GB/T 51130-2016 沉井與氣壓沉箱施工規(guī)范

UDC

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GBT511302016

沉井與氣壓沉箱施工規(guī)范

Codeforconstructionofopencaissonand

pneumaticcaisson專用

人人文庫

20160415發(fā)布20161201實施

統(tǒng)一書號：1580242·926

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

定價：15.00元聯(lián)合發(fā)布

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

沉井與氣壓沉箱施工規(guī)范

Codeforconstructionofopencaissonand

pneumaticcaisson

GB/T51130-2016專用

主編部門：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

批準(zhǔn)部門：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

施行日期：2016年12月1日

人人文庫

中國計劃出版社

2016北京

書

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

沉井與氣壓沉箱施工規(guī)范

GB/T51130-2016專用

☆

中國計劃出版社出版

網(wǎng)址：www.jhpress.com

地址：北京市西城區(qū)木樨地北里甲11號國宏大廈C座3層

郵政編碼：100038電話：(010)63906433(發(fā)行部)

新華書店北京發(fā)行所發(fā)行

三河富華印刷包裝有限公司印刷

850mm×1168mm1/322.5印張61千字

2016年9月第1版2016年9月第1次印刷

☆

人人文庫統(tǒng)一書號：1580242·926

定價：15.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

侵權(quán)舉報電話：(010)63906404

如有印裝質(zhì)量問題，請寄本社出版部調(diào)換

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公告

第1098號

住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)

《沉井與氣壓沉箱施工規(guī)范》的公告

現(xiàn)批準(zhǔn)《沉井與氣壓沉箱施工規(guī)范》為國家標(biāo)準(zhǔn)專用，編號為GB/T

51130—2016，自2016年12月1日起實施。

本規(guī)范由我部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所組織中國計劃出版社出版

發(fā)行。

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

2016年4月15日

人人文庫

前言

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)2013年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

制訂、修訂計劃的通知》(建標(biāo)〔2013〕6號)的要求，規(guī)范編制組經(jīng)

廣泛調(diào)查研究，認(rèn)真總結(jié)實踐經(jīng)驗，參考有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進

標(biāo)準(zhǔn)，并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，編制了本規(guī)范。

本規(guī)范共分7章，主要技術(shù)內(nèi)容包括：總則、術(shù)語和符號、基本

規(guī)定、計算與驗算、制作與下沉、質(zhì)量控制與驗收、監(jiān)測。

本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部負(fù)責(zé)管理，由上海市基礎(chǔ)工程集

團有限公司負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過專用程中如有意見或建

議，請寄送上海市基礎(chǔ)工程集團有限公司(地址：上海市江西中路

406號，郵政編碼：200002)。

本規(guī)范主編單位、參編單位、主要起草人和主要審查人：

主編單位：上海市基礎(chǔ)工程集團有限公司

舜杰建設(shè)(集團)有限公司

參編單位：中國建筑科學(xué)研究院

華東建筑設(shè)計研究院有限公司

廣東省基礎(chǔ)工程集團有限公司

上海市城市排水有限公司

人人文庫上海交通大學(xué)

上海建科工程咨詢有限公司

上海建工五建集團有限公司

上海廣聯(lián)環(huán)境巖土工程股份有限公司

浙江中屹建設(shè)集團有限公司

中天建設(shè)集團有限公司

主要起草人：李耀良陳浙軍朱建明鐘顯奇高文生

·1·

王衛(wèi)東顧楊周紅波王建華袁芬

王濤李琰張思群王理想余振棟

沈華琳衡朝陽許建得婁榮祥曾朝杰

蔡來炳蔣金生潘克明崔永高陳松來

盧建華陳錦劍翁其平盧秀麗

主要審查人：張雁楊斌張建民楊敏錢力航

顧國榮周同和施祖元桂業(yè)琨石堅

金睿蔣立紅葛兆源吳德龍

專用

人人文庫

·2·

目次

1總則…………………(1)

2術(shù)語和符號………………(2)

2.1術(shù)語……………………(2)

2.2符號……………………(4)

3基本規(guī)定…………………(7)

4計算與驗算………………(9)

4.1一般規(guī)定………………(9)

4.2混凝土墊層及砂墊層……專用(9)

4.3側(cè)阻力…………………(11)

4.4下沉系數(shù)及接高穩(wěn)定性…………………(13)

4.5封底混凝土……………(14)

4.6水域沉井與沉箱…………(16)

5制作與下沉………………(20)

5.1一般規(guī)定………………(20)

5.2墊層施工………………(21)

5.3沉井與氣壓沉箱制作……(22)

5.4沉井下沉………………(23)

5.5氣壓沉箱人人文庫下沉……………(25)

5.6沉井封底………………(26)

5.7氣壓沉箱封底……………(27)

