沉井與沉箱的分類(lèi)、構(gòu)造、施工流程及優(yōu)缺點(diǎn)比較

1、沉井與沉箱的分類(lèi)、構(gòu)造、施工流程及優(yōu)缺點(diǎn)比較1.沉井（1）沉井分類(lèi)a.按平面形狀分：沉井的平面形狀有圓形、方形、矩形、橢圓形、 端圓形、多邊形及多孔井字形等，如圖 25-1所示。i圖25沉井平面a）圓形單孔沉井;b）方形單孔沉井；c）矩形單孔沉井:d）矩形雙孔沉井；e）橢圓形雙孔沉井；f）矩形多孔沉井b.按豎向剖面形狀分：沉井按豎向剖面形式分有圓柱形、階梯形及錐形等，如圖25-2所示。圖25-2沉井剖面圖a）副柱形；bj外壁單階梯形：c）外壁多階梯形；d）內(nèi)壁多階梯形c.按構(gòu)成材料：可分為混凝土沉井、鋼筋混凝土沉井及鋼沉箱（包括鋼板沉井及鋼殼沉井）。（2）構(gòu)造箱體結(jié)構(gòu)基本包括：井壁、刃腳、內(nèi)隔

2、墻、井孔凹梢、底板、頂至箋 rm oa.井壁井壁是箱體的主要受力部位，必須具備一定的強(qiáng)度以承受井壁周?chē)乃⑼翂毫?。止匕外，為克服下沉?xí)r的摩阻力，井壁須有一定的重量，其厚度一般為0.32 m。b.刃腳刃腳的作用為切土下沉，故必須有足夠的強(qiáng)度，以免破損。通常稱刃腳的底面為踏面，踏面的寬度依土層的軟硬及井壁重量、厚度而定，一般為1530 cm ,刃腳側(cè)面的傾角通常為 4560°。刃腳高度一般應(yīng)綜合考慮沉井封底方式、便于抽取刃腳下的墊木及土方開(kāi)挖等方面。濕封底時(shí)高度大些，干封底時(shí)高度小些。其構(gòu)造如圖25-3所示c.內(nèi)墻、井孔內(nèi)墻為即為箱內(nèi)縱橫設(shè)置的內(nèi)隔墻，可提高箱體整體剛度。井壁與內(nèi)墻，或

3、者內(nèi)墻和內(nèi)墻間所夾的空間即為井孔。內(nèi)墻間距一般不超56 m ,其厚度一般為0.5l md.凹梢凹梢位于刃腳內(nèi)側(cè)上方，目的在于更好的將井壁與底板混凝土連 接。通常凹梢高度在 1m 左右，凹深1530 cm。e.底板底板作用為防止地下水涌入抵抗基底地層反力，通常底板為兩層 澆注的混凝土，下層為素混凝土，上層為鋼筋混凝土。f.底梁和框架當(dāng)不允許在大型沉井沉箱內(nèi)設(shè)置內(nèi)隔墻時(shí)，為保證箱體具有一定 的剛度，可在底部增設(shè)底粱，或者在井壁不同深度處設(shè)置若干道由縱 橫大梁構(gòu)成的水平框架，以提高整體的剛度。g.頂蓋頂蓋即為沉井封底后根據(jù)實(shí)際需要，井體頂端設(shè)置的板，通常為 鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)。(3)施工流程1 .沉

4、井施工的基本程序如下：下沉前的準(zhǔn)備：包括平整場(chǎng)地、定位、基坑開(kāi)挖、搭設(shè)施工平 臺(tái)等等。沉井下沉：鑿除素混凝土墊層，挖土下沉。接長(zhǎng)井壁。沉井封底。2 .沉井施工方法的選取，應(yīng)取決于場(chǎng)地水文地質(zhì)條件，施工場(chǎng)地 的大小、沉井用途、沉井施工對(duì)周?chē)鷺?gòu)造物的影響程度、施工設(shè)備的 狀況及成本等因素。排水下沉：當(dāng)沉井所穿過(guò)的土層透水性差，不會(huì)出現(xiàn)大量滲水 現(xiàn)象，或者不會(huì)因?yàn)榕潘畬?dǎo)致流砂及井底土體隆起失穩(wěn)時(shí)，可采用排水法下沉。不排水下沉：當(dāng)沉井所穿過(guò)的土層不穩(wěn)定，地下涌水量大，可 能產(chǎn)生流砂、井底土體隆起失穩(wěn)時(shí)，需考慮采用不排水下沉法。中心島式下沉：為將施工引起的地表沉降對(duì)周?chē)ㄖ镉绊懡?至最小，可考慮采用中

