沉井基礎(chǔ)施工

會(huì)計(jì)學(xué)1沉井基礎(chǔ)施工課件

?施工期較長(zhǎng)；

?對(duì)粉細(xì)砂類土在井內(nèi)抽水易發(fā)生流砂現(xiàn)象，造成沉井傾斜；沉?井下沉過程中遇到的大孤石、樹干或井底巖層表面傾斜過大，均會(huì)給施工帶來一定困難。

?埋置深度可以很大，整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，有較大的承載面積，能承受較大的垂直荷載和水平荷載；

?沉井既是基礎(chǔ)，又是施工時(shí)的擋土和擋土圍堰結(jié)構(gòu)物，施工工藝并不復(fù)雜。

?沉井施工時(shí)對(duì)鄰近建筑物尤其是軟土中地下建筑物的基礎(chǔ)影響小。沉井的優(yōu)點(diǎn)沉井的缺點(diǎn)

第1頁/共30頁沉井的用途(1)重型結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)(2)江河上的結(jié)構(gòu)物(3)取水結(jié)構(gòu)物(4)地下工程(5)鄰近建筑物的深基礎(chǔ)第2頁/共30頁沉井的分類

按沉井的施工方法分類

一般沉井

浮運(yùn)沉井按沉井的建筑材料分類

混凝土沉井

鋼筋混凝土沉井

竹筋混凝土沉井鋼沉井第3頁/共30頁

按沉井形狀分類圓形圓端形矩形沉井的平面形狀沉井的立面形狀柱形階梯形錐形圖5-3沉井的平面形狀

a)單孔沉井；b)雙孔沉井；c)多孔沉井第4頁/共30頁圖5-4

沉井剖面圖a）直壁柱型；b）外壁單階型；c）外壁多階型；d）內(nèi)壁多階型第5頁/共30頁沉井的構(gòu)造

沉井構(gòu)造上主要由井壁、隔墻、刃腳、井孔、凹槽、射水管、封底、頂蓋、探測(cè)管和環(huán)墻等組成。沉井的主要組成部分，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度、重量。圖5-5

沉井構(gòu)造圖第6頁/共30頁隔墻隔墻亦稱內(nèi)壁，其主要作用是縮短外壁的跨度，減少外壁的撓曲應(yīng)力，加強(qiáng)沉井的剛度，并可將沉井分為若干個(gè)取土井，一邊均衡取土及糾正沉井在下沉過程中的傾斜和偏移。第7頁/共30頁井壁井壁及沉井的外壁，是沉井的主體部分，在下沉過程中起著擋土、防水、壓重的作用。厚度主要取決于沉井大小、下沉深度以及地層的力學(xué)指標(biāo)。一般為0.4-1.2m，可達(dá)1.5-1.8m。井壁混凝土的強(qiáng)度不低于C15。第8頁/共30頁2）刃腳

刃腳位于井壁的最下端，是受力最集中的部位。常用的刃腳形式有兩種：帶有踏面的鋼筋混凝土刃腳，鋼筋混凝土鋼刃尖的刃腳；刃腳的主要作用：切土下沉，支撐，故應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。通常傾角為450—500

