沉井的施工資料

沉井的施工資料第1頁/共93頁一、旱地上沉井的施工

橋梁墩臺位于旱地時，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及澆筑頂板，參見下圖。在這種情況下，一般較容易施工。沉井施工順序圖a)制造第一節(jié)沉井；b)抽墊木、挖土下沉；c)沉井接高下沉；d)封底1-井壁；2-凹槽；3-刃腳；4-承墊木；5-素混凝土封底第2頁/共93頁1.清整場地

如天然地面土質(zhì)較好，只需將地面雜物清掉整平地面，就可在其上制造沉井，如為了減小沉井的下沉深度也可在基礎位置處挖一淺坑，在坑底制造沉井下沉，坑底應高出地下水位0.5～1.0m

。如土質(zhì)松軟，應整平夯實或換土夯實。在一般情況下，應在整平場地上鋪上不小于0.5m厚的砂或砂礫層。

施工工序第3頁/共93頁2.制造第一節(jié)（底節(jié)）沉井

由于沉井自重較大，刃腳踏面尺寸較小，應力集中，場地土往往承受不了這樣大的壓力。所以在整平的場地上應在刃腳踏面位置處對稱地鋪滿一層墊木(可用200×200mm的方木)以加大支承面積，使沉井重量在墊木下產(chǎn)生的壓應力不大于100kPa。墊木的布置應考慮抽除墊木方便(有時可用素混凝土墊層代替墊木)。然后在刃腳位置處放上刃腳角鋼，豎立內(nèi)模，綁扎鋼筋，立外模，最后澆灌第一節(jié)沉井混凝土。

沉井刃腳立模

1-內(nèi)模；2-外模；3-立柱；4-角鋼；

5-墊木；6-砂墊層第4頁/共93頁澆筑混凝土。在澆筑混凝土之前，必須檢查核對模板各部尺寸和鋼筋布置是否符合設計要求，支撐及各種緊固聯(lián)系是否安全可靠。澆筑混凝土要隨時檢查有無漏漿和支撐是否良好。混凝土澆好后要注意養(yǎng)護，夏季防暴曬，冬季防凍結(jié)。

第5頁/共93頁第6頁/共93頁3.拆模和抽除墊木

沉井混凝土達到設計強度的70%時可拆除模板，強度達設計強度后才能抽撤墊木。抽撤墊木應按一定的順序進行，以免引起沉井開裂，移動或傾斜。先撤除內(nèi)隔墻下的墊木，再撤除沉井短邊下的墊木，最后撤長邊下的墊木。撤長邊下的墊木時，以定位墊木（最后抽撤的墊木）為中心，對稱地由遠到近拆除，最后拆除定位墊木。在抽墊木過程中，抽除一根墊木應立即用砂回填并搗實。第7頁/共93頁4.挖土下沉

