第五章 沉井施工

第五章沉井施工5.1概述5.2沉井的主要构造、分类5.3沉井施工5.4沉井设计及验算5.1概述一.工作原理用砖、素砼或钢筋砼制成的筒形结构物，施工时从井筒内挖土，使得沉井失去支承靠自重作用而下沉，不断接高沉井，不断挖土下沉，直至设计标高，封底。二.作用1.施工中用作围堰

2.竣工后作为深基础三.特点1.优点1).承载力高，刚度大，整体性好2).既是基础又是围堰结构3).对邻近建筑物影响小，内部空间可以利用2.缺点1).施工期较长

2).粉细砂中易发生流砂，造成沉井倾斜3).下沉过程遇大孤石、树干或井底岩石表面倾斜过大，施工困难.5.1概述

四、适用条件上部荷载较大,表层地基土承载力不足,采用扩大基础不合适时;山区河流中,虽然土质较好,但冲刷大,或河中有较大卵石不便桩基础施工时;岩层表面较平坦且覆盖层薄,但河水较深,采用扩大基础施工围堰有困难时.五、沉井主要用途1、重型结构物基础；2、江河上的结构物；3、取水结构物；4、地下工程；5、临近建筑物的深基础；6、房屋纠斜工作井。5.2沉井的主要构造、分类一、构造主要有井筒（内外井壁）、刃脚、内隔墙、井孔凹槽、封底与顶盖等部分。

1.井壁

沉井的主体，施工中用作围堰，承受土、水压力；下沉时靠自重克服井壁与土之间的摩阻力使沉井下沉；施工完毕后，作为基础或基础的一部分承担荷载。厚度：一般0.3~2m。要求：有足够的强度，有足够的自重。

按照沉入土层不一样，可选择直壁柱形阶梯形2.刃脚井壁最下端的尖角部分；是切土下沉过程中受力最集中的部分；踏面：刃脚的底面，宽度依土层软硬、井壁重量厚度而定，一般为15~30cm；刃脚侧面的倾角通常为45°~60°；刃脚高度一般湿封底曲1.5m，干封底取0.6m；5.2沉井的主要构造、分类3.内墙、井孔

隔墙作用：提高沉井刚度、减小井壁跨径和便于纠偏；要求：内墙间距一般不超过5~6m，厚度一般为0.5~1m;

比刃脚踏面高出0.5m以上；下部应设0.8*1.2m的过人孔。井孔：井壁与隔墙，或隔墙与隔墙之间所夹的空间。井孔宽度不小于3m，对称布置。

5.2沉井的主要构造、分类4.凹槽

位于刃脚内侧上方，用于箱体封底时使井壁与底板混凝土更好地连接在一起，封底砼底面的反力能更好地传给井壁。高度1m左右，凹深15~30cm.5.2沉井的主要构造、分类5.封底及盖板

刃脚踏面至凹槽上缘的整个空间，填充不渗水的能承受基底地层反力并具有一定刚度的材料，这层填充材料的整体即底板。

通常下层为无筋混凝土，上层为钢筋混凝土；

盖板：封底后在井体顶端构筑的一层盖子，通常为钢筋混凝土或钢结构，其作用使承托上部构造物。5.2沉井的主要构造、分类二.沉井的分类(一)按施工方法分一般沉井浮运沉井(二)按形状分1.按平面形状分圆形沉井矩形沉井圆端形沉井2.按立面形状分(视土层性质及下沉深度定)竖直式倾斜式台阶式沉井的平面形式水上筑岛下沉沉井沉井的立面形式(三)按材料分砼沉井钢筋砼沉井砖石沉井5.3沉井施工一、施工方法的选取施工步骤：（1）下沉前的准备（2）挖土、排土、下沉井筒（3）续接井筒（4）封底各施工步骤中操作方法的选取依据：地层、地下水、场地大小、沉井用途、对周围建筑物的影响、施工设备及成本等。

5.3沉井施工井筒构筑方法混凝土井筒（现浇、管片拼接）钢制管片拼接法自动化拼接法操作方法分类：5.3沉井施工操作方法分类：井筒下沉方法自沉法（纯自沉，SS工法）压沉法（地锚反力+自重法，自动压沉法）挖土方法湿挖法干挖法二、施工工序1、平整场地、定位和铺设砂垫层平整范围要大于沉井外侧1-3m；测量放好沉井的中轴线和外围轮廓线，定位要准确，经验收合格后施工；砂垫层的厚度一般不小于0.5m,并应便于枕木抽取；5.3沉井施工2、沉井制作（1）承垫木法（传统）（2）无垫木法（浇筑混凝土）（3）土模法（可塑、硬塑的均匀粘性土）