第9頁/共30頁井孔井孔也稱為土井，是挖土、棑圖的重要場(chǎng)所?？讖降钠矫娉叽鐟?yīng)滿足挖土機(jī)據(jù)所需的靜空要求。最小邊長(zhǎng)一般不宜小于3m。井孔內(nèi)壁上可安設(shè)扶梯，供施工人員上下使用。凹槽凹槽設(shè)在井壁和隔墻的下部刃腳處，一般高約1m，深為0.15—0.25m。它的作用：使封底混凝土能嵌入井壁連接成整體。第10頁/共30頁探測(cè)管與射水管的作用探測(cè)管：（1）探測(cè)井壁刃腳下和隔墻地面下的泥面高程，以便控制出土部位，并可探測(cè)基底高程，作為基底高程檢驗(yàn)的依據(jù);（2）可在探測(cè)管中安設(shè)射水管，破壞沉井刃腳下的土體以利于下沉，沉井下沉至設(shè)計(jì)位置后，也可用來射水清基;(3)沉井下封底后，可作為封底混凝土的質(zhì)量檢查孔。射水管:利用高壓射水破壞沉井周圍及刃腳下的土，以減小土對(duì)沉井的摩阻力。第11頁/共30頁沉井施工沉井的工作原理在深基礎(chǔ)工程施工中，為了減少放坡大開挖的大量土方量，并保證陡坡開挖邊坡的穩(wěn)定性，人們創(chuàng)造了沉井基礎(chǔ)。這是一種豎向的筒形結(jié)構(gòu)物，通常用磚、素混凝土或鋼筋混凝土材料制成。沉井施工步驟：（1）場(chǎng)地準(zhǔn)備（2）底節(jié)沉井制作（3）底節(jié)沉井下沉（4）沉井接高（5）井頂圍堰（6）清基封底（7）填充、澆注頂蓋第12頁/共30頁沉井施工特點(diǎn)：（1）沉井可在井筒的保護(hù)下作垂直下挖，施工中井筒既能防土又能防水，下沉完畢后成為基礎(chǔ)的一部分。沉井法施工能夠有效地克服明挖法土石方量大、干擾大的弊病。（2）逐節(jié)接筑，不斷挖土，借助混凝土井筒的自重，邊挖土邊下沉，因而比較簡(jiǎn)便、安全。（3）必須經(jīng)過先澆筑，后養(yǎng)生，再下沉的三個(gè)階段，工序較多，循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)。第13頁/共30頁沉井制作

筑島法

當(dāng)水深小于3m，流速≤1.5m/s時(shí)，可采用砂或礫石在水中筑島(圖5-12a），周圍用草袋圍護(hù)；若水深或流速加大，可采用圍堤防護(hù)筑島[圖5-12b）]；當(dāng)水深較大（通常<15m）或流速較大時(shí)，宜采用鋼板樁圍堰筑島(圖5-12c）。圖5-12

水中筑島下沉沉井a(chǎn))無圍堰防護(hù)土島;b)有圍堰防護(hù)土島;c)圍堰筑島第14頁/共30頁墊木布置圖第15頁/共30頁

墊木拆除

抽除墊木應(yīng)按一定順序分區(qū)、依次、對(duì)稱、同步地進(jìn)行，對(duì)矩形沉井，先內(nèi)隔墻，再短邊，最后長(zhǎng)邊；長(zhǎng)邊的墊木應(yīng)隔根抽出，然后以四角處的定位墊木為中心由遠(yuǎn)及近地對(duì)稱抽除，最后抽定位墊木。第16頁/共30頁沉井制作通常沉井在原位制作，可采用三種不同的方法。一次制作，一次下沉；多節(jié)制作，多次下沉；分節(jié)制作，一次下沉。第17頁/共30頁沉井下沉分類：1)排水挖土下沉：在土質(zhì)的透水性很低或滲水量不大的穩(wěn)定土層，排水不會(huì)產(chǎn)生流砂。優(yōu)點(diǎn)：是挖土方法簡(jiǎn)單，容易控制，下沉較均衡且易糾偏，達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后又能直接檢驗(yàn)基底土的平衡，并可采用干封底，以加快工程進(jìn)度，保證質(zhì)量，節(jié)省材料，所以應(yīng)優(yōu)先采用。第18頁/共30頁刃腳土內(nèi)膜刃腳土內(nèi)膜的形式，依據(jù)沉井處表層土的土質(zhì)情況和地下水位的高低，可做成填土式內(nèi)膜和挖土式內(nèi)膜兩種。第19頁/共30頁沉井下沉過程中遇到的問題及處理

