沉井與沉管法施工講義（55圖文豐富）

巖土工工程施施工技技術王麗琴琴主主講西安安理理工工大大學學第一節(jié)節(jié)沉沉井法法施工工第二節(jié)節(jié)沉沉管隧隧道施施工技技術第七章章沉沉井井與沉沉管法法施工工第一節(jié)節(jié)沉沉井法法施工工一.沉井類類型與與構造造沉井：無蓋蓋無底底筒狀狀構筑筑物，，磚砌砌、鋼鋼結構構、鋼鋼混凝凝土。。先挖基坑，在墊墊層上上制作作沉井筒筒，在井井筒保保護下下挖土，隨著著土體體挖深深，沉沉井在在自重作作用下下逐漸下下沉，，直至至設計計標高高，再再澆注底板、、內部部結構構和頂頂蓋。。從沉井井制作作，到到沉井井下沉沉，最最后完完成地地下結結構的的工藝藝過程程稱為為沉井法法施工工。(1)埋深大大；(2)整體性性好；；(3)承載力力高；；(4)對鄰近近建筑筑物影影響小??；(5)充分利利用地地下空空間等等特點點；(6)施工時時具有有擋水水或擋擋土等等作用用；但施工工工工期期較長長，，沉沉井井下下沉沉遇遇障障或或遇遇流流砂砂等等都都會會給給施施工工帶帶來來困困難難。。沉井井的的特點點上部部荷荷載載較較大大，，表表層層地地基基承承載載力力不不足足，，而而在在一一定定深深度度下下有有較較好好的的持持力力層層，，且且與與其其他他基基礎礎方方案案相相比比較較為為經經濟濟合合理理；；在山山區(qū)區(qū)河河流流中中，，雖雖土土質質較較好好，，但但沖沖刷刷大大，，或或河河中中有有較較大大卵卵石石不不便便樁樁基基礎礎施施工工；；巖層層表表面面較較平平坦坦且且覆覆蓋蓋層層薄薄，，但但河河水水較較深深，，采采用用擴擴大大基基坑坑施施工工圍圍堰堰有有困困難難。。沉井井最最適適合合在在不太太透透水水的的土土層層中下下沉沉，，這這樣樣易易于于控控制制沉沉井井下下沉沉方方向向，，避避免免傾傾斜斜。。一一般般下下列列情情況況可可考考慮慮采采用用沉沉井井基基礎礎：：沉井井可可用用于于深深基基礎礎的的施施工工，，如如墩墩臺臺、、重重型型廠廠房房和和各各種種構構筑筑物物的的基基礎礎，，井井孔孔內內可可用用混混凝凝土土或或砂砂礫礫填填實實以以增增加加壓壓重重。。沉井井可可作作為為盾盾構構法法隧隧道道施施工工和和頂頂管管法法施施工工的的工工作作井井和和接接收收井井、、通通風風井井和和排排水水泵泵房房井井等等，，也也可可作作為為市市政政工工程程的的排排水水泵泵房房、、自自來來水水廠廠的的取取水水口口等等。。大型型沉沉井井可可用用于于地地下下空空間間開開發(fā)發(fā)利利用用，，如如地地下下工工廠廠、、車車間間、、地地下下車車庫庫、、地地下下娛娛樂樂場場所所等等；；大型型浮浮運運沉沉井井可可用用來來建建造造海海上上石石油油開開采采平平臺臺。。①混凝凝土土沉沉井井②鋼筋筋混混凝凝士士沉沉井井③鋼殼殼沉沉井井（1）按按建建筑筑材材科科分分類類≮3m沉井井的的分類類單孔孔圓圓沉沉井井、、單單孔孔方方形形沉沉井井、、多多孔孔方方形形沉沉井井、、多孔孔橢橢圓圓形形沉沉井井、、多多排排多多孔孔沉沉井井。。（2）按按平平面面形形狀狀和和內內部部構構件件的的布布置置分分類類圓形形沉沉井井圓形形有有良良好好受受力力性性能能，，故故通通常常都都采采用用單孔孔圓圓形形沉沉井井，直直徑徑最最大大可可達達80m。矩形形沉沉井井矩形形沉沉井井只有有平平面面尺尺寸寸較較小小時時才才做做成成單單孔孔的的。。當當邊邊長長大大于于20m時，，應應增增加加底框框架架、頂框框架架或采采用用內隔隔墻墻分成成多多孔孔沉沉井井，，以以加加強強沉沉井井結結構構的的剛剛度度。。圓端端形形沉沉井井單排排孔孔沉沉井井邊長長大大于于20m的單單孔孔沉沉井井整整體體剛剛度度不不足足，，必必要要時時可可在在中中間間加加內隔隔墻墻框架架，，形形成成單排排孔孔沉沉井井。多排排多多孔孔沉沉井井在沉沉井井內內設設置置幾幾道道縱橫橫交交叉叉的的內內隔隔墻墻，使使沉沉井井成成為為剛剛度度較較好好的的空空間間結結構構，，每每個個井井孔孔內內可可設設置置底底梁梁。。