沉井基礎(chǔ)施工

1、 PAGE PAGE 25第四節(jié) 沉井基礎(chǔ)施工一、沉井基礎(chǔ)的基本概念1、沉井基礎(chǔ)的適用狀況對于大跨徑斜拉橋這樣的在豎向和橫向都需要承受大承載力的深基礎(chǔ),假如則常接受沉井基礎(chǔ)。沉井是橋梁深基礎(chǔ)中常接受的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。2、沉井基礎(chǔ)的作用及工作原理沉井基礎(chǔ)利用沉井結(jié)構(gòu)作為橋梁墩、塔等結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),承受并將墩、塔等結(jié)態(tài)。沉井基礎(chǔ)工作方式和原32-28。3228 沉井基礎(chǔ)工作方式和原理示意圖頂蓋板等部分構(gòu)成，見圖 3-2-29.3229 沉井結(jié)構(gòu)示意圖1、刃腳;2、井壁;3、井孔；4、頂蓋板;5、隔墻；6、凹槽；7、封底刃腳尖狀體頂面的那一部分井壁體,或者說是沉井井壁底部的尖狀體部分。為了削減腳的平底面稱

2、為刃腳踏面。井壁井壁是沉井的主體部分，既是沉井基礎(chǔ)中的主要受力構(gòu)造,又是沉井施工過程中擋土和擋水的主堰體構(gòu)造.隔墻當(dāng)沉井承受井外土體側(cè)壓力或承受井內(nèi)外水頭差壓力時(shí),隔墻對井壁起支撐截面的抵制面積和抵制慣性矩。隔墻底面要高出刃腳 50cm 以上，以避開阻礙沉井下沉。（4）封底混凝土基的承重結(jié)構(gòu),是在井內(nèi)抽水時(shí)的阻水構(gòu)造。封底混凝土必需與井壁、隔墻緊密使封底混凝土能有效地承受沉井傳下來的荷載.為此，在井壁、隔墻的相應(yīng)部分設(shè)置凹槽或剪刀鍵，其目的就是為了使沉井與封底混凝土之間更有效地傳遞剪力.（5)頂蓋板頂蓋板上分布后再傳給沉井其他部分。4、沉井的形式依據(jù)沉井底節(jié)的施工方式分類就地制作下沉沉井后制作

3、底節(jié),然后使沉井就地邊接高邊下沉.浮式沉井配式鋼筋混凝土薄壁、帶鋼氣筒、雙壁套箱鋼殼等結(jié)構(gòu)形式.其底節(jié)是在岸上制作成形，并通過在滑道上滑移等方式下水,并被浮運(yùn)到位。此后，使沉井邊接高邊下沉,直到其達(dá)到規(guī)定要求。底節(jié)制作及就位還可接受如下方式：在船上制作節(jié)也可接受沉船入水的下水方式。依據(jù)沉井的豎剖面外形分類沉井有柱形沉井、錐形沉井、階梯形沉井等類型，這些沉井的外形見3-2-30.32-30 沉井按豎剖面外形分類圖依據(jù)沉井的平面外形分類沉井有圓形沉井、矩形沉井、圓端形沉井等類型，這些沉井的外形見圖32-31。 沉井按平面外形分類圖(4）依據(jù)沉井刃腳是否等高的狀況分類巖的狀況中接受。5、沉井基礎(chǔ)的一

4、般施工方法位置，因而沉井高度一般也是很大的.所以沉井的平面尺寸、高度、體積和重量依據(jù)逐步接高和逐步下沉的指導(dǎo)思想考慮的。的接高及下沉、沉井的封底、沉井的填芯、沉井頂蓋板的架設(shè)。位法。前者是在設(shè)計(jì)的沉井位置筑島作為沉井底節(jié)的制作場地,在筑島的場地上井.當(dāng)沉井進(jìn)入土層肯定深度后,對沉井為滿足自浮需要而設(shè)置的空腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行填充，以滿足沉井作為基礎(chǔ)構(gòu)造的受力要求。沉井的接高是從底節(jié)上開頭的，且是與沉井的下沉交替進(jìn)行的。沉井的下沉必需通過排解刃腳、井壁及隔墻四周的土體,使沉井所受土體阻力削減才能實(shí)現(xiàn)。排解土體一般只能在井內(nèi)進(jìn)行.井內(nèi)除土是沉井下沉的必要和振、以空氣幕或泥漿潤滑套對外井壁土層進(jìn)行擾動等助沉措

