基礎工程課件沉井基礎

第四章沉井基礎第四章沉井基礎第四章沉井基礎第四章沉井基礎4-1概述第四章沉井基礎第一節(jié)概述

沉井的應用己有很長的歷史，它是由古老的掘井作業(yè)發(fā)展而成的一種施工方法，用沉井法修筑的基礎叫做沉井基礎，參見圖5-1。圖5-1沉井基礎示意a)沉井下沉;b)沉井基礎4-1概述沉井的概念:

是井筒狀的結構物。它是以井內挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設計標高，然后經過混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺或其它結構物的基礎。沉井的優(yōu)點：埋置深度可以很大，整體性強、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，又是施工時的擋土和擋土圍堰結構物，施工工藝并不復雜。沉井施工時對鄰近建筑物尤其是軟土中地下建筑物的基礎影響小。4-1概述第四章沉井基礎沉井的概念:4-1概述沉井的缺點：施工期較長；對粉細砂類土在井內抽水易發(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，均會給施工帶來一定困難。4-1概述第四章沉井基礎沉井的缺點：4-1概述沉井4-1概述第四章沉井基礎沉井4-1概述

根據(jù)經濟合理、施工上可能的原則，一般在下列情況，可以采用沉井基礎：

1.上部荷載較大，而表層地基土的容許承載力不足，做擴大基礎開挖工作量大，以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層，采用沉井基礎與其他深基礎相比較，經濟上較為合理的；

2.在山區(qū)河流中，雖然土質較好，但沖刷大，或河中有較大卵石不便樁基礎施工時；

3.巖層表面較平坦且覆蓋層薄，但河水較深；采用擴大基礎施工圍堰有困難時。4-1概述第四章沉井基礎根據(jù)經濟合理、施工上可能的原則，一般在下列情況，可以第二節(jié)沉井的類型和構造一、沉井的分類按沉井的施工方法分類

一般沉井

浮運沉井4-2沉井的類型和構造第四章沉井基礎按沉井的建筑材料分類

混凝土沉井

鋼筋混凝土沉井

竹筋混凝土沉井第二節(jié)沉井的類型和構造一、沉井的分類按沉井的施工方法分

按沉井形狀分類圓形圓端形矩形沉井的平面形狀4-2沉井的類型和構造第四章沉井基礎沉井的立面形狀柱形階梯形錐形按沉井形狀分類圓形沉井的平面形狀4-2沉井的類型和4-2沉井的類型和構造第四章沉井基礎圖5-3

沉井的平面形狀

a)單孔沉井；b)雙孔沉井；c)多孔沉井4-2沉井的類型和構造4-2沉井的類型和構造第四章沉井基礎圖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）內壁多階型4-2沉井的類型和構造二、沉井基礎的構造(一)沉井的輪廓尺寸

沉井的平面形狀：

決定于墩(臺)底部的形狀。對矩形或圓端形墩，可采用相應形狀的沉井，當墩的長寬比較為接近時，可采用方形或圓形沉井。沉井頂面尺寸為墩(臺)身底部尺寸加襟邊寬度。4-2沉井的類型和構造第四章沉井基礎沉井的入土深度：根據(jù)上部結構、水文地質條件及各土層的承載力等確定。二、沉井基礎的構造(一)沉井的輪廓尺寸沉井的平面形狀：(二)沉井的一般構造

一般沉井構造上主要由井壁、刃腳、隔墻、井孔、凹槽、射水管、封底和蓋板等組成。4-2沉井的類型和構造第四章沉井基礎圖5-5

沉井構造圖(二)沉井的一般構造一般沉井構造上主要由井壁、刃第三節(jié)沉井的施工

沉井基礎施工一般可分為旱地施工、水中筑島施工及浮運沉井施工三種。

4-3沉井的施工第四章沉井基礎一、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。a)制作第一節(jié)沉井;b)抽墊木、挖土下沉;c)沉井接高下沉;d)封底圖5-9

沉井施工順序示意第三節(jié)沉井的施工沉井基礎施工一般可分為旱地施工1.整平場地

如天然地面土質較好，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。4-3沉井的施工第四章沉井基礎1.整平場地如天然地面土質較好，只需將地面雜2.制造第一節(jié)沉井

制造沉井前，應先在刃腳處對稱鋪滿墊木（圖5-10），以支承第一節(jié)沉井的重量，并按墊木定位立模板以綁扎鋼筋。然后在刃腳位置處放上刃腳角鋼，豎立內模（圖5-11），綁扎鋼筋，再立外模澆筑第一節(jié)沉井。4-3沉井的施工第四章沉井基礎圖5-10