該類類沉沉井井挖挖土土和和下下沉沉工工作作可可以以較較均衡衡地地進進行行，有有利利于于均勻勻下下沉沉，適適于于平平面面尺尺寸寸大大而而重重量量大大地地下下建建筑筑物物。。將沉沉井井在在工工廠廠內內做做好好，，在在水中中浮浮運運到施施工工現現場場，，沉放放在地地基基上上浮運運沉沉井井沉井井基基本本構構造造：刃腳腳、井壁壁、隔墻墻、取土土孔孔、底框框架架、頂板板、底板板組成成。。沉井井的的構造造井壁壁作用用：：施工工中中用用作作圍圍堰堰，，承承受受土土、、水水壓壓力力下沉沉時時作作為為重重量量(靠自自重重克克服服井井壁壁與與土土之之間間的的摩摩阻阻力力)施工工完完畢畢后后，，作作為為基基礎礎或或基基礎礎的的一一部部分分承承擔擔荷荷載載厚度度：：0.80~1.5m且≥0.4m砼：：≥C15刃腳腳作用用：：下沉沉時時切切土土砼：：≥C20刃腳腳是受受力最集集中中的的部部分分，，刃腳腳底底部部為為踏踏面面，，通通常常寬寬度度10-20cm；刃刃腳腳內內側側為為一一傾傾面面，，通通常常傾傾角角為為45°°左右右。。內隔隔墻墻1井壁壁2頂蓋蓋和和封封底底3隔墻墻4刃腳腳5凹槽槽6射水水管管7井孔孔圖圖0.5m作用用：：加強強沉沉井井剛剛度度分隔隔井井孔孔，，控控制制沉沉降降及及糾糾傾傾內隔隔墻墻的的間間距距一一般般不不大大于于5~6m，厚厚度度一一般般為為0.5~1.0m一般般要要求求隔隔墻墻底底高高出出刃刃腳腳底底面面0.5~1.0m封底底及及頂頂蓋蓋封底底厚厚由由計計算算確確定定，，頂頂面面突突出出刃刃腳腳根根部部不不小小于于0.5m，并并達達凹凹槽槽上上端端，，砼砼強強度度一一般般地地基基C20，巖巖石石地地基基C15。頂蓋蓋厚厚一一般般1.5～2.0m，井井孔孔充充填填砼砼時時砼砼應應≥≥C10。沉沉井井頂頂部部澆澆注注鋼鋼筋筋砼砼頂頂蓋蓋，，承承托托上上部部結結構構。。作用用：：使封封底底混混凝凝土土底底板板嵌嵌入入井井壁壁，，增增強強井井壁壁與與底底板板的的聯(lián)聯(lián)結結強強度度的的作作用用制做做要要求求：：凹槽槽深深0.15——0.25m，高1.0m左右右，，距距刃刃角角1.5m以上上。。凹槽槽在松松軟軟地地層層中中下下沉沉的的沉沉井井，，底梁梁及及其其框框架架的設設置置還還有有防防止止沉沉井井““突沉沉”的的功功能能，，并并便便于于糾糾扁扁，，分格格分分塊塊封封底底。在大大型型沉沉井井中中為為了了增增加加沉沉井井下下沉沉過過程程中中的的整體體剛剛度度，可可在在沉沉井井底底部部增增設設底梁梁，并并與與井井壁壁一一起起構構成成底框框架架，以以增增加加沉沉井井施施工工下下沉沉階階段段和和使使用用階階段段的的整整體體剛剛度度。。有的的沉沉井井高高度度較較大大，，常常在在井井壁壁不不同同高高度度設設置置若若干干道道橫梁梁、大梁梁，組成成水平平框框架架，以以減減少少井井壁壁的的跨跨度度，，使使整整個個沉沉井井結結構構布布置置合合理理、、經經濟濟。。縱橫橫底底梁梁不宜宜過過多多，以以免免增增加加結結構構造造價價，，施施工工費費時時，，增增大大土土層層阻阻力力，，影影響響下下沉沉。。底梁梁和和框框架架二.沉井井施施工工工工藝藝砂墊墊層層承墊墊木木第二二節(jié)節(jié)沉沉井井底節(jié)節(jié)沉沉井井煤渣片石石素混凝土土鋼筋混凝凝土1.整平場地地土質較硬硬：清除除雜物在整平場場地上鋪鋪不小于于0.5m的砂墊層層土質較軟軟：夯實或換換土夯實實沉井施工工打樁、開開挖、搭搭臺、鋪鋪砂墊層層砼墊層刃腳踏面處對稱稱鋪設墊墊木放置刃腳腳角鋼支模綁扎鋼筋，澆澆注第一一節(jié)沉井井砼沉井施工工2.制造第一一節(jié)沉井井鋪承墊木木刃腳斜面面鋼筋待砼強度達到到70%，拆模。。達到設計計強度后后，抽墊墊木。分區(qū)、依依次、對對稱、同同步(1)順序：先內墻，，后短邊邊，最后后長邊。。