5、施.等方法。沉井的填芯有的沉井需要,而有的沉井是不需要的，這要依據(jù)設(shè)計(jì)的要求確定。需要填芯時(shí),一般需先在井內(nèi)抽水，然后清除封底面的淤泥、浮漿等雜質(zhì)，此后再在井內(nèi)分層填充填芯物，并分層夯實(shí)之。堰,以便沉井在頂面沒入地面或水面以下后，能夠連續(xù)在無土干擾和無水狀況下進(jìn)行其頂蓋板及墩、塔的地下或水下部分的施工.因此，沉井頂蓋板是在有井頂圍堰愛護(hù)的狀況下進(jìn)行的。二、沉井在土層中的下沉施工方法1、排水開挖下沉的狀況下開挖下沉.這種方式使沉井的狀況包括精度狀況更簡潔得到把握，使得沉井即使發(fā)生問題,也能使問題準(zhǔn)時(shí)得到解決。排水可在井內(nèi)或井外四周挖設(shè)集水井后,在集水井內(nèi)抽水進(jìn)行.井內(nèi)土體接受人力或風(fēng)動工具開挖。

6、對于粘土、淤泥等淤狀土體,可接受高進(jìn)行,保證沉井均勻下沉。2、不排水除土下沉法。3232，32-33，32-34。圖3-2-32 沉井抓土施工示意圖圖3-233 沉井吸泥施工示意圖3-2-34 沉井高壓射水沖射土層示意圖3、下沉幫助措施空氣幕助沉對沉井外壁的摩阻力削減，從而使沉井下沉。1）空氣幕的組成3-235。3-235 沉井空氣幕系統(tǒng)構(gòu)造示意圖氣龕1mm龕構(gòu)造32-36。3-2-36 空氣幕氣龕構(gòu)造圖井壁內(nèi)的預(yù)埋管路預(yù)埋管路是壓力氣體通過的途徑 .其布置有兩種方式:一種是同時(shí)設(shè)環(huán)形管管進(jìn)入環(huán)形管，然后從各氣龕噴出。另一種則只設(shè)豎管,噴氣孔即設(shè)在豎管上。25mm供氣系統(tǒng)氣通路。氣幕構(gòu)造的安裝

7、程序沉井氣幕構(gòu)造的安裝程序?yàn)椋壕趦?nèi)預(yù)埋管路的安裝井壁混凝土的澆筑養(yǎng)生拆模及木模塊拆除噴氣孔的鉆設(shè)供氣系統(tǒng)的連接對氣幕系統(tǒng)進(jìn)行壓氣檢查.氣幕作業(yè)要點(diǎn)砂；好；1min。壓氣時(shí)間過長，沉過長;清理，確保壓氣暢通。另外，可在管路的端頭設(shè)貯砂筒,貯存由氣龕滲進(jìn)的砂子，防止噴氣孔堵塞。泥漿潤滑套助沉沉井的泥漿潤滑套下沉方法是在沉井外壁四周與土層之間設(shè)置泥漿隔離層，3Kpa5Kpa。設(shè)施布置3237.3-237 沉井泥漿套施工布置示意圖拌漿機(jī)和儲漿池.在儲漿池旁設(shè)置壓漿機(jī)，通過輸漿管路將泥漿壓入泥漿套內(nèi) . 當(dāng)沉井接受在水中筑島的下沉方式時(shí),泥漿潤滑套系統(tǒng)的拌漿機(jī)、儲漿池和壓漿機(jī)可裝設(shè)在船只上。在其間產(chǎn)生