5、心島式下沉工藝，它利用挖梢吸泥機(jī)沿井壁內(nèi)側(cè)一面挖梢，一面 向梢內(nèi)補(bǔ)漿，沉井逐漸下沉，沉井壁的內(nèi)外兩側(cè)均處于泥漿護(hù)壁梢內(nèi)。2 .沉箱(1)沉箱分類(lèi)a.按箱體構(gòu)成材料：沉箱按箱體構(gòu)成材料可分為混凝土沉箱、鋼 殼沉箱及混合沉箱。b.按施工中是否有人作業(yè)：沉箱按施工中是否有人作業(yè)可分為有 人工法及無(wú)人工法。c.除上述沉箱外，還有一種也被稱為沉箱的構(gòu)筑物，其外形象一 只有底無(wú)蓋的箱子，因其不用壓縮空氣，可稱無(wú)壓沉箱。它只能在水 中而不能在土中下沉，故它和氣壓沉箱不同，可作為重力式擋土墻， 在港口、碼頭等水流平穩(wěn)的地區(qū)使用較多。圖25-4無(wú)壓沉箱示意圖(2)構(gòu)造箱體結(jié)構(gòu)基本包括：井壁、刃腳、內(nèi)隔墻、底板、

6、頂蓋、氣筒、 氣閘(包括中央氣閘、人用變氣閘及料用變氣閘)及人孔等。眇土撅運(yùn)裝置圖25-5氣壓沉箱構(gòu)造圖(3)沉箱施工a.沉箱施工流程沉箱施工流程與沉井相類(lèi)似，區(qū)別在于：底板制作在下沉加氣前 完成；下沉至地下水位0.51m左右開(kāi)始加氣下沉，b.施工方法沉箱的施工方法與沉井的施工方法基本相同，由于兩者原理上的 差異，故也存在一些不同之處。(a)沉箱結(jié)構(gòu)施工必須預(yù)先構(gòu)筑工作室頂板，以便下部形成密閉 空間，滿足氣壓施工的條件后才能進(jìn)行氣壓下沉。(b)開(kāi)挖作業(yè)僅為不排水下沉挖土法(c)下沉出土施工中，由于氣壓沉箱挖土是在下部密閉工作室內(nèi) 進(jìn)行，并須采用特定的排土設(shè)備，以保證將土方運(yùn)至井外過(guò)程中不發(fā) 生

7、大量漏氣現(xiàn)象。(d)由于施工是靠維持作業(yè)室內(nèi)的氣壓(與地下水壓相當(dāng))，防止 地下水的涌入，所以壓氣的壓送系統(tǒng)必須可靠，且應(yīng)可調(diào)節(jié)。3 .沉井與沉箱工法的優(yōu)缺點(diǎn)比較(1)沉井a(chǎn).優(yōu)點(diǎn)相對(duì)沉箱而言，施工設(shè)備簡(jiǎn)單；操作容易；成本低；操作 時(shí)間不受限制，出土速度快，封底方便。b.缺點(diǎn)對(duì)含巨礫石的砂礫層、黏土軟巖層等地層而言，施工難度 大，容易出現(xiàn)突沉，易出事故；施工深度不易過(guò)大，通常小于30m ; 對(duì)周?chē)貙映两档挠绊懘?，抗震性差?2)沉箱沉箱優(yōu)點(diǎn)：a.沉箱工作室內(nèi)的氣壓可平衡地下水壓力，避免沉箱下沉出土施 工中坑底出現(xiàn)隆起和流砂、管涌現(xiàn)象，尤其是在施工區(qū)域有承壓水層 的情況，從而有效控制周?chē)翆拥某两?。b.沉箱利用氣壓平衡箱外水壓力，作業(yè)空間處于無(wú)水狀態(tài)，不需 要對(duì)箱外高水頭地下水及承壓水進(jìn)行降水和降壓處理，從而避免因降水引起的周邊土體沉降。c.工作室內(nèi)的壓縮空氣起到了氣墊作用，消除沉箱急劇下沉的情 況，同時(shí)容易糾偏和控制下沉速度及防止超沉， 保證了施工安全和施 工質(zhì)量。d.經(jīng)過(guò)多年氣壓沉箱施工的發(fā)展，氣壓沉箱工法適用于各種地質(zhì) 條件，諸如軟土、黏土、砂性土和碎（卵）石類(lèi)土，還有軟硬巖等地 質(zhì)條件，適于大深度施工；抗震性極佳。e.現(xiàn)代化的氣壓沉箱技術(shù)可以在地面上通