沉井基础施工-沉井施工（高速铁路桥梁施工）

沉井基础施工

一、沉井施工方法、步骤、特点旱地施工无水处就地制造和下沉水上筑岛施工浅水处就地制造和下沉浮运沉井深水处岸边制造、浮运就位下沉（一）三种施工方法一、沉井施工方法、步骤、特点场地准备底节沉井制作底节沉井下沉沉井接高井顶围堰清基封底填充、井盖（二）就地下沉沉井施工步骤砂垫层承垫木第一节沉井刃角1制作第一节沉井

2挖土下沉：抽垫、挖土

煤渣片石素混凝土钢筋混凝土3接高沉井4筑井顶围堰5地基检验和处理6封底

一、沉井施工方法、步骤、特点（三）特点1.在井筒的保护下垂直下挖，井筒既能防土又能防水，下沉完毕后又成为基础的一部分。沉井法施工能够有效地克服明挖法土石方量大、干扰大的弊病。2.逐节接筑、不断挖土，借助混凝土井筒的自重，边挖土边下沉，因而比较简便、安全。3.必须经过先浇筑，后养生，再下沉的三个阶段，工序较多，循环时间长。二、沉井施工（一）筑岛一般在浅水或可能被水淹没的旱地，则需筑岛制作沉井。1.筑岛的基本要求2.筑岛的分类及适用条件（1）土筑岛（2）草（麻）袋围堰筑岛（3）板桩围堰筑岛（4）石笼围堰筑岛二、沉井施工（二）铺设垫木或制作土模1.垫木筑岛或平整场地后，开始铺设垫木。垫木的作用：支承沉井底节，扩大刃脚踏面的支承面积，以减小土面所受到的压力。垫木一般采用20cm见方的短木或枕木，铺垫木的数量，应使其下面土所受压力不大于100kPa且对称布置，满足设计和抽垫的要求。垫木的数量可按其底面全面积受压计算。二、沉井施工（二）铺设垫木或制作土模1.垫木铺设垫木时，用普通枕木与短方木相间对称铺设，沿沉井刃脚满铺一层。垫木中心应对正井壁重心，在刃脚的直线部分垂直刃脚铺设，圆弧部分则向心铺设。隔墙下面也需铺设垫木。隔墙与刃脚连接处的垫木应搭接成整体，以免灌注混凝土时发生不均匀沉陷，导致开裂。由于隔墙底面较高，其底模与垫木间的空隙，可设置桁架或垫方木抄紧。二、沉井施工（二）铺设垫木或制作土模2.土模制造沉井底节，也可采用土内模支承制作。土模就是按沉井刃脚高度范围内的空腹形状和大小，用土做成胎模。不需要铺设垫木，也不需设置刃脚内模及支撑，就地取材，节省木料，底节支承受力较好。二、沉井施工（三）制造底节沉井制造底节沉井的主要工序：立井壁内模板→绑扎钢筋→立井壁外模板→灌注混凝土。对模板的要求是：外模板的内侧表面要刨光，使井壁外侧光滑以利下沉，模板及支撑应有较好的刚度，以防止灌注混凝土后起鼓，妨碍沉井下沉。灌注混凝土时，应保持各处均匀、对称地进行，防止因混凝土面高低相差悬殊，压力不均匀而产生基底不均匀沉陷，使沉井开裂。一节沉井的混凝土，要连续分层灌注，一次灌完。二、沉井施工（四）拆除模板及垫木一般先拆除侧面模板，最后拆除刃脚斜面的模板。底节沉井混凝土达到设计强度后方可抽垫木下沉。抽垫应分区、依次、对称、同步地按下列顺序进行，并随即用砂土回填捣实。（1）首先拆除内隔墙下的垫木；（2）其次，对矩形沉井，先拆除短边下的垫木；（3）从远离定位支垫处开始逐步拆除，最后同时拆除定位垫木。二、沉井施工（四）拆除模板及垫木抽除垫木需要沉井内外两边配合进行。先掏挖垫木下砂垫层，然后在沉井内锤打、棍撬垫木，并从沉井外向外拉，逐根迅速抽出。抽出几根后，随即按图13-13所示方法，以粗砂或碎石填塞刃脚并砸紧，再分层填砂并洒水夯实。图13-13刃脚下回填砂的次序及砂堤的尺寸（cm）二、沉井施工（五）沉井下沉