排水挖土下沉不排水挖土下沉排水挖土下沉當沉井穿過穩(wěn)定的土層，不會因排水產(chǎn)生流砂時，可采用排水挖土下沉，土的挖除可采用人工挖土或機械除土。通常是先挖井孔中心，再挖隔墻下的土，后挖刃腳下的土。第8頁/共93頁圖1圖2圖3圖4第9頁/共93頁各種土質(zhì)開挖方法1）松軟土質(zhì)在分層挖除回填土時，沉井逐漸下沉，當刃腳與井中部土面齊平時，即可在中部先向下挖深約40cm～50cm，并逐漸向四周均勻擴挖，到距刃腳約1m時(距離應視土的松軟程度而定）開始分層挖除刃腳內(nèi)側(cè)的土臺，使沉井擠土下沉。2）比較堅硬的土質(zhì)如刃腳內(nèi)側(cè)土挖平后，沉井下沉很少或不下沉時，可從沉井中部再向下挖深約50cm，并繼續(xù)按圖1所示向四周均勻擴挖，使沉井平穩(wěn)下沉。第10頁/共93頁3）堅硬土層可依抽墊順序，分段掏空刃腳，每段掏空后隨即回填砂礫，如圖2所示。待最后幾段(即定位墊木處)掏空并回填完畢，再按圖1所示逐次挖除回填砂礫，使沉井下沉。4）巖層沉井下沉至巖層時，可按圖3所示，分1、2兩部依次開挖。風化或軟質(zhì)巖層可用風鎬等鏟除，較硬的可打眼放炮。中間部分“3”如石質(zhì)不好的，可在最后挖除；如石質(zhì)良好，可以不動。開挖“2”時可采用圖4所示的跳槽法。即沿刃腳周長等分成若干段(每段長約1m)，先隔一段挖一段，留下定位支撐處，將其余各段挖除，清除殘渣，回填小粒砂石料，在挖除定位支撐墊處巖石，然后挖除回填砂石料，使沉井均勻下沉。第11頁/共93頁不排水下沉使用機械抓主斗，或用高壓水槍破土，然后用空氣吸泥機將泥水排出。第12頁/共93頁不排水下沉一般采用抓土斗或水力吸泥機。使用吸泥機時要不斷向井內(nèi)補水，使井內(nèi)水位高出井外水位1～2m以免發(fā)生流砂或涌土現(xiàn)象?；疽蟊M量加大刃腳對土體的壓力井內(nèi)除土深度最深不低于刃腳下2m；一般情況，各井孔內(nèi)土面高差不超過50cm;；保持井內(nèi)水位高出井外1～2m，防止流砂；井內(nèi)摩阻力較大時，可采用多種措施助沉。第13頁/共93頁下沉輔助措施高壓射水炮震下沉抽水下沉壓重下沉其他（泥漿潤滑套法及空氣幕法）第14頁/共93頁平均綜合下沉進度砂土中：0.3～0.5m/d卵石中：0.15～0.25m/d砂粘土及粘砂土互層中：0.2～0.3m/d粘土中：0.1～0.2m/d第15頁/共93頁各工序耗用時間下沉總延續(xù)時間：100％接筑沉井及養(yǎng)生時間：30～45％安裝防水圍堰時間：10～15％下沉作業(yè)時間：50～60％第16頁/共93頁5.接高沉井當沉井頂面離地面1～2m時，如還要下沉，應停止挖土，接筑上一節(jié)沉井。每節(jié)沉井高度以4～6m為宜。接高的沉井中軸應與底節(jié)沉井中軸重合?；炷潦┕そ涌p應按設計要求,布置好接縫鋼筋，清除浮漿并鑿毛，然后立模澆筑混凝土。第17頁/共93頁首節(jié)沉井制作第18頁/共93頁首節(jié)沉井制作第19頁/共93頁第二節(jié)沉井的制作第20頁/共93頁沉井下沉中第21頁/共93頁沉井隔墻鋼筋的綁扎第22頁/共93頁6.筑井頂防水圍堰

如沉井頂面低于地面或水面，應在沉井上接筑圍堰，圍堰的平面尺寸略小于沉井，其下端與井頂上預埋錨桿相連。圍堰是臨時性的，待墩臺身出水后可拆除。第23頁/共93頁鋼板圍堰第24頁/共93頁第25頁/共93頁7.基底檢驗及處理沉井下沉至設計標高后，必須檢驗基底的地質(zhì)情況是否與設計資料相符，地基是否平整。能抽干水的可直接檢驗，否則要由潛水員下水檢驗，必要時用鉆機取樣鑒定。基底應盡量整平，清除污泥，并使基底沒有軟弱夾層。第26頁/共93頁8.封底、填充井孔及澆筑蓋板地基經(jīng)檢驗、處理合格后，應立即封底，宜在排水情況下進行。抽干水有困難時用水下澆筑混凝土的方法，待封底混凝土達到設計強度后方可抽水，然后填井孔。對填砂礫或空孔的沉井，必須在井頂澆筑鋼筋混凝土蓋板。蓋板達到設計強度后，方可砌筑墩臺。

