桥涵人工挖孔及沉井施工工艺

桥涵施工技术

第11讲挖孔灌注桩及沉井基础施工11.1挖孔桩基础施工11.2沉井与沉箱基础施工11.1挖孔桩基础施工成孔工艺施工要点同一墩身各桩应对角开挖，先中后边；孔深大于10m或CO2浓度超过0.3％时，应有通风设备；支护随地质条件而定，应高出地面。挖孔灌注桩及沉井基础施工11.1挖孔灌注桩基础施工挖孔灌注桩及沉井基础施工11.1挖孔灌注桩基础施工挖孔灌注桩及沉井基础施工11.1挖孔灌注桩基础施工混凝土孔壁支护

砖砌孔壁支护

挖孔灌注桩及沉井基础施工11.1挖孔灌注桩基础施工现场砼灌注

挖孔灌注桩及沉井基础施工11.2沉井与沉箱基础施工是桥梁工程中广泛采用的一种无底无盖，形如井筒的基础结构物。沉井在施工时作为基础开挖的围堰，依靠自身重量，克服井壁摩阻力逐渐下沉，直至到达设计位置。同时，沉井经过混凝土封底，并填充井孔后成为墩台的基础

沉井江阴长江公路大桥北锚沉井

平面尺寸：51m×69m，下沉深度达58m，居世界前列。11.2沉井基础施工沉井基础：是一个无底无盖的井筒，一般由井壁（即外墙，其下端为了在土中下沉容易，制成刃脚）及隔墙（即内墙）组成。从沉井内出土，井筒即可凭其自重下沉；这时，井筒(井壁及隔墙)可以向上接高。如若井筒上段在成桥之中并非必需，则可在井筒上端的周边设置围堰，以便在堰内排水并修建墩台身部，随后再将围堰拆除。在沉井刃脚下沉到设计高程之后，就用混凝土封底、再以填充料(碎石，水等)填心、并在沉井上端修建顶盖。沉井示意图沉井基础的适用范围、优点及缺点

沉井是凭借自重下沉，随后发展到凭借向井壁外侧射水以减少土的摩阻力，又发展为泥浆套法，空气幕法以及压沉法，这就可以使井壁减薄，减少工程数量及自重。为适应岩层面的高低不平，可以在增加探测点的基础上，制成高低刃脚沉井。为提高沉井承载力，可以在井孔之中进行钻岩，用管柱法来加强它。为防止沉井在下沉中歪斜或偏离设计位置，可以增加探测管，并在发现偏斜时立即采取纠偏措施(偏吸泥、偏除土、偏压重、外除土、外射水、增加支承反力、施加水平拉力)。

1.适用情况：

当表层地基土的承载力不足，地下深处有较好的持力层，或山区河流中冲刷大，或河中有较大卵石不便于桩基施工；或岩层表面较平坦，覆盖层不厚，但河水较深等条件下。2.特点：

（1）埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好、刚度大、能承受较大的荷载作用；

（2）本身既是基础，又是施工时的挡土、防水围堰结构物，且施工设备简单，工艺不复杂。可以几个同时施工。（3）缺点:施工工期较长；对粉砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；下沉时如遇有大孤石、沉船、落梁、大树根或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工带来很大困难。①工程数量较大②灌注水下混凝土时，清基工作较难保证③施工中纠偏难度较大，费工、费时。

概述沉井构造示意下沉方法纯自沉沉井工法压入式工法SS沉井工法SOCS沉井工法挖孔灌注桩及沉井基础施工11.2沉井与沉箱基础施工挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工沉井特特点优势：埋埋置深度度大、整整体性强强、稳定定性好、、刚度大大、承载载力大、、工艺艺简单、、施工简简单劣势：下下沉时如如果遇到到障碍物物，会影影响施工工。不适适用于岩岩层面倾倾泻过大大的地方方。沉井类类型型（钢筋））混凝土土沉井、、钢沉井井、竹筋筋混凝土土沉井挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工