沉井下沉主要是通过从沉井内用机械或人工的办法均匀除土，消除或减小沉井刃脚下的正面阻力而达到的，有时也同时采取减小井壁外侧土的摩阻力的办法，使沉井依靠自身的重量逐渐从地面沉入地下。1.沉井下沉的方法沉井下沉施工可分为排水下沉和不排水下沉两种，一般依据沉井所处的水文、地质情况而定。二、沉井施工（五）沉井下沉1.沉井下沉的方法在渗水量不大的稳定粘性土中下沉沉井，一般采用排水下沉法开挖排除井内土。当渗水量较大时，一般采用不排水下沉法，用水下抓泥、射水吸泥方法除土。若地层上部为粘性土，下部为砂土或卵石土，地下水位高于其交界面时，粘性土挖除后可能漏水翻砂，不宜采用排水下沉法施工。二、沉井施工（五）沉井下沉1.沉井下沉的方法（1）排水下沉采用抽水方法降低井内水位，工人可直接下到井底进行挖掘作业，施工条件较好。其优点是：容易控制下沉方向；有利于防止下沉过程中出现较大的偏斜；易于处理下沉中遇到的特殊障碍，下沉速度一般较快，便于基础底层的检验和处理。抽水宜用电动离心式水泵。二、沉井施工（五）沉井下沉1.沉井下沉的方法（2）不排水下沉不排水下沉是在井内外水头相同的静水条件下利用抓土斗、吸泥器等机具除土的井上作业方法，它可以有效地防止“流砂”发生，确保安全，特别适用于地下水位较高的粉、细砂地层。二、沉井施工（五）沉井下沉1.沉井下沉的方法（2）不排水下沉水中除土，可将沉井中部挖成锅底。在砂及砾石类土中，一般当锅底比刃脚低1～1.5m时，沉井即可下沉，并将刃脚下的土挤向中央锅底，只要继续在中间挖土，沉井即可继续下沉。在粘性土或胶结层中，四周的土不易向中间坍落。需要靠近井壁偏挖，往往还须辅以高压射水松土。吸泥机是不排水下沉的常用机具。有空气吸泥机和水力吸泥机两种。二、沉井施工（五）沉井下沉2.沉井下沉要求（1）沉井应连续下沉，尽量减少中途停顿的时间，使其易于克服摩擦力。（2）应避免内隔墙受到支承，井内挖土应从中间开始，均匀、对称地逐步向刃脚处逼近，使沉井平稳下沉。排水下沉的底节沉井，支承位置处的土应在分层除土的最后同时挖除。二、沉井施工（五）沉井下沉2.沉井下沉要求（3）下沉中应随时调整倾斜和位移。（4）弃土应及时远运。（5）在不稳定的土层或砂土中下沉时，确保井内水头高于井外，防止翻砂。二、沉井施工（五）沉井下沉3.下沉困难时的辅助措施沉井自身重量克服不了井壁摩阻力，或刃脚下遇到大的障碍所致。（1）增加沉井自重①提前接筑上一节沉井，以增加沉井自重；②在井顶上压重物（钢轨、铁块或片石等）。③在不排水下沉的井内抽水减小浮力，可增加沉井重力，促使沉井下沉。但在砂类土等易引起翻砂，致使沉井往往突然大量下沉导致沉井倾斜。因此沉井入土不深、稳定性较差时，不宜使用；一般抽水不宜过快，以防井孔内突然大量涌水危及安全。二、沉井施工（五）沉井下沉3.下沉困难时的辅助措施（2）减小沉井外壁的摩阻力①井外射水。在井壁内预埋射水管组，利用高压水冲松井壁附近的土，使井外壁的摩阻力减小；②井外挖土。在沉井周围挖除部分覆盖土，可减小部分摩阻力；③炮振下沉。当刃脚下的土已掏空，采用其它措施仍然无法下沉时，可采用炮振下沉法，在沉井中央泥面放置炸药，每次起爆一处，炸药量一次不宜超过100g；④采用泥浆润滑套或空气幕下沉。二、沉井施工（五）沉井下沉4.沉井纠偏下沉中纠偏，边沉边纠。（1）井内偏挖、加垫法在刃脚较高的一侧井内挖土而在刃脚较低的一侧加支垫，随着沉井下沉高侧刃脚可逐渐降低下来。二、沉井施工（五）沉井下沉4.沉井纠偏（2）井外偏挖、井顶偏压或套拉法目的是提高单纯偏挖土的纠偏效果，此法多用在入土较深时的纠偏。滑车组的锚固需有强大的地龙（利用附近的桥墩）。采用这一方法时，应使用平衡重，而不用卷扬机牵引。使作用力持续不变，避免沉井纠偏时钢丝绳松驰，也可防止沉井结构或钢丝绳因受力过大而受损。二、沉井施工（五）沉井下沉4.沉井纠偏（3）井外支垫法如图13-18用枕木垛托住拴于沉井顶面的挑梁，借枕木垛下的大面积支承力阻止该侧沉井下沉，可以比较有效地纠正沉井倾斜。