5.8水域沉井與沉箱施工……(28)

6質(zhì)量控制與驗收…………(30)

6.1砂墊層…………………(30)

6.2制作……………………(30)

·1·

6.3下沉及封底……………(32)

7監(jiān)測…………………(35)

7.1一般規(guī)定………………(35)

7.2監(jiān)測與報警……………(36)

7.3監(jiān)測報告………………(37)

本規(guī)范用詞說明………………(39)

引用標(biāo)準(zhǔn)名錄…………………(40)

附：條文說明…………………(41)

專用

人人文庫

·2·

Contents

1Generalprovisions…………(1)

2Termsandsymbols…………(2)

2.1Terms…………………(2)

2.2Symbols…………………(4)

3Basicrequirements…………(7)

4Calculationandchecking…………………(9)

4.1Generalrequirements……(9)

4.2Concretecushionandsandcushion…………專用(9)

4.3Skinfriction……………(11)

4.4Sinkingfactorandstability………………(13)

4.5Undersealingconcrete……(14)

4.6Wateropencaisson………(16)

5Constructionandsinking…………………(20)

5.1Generalrequirements……(20)

5.2Cushionconstruction……(21)

5.3Castproductionofopencaissonandpneumaticcaisson………(22)

5.4Sinkingofopencaisson……(23)

5.5Sinking人人文庫ofpneumaticcaisson………………(25)

5.6Undersealingofopencaisson………………(26)

5.7Undersealingofpneumaticcaisson…………(27)

5.8Wateropencaissonconstruction……………(28)

6Qualitycontrolandacceptance……………(30)

6.1Sandcushion……………(30)

6.2Castproduction…………(30)

·3·

6.3Sinkingandundersealing…………………(32)

7Monitoring…………………(35)

7.1Generalrequirements……(35)

7.2Monitoringandalarm……(36)

7.3Monitoringreport…………(37)

Explanationofwordinginthiscode…………(39)

Listofquotedstandards………(40)

Addition：Explanationofprovisions…………(41)

專用

人人文庫

·4·

1總則

1.0.1為了在沉井與氣壓沉箱施工中貫徹執(zhí)行國家技術(shù)經(jīng)濟政

策，做到安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、保證質(zhì)量、保護環(huán)境，制定