墊木布置實例圖5-11

沉井刃腳立模1-內模；2-外模；3-立柱；4-角鋼；5-墊木；6-砂墊層2.制造第一節(jié)沉井制造沉井前，應先在刃腳處對3.拆模及抽墊

當沉井混凝土強度達設計強度70％時可拆除模板，達設計強度后方可抽撤墊木。抽撤墊木應分區(qū)、依次、對稱、同步地向沉井外抽出。其順序為：先內壁下，再短邊，再長邊，最后定位墊木。長邊下墊木隔一根抽一根，以固定墊木為中心，由遠而近對稱地抽，最后抽除固定墊木，并隨抽隨用砂土回填搗實，以免沉井開裂、移動或偏斜。原則：分區(qū)、依次、對稱、同步。4-3沉井的施工第四章沉井基礎3.拆模及抽墊當沉井混凝土強度達設計強度704.挖土下沉

沉井下沉施工可分為排水下沉和不排水下沉。

排水下沉：當沉井穿過的土層較穩(wěn)定，不會因排水而產生大量流砂時，可采用排水下沉。它適用于土層滲水量不大且排水時不會產生涌土或流砂的情況；人工挖土可使沉井均勻下沉和清除井下障礙物，但應保證施工安全。排水下沉時，有時也用機械除土。

不排水下沉：一般都采用機械除土，挖土工具可以是抓土斗或水力吸泥機，如土質較硬，水力吸泥機需配以水槍射水將土沖松。由于吸泥機是將水和土一起吸出井外，故需經常向井內加水維持井內水位高出井外水位1～2m，以免發(fā)生涌土或流砂現(xiàn)象。4-3沉井的施工第四章沉井基礎4.挖土下沉沉井下沉施工可分為排水下沉和不排5.接高沉井

第一節(jié)沉井頂面下沉至距地面還剩1m～2m時，應停止挖土，接筑第二節(jié)沉井。接筑前應使第一節(jié)沉井位置正直，鑿毛頂面，然后立模澆筑混凝土。待混凝土強度達設計要求后，再拆模繼續(xù)挖土下沉。6.筑井頂圍墻

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。4-3沉井的施工第四章沉井基礎5.接高沉井第一節(jié)沉井頂面下沉至距地面還剩17.地基檢驗和處理

基底檢驗：

檢驗內容是地基土質是否和設計相符，是否平整，并對地基進行必要的處理。基底處理：

砂性土或粘性土地基，一般可在井底鋪一層礫石或碎石至刃腳底面以上200mm。未風化巖石地基，應鑿除風化巖層，若巖層傾斜，還應鑿成階梯形。要確保井底地基盡量平整，浮土、軟土清除干凈，以保證封底混凝土、沉井與地基結合緊密。4-3沉井的施工第四章沉井基礎7.地基檢驗和處理基底檢驗：4-3沉井的施工8.封底、充填井孔及澆筑頂蓋

地基經檢驗及處理合乎要求后，應立即進行封底。如封底是在不排水情況下進行，則可用導管法灌注水下混凝土(見鉆孔灌注樁施工)，若灌注面積大，可用多根導管，以先周圍后中間，先低后高的次序進行灌注。待混凝土達設計強度后，再抽干井孔中的水，填筑井內圬土。如井孔中不填料或僅填以礫石，則井頂面應澆筑鋼筋混凝土頂蓋，以支承墩臺，然后砌筑墩身，墩身出土(或水面)后可拆除臨時性的井頂圍堰。4-3沉井的施工第四章沉井基礎8.封底、充填井孔及澆筑頂蓋地基經檢驗及處四、沉井施工新方法簡介

4-3沉井的施工第四章沉井基礎

20世紀90年代以來，在國外一些發(fā)達國家提出了壓沉法SS(SpaceSystemCaisson)法SOCS(SuperOpenCaissonSystem)自動化沉井等施工方法。四、沉井施工新方法簡介4-3沉井的施工五、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；除土不均勻對稱；刃腳遇障礙物頂住而未及時發(fā)現(xiàn)；排土堆放不合理，或單側受水流沖擊淘空等導致沉井承受不對稱外力作用。發(fā)生傾斜的糾正方法：在沉井高的一側集中挖土，在低的一側回填砂石；在沉井高的一側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。

4-3沉井的施工第四章沉井基礎五、沉井下沉過程中遇到的問題及處理1.偏斜4-3沉井的施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；不排水下沉時，可井內抽水。4-3沉井的施工第四章沉井基礎2.沉井下沉困難4-3沉井的施工