（4）井外射水法在沉井刃脚较高的一侧井外射水，破坏其外壁摩阻力，促使该侧沉井下沉，是水中沉井纠偏的一种方法，旱地影响施工场地，很少使用。使用时，射水管的间距不宜超过2m。二、沉井施工（六）沉井接高当沉井顶面沉至井顶露出地面0.5m或井顶露出水面1.5m时，应停止除土下沉，接筑上一节沉井。二、沉井施工（六）沉井接高沉井接高应注意下列几点：（1）应防止沉井在接高加重时突然下沉或倾斜，必要时应在刃脚下回填或支垫，接高时应均匀加重。（2）接高后各节沉井中轴线应为一直线。沉井接高前应尽可能调平，若在倾斜的沉井上接高时，应顺沉井的倾斜轴线上延，不可垂直接高，以保证沉井倾斜纠正后沉井保持竖直而不弯折。（3）混凝土施工接缝，应按设计要求布置接缝钢筋，消除浮浆并凿平，以保证上、下两节沉井连接牢固。二、沉井施工（七）接筑井顶围堰沉井顶面通常置于常水位或土面以下，当最后一节沉井顶面下沉至施工水位或地面以上0.5m时，应暂停下沉，在井顶设置防水、挡土的围堰，以便使沉井继续下沉至设计标高时，其各工序能在围堰围护下顺利进行。二、沉井施工（七）接筑井顶围堰围堰的类型可根据具体情况选定，岸滩或浅水中可用圬工围堰；在水深或水流较急，所需围堰高度较大时，可以采用钢板桩围堰；注意围堰的支撑布置不要妨碍井孔除土和其他工作。井顶围堰是一种临时结构物，当墩（台）身修建露出水面后，便可以拆除。二、沉井施工（八）基底清理及检验沉井下沉至设计标高后，应检验基底的地质情况是否与设计相符。不排水下沉沉井的基底面应平整，基底为岩层时，岩层残留物应清除干净，清理后有效面积不得于设计要求，岩面倾斜时的需做处理。排水下沉沉井的基底处理应符合明挖地基的有关规定。井壁隔墙及刃脚与封底混凝土接触面处的泥污亦应清除干净。对下沉至设计高程后的沉井尚应进行沉降观测，沉降稳定旦满足设计要求后方可封底。二、沉井施工（九）基底封底沉井基底检验合格及沉降稳定后，应及时封底。不排水下沉的沉井应采用水下混凝土进行封底；对排水下沉的沉井，基底渗水的上升速度不大6mm/min时，可按普通混凝土的浇筑方法进行封底，但应设置引流流排水设施，及时排除明水，且应采取可靠措施使混凝土强度在达到5MPa前不受到压力水的作用;渗水上升速度大于上述规定时，宜采用水下混凝土进行封底。二、沉井施工（九）基底封底1.排水施工时的干封底（1）优点节约混凝土等大量材料，确保封底混凝土的强度和密实性，并能加快工程进度，省去水下混凝土的养护和抽水时间。干封底比水下封底经济高效。（2）封底时排水修整井底成锅形，每个井孔底部最低处放置一个以上的集水井。由刃脚向中心挖3～4条成放射形的排水沟。沟内及集水井周围应抛填碎石或砾石，使从刃脚下渗入井内的水流，经排水沟流入集水井内，然后，再用泵排出井外。集水井靠近刃脚但不宜太近，以免带走刃脚下的泥砂，使沉井倾斜值增大。集水井一般多用钢板焊成方形或圆形井管。但在井管的顶部应带有法兰盘，以便封闭集水井时使用。二、沉井施工二、沉井施工（九）基底封底1.排水施工时的干封底（3）封底先浇注一层0.5～1.5m的素混凝土垫层，达到设计强度50%后，绑扎钢筋，两端伸入刃脚或凹槽内，浇注上层底板混凝土。浇注面积上分层、同时进行，由四周向中央推进，每层厚300～500mm，并用振捣器振捣密实。混凝土采用自然养护，养护期间应继续抽水。待底板混凝土强度达到70%后，对集水井逐个停止抽水，逐个封堵。封堵的方法是，将集水井中的水抽干，在套筒内迅速用干硬性的高强度等级混凝土进行堵塞并捣实，然后上法兰盘盖，用螺栓拧紧或焊牢，上部用混凝土填实捣实。二、沉井施工（九）基底封底2.不排水施工时的水下封底当沉井采用不排水下沉，或虽采用排水下沉，但干封底有困难时，可采用垂直导管法灌注水下混凝土封底。二、沉井施工（十）填充井孔及制作顶盖当封底混凝土强度满足抽水后的受力要求时，先行抽水，井孔内水抽干后，即可填充井内圬工。如果井孔中不用圬工填充，应预制钢筋混凝土井盖，掩盖井孔，然后再灌注顶盖，接着在