本規(guī)范。

1.0.2本規(guī)范適用于沉井與氣壓沉箱的施工。

1.0.3沉井與氣壓沉箱的施工除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家

現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

專用

人人文庫

·1·

2術(shù)語和符號

2.1術(shù)語

2.1.1沉井opencaisson

地面上制作井筒，通過井內(nèi)取土使之下沉至地下預(yù)定深度的

地下結(jié)構(gòu)。

2.1.2氣壓沉箱pneumaticcaisson

地面上制作具有水平封板的井筒，在封板下形成氣壓工作室，

向工作室內(nèi)加氣平衡水土壓力進行挖土作業(yè)，下沉至地下預(yù)定深

度的地下結(jié)構(gòu)。專用

2.1.3浮運沉井floatingopencaisson

把沉井部分或全部的井壁做成箱型結(jié)構(gòu)，或使其漂浮在水中，

并將其拖運到指定位置的沉井。

2.1.4浮運沉箱floatingpneumaticcaisson

把制作好的箱體浮運到指定位置的沉箱。

2.1.5工作坑workingpit

沉井與氣壓沉箱在首節(jié)制作前施工墊層時開挖的基坑。

2.1.6井(箱)壁wall

沉井或沉箱與土體接觸的結(jié)構(gòu)外壁。

2.1.7刃腳人人文庫cuttingedge

井(箱)壁最下端支承沉井與沉箱的重量、切土下沉和擋土的

刃狀結(jié)構(gòu)。

2.1.8下沉系數(shù)subsidencefactor

沉井與氣壓沉箱下沉?xí)r向下作用力與阻力的比值。

2.1.9工作室workingchamber

氣壓沉箱下部加氣平衡水土壓力和取土作業(yè)的工作空間。

·2·

2.1.10氣壓沉箱工作室頂板ceilingofworkingchamber

在氣壓沉箱內(nèi)用于封堵氣體的水平封板。

2.1.11遙控挖掘機remotecontrolexcavator

由地面操作室控制氣壓沉箱工作室內(nèi)的機械挖掘系統(tǒng)。

2.1.12多次制作一次下沉法segmentallyprecastandsinking

wholly

井(箱)體沿高度分節(jié)，將所有節(jié)段制作完成后一次性下沉的

施工方法。

2.1.13多次制作多次下沉法segmentallyprecastandsinking

將井(箱)體沿高度分節(jié)，制作與下沉循環(huán)進行的施工方法。

2.1.14壓沉法sinkingbyadditionalforce

用壓重或地錨反力裝置將井(箱)體壓至地下預(yù)定深度的施

工方法。專用

2.1.15排水下沉法sinkingbydrainage

沉井下沉過程中，使井內(nèi)保持無水狀態(tài)進行取土的下沉方法。

2.1.16不排水下沉法sinkingunderwater

沉井下沉過程中，控制井內(nèi)水位保持井內(nèi)水土穩(wěn)定，進行水下

取土的下沉方法。

2.1.17空氣幕減阻法frictionreducingbyaircurtain

通過井壁管路向外壁注入空氣，在井壁與土體之間形成空氣

帷幕，降低井壁摩阻力的方法。

2.1.18氣壓浮托力compressed-airupliftpressure

氣壓沉箱所人人文庫受工作室氣壓作用的均布向上的氣體壓力。

2.1.19泥漿套減阻法thixotropicslurrydragreduction

通過井壁管路向外壁注入泥漿，在井壁四周形成泥漿套，降低

井壁摩阻力的方法。

2.1.20筑島施工法drillingusingartificialislandmethod

在位于淺水區(qū)域或鄰近水域的岸灘上施工沉井或沉箱時，預(yù)