第27頁/共93頁二、水中沉井的施工

1.筑島法

水流速不大，水深在3m或4m以內(nèi)，可用水中筑島的方法。筑島材料為砂或礫石，周圍用草袋圍護，如水深較大可作圍堰防護(右圖)。島面應比沉井周圍寬出2m以上，作為護道，并應高出施工最高水位0.5m以上。砂島地基強度應符合要求，然后在島上澆筑沉井。如筑島壓縮水面較大，可采用鋼板樁圍堰筑島，但要考慮沉井重力對它產(chǎn)生的側(cè)向壓力，為避免沉井對它的影響b≥Htan(450-φ/2)且≥2m。水上筑島下沉沉井

第28頁/共93頁

2.浮運法水深如超過10m時當用筑島法有困難或不經(jīng)濟時?？刹捎酶∵\沉井的方法進行施工。

第29頁/共93頁第30頁/共93頁

浮式沉井：雙壁鋼殼直徑21.4米

凈高13.6米

第31頁/共93頁三、沉井下沉過程中常遇到問題及處理方法1.流砂（粉細砂）在粉、細砂層中下沉沉井，易出現(xiàn)流砂現(xiàn)象；主要原因是土中動水壓力的水頭梯度大于臨界值；防治措施有：采用井點降水及不排水除土，或向井內(nèi)回灌水，減小水頭梯度。第32頁/共93頁2.突然下沉（軟土第區(qū)）突沉的原因是井壁外的摩阻力很小，當刃腳附近土體挖除后,沉井失去支承而劇烈下沉。這樣，容易使沉井產(chǎn)生較大的傾斜或超沉，應予避免。采用均勻挖土、增大踏面寬度或加設底梁提高刃腳阻力等措施可以解決沉井突然下沉。第33頁/共93頁3.糾正偏斜的措施

開始下沉階段，應控制挖土的程序和深度，注意均勻挖土。要經(jīng)常檢查沉井的平面位置在中間階段，可能會出現(xiàn)下沉困難的現(xiàn)象，但接高沉井后，下沉又變得順利，但易出現(xiàn)偏移。第34頁/共93頁（1）傾斜在高側(cè)集中除土，加重物，或用高壓射水沖松土層；低側(cè)回填砂石，且必要時在井頂施加水平力扶正。（2）中心位置偏移先除土，使中心位置向設計中心傾斜，然后在對側(cè)除土，使沉井恢復豎直，如此反復至沉井逐步移近設計中心。第35頁/共93頁沉井偏斜第36頁/共93頁第37頁/共93頁4.克服沉井下沉困難的措施

增加沉井自重：提前接筑下節(jié)沉井，在井頂加重物，采用排水下沉。減小沉井外壁的摩阻力

可以將沉井設計成臺階形、傾斜形，或在施工中盡量使外壁光滑。也可在井壁內(nèi)埋設高壓射水管組，利用高壓水流沖松井壁附近的土，水沿井壁上升潤滑井壁，減小井壁摩阻力，幫助沉井下沉。對下沉較深的沉井，為減小井壁摩阻力常用泥漿潤滑套或空氣幕下沉沉井的方法。小型爆破第38頁/共93頁泥漿潤滑套是把按一定比例配置好的泥漿灌注在沉井井壁周圍形成一個具有潤滑作用的泥漿套，可大大減小沉井下沉時的井壁摩阻力，使沉井順利下沉。第39頁/共93頁壁后壓氣沉井法