1.偏斜偏斜原因：土島表面松軟，河底土質(zhì)軟硬不勻；井壁與刃腳中線不重合；抽墊方法欠妥，回填不及時(shí)；除土不均勻?qū)ΨQ；刃腳遇障礙物頂住而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)；排土堆放不合理，或單側(cè)受水流沖擊淘空等導(dǎo)致沉井承受不對(duì)稱外力作用。發(fā)生傾斜的糾正方法：在沉井高的一側(cè)集中挖土，在低的一側(cè)回填砂石；在沉井高的一側(cè)加重物或用高壓射水沖松土層；在沉井頂面施加水平力扶正。

第20頁/共30頁

2)不排水(或灌水)挖土下沉：

當(dāng)沉井穿過有較厚的砂性土或粉砂層，

且含水量很大(含水量w>30％—40％)

在動(dòng)水壓力作用下產(chǎn)生流砂。

第21頁/共30頁2.沉井下沉困難原因：開挖面深度不夠，正面阻力大；偏斜，或刃腳下遇到障礙物、堅(jiān)硬巖層和土層；井壁摩阻力大于沉井自重；井壁無減阻措施或泥漿套、空氣幕等減阻構(gòu)件遭到破壞。解決下沉困難的措施主要是增加壓重和減少井壁摩阻力,增加壓重的方法：提前接筑下節(jié)沉井；在井頂加壓砂袋、鋼軌等重物；不排水下沉?xí)r，可井內(nèi)抽水。第22頁/共30頁3.減小井壁摩阻力的方法：

井壁內(nèi)埋設(shè)高壓射水管組，射水輔助下沉；利用泥漿套或空氣幕輔助下沉；增大開挖范圍和深度；必要時(shí)還可采用0.10.2kg炸藥起爆助沉。第23頁/共30頁4.流砂原因：土中動(dòng)水壓力的水頭梯度大于臨界值。防止流砂的措施：排水下沉?xí)r發(fā)生流砂，可采取向井內(nèi)灌水；不排水除土下沉?xí)r，減小水頭梯度；采用井點(diǎn)，或深井和深井泵降水。

第24頁/共30頁5.突沉

原因：井壁摩阻力較小，當(dāng)刃腳下土被挖除時(shí)，沉井支承削弱；排水過多；挖土太深；出現(xiàn)塑流。防止突沉的措施：控制均勻挖土，減小刃腳處挖土深度；在設(shè)計(jì)時(shí)可采用增大刃腳踏面寬度或增設(shè)底梁的措施提高刃腳阻力。第25頁/共30頁當(dāng)沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)．若8h內(nèi)沉井的下沉量不大于l0mm，方可進(jìn)行封底。干封法：干封法適合于沉井底部無地下水的情況下澆筑底板混凝土，這種方法成本低、工期短、質(zhì)量好。水下封底應(yīng)符合下列要求：(1)井內(nèi)水位不應(yīng)低于設(shè)計(jì)水位，鍋底應(yīng)按設(shè)計(jì)尺寸整理，沉積于井底的浮泥應(yīng)予清除。(2)澆灌水下混凝土各導(dǎo)管的有效半徑必須互相搭接，并蓋滿井底全部面積。(3)導(dǎo)管下端應(yīng)埋于混凝土中1~1.5mm，混凝土平均升高速度不小于0.25m/h。(4)水下混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可從井內(nèi)抽水。沉井封底第26頁/共30頁第27頁/共30頁充填井孔及澆筑頂蓋如封底是在不排水情況下進(jìn)行，則可用導(dǎo)管法灌注水下混凝土(見鉆孔灌注樁施工)，若灌注面積大，可用多根導(dǎo)管，以先周圍后中間，先低后高的次序進(jìn)行灌注。待混凝土達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再抽干井孔中的水，填筑井內(nèi)圬土。如井孔中不填料或僅填以礫石，則井頂面應(yīng)澆筑鋼筋混凝土頂蓋，以支承墩臺(tái)，然后砌筑墩身，墩身出土(或水面)后可拆除臨時(shí)性的井頂圍堰。

第28頁/共30頁沉井制作允許偏差項(xiàng)目 允許偏差斷面尺寸 長(zhǎng)、寬 ±0.5%，且不得大于100mm

曲線部分的半徑 ±0.5%，且不得大