先堆積出高于水面的人工島進行作業(yè)的施工方法。

·3·

2.2符號

2.2.1作用及作用效應(yīng)：

Eep，k———沉井后側(cè)主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值之和；

Epk———沉井前側(cè)被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值之和；

fa———修正后的地基承載力特征值；

fkx———側(cè)壁與土的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

ft———混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值；

fk———單位極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

fki———第i層土的單位摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

Fg———下沉過程中氣壓的浮托力；

Fbf，k———沉井底面有效摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值之和；

F'k———基底的水浮托力標(biāo)準(zhǔn)值；專用

Fu———下沉過程中氣壓或地下水的浮托力；

Fw———下沉過程中地下水的浮托力；

Gk———沉井、氣壓沉箱自重，包括外加助沉重量的標(biāo)準(zhǔn)值；

Gkc———接高后的井(箱)體重量；

G0———沉井與氣壓沉箱第一節(jié)沿井壁單位長度重量；

G1k———下沉到設(shè)計標(biāo)高后井(箱)體的重量標(biāo)準(zhǔn)值；

M———每米寬度最大彎矩的設(shè)計值；

M外———外力矩；

∑Maov，k———沉井抗傾覆彎矩標(biāo)準(zhǔn)值之和；

M———；

∑ov，k人人文庫沉井傾覆彎矩標(biāo)準(zhǔn)值之和

p———基底壓力標(biāo)準(zhǔn)值；

pg———氣壓沉箱工作室內(nèi)氣壓值；

R1———刃腳下地基極限承載力；

R2———隔墻和底梁下地基極限承載力；

Rk———地基極限承載力；

Tf———側(cè)壁與土的總摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

·4·

γc———混凝土重度；

γw———水的重度；

γs———砂的天然重度。

2.2.2幾何參數(shù)：

A1———隔墻支承面積；

A2———底梁支撐面積；

b———刃腳踏面寬度；

b0———計算寬度；

b1———素混凝土外挑寬度；

bw———護道寬度；

B———刃腳寬度；

BL———素混凝土墊層的寬度；

B———砂墊層的底面寬度；專用

S

d———導(dǎo)管內(nèi)徑；

h———水位面至基底的深度；

h1———導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱與管外泥漿柱平衡所需高度；

h2———初灌混凝土下灌后導(dǎo)管外混凝土擴散高度；

hv———刃腳到井(箱)壁變截面高度；

hs———砂墊層厚度；

hc———素混凝土墊層厚度；

hx———計算點距離地面的深度；

ht———水下封底混凝土厚度；

hu———人人文庫附加厚度；

H———筑島高度；

Hi———第i層土的厚度；

I———浮運沉井或浮運沉箱浸水截面面積對斜軸線的慣性矩；

l———浮運沉井或浮運沉箱重心至浮心的距離；

n———刃腳斜面與土壤接觸面的水平投影寬度；

r———擴散半徑；

·5·

S———氣壓沉箱工作室頂板與氣壓接觸的面積；

U———側(cè)壁外圍周長；

Ui———第i層土中側(cè)壁外圍周長；

V———沉井在地下水位以下的體積；

Vc———混凝土初灌量；

V排———排水體積；

ρ———定傾半徑；

α———砂墊層的壓力擴散角；

φ———筑島土飽和狀態(tài)內(nèi)摩擦角；

φ———浮運沉井或浮運沉箱在浮運階段的傾斜角。

2.2.3計算系數(shù)：

k———充盈系數(shù)；

ks———沉井抗滑移系數(shù)；專用

kst———下沉系數(shù)；

kc———接高穩(wěn)定性系數(shù)；

kf———抗浮系數(shù)；

kov———沉井抗傾覆系數(shù)；

η———被動土壓力利用系數(shù)。

人人文庫

·6·

3基本規(guī)定

3.0.1沉井適用于在其影響范圍內(nèi)無重要建(構(gòu))筑物及地下管

線等的環(huán)境，氣壓沉箱適用于對周邊環(huán)境要求較高或?qū)Φ叵滤?/p>

制有要求的環(huán)境。

3.0.2沉井與氣壓沉箱施工計算必須具備巖土工程的勘察資料，

勘察和鉆孔應(yīng)符合下列規(guī)定：

1面積不大于200m2的沉井與氣壓沉箱，不應(yīng)少于2個

鉆孔；

2面積大于200m2的沉井與氣壓沉箱，形專用狀為矩形時，在四

個角點應(yīng)各布置一個鉆孔；形狀為圓形時，在兩個相互垂直的直徑

端點應(yīng)各布置一個鉆孔；

3特大沉井與氣壓沉箱可根據(jù)設(shè)計要求增加鉆孔數(shù)量；

4鉆孔底標(biāo)高應(yīng)低于沉井與氣壓沉箱的終沉標(biāo)高不少于

5.0m；

5軟土地層應(yīng)采用靜力觸探的方式進行鉆孔，勘探孔應(yīng)穿透

軟弱土層或達到預(yù)計控制深度。

3.0.3沉井與氣壓沉箱工程施工前，應(yīng)具備下列資料：

1設(shè)計施工圖；

2施工區(qū)人人文庫域內(nèi)的氣象和水文資料；

3巖土工程勘察報告；

4擬建工程施工影響范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物、地下管線和障

礙物等環(huán)境保護的相關(guān)資料；

5測量基線和水準(zhǔn)點資料；

6施工組織設(shè)計及施工方案；

7防洪、防汛、防臺風(fēng)的有關(guān)規(guī)定。

·7·

3.0.4水域沉井與沉箱施工前除應(yīng)符合本規(guī)范第3.0.3條的規(guī)

定外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

1應(yīng)查明河流規(guī)劃寬度、通航情況以及斷面尺寸等條件；

2應(yīng)搜集工程河段水文資料、洪水特性、各頻率流量及洪量、

水位流量關(guān)系、冬季冰凌情況、泥石流以及上下游水利水電工程對

本工程的影響情況。

3.0.5原材料進場時，應(yīng)具有產(chǎn)品合格證、出廠試驗報告。進場

后應(yīng)進行材料驗收和抽檢，質(zhì)量檢驗合格后方可使用。

3.0.6沉井與氣壓沉箱施工前應(yīng)熟悉施工圖，掌握設(shè)計意圖與要

求，實行自審、會審(交底)和簽證制度；發(fā)現(xiàn)施工圖有疑問、差錯

時，應(yīng)及時提出意見和建議。

3.0.7氣壓沉箱施工宜采用機械化、信息化、智能化作業(yè)的施工

工藝。專用

3.0.8沉井與氣壓沉箱在施工期間及使用過程中，應(yīng)對其自身以

及鄰近的周邊建(構(gòu))筑物、地下管線等進行監(jiān)測。

人人文庫

·8·

4計算與驗算

4.1一般規(guī)定

4.1.1沉井施工前應(yīng)對墊層厚度、下沉系數(shù)、接高穩(wěn)定性、封底混

凝土等內(nèi)容進行計算與驗算，計算和驗算時所取的作用力均采用

標(biāo)準(zhǔn)值。

4.1.2氣壓沉箱施工計算除應(yīng)符合本規(guī)范第4.1.1條的規(guī)定外，

尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

1在下沉阻力計算中，除箱壁側(cè)摩阻力、刃腳反力外，尚應(yīng)包

括氣壓浮托力；專用

2工作室頂板的計算荷載應(yīng)根據(jù)不同工況確定，應(yīng)取配重、

自重、地基反力、水浮力和氣壓浮托力的最不利工況，且不應(yīng)計入

封底混凝土的作用。

4.1.3水域沉井與沉箱在溜放、拖運以及沉放施工時，應(yīng)對沉井

與沉箱的傾斜穩(wěn)定性進行驗算；水域沉井與沉箱的前后兩面水平

作用不均衡時，尚應(yīng)驗算抗滑移及抗傾覆穩(wěn)定性。

4.1.4鋼筋混凝土沉井與氣壓沉箱在分節(jié)制作時，每節(jié)井(箱)