通過對沿井壁內(nèi)周圍預埋的氣管中噴射高壓氣流，氣流沿噴氣孔射出再沿沉井外壁上升，形成一圈壓氣層（又稱空氣幕），使井壁周圍土松動，減少井壁摩阻力，促使沉井順利下沉。施工時壓氣管分層分布設置，每層水平環(huán)管可按四角分為四個區(qū)，以便分別壓氣調(diào)整沉井傾斜。壓氣沉井所需的氣壓可取靜水壓力的2.5倍。與泥漿潤滑套相比，壁后壓氣沉井法在停氣后即可恢復土對井壁的摩阻力，下沉量易于控制，且所需施工設備簡單，可以水下施工，經(jīng)濟效果好。第40頁/共93頁地下連續(xù)墻：成槽機沿著深基礎或地下構(gòu)筑物周邊，開挖出具有一定寬度(或直徑)與深度的溝槽(或孔)，在槽內(nèi)設置鋼筋籠，澆注砼，筑成一個單元的墻段。再繼續(xù)開挖、澆筑砼，并以某特定接頭方式連接墻段，形成一道連續(xù)的現(xiàn)澆壁式地下鋼筋砼連續(xù)墻。1概述

作用:基坑開挖時防滲、擋土，鄰近建筑物的支護，以及作為基礎的一部分。5.6地下連續(xù)墻第41頁/共93頁

優(yōu)點

①無噪音、無振動，適用于城市與密集建筑群中施工(法國最小距離0.5m，日本0.2m)；

②土方量小,無需井點降水，造價低，施工速度快，適用于各種地質(zhì)條件(如鋼板樁難以進入砂卵石層和風化巖)；

③能防滲、截水、承重、擋土、抗滑、防爆等。

缺點：

施工技術(shù)要求高，槽段接頭質(zhì)量控制比較復雜，小型工程造價較高，不適用于巖溶地區(qū)、粉、細砂地層。5.5.2地下連續(xù)墻第42頁/共93頁

發(fā)展:①逐漸廣泛地應用預制樁式及板式地下連續(xù)墻，其墻面光滑、墻體質(zhì)量好，強度高；②

向大深度、高精度方向發(fā)展，日本液化天然氣地下儲庫工程施工深度達100m，施工垂直精度可達1/2000；③高分子聚合物泥漿的應用、廢泥漿處理技術(shù)的實用化。

5.5.2地下連續(xù)墻第43頁/共93頁地下連續(xù)墻的施工分為：修筑導墻、泥漿護壁、成槽、槽段連接、澆筑砼。1.修筑導墻（護筒）成槽施工前，應開挖導溝，修筑鋼筋砼(鋼、木)導墻，并設置臨時支撐。作用：導向、容蓄泥漿，支撐成槽設備的荷載，維護表土穩(wěn)定，防止槽口塌方。2.泥漿護壁作用：平衡側(cè)向水、土壓力，護壁、防滲、攜渣、冷卻潤滑鉆頭。2地下連續(xù)墻的施工第44頁/共93頁⒊成槽無粘性土、硬土和夾有孤石等較為復雜的地層可用沖擊式鉆機成槽粘性土和N值小于30的砂性土，采用抓斗式,但深度宜≤15m回轉(zhuǎn)式，尤其是多頭鉆，地質(zhì)條件適應性好，而且功效高，壁面平整，一般當h>20m時宜優(yōu)先考慮采用多頭鉆機開槽，每段槽孔長度可取6～8m，采用抓斗式或沖擊式鉆機成槽，每段長度可更大。墻體深度可達幾十米。第45頁/共93頁⒋槽段的連接