8、潤滑套。泥漿潤滑套設(shè)施主要構(gòu)造狀況是：輸漿管相連。當(dāng)某一孔道需壓漿時(shí)，只需連通膠管并將相應(yīng)閘閥開啟即可.壓漿管壓漿管可接受內(nèi)管和外管兩種方式：內(nèi)管方式是在井壁上設(shè)置預(yù)留壓漿管道，見圖 32-37。3-2-38。泥漿管射口圍圈接受內(nèi)管法及井內(nèi)外管法壓漿時(shí),壓漿管的出口一段一般多接受鐵皮彎管，45斜角。為防止壓漿口處設(shè)置阻擋板，即所謂泥漿管射口圍圈。井壁地表圍圈圖 3-2-38 井內(nèi)外管法布置地表圍圈是沿井壁四周埋設(shè)的圍板,用以防止地面土層坍塌而破壞泥漿套。0。5m。圍板埋設(shè)位置要求精確，與井壁的凈距應(yīng)均勻全都.圍板埋設(shè)必需堅(jiān)固穩(wěn)定，為此可在地面上實(shí)行各種相應(yīng)的固定措施。泥漿制備泥漿性能泥漿應(yīng)具備

9、固壁性、觸變性、膠體穩(wěn)定性等性能，其中：觸變性即泥漿的靜置為凝膠狀態(tài)，攪拌或觸動后又恢復(fù)其流淌性的性能。同地層時(shí)不致過多失水或?yàn)榈叵滤♂尩男阅?。泥漿指標(biāo)及協(xié)作比1.21。4；粘度：大于 100S； 失水量：小于 8ml；泥皮厚度:小于 3mm;膠體率：100%;值:68。泥漿潤滑套的協(xié)作比一般接受下列質(zhì)量比：3545；水：5565;化學(xué)處理劑碳酸鈉（NaCO：0。4%0.6%(按泥漿總質(zhì)量計(jì)).23粘土應(yīng)依據(jù)有關(guān)要求和方法選取，可參考文獻(xiàn)1中的有關(guān)內(nèi)容.各種地層對泥漿指標(biāo)的要求項(xiàng)主要的指標(biāo)項(xiàng)目.對于砂夾卵石地層,該地層顆粒間孔隙大，結(jié)構(gòu)松散，地下水較暢通,泥漿易于局部坍落漏失，故宜用高粘度

10、、高切力、相對密度較小的泥漿。,土體側(cè)壓力大，宜用相對密度大、失水量較小的泥漿。對于中等顆粒地層（各類砂土的細(xì)、粉砂地層,易翻砂漏漿，故宜用粘度和切力較高的泥漿.泥漿制備程序存放粘土風(fēng)干碾碎配料攪拌篩濾儲漿。5cm 的土粒后，清除石子及雜物，按試驗(yàn)選定的,再摻入化學(xué)處30min 左右,然后使拌好的泥漿經(jīng)篩網(wǎng)過濾后流入儲漿池,以備使用。1。52.0 倍。當(dāng)儲漿池內(nèi)泥漿存放過久,泥面老化消滅泥皮時(shí)，可稍微灑水保養(yǎng)，或用棍.冬季施工，儲漿池應(yīng)有保暖設(shè)施,管道也應(yīng)有防寒設(shè)備.泥漿在制備儲存及使用中，均應(yīng)做好取樣試驗(yàn)工作.3)壓漿壓漿可接受泥漿泵壓漿。正常狀況下，壓漿壓力為：啟動時(shí)約為 0.7MPa；1

11、.2MPa2。0MPa 的狀況。5m3%10。,使泥漿面漿管和拌漿、壓漿機(jī)具沖洗潔凈，以備再用。炮振助沉振施工應(yīng)有專業(yè)機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)隊(duì)伍參與。抽水助沉不排水下沉的沉井,在不致引起井內(nèi)翻砂涌水的狀況下，可接受在井內(nèi)抽水的方法使沉井下沉。在井內(nèi)抽水可削減沉井所受浮力,使沉井下沉力增大。(5）壓重助沉沉。4、沉井在土層下沉施工中需把握的原則和留意的問題 ;留意沉井的狀態(tài)，當(dāng)心進(jìn)行除土作業(yè),防止井內(nèi)的涌砂及沉井的失控；(3）沉井下沉過程中必需要做好對沉井狀態(tài)的觀測工作，把握相應(yīng)的地層、可控狀態(tài)；壓,使沉井產(chǎn)生偏斜；（5)在沉井接高前，沉井頂面距水面應(yīng)留有平安高度，以防沉井井頂在接高沉井接高前不得將刃腳掏空