施工准备

场地平整或筑岛

安装支撑排架及底模

绑扎钢筋

灌注底节砼及养生

立内模

拼装钢刃脚

铺垫

抽垫

基底清理

接高

下沉

封底

井内填充及灌注顶盖板

立外模

施工工序序⑴场地准备备要求场地地平整，，地面与与岛面有有一定承承载力，，否则换换填打砂砂桩①无水场地地②浅水场地地：③深水场地地：无围堰土土岛草袋、石石笼围堰堰筑岛、、钢板桩围围堰筑岛岛挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工筑岛沉井井根据土质质、水流流和风浪浪情况，，筑岛分分为无围围堰的土土岛和有有围堰的的筑岛。。⑵底节沉井井的制造造工序：场地整平平夯实、、铺设垫垫木、、立沉井井模板及及撑、、绑扎钢钢筋、、浇注混混凝土、、拆模模等。①铺垫木与刃脚周周边垂直直挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工②立模板绑绑钢筋③浇注混凝凝土、养生生④拆模及抽抽垫有较好的的刚度。。四边均匀匀浇注；；底节强强度100％，其余余70％可下沉沉。混凝土强强度达2.5MPa以上拆模模混凝土土强度达达设计要要求抽垫垫。拆模顺序序：井孔模板板、外侧侧模板、、隔墙支支撑及模模板、刃刃脚面支支撑及模模板抽垫顺序序：先拆内模模；拆外外模；拆拆隔墙下下支撑和和底模；；拆隔墙墙下垫木木；拆井井壁下垫垫木。内壁下、、短边下下、长边边下对称称同步。。长边下下是隔1根撤1根，最后后以定位位桩为中中心由远远而近对对称撤除除。挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工抽垫木是是关键性性工序⑤土内模制制造沉井井刃脚挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工⑶沉井下沉沉下沉施工工挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工a）排水施施工b）不排水水施工主要是通通过从井井孔除土土，消除除刃脚正正面阻力力及沉井井内壁摩摩阻力后后，依靠靠沉井自自重下沉沉。接筑沉井井和井顶顶围堰挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工沉井接高高注意：：（1）各节沉井井的竖向向中轴线线应与第第一节的的重合，，外壁应应竖直平平滑；（2）要保证证各节砼砼间紧密密接合；；（3）立接高高沉井模模板时，，不宜直直接支撑撑于地面面，以免免沉井因因自重增增加产生生不均匀匀下沉，，致使新新浇筑的的砼发生生裂缝。。挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工挖孔灌注注桩及沉沉井基础础施工11.2沉井与沉沉箱基础础施工大型沉井下下沉施工中中挖孔灌注桩桩及沉井基基础施工11.2沉井与沉箱箱基础施工工大型钢壳沉沉井制作现现场挖孔灌注桩桩及沉井基基础施工11.2沉井与沉箱箱基础施工工南京长江大大桥1号墩筑岛下下沉重型沉沉井气压沉箱基基础沉箱是一有有工作室的的箱形构造造，下面没没有底，室室的上面有有顶盖，可可以让压缩缩空气进入入室内，将将水排到室室外，在室室内挖土；；箱壁下端端是刃脚，，可以让箱箱脚进入土土内。为了了安装气筒筒和管路，，顶盖上需需要设孔。。气筒可以以向上接高高，其上端端需设中央央气闸、人人用变气闸闸及料用变变气闸。人用变气闸闸的作用：：一是逐步改改变闸内气气压，使工工人能够适适应；二是是防止在工工人进出气气闸时，压压缩空气外外泄。另外外，在顶盖盖以上，在在沉箱周边边应设围堰堰，以资防防水，借能能在堰内灌灌注墩台身身部。右图图是沉箱示示意图(由于沉箱的的特点是让让工人在压压缩空气中中工作，沉沉箱又叫气气压沉箱)。沉箱的优点点：在于可以让让人直接看看到基底，，能排除各各种故障(例如，沉船船，钢铁沉沉积件、大大孤石等)，能对基底底承载能力力作简单试试验，不用用水下混凝凝土封底，，基础质量量较为可靠靠。缺点则是：：工人要在高高压空气中中工作，不不但工作效效率较低，，而且若不不遵守有关关操作规则则，易引起起沉箱病。。人体至多多只能承受受四个大气气压，为安安全计，沉沉箱的最大大下沉深度度是在水下下35m，使用范围围受到限制制。再者，，沉箱作业业需要许多多复杂的施施工设备，，如气闸、、压缩空气气机站等，，其施工组组织比较复复杂，进度度较慢，故故造价较高高。气压沉箱基基础示意图图相关知识回回顾：1892年修建滦河河桥(老桥，在北北京山海关