(2)撤完一根根墊木后后，應立立即回填砂土土搗實抽墊木注意沉井施工工3.拆模及抽抽墊4.挖土下沉沉排水下沉沉：不排水下下沉：土層性質質穩(wěn)定，，不會產產生流砂砂時人工或機機械開挖挖(高壓水槍槍沖土為為泥)抓土斗或或水力吸泥泥機水下下出土井內水位高于于井外水水位1~2m吸泥機吸吸出井外外井內除土土:中部均勻、對對稱刃腳分層取土土棄土盡量量遠離沉沉井，防防止偏壓壓，造成成沉井偏偏斜沉井施工工沉井挖土土下沉大型沉井井下沉施施工中沉井不排排水挖土土下沉沉井鉆吸吸法挖土土下沉中心島式式下沉適用于面面積較大大的圓形形沉井，，需用兩兩臺設備備對稱均衡衡挖土。先沿井壁壁內側挖挖槽，槽槽內充滿滿泥漿，，沉井在在槽內下下沉，而而中心部部位的土土體暫不不挖除-形成“中心島”；當沉井到到設計標標高后，，將槽內內的泥漿漿置換固化化，再在井井底部位位壓密注注漿封閉閉，最后后挖除““中心島島”部分分的土體體。5.接高井筒筒第一節(jié)沉沉井頂面面下沉至至距地面面還剩1~2m時，應停停止挖土土下沉，，然后立立模澆注注，接長長井壁及及內隔墻墻，再接接現沉沉井施工工6.筑井頂圍圍堰（沉井頂頂面低于于地面或或水面））7.地基檢驗驗和處理理檢驗地基基土質情情況，場場地是否否平整，，對地基基進行必必要的處處理，保保證井底底地基盡盡量平整整，浮土土及軟土土清除干干凈，使使封底砼砼、沉井井及地基基緊密連連接。８．沉井井基礎處處理將超挖部部分用煤煤渣填充充夯實，，在刃腳腳四周填填以毛石石，然后后用素混混凝土封封底。沉井施工工9.封底、充充填井孔孔及澆筑筑頂蓋封底時：：排水下沉沉沉井，，滲水量量上升速速度≤6mm/min，且無流砂砂現象，，采用干干封底；；否則須須采用導導管法灌灌注水下下混凝土土灌注順序序：先周圍后后中間、、先低后后高沉井施工工封底分為為濕封底和干封底兩種：濕濕封底即即是水下下混凝土土封底，，干封底底是為了了減少水水壓力對對封底混混凝土的的作用，，需建置置集水井井排水。。（1）干封底底沉井封底底有干封底和濕封底兩種：干封底能能保證混混凝土的的準確厚厚度及表表面平整整，節(jié)省省材料，，保證質質量。設設備簡單單，進度度快，省省去后續(xù)續(xù)清理及及抽水工工作，所所以應優(yōu)優(yōu)先采用用。灌注封底底混凝土土時在沉沉井內留留一集水水井，有有涌水立立即抽干干，濕混混凝土灌灌注應從從四角處處開始，，逐漸向向中央推推移。混凝土與與集水井井口預留留鑄鐵管管(抽水用)，空隙填填C20混凝土，，待混凝凝土底板板達70％設計強強度后，，封閉管管口。（2）濕封底底水下灌注注混凝土土采用豎管灌注注法。水下混凝凝土封底底是利用用井內灌水重量量克服流砂砂的涌入入，封底底混凝土土在水下下灌注，，注意封封底混凝凝土的質質量。封底后井井內水排排走，澆澆注鋼筋筋混凝土土底板。。在底板板參與受受力之前前的期間間，封底混凝凝土要承受沉沉井井底底地下水水的浮力力，故應應有足夠夠的強度度和重量量。水下封底底后，應應檢查封封底混凝凝土質量量，灌筑筑鋼筋混混凝土底底板前，，應鑿去去表層浮浮漿。三.沉井下沉沉中的問問題處理理及環(huán)境境保護1.流砂處理措施施：采用井點點降水及及不排水水除土，，或向井井內回灌灌水原因：土質為粉粉、細砂砂層土中動水水壓力的的水頭梯梯度大于于臨界值值2.沉井下沉沉困難原因：沉井外壁壁的摩擦擦阻力過過大刃腳下遇遇障礙物物處理措施施：增加沉井井自重減小井壁壁摩阻力力接高沉井，增加加自重頂部壓重重物降低井內內水位，，減小沉沉井所受受浮力立面設計計成階梯梯形、臺臺階形井壁外高高壓射水水安放炸藥藥，利用用炮震使使沉井下下沉采用空氣氣幕或泥泥漿套3.突沉原因：處理措施施：井壁摩阻阻力較小?。划斎心_下下土被挖挖除時，，沉井支支承削弱弱；排水過多多、除土土太深、、出現塑塑流等。。增大刃腳腳踏面寬寬度增設底梁梁以提高