12、,必要時(shí)還應(yīng)在刃腳下回填或加支墊，防止沉井在接高過程中突然下沉； 調(diào)整沉井，避開沉井發(fā)生大量下沉或大的偏斜而無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的位置。5、沉井的糾偏 ,則沉井整體的移位就完成了。在高側(cè)不對稱除土可訂正沉井的傾斜。(2）通過施加外力可訂正沉井的傾斜。井壁上設(shè)置支撐，作為沉井糾偏時(shí)的保險(xiǎn)裝置.沉井高側(cè)刃腳下應(yīng)預(yù)先除土，而.沉井在3-2-39.32-39 沉井糾偏示意圖（3) 不對稱加土糾偏,從而使沉井向預(yù)想方向移動或傾轉(zhuǎn),達(dá)到糾偏目的。(4) 不平衡除土和加土糾偏壓力所產(chǎn)生的扭矩,可使沉井在平面上向估計(jì)方向扭轉(zhuǎn)，達(dá)到糾偏目的。三、淺水沉井施工方法施工：進(jìn)行地基處理建立基座,然后在基座上就地制作沉井底

13、節(jié)。此后在底節(jié)的基礎(chǔ)上邊接高沉井和邊下沉沉井，直到完成沉井基礎(chǔ)的施工。對于淺水基礎(chǔ)的現(xiàn)澆沉井施工，一般狀況下其分項(xiàng)工序的組成和施工步驟是:筑島地基處理鋪設(shè)刃腳底座立底節(jié)模板綁扎鋼筋、布管路澆筑混凝土、養(yǎng)生 抽刃腳下底墊座 接高及下沉沉井 清理基底封底填芯、澆蓋板.1、 筑島流速度不大的條件下，一般接受無圍堰島體，反之則一般接受有圍堰島體。(1) 無圍堰筑島接受土料筑島，筑島邊坡必需滿足筑島的穩(wěn)定性要求。(2）有草袋或石籠圍堰、木板樁圍堰、鋼板樁圍堰等筑島方式。,河床土層較硬的狀況下接受草袋圍堰。假如流速超過2.0m/s，在外層宜用石籠取代草袋筑成迎水箭形式，以使圍堰抵制水流沖擊.5m .的狀況

14、下一般接受鋼板樁圍堰。圍堰在周邊起隔水作用,在圍堰的中部以土料或其他材料筑島,從而形成圍堰筑島構(gòu)造。2、 地基處理整、均勻、緊固，以保證地基能平安地承受沉井的施工荷載。3、刃腳底座鋪設(shè)分布荷載至地基上.為使就地下沉?xí)r抽取便利，一般接受墊木的底座形式。4、 底節(jié)沉井立模、布筋、澆筑,底座面承受刃腳的部10mm 以上的鋼墊板.還可以削減沉井的下沉高度.安裝成形后再安裝外模板。作。5、底墊座抽除底墊座的抽除必需做到分組、對稱、同步地進(jìn)行.每抽完一組墊座,必需準(zhǔn)時(shí)在抽除位置準(zhǔn)時(shí)回填粗、中砂等土料。6、接高及下沉底節(jié)刃腳嵌入土中以后,通過在井內(nèi)除土使沉井下沉.當(dāng)沉井達(dá)到較穩(wěn)定狀態(tài)后，可在底節(jié)沉井的基礎(chǔ)上