接頭應滿足受力和防滲要求。國內(nèi)多用接頭管連接非剛性接頭。當單元槽段土體被挖除后，在一端先吊放接頭管，再吊入鋼筋籠，澆筑混凝土，然后逐漸拔出接頭管，形成半圓形接頭。圖5.44槽段的連接第46頁/共93頁⒌槽段砼澆注①在吊放鋼筋籠前須對槽段進行檢測，槽底淤泥厚應≤150～250mm；②制作、吊放鋼筋籠；鋼筋綁扎一般可先用鉛絲臨時固定，再點焊焊條、拆除鉛絲；③澆灌水下砼:一般控制水灰比在0.6以內(nèi)，d≤25mm，塌落度180～200mm，盡量使用外摻劑(如木質(zhì)素)以減少水灰比，增大流動度，減少離析現(xiàn)象，防止導管堵塞。第47頁/共93頁導墻放線第48頁/共93頁導墻開挖第49頁/共93頁鋼筋綁扎第50頁/共93頁導墻模板支撐第51頁/共93頁導墻混凝土澆筑第52頁/共93頁導墻混凝土養(yǎng)護（中間設木支撐或磚支撐）第53頁/共93頁泥漿配制第54頁/共93頁泥漿測試第55頁/共93頁成槽開挖第56頁/共93頁成槽開挖第57頁/共93頁成槽開挖第58頁/共93頁鋼筋籠平臺及鋼筋對焊第59頁/共93頁鋼筋籠制作第60頁/共93頁鋼筋籠起吊第61頁/共93頁鋼筋籠起吊第62頁/共93頁鋼筋籠入槽第63頁/共93頁鎖口管吊放第64頁/共93頁混凝土澆筑第65頁/共93頁鎖口管起拔第66頁/共93頁鎖口管起拔第67頁/共93頁連續(xù)墻內(nèi)部支撐第68頁/共93頁上海環(huán)球金融中心基礎工程第一階段：54幅地下連續(xù)墻施工（2004年2月18日～4月23日）；第二階段：幾個槽段的地下連續(xù)墻補強（5月5日～6月4日）；第三階段：基坑開挖（5月18日～9月5日）；第四階段：樁頭處理（9月8日～11月25日）；第五階段：深坑開挖（11月25日～）。工程施工實踐證明：最大變形只有0.03米，僅是同等基坑的30～50%，工程整體穩(wěn)定性良好，對周邊環(huán)境的影響也在規(guī)范規(guī)定的限值之內(nèi)。第69頁/共93頁中國銀行總部大廈北京市西單路口西北角。占地面積13158平方米，總建筑面積174869平方米，地下4層，局部6層，地上15層，屋頂高57.5m。工程于2001年4月建成。大廈由著名建筑大師貝聿銘擔任設計顧問，美國貝氏建筑師事務所(PPA)主持設計。大廈曾獲得中國建筑工程總公司科學技術(shù)獎一等獎；美國石材協(xié)會2001年度最考究建筑獎。第三屆詹天佑土木工程大獎獲獎工程。第70頁/共93頁中國銀行總部大廈建筑西側(cè)、北側(cè)主樓部分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，東側(cè)、南側(cè)附樓部分為鋼、混凝土結(jié)構(gòu)。因建筑功能要求，四個區(qū)段間沒有設縫，全部整體連接，整個結(jié)構(gòu)為板柱框架-剪力墻體系。地下室墻為800mm厚地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，地下室四周設置預應力錨桿。采用筏基。

第71頁/共93頁北京地鐵復八線工程防水技術(shù)北京地鐵復八線工程是北京地鐵一號線的中段，西起復興門，東至八王墳，全長12.7km。其中地下線10余km，地面線近2km。在大北窯車站、熱電廠站施工中采用厚0.6m、深約22m、C30鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，有效阻截了地下水及流砂，給施工創(chuàng)造了較好的條件。72第72頁/共93頁潤揚大橋“神州第一錨”地下連續(xù)墻2001年10月28日，潤揚大橋北錨碇地下連續(xù)墻順利合龍，在地下形成1.2米厚的鋼筋混凝土矩形墻，為北錨碇超深基坑開挖提供了堅固的圍護結(jié)構(gòu)。施工過程中地下連續(xù)墻要穿過上部16.5米的原流塑態(tài)淤泥、疏松的粉細砂層、著床在花崗巖裂隙發(fā)育層。第73頁/共93頁1.第一大跨徑:1490米2.第一大錨碇:6.8萬噸,3.第一特大深基坑:69米×50米×50米4.第一高塔:215.58米（73層樓高)5.第一長纜:纏絲總長度近3200公里6.第一重鋼箱梁:21000余噸7.第一大面積鋼橋面鋪裝:70800平方米8.第一座剛?cè)嵯酀慕M合型橋梁潤揚長江公路大橋創(chuàng)國內(nèi)八個第一(世界第三)(纏絲相當于3倍北京至上海的距離。完成的兩根主纜每根長2600米，為國內(nèi)第一長纜，分別由184股、每股127絲、每絲直徑5.3毫米的鍍鋅鋼絲組成，所用鋼絲總數(shù)達23368根，總長度6075萬6800米，可以繞地球3圈。)造價:57.8億元第74頁/共93頁