壁上端水平鋼筋應(yīng)加強。

4.1.5沉井與氣壓沉箱首節(jié)制作時的基底壓力不應(yīng)大于下臥層

地基承載力人人文庫特征值，以后各節(jié)接高制作時應(yīng)符合地基極限承載力

的要求。

4.1.6沉井與氣壓沉箱地基承載力及軟弱下臥層驗算應(yīng)按現(xiàn)行

國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007的規(guī)定執(zhí)行。

4.2混凝土墊層及砂墊層

4.2.1開挖工作坑遇有暗塘、暗溝、舊河道等不良地質(zhì)時應(yīng)進行

·9·

加固處理，工作坑的開挖應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護技

術(shù)規(guī)程》JGJ120的規(guī)定。

4.2.2砂墊層的厚度應(yīng)根據(jù)沉井與氣壓沉箱的重量和地基土的

承載力按下列公式計算確定(砂墊層計算簡圖見圖4.2.2)，且不

宜小于600mm。

專用

圖4.2.2砂墊層計算簡圖

G

人人文庫p=0+h(4.2.2-1)

γss

2hstanα+BL

p≤fa(4.2.2-2)

式中：p———基底壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；

hs———砂墊層厚度(m)；

G0———沉井與氣壓沉箱第一節(jié)沿井壁單位長度重量(kN/m)；

33

γs———砂的天然重度(kN/m)，可取15kN/m；

·01·

BL———素混凝土墊層的寬度(m)，BL=B+2b1，計算時取

b1=hc；

b1———素混凝土外挑寬度(m)，可取b1≥hc(hc為素混凝

土墊層厚度)；

α———砂墊層的壓力擴散角(°)，可取30°；

fa———修正后的地基承載力特征值(kPa)；

b———刃腳踏面寬度(m)；

B———刃腳寬度(m)。

4.2.3砂墊層的寬度宜根據(jù)素混凝土墊層邊緣向下按砂墊層的

壓力擴散角α擴散確定，即按下式計算確定：

BS≥2hstanα+BL(4.2.3)

：B———(m)。

式中S砂墊層的底面寬度專用

4.2.4素混凝土墊層的厚度hc不應(yīng)小于150mm，且不宜大于

250mm，混凝土的強度等級不應(yīng)低于C20。

4.3側(cè)阻力

4.3.1沉井與氣壓沉箱壁阻力沿井(箱)壁深度方向的分布，側(cè)

阻力計算應(yīng)符合下列規(guī)定(圖4.3.1)：

人人文庫

圖4.3.1摩阻力沿井(箱)壁外側(cè)分布圖

·11·

1井(箱)壁外側(cè)為直壁式井壁時，應(yīng)按下列公式進行計算：

h

f=xf0＜h≤5(4.3.1-1)

kx5kx

fkx=fkhx＞5(4.3.1-2)

式中：fkx———側(cè)壁與土的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；

hx———計算點距離地面的深度(m)；

fk———單位極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)，多層土按照深度取

加權(quán)平均值。

2井(箱)壁外側(cè)為階梯式井壁時，應(yīng)按下列公式進行計算：

h

f=x(0.5～0.7)f0＜h≤5(4.3.1-3)

kx5kx

fkx=(0.5～0.7)fk5＜hx≤H-hv(4.3.1-4)

fkx=fkH-hv＜hx≤H專用(4.3.1-5)

式中：hv———刃腳到井(箱)壁變截面高度(m)。

4.3.2井(箱)壁外側(cè)與土層間的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)工程

地質(zhì)條件，通過試驗或?qū)Ρ裙こ痰慕?jīng)驗資料確定。當(dāng)無試驗或無

可靠資料時，可按表4.3.2選用。

表4.3.2極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值

極限側(cè)阻力極限側(cè)阻力極限側(cè)阻力

土層助沉方法

土層類別標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值

類別分類

(kPa)(kPa)(kPa)

流塑狀態(tài)黏性土10～15砂性土25～45灌砂7～10

可塑、軟塑狀態(tài)人人文庫黏性土10～25砂礫石30～50泥漿套3～5

硬塑狀態(tài)黏性土25～50卵石40～60空氣幕2～5

注：灌砂助沉適用于階梯形井壁外側(cè)。

4.3.3側(cè)壁與土的總摩阻力Tf值應(yīng)按下式計算：

Tf=∑UifkiHi(4.3.3)

式中：Tf———側(cè)壁與土的總摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；

Ui———第i層土中側(cè)壁外圍周長(m)；

·21·

fki———第i層土的單位摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；

Hi———第i層土的厚度(m)。

4.4下沉系數(shù)及接高穩(wěn)定性

4.4.1沉井與氣壓沉箱下沉系數(shù)計算應(yīng)符合下列規(guī)定：

1采取刃腳留土下沉?xí)r，沉井下沉系數(shù)應(yīng)按下列公式計算：

Gk-Fw

kst=(4.4.1-1)

Tf+R1+R2

Fw=γwV(4.4.1-2)

n

R=U(b+)R(4.4.1-3)