15、分節(jié)接高沉井,邊接高邊使沉井下沉，直至沉井全部制作完成，而且刃腳達(dá)到要求標(biāo)高位置。狀態(tài).自重及下一節(jié)沉井施工重量作用下,由于地基不均勻沉降等緣由，在井壁、隔墻上述的最小高度。若沉井底節(jié)下為松軟土?xí)r,0.8 土及起重機(jī)械設(shè)備工作的便利。沉井接高前,沉井頂面的離地、離水高度應(yīng)依據(jù)結(jié)構(gòu)及施工平安、作業(yè)便利及其他要求而確定.7、基底清理使封底結(jié)構(gòu)支承在符合要求的基底上,保證封底的高質(zhì)量?；浊謇淼幕疽笫牵?1） 基底標(biāo)高、外形及地質(zhì)、排水等狀況與設(shè)計(jì)要求相符；（2) 粘土層基底接受排水方法除土?xí)r，要將基底挖成鍋底狀，并不宜浸水太久。封底應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)完成；（3) 應(yīng)將基底上的松碎石塊、淤泥、苔蘚

16、等雜物清除，以保證封底結(jié)構(gòu)與基底之間的緊密結(jié)合；（4）,以達(dá)封閉基巖的目的；形；,或有永久凍土層，或有泉眼及溶洞的基底,均須按文獻(xiàn)2的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理;(7） 清基時(shí)，應(yīng)留意把握井底面土體的狀態(tài)，不要過分?jǐn)_動刃腳下土層，以免引起翻砂。,保證在基底上所進(jìn)行的封底施工的質(zhì)量符合要求。傘形沉淀盤的構(gòu)造和使用方法可見文獻(xiàn)1中的有關(guān)內(nèi)容。8、封底、填芯、澆蓋板節(jié)中的相關(guān)內(nèi)容。1 中的有關(guān)內(nèi)容。.其中填芯施工方式較簡潔,依據(jù)設(shè)計(jì)的要求在井內(nèi)填充填料。井頂蓋板的施工需要設(shè)置井頂擋土或防水圍堰才能進(jìn)行。行井頂蓋板和墩塔下部的施工.,接受小藥量爆破等方式予以清除.四、深水浮式沉井施工,則接受浮式沉井方法進(jìn)行沉井

17、基礎(chǔ)施工.1、浮式沉井的施工原理及方法種施工方式以建立施工平臺,使沉井穩(wěn)定下沉。沉井下到土層中穩(wěn)定深度以后，,井頂圍堰由于處于較深的不同.沉井的封底、填芯、澆蓋板施工，依據(jù)具體狀況,接受筑島沉井施工中所介紹的相應(yīng)施工方法.成空腔井壁的可自浮的結(jié)構(gòu)形式，也可以做成安裝臨時(shí)井底的可自浮的結(jié)構(gòu)形式，或做成在井內(nèi)設(shè)置鋼氣筒的可自浮的結(jié)構(gòu)形式.在接高下沉過程中,沉井可以設(shè)置導(dǎo)向船體系及布置錨碇系統(tǒng)而穩(wěn)定.導(dǎo)向船體系還用作為沉井的施工平臺。置.沉井底節(jié)也可以在船上制作，并可接受肯定方式如吊裝或沉船方式，直接在設(shè)計(jì)位置或設(shè)計(jì)位置的近處下水就位。當(dāng)沉井已進(jìn)入到土層中較穩(wěn)定深度后,在井壁中或井內(nèi)完成混凝土或鋼筋

18、混為取土井孔.2、浮式沉井的種類.目前已使用的井等沉井種類。23 土薄壁浮式沉井、雙壁套箱鋼殼沉井等沉井，見圖3-2-40。另一類是靠井內(nèi)的氣筒充氣自浮,完成著床后在井內(nèi)氣筒之間填充的浮式沉井即帶鋼氣筒的浮式沉井, 見圖 3-241,可以接受帶鋼氣筒的浮式沉,從而使沉井能夠自,其他的結(jié)構(gòu)形式和施工方式與筑島沉井基本相同。3-2-40 鋼殼沉井構(gòu)造圖32-41 鋼氣筒浮式沉井構(gòu)造示意圖3、浮式沉井的施工步驟沉井底節(jié)下水導(dǎo)向船及錨碇系統(tǒng)的布設(shè)、沉井底節(jié)浮運(yùn)就位沉井在水中的下沉及接高沉井著床沉井在土層中的下沉及接高沉井防水圍堰安裝沉井下沉到位沉井基底清理沉井封底沉井填芯沉井澆蓋板。4、沉井底節(jié)的制作