浇筑沉井混凝土时，应对称和均匀进行，防止发生倾斜；分节制作，第一节混凝土强度达到设计强度70%后，方可浇筑上一节沉井的混凝土；制作的总高度不宜超过短边或直径的尺寸，并不应超过12m。

5.3沉井施工3、拆除垫木拆除垫木顺序：对矩形沉井先拆内隔墙下的，再拆短边井壁下的，最后拆长边下的；长边下枕木应隔根抽取，然后以四角处的定位枕木为中心，由远及近地对称抽出，最后抽定位垫土。5.3沉井施工4、挖土下沉排水下沉和不排水下沉的要求不同；5、接高井壁下沉高出地面1m左右时，停止挖土使其停止下沉，在井壁上端预留的插筋上接高浇筑钢筋混凝土井壁；每次接筑高度一般为3-5m,并应一次连续浇筑完成、对称浇筑以防倾斜，要求外壁平滑。

5.3沉井施工6、封底及浇筑底板封底时对基地进行清理，洗净刃脚上的泥土，待沉井下沉稳定后，沿周边逐渐向中心浇筑混凝土（锅底式）。干封底：中间设置集水井，沿周边逐渐向中心浇筑混凝土，最后封集水井。水下封底：先在水下浇筑素混凝土封底，待其达到设计强度后，抽出井内积水，再浇筑钢筋混凝土底板。5.3沉井施工7、内部结构施工

完成上述过程后，核对标高，然后施工内部结构，包括内隔墙和顶板。在井壁施工时应事先在井壁内侧预留这些结构的插筋或预埋件。5.3沉井施工三、施工遇到的特殊问题及处理1、突然大幅度下沉(沉井突沉)淤泥质粘土层中或软土层中常见。原因：在发生突沉前，沉井往往先不沉，然后发生突沉。开始阶段挖土不注意，锅底挖的太深，但沉井被外壁摩阻力和刃脚下土拖住，处于暂时相对稳定状态。此时井壁摩阻力大大超过理论数值。当继续挖土时，土壁摩阻力达极限值，沉井开始往下移动，井壁摩阻力因土的触变性而突然下降，迅速下沉出现突沉。突沉使沉井容易发生倾斜或超沉，应予以避免。对策：加大刃脚踏面的宽度；使刃脚斜面的水平倾角不大于60°；控制挖土，锅底不要挖的太深；必要时可加设底梁等措施。5.3沉井施工三、施工遇到的特殊问题及处理2、沉井倾斜产生倾斜的原因：客观上土层不均匀或出现个别障碍物；主观上施工时要求不严。如砂垫层不均匀、抽承垫木不对称或砂石回填不密实，刃脚防线不平，混凝土灌注时下料不均匀等，造成下沉前就倾斜。挖土下沉时，挖土不均匀或突沉等原因使产生倾斜。对策：“以防为主，以纠为辅”，加强测量监控，发现倾斜，及时通报并迅速采取措施。如在下沉较小的一侧加紧挖土，在沉井顶部加荷载等。5.3沉井施工三、施工遇到的特殊问题及处理3、不下沉（井壁摩阻力过大）增加沉井重量（接高沉井或在顶部加压）或降低摩阻力。刃脚掏空。不排水时井内排水减小浮力，制作沉井时将井壁抹光或涂油等。在井筒外挖土、冲水或灌膨润土泥浆等方法以减去其摩阻力。若刃脚遇到障碍物，则应让潜水员进行水下清理。在设计计算中已预见时，可采用泥浆润滑套，壁后压气及卵石减摩等措施解决。5.3沉井施工1、沉井的高度

顶面一般要求埋入地面以下0.2m,或在地下水位以上0.5m；沉井顶面与底面两者标高之差，即为它的高度。2、平面形状与尺寸（1）平面形状烟囱基础时：圆形；桥墩基础：椭圆形；建筑物面积不大时，一个沉井；否则用多排孔大型沉井或多个沉井组合。（2）沉井顶面尺寸应比上部结构略大，每边至少留出20cm的余量。

5.3沉井设计及验算（3）井壁厚度大中型：0.5~2m,内隔墙通常0.5m左右即可。小型：0.3~0.4m3、地基承载力验算5.