜超过100g。应当指出,爆压通过水介介质的传播,将形成很大的的向外压力,极易引起沉井井开裂,因而在水中炮炮振时,应严格控制每每次用药量不不超过100g的规定,以策安全。(四)沉井纠偏方法法沉井下沉的全全部过程,都是防偏与纠纠偏的过程。。对已出现偏偏斜的沉井采采用什么方法法纠正,必须依据偏移移情况、下沉沉深度等有关关条件具体分分析制定。在在以往的工程程实践中,曾积累了许多多宝贵的经验验,纠正方法尽管管多种多样,但其共同的规规律是在下沉沉中纠偏,边沉边纠;不下沉,单纯纠偏是难难以办到的。。下面分别介介绍几种常用用的纠偏方法法。(四)沉井纠偏方法法(1)井内偏挖、加加垫法这是偏挖土法法与一侧加支支垫法的结合合纠偏方法,是基本和有效效的方法之一一。即在刃脚脚较高的一侧侧井内挖土而而在刃脚较低低的一侧加支支垫,随沉井的下沉沉,高侧刃脚可逐逐渐降低下来来,如图16—27。(四)沉井纠偏方法法(2)井外偏挖、井井顶偏压或套套拉法这是偏挖土与与偏压重或偏偏挖土与一侧侧施加水平力力相结合的纠纠偏方法,其目的是提高高单纯偏挖土土的纠偏效果果,因为井外挖挖槽因土方方量大,一般只挖1.5～2m左右。此法法多用在入入土较深时时的纠偏。。如图16—28所示。由于于钢丝绳套套拉时施加加的水平力力很大(可以大至百百吨以上),滑车组的锚锚固需有强强大的地拢拢(一般只能利利用附近的的桥墩作为为地拢)。采用这一一方法时,应如图使用用平衡重,而不用卷扬扬机牵引,使作用力持持续不变,避免沉井位位移时钢丝丝绳松弛,也可防止沉沉井结构或或千斤绳因因受力过