19、底節(jié)制作要做的一些主要工作是,場地的選擇，場地的處理，基座的設(shè)置，設(shè)施、設(shè)備的布置,底節(jié)沉井的制作.制作場地可選在岸邊或船上,要依據(jù)下水方法確定。設(shè)置基座的目的就是要保證沉井制作的基礎(chǔ)有足夠的強(qiáng)度和抗變形力量,以及保證施工操作的便利性.布置設(shè)施、設(shè)備是沉井制作所必需的,依靠必要、合理的設(shè)施、設(shè)備配置，沉井制作才能順當(dāng)進(jìn)行。各種形式沉井底節(jié)的制作工藝可見文獻(xiàn)1中的有關(guān)內(nèi)容。5、沉井底節(jié)的下水法等等.但目前接受較多的是沿滑道下水及浮吊吊裝下水方法。沿滑道下水的方法是在岸邊制作底節(jié),然后從沉井處開頭鋪設(shè)滑軌延至深水,見圖 3 2-42.32-42 中軌道的最小入水長度L要通過計(jì)算確定.軌道入水長度要

20、保證沉井前端滑塊在到達(dá)軌道終點(diǎn)前，沉井前部已能自浮。3-2-42 沉井沿滑道下水示意圖.沉井底節(jié)可以在岸上制作,也可以在船上制作。在岸上制作的沉井，假如在浮吊的起吊范圍內(nèi)，則可由浮吊直接吊入水中。否則可設(shè)置滑軌,先使沉井向水中方向滑至浮吊的起吊范圍內(nèi),再由浮吊起吊入水3243。在船上制作的沉井,可在設(shè)計(jì)的沉井位四周,由浮吊直接吊入設(shè)計(jì)位置內(nèi)。32-43 沉井前移滑道示意圖6、 沉井底節(jié)的浮運(yùn)就位在岸邊下水的沉井需要接受肯定方式使其被運(yùn)至設(shè)計(jì)位置處。沉井的浮運(yùn)可接受與鋼圍堰浮運(yùn)相同的方式.但沉井的浮運(yùn)穩(wěn)定問題更為突,并實(shí)行必要措施，以確保沉井的浮運(yùn)平安。7、沉井的抗水流穩(wěn)定下的接高下沉制造前提條

21、件。,見本章其次節(jié)中的相關(guān)內(nèi)容.8、沉井在水中的下沉及接高裝設(shè)施以解決沉井下沉及接高的吊裝問題32-44。沉井的吊裝設(shè)施也可3-2-11方式布置.3244 沉井下沉及接高吊裝設(shè)施布置圖段重量對水中沉井穩(wěn)定性和平安性的影響。式進(jìn)行.沉井的下沉是通過灌水或放氣而實(shí)現(xiàn)的。每次接高前，沉井既要下沉肯定深度以保證其承重時(shí)的狀態(tài)穩(wěn)定,又要保持其露出水面的平安高度,以避開接高重量使沉井下沉,從而使原沉井頂部接近或沒入水中.首先保證沉井著床位置的精確性.另外與鋼圍堰一樣,沉井也有著床的平安把握 問題，其解決方式與鋼圍堰是相同的.在水中的下沉、接高及著床施工，沉井與鋼圍堰基本上是相同的。但是 ,在對吊裝的要求上,假如鋼圍堰接受塊件或整節(jié)吊裝方式，則鋼圍堰要高得多。9、沉井防水圍堰的安裝施工.鋼結(jié)構(gòu)圍堰有鋼板樁圍堰和雙壁鋼套箱圍堰等形式.鋼板樁錨固在井頂?shù)木陧斆嫔?為此，在澆筑頂節(jié)沉井井壁時(shí)，在井壁頂面就需預(yù)先設(shè)置錨固鋼板樁的凹形環(huán)槽。鋼板樁埋入凹槽內(nèi)深度一般為 40cm60cm。為便于拔除，在鋼板樁的插入部分的表面涂抹瀝青或黃油。在鋼板樁插