12k

R2=A1Rk+A2Rk(4.4.1-4)

：k———；

式中st下沉系數(shù)專用

Gk———沉井、氣壓沉箱自重，包括外加助沉重量的標(biāo)準(zhǔn)值

(kN)；

Fw———下沉過程中地下水的浮托力(kN)，采取排水下沉?xí)r

取0；

33

γw———水的重度(kN/m)，取9.8kN/m；

V———沉井在地下水位以下的體積(m3)；

R1———刃腳下地基極限承載力(kN)，當(dāng)采取掏刃腳下沉?xí)r

取0；

U———側(cè)壁外圍周長(m)；

n—人人文庫——刃腳斜面與土壤接觸面的水平投影寬度(m)；

Rk———地基極限承載力(kPa)；

R2———隔墻和底梁下地基極限承載力(kN)，當(dāng)采取掏刃腳

下沉?xí)r取0；

2

A1———隔墻支承面積(m)；

2

A2———底梁支撐面積(m)。

2當(dāng)井(箱)內(nèi)填砂處理時，式(4.4.1-1)中的R1、R2應(yīng)按現(xiàn)

·31·

行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007的規(guī)定進行深度

修正，且應(yīng)增加刃腳處砂對刃腳的摩阻力值。

3采取刃腳留土下沉?xí)r，氣壓沉箱下沉系數(shù)應(yīng)按下列公式

計算：

Gk-Fg

kst=(4.4.1-5)

Tf+R1+R2

Fg=pgS(4.4.1-6)

式中：Fg———下沉過程中氣壓的浮托力(kN)，氣壓沉箱接高時取

氣壓浮托力標(biāo)準(zhǔn)值；

pg———氣壓沉箱工作室內(nèi)氣壓值(kPa)；

S———氣壓沉箱工作室頂板與氣壓接觸的面積(m2)。

4下沉系數(shù)宜為1.05～1.25，在下沉過程中遇有軟弱土層

時宜為0.8～0.9。專用

4.4.2當(dāng)沉井與氣壓沉箱多次制作下沉?xí)r，應(yīng)按下列公式進行接

高穩(wěn)定性驗算：

kc＜1.0(4.4.2-1)

Gkc-Fu

kc=(4.4.2-2)

Tf+R1+R2

式中：kc———接高穩(wěn)定性系數(shù)；

Gkc———接高后的井(箱)體重量(kN)；

Fu———下沉過程中氣壓或地下水的浮托力(kN)，當(dāng)沉井下

沉?xí)r，取Fu=Fw，當(dāng)氣壓沉箱下沉?xí)r，取Fu=Fg。

人人文庫4.5封底混凝土

4.5.1干封底混凝土厚度應(yīng)符合設(shè)計要求，且不宜小于0.4m，并

應(yīng)保證鋼筋混凝土底板能夠順利施工。

4.5.2水下封底混凝土的厚度除應(yīng)符合井(箱)體的強度和抗浮

要求，尚應(yīng)按下式計算：

5.72M

h=+h(4.5.2)

tbfu

槡0t

·41·

式中：ht———水下封底混凝土厚度(mm)；

M———每米寬度最大彎矩的設(shè)計值(N·mm)；

b0———計算寬度(mm)，取1000mm；

2

ft———混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值(N/mm)；

hu———附加厚度(mm)，可取300mm。

4.5.3沉井與氣壓沉箱封底前，應(yīng)進行抗浮驗算。沉井與氣壓沉

箱抗浮應(yīng)按封底時可能出現(xiàn)的最高水位進行驗算。抗浮系數(shù)應(yīng)按

下式計算，但不應(yīng)小于1.0：

G1k

kf=(4.5.3)

F'k

式中：kf———抗浮系數(shù)；

F'k———基底的水浮托力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；

G———下沉到設(shè)計標(biāo)高后井(箱)體的重專用量標(biāo)準(zhǔn)值(kN)。

1k

4.5.4當(dāng)封底混凝土與底板間有拉結(jié)鋼筋等可靠連接時，封底混

凝土的自重宜計入抗浮重量的一部分，且kf應(yīng)大于1.05。

4.5.5沉井采用導(dǎo)管法進行水下混凝土封底時，導(dǎo)管的平面布置

應(yīng)符合下列規(guī)定(圖4.5.5)：

1導(dǎo)管擴散半徑不宜大于4.0m；

2導(dǎo)管插入深度不宜小于1.0m；

3導(dǎo)管澆筑時距離基底面高度宜為0.3m～0.4m；

4水下封底混凝土初灌量應(yīng)按下列公式計算：

πd2hkπr2h

V≥1+2(4.5.5-1)