需解決的問題①考慮施工方法特點，決定結(jié)構(gòu)的布置和構(gòu)造。如平面結(jié)構(gòu)形式，立面支錨方式，埋設件的方法、墻段接頭和墻面接頭形式等。②根據(jù)應用目的決定應用功能的計算。如基坑挖土防滲結(jié)構(gòu)，根據(jù)受力情況決定結(jié)構(gòu)尺寸和進行內(nèi)力計算；作為基礎應用的墻，應進行容許承載力計算；對防滲帷幕墻進行滲透性計算等。3地下連續(xù)墻的設計第75頁/共93頁設計計算的主要內(nèi)容墻體鋼筋砼構(gòu)造要求

主筋外側(cè)寬與槽寬設計尺寸余量≥140-200mm，保護層墊塊高50mm.主筋應采用Φ22-25mm的變形鋼筋，間距4-6根/m；水平向用Φ12-16mm的變形鋼筋，間距250mm，鋼筋籠底部應距離設計槽底300-500mm。鋼筋籠過長時可分段制作吊裝。第76頁/共93頁

設計計算的主要內(nèi)容基坑穩(wěn)定分析

坑底土體的隆起、管涌作用在墻體上的側(cè)壓力

靜止、主動和被動土壓力，多用朗金理論墻體的結(jié)構(gòu)受力計算

墻背土壓力、插入段土抗力、支承狀態(tài)等，類似基坑支護方法第77頁/共93頁情境5.4：沉井的設計與計算二、沉井作為整體深基礎的設計與計算一、沉井主要尺寸的擬定第78頁/共93頁一、沉井主要尺寸的擬定沉井的高度根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件及各土層的承載力確定，沉井頂面一般置于最低水位以下，如地面高于最低水位且不受沖刷時，低于地面至少0.2m，頂面與底面兩標高之差即為沉井高度。第79頁/共93頁一、沉井主要尺寸的擬定

沉井的平面形狀取決于墩（臺）底部的形狀。對矩形或圓端形墩，可采用相應形狀的沉井，采用矩形沉井時沉井的長邊與短邊之比不宜大于3。當墩的長寬較為接近時，可采用方形或圓形沉井。

沉井頂面尺寸為墩（臺）底部尺寸加襟邊寬度。襟邊寬不宜小于0.2m，也不宜小于沉井全高的1/50，浮運沉井不小于0.4m。如沉井頂面需設置圍堰，其襟邊寬度根據(jù)圍堰構(gòu)造還需加大。墩（臺）身邊緣應盡可能支撐于井壁上或蓋板支撐面上，對井孔內(nèi)未用混凝土填實的空心沉井不允許墩（臺）身邊緣全部置于井孔位置上。第80頁/共93頁沉井作為整體深基礎時的基本假定條件1.地基土作為彈性變形介質(zhì)，水平向地基系數(shù)隨深度成正比例增加2.不考慮基礎與土之間的粘著力和摩阻力二、沉井作為整體深基礎的設計與計算第81頁