人人文庫c43

(h-h2)γw

h1=(4.5.5-2)

rc

3

式中：Vc———混凝土初灌量(m)；

h———水位面至基底的深度(m)；

h1———導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱與管外泥漿柱平衡所需高度(m)；

h2———初灌混凝土下灌后導(dǎo)管外混凝土擴散高度(m)，取

·51·

1.3m～1.4m；

d———導(dǎo)管內(nèi)徑(m)；

r———擴散半徑(m)；

k———充盈系數(shù)，宜取1.3；

3

γc———混凝土重度，取23kN/m。

專用

圖4.5.5混凝土初灌量計算示意

1—料斗；2—導(dǎo)管；Hw—水位

4.6水域沉井與沉箱

4.6.1浮人人文庫運沉井或浮運沉箱沉入河床前，應(yīng)驗算穩(wěn)定傾斜角。浮

運階段的穩(wěn)定傾斜角φ不得大于6°。穩(wěn)定傾斜角φ角應(yīng)按下列

公式計算：

M

φ=arctan外(4.6.1-1)

γwV排(ρ-l)

I

ρ=(4.6.1-2)

V排

·61·

ρ-l＞0(4.6.1-3)

式中：φ———浮運沉井或浮運沉箱浮運階段的傾斜角(°)；

M外———外力矩(kN·m)；

3

V排———排水體積(m)；

l———浮運沉井或浮運沉箱重心至浮心的距離(m)，重心

在浮心之上為正，反之為負(fù)；

ρ———定傾半徑(圖4.6.1)，即定傾中心至浮心的距離

(m)；

I———浮運沉井或浮運沉箱浸水截面面積對斜軸線的慣性

矩(m4)。

專用

人人文庫

圖4.6.1水中浮運沉井與浮運沉箱

D—重心；C—浮心；O—定傾中心

4.6.2浮運沉箱下水前混凝土強度應(yīng)符合設(shè)計要求。根據(jù)施工

情況復(fù)核沉箱的浮運穩(wěn)定性，不符合要求時，應(yīng)采取適當(dāng)措施。

·71·

4.6.3位于水域岸邊的沉井與沉箱，前后兩面水平作用不均衡時

應(yīng)按下列公式驗算沉井的滑移和傾覆穩(wěn)定性。

1抗滑移驗算：

ks≥1.3(4.6.3-1)

ηEpk+Fbf，k

ks=(4.6.3-2)

Eep，k

式中：ks———沉井抗滑移系數(shù)；

η———被動土壓力利用系數(shù)，施工階段取0.80，使用階段取

0.65；

Eep，k———沉井后側(cè)主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值之和(kN)；

Epk———沉井前側(cè)被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值之和(kN)；

Fbf，k———沉井底面有效摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值之和(kN)。

2抗傾覆驗算：專用

kov≥1.5(4.6.3-3)

∑Maov，k

kov=(4.6.3-4)

∑Mov，k

式中：kov———沉井抗傾覆系數(shù)；

∑Maov，k———沉井抗傾覆彎矩標(biāo)準(zhǔn)值之和(kN·m)；

∑Mov，k———沉井傾覆彎矩標(biāo)準(zhǔn)值之和(kN·m)。

4.6.4浮運沉箱水上運輸可用浮運拖帶法、半潛駁或浮船塢干運

法。無運輸經(jīng)驗時，應(yīng)對下潛裝載、船運和下潛卸載的作業(yè)階段進

行下列驗算：

1半人人文庫潛駁或浮船塢的吃水、穩(wěn)性、總體強度、甲板強度和局部

承載力；

2在風(fēng)、浪、流作用下的船舶運動響應(yīng)和浮運沉箱自身的強

度、穩(wěn)性等。

4.6.5浮運沉箱采用浮運拖帶法水上運輸時，拖帶前應(yīng)對浮運沉

箱進行吃水、壓載和浮游等穩(wěn)定驗算。驗算應(yīng)符合下列規(guī)定：

1驗算浮運沉箱吃水時，應(yīng)準(zhǔn)確計入浮運沉箱內(nèi)實際的殘余

·81·

水和混凝土殘屑的重量、施工操作平臺和封艙蓋的重量；

2驗算吃水、干舷高度和穩(wěn)定性時，應(yīng)分別對空載和不同拖

帶工藝下不同穩(wěn)定要求等情況進行計算；

3浮運沉箱壓載宜用砂、石、混凝土塊等固體物；用水壓載

時，應(yīng)精確計算自由水面對穩(wěn)定性的影響。

4.6.6水深小于5.0m的淺水地段，宜采取現(xiàn)場人工筑島進行沉

井與沉箱制作與施工。島面標(biāo)高應(yīng)高出施工期最高水位0.5m以

上，下沉結(jié)構(gòu)邊線外側(cè)應(yīng)留設(shè)護道；無圍堰時四周護道寬度不應(yīng)小

于2.0m，有圍堰時應(yīng)按下式確定且不應(yīng)小于1.5m，設(shè)置其他施工

設(shè)施時應(yīng)另行加寬或按設(shè)計要求。

φ

b≥H·tan(45°-)(4.6.6)

w2

：b———(m)；

式中w護道寬度專用

H———筑島高度(m)；

φ———筑島土飽和狀態(tài)內(nèi)摩擦角(°)。

人人文庫

·91·

5制作與下沉

5.1一般規(guī)定

5.1.1施工前應(yīng)對施工現(xiàn)場進行踏勘，了解鄰近建(構(gòu))筑物、

堤防、地下管線和地下障礙物等狀況，按要求做好沉降位移的定

期監(jiān)測及監(jiān)護工作。水域環(huán)境沉井與沉箱施工前尚應(yīng)對洪汛、

凌汛、河床沖刷、通航及漂流物等做好調(diào)查研究，并應(yīng)采取相應(yīng)

防護措施。

5.1.2施工前應(yīng)設(shè)置測量控制網(wǎng)，進行定位放線、布置水準(zhǔn)基點

等工作。專用

5.1.3氣壓沉箱工作室內(nèi)外應(yīng)配備通信聯(lián)絡(luò)設(shè)備，定期檢查線路

確保暢通。

5.1.4鄰近水域的沉井與沉箱施工初沉階段宜避開汛期。

5.1.5分節(jié)制作的鋼筋混凝土沉井與氣壓沉箱，下沉前首節(jié)的混

凝土強度必須達到設(shè)計強度，其余各節(jié)不得低于設(shè)計強度

的70%。

5.1.6沉井與氣壓沉箱制作時應(yīng)符合下列規(guī)定：

1地基承載力不能符合沉井與氣壓沉箱制作和接高穩(wěn)定要

求時，在施工前應(yīng)進行地基處理；

2首節(jié)人人文庫制作高度不宜大于6m，其余節(jié)制作高度宜控制在

6m～8m；

3分節(jié)制作高度不宜大于沉井與氣壓沉箱的短邊或者直徑。

5.1.7沉井與氣壓沉箱為多次制作多次下沉?xí)r，每次接高均應(yīng)符

合穩(wěn)定性要求。

5.1.8沉井與氣壓沉箱施工時落地外腳手架必須與模板系統(tǒng)脫

開，且落地外腳手架應(yīng)具有防傾覆的安全措施。

·02·

5.1.9沉井與氣壓沉箱下沉前，應(yīng)完成井壁防水層施工，并應(yīng)做

好下沉高差、平面偏差的觀測。

5.1.10沉井與氣壓沉箱下沉前及下沉?xí)r，應(yīng)做好地下水位的觀測。

5.1.11軟土地層中的沉井與氣壓沉箱下沉，應(yīng)嚴(yán)格控制井(箱)

內(nèi)取土深度。

5.1.12沉井與氣壓沉箱的下沉應(yīng)實時測量與糾偏，下沉至設(shè)計

標(biāo)高，且8h累計下沉量不大于10mm時可封底施工。

5.1.13大型沉井封底應(yīng)分倉、均勻?qū)ΨQ進行，且任一區(qū)域的混凝

土封底工作均應(yīng)一次連續(xù)澆筑完成。

5.2墊層施工

5.2.1工作坑底部的平面尺寸應(yīng)根據(jù)支模、搭設(shè)腳手架及排水等

因素確定，開挖的深度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況、地下水位專用、現(xiàn)場施工條件

等綜合確定。

5.2.2工作坑基底宜選擇在低壓縮性、高承載力的土層中，基底

位于地下水位以下時，應(yīng)做好降水、排水工作。

5.2.3砂墊層的鋪設(shè)厚度不宜小于600mm，每層鋪設(shè)厚度不應(yīng)

超過300mm，應(yīng)逐層澆水控制最佳含水量。砂墊層宜采用顆粒級

配良好的中砂、粗砂或礫砂。

5.2.4鋪筑砂墊層前，場地應(yīng)預(yù)先清理、平整和夯實。工作坑底

部應(yīng)設(shè)置盲溝和集水井，集水井的深度宜低于基底500mm。在清

除浮土后，方可進行砂墊層的鋪填工作。施工期間應(yīng)做好排水工

作，嚴(yán)禁砂墊人人文庫層浸泡在水中。

5.2.5砂墊層的壓實系數(shù)可采用環(huán)刀法或貫入儀等方法測定，壓

實系數(shù)不應(yīng)小于0.93。

5.2.6沉井砂墊層布置宜采用滿堂鋪筑形式，平面尺寸較大時，

可采用環(huán)井壁鋪筑形式；氣壓沉箱砂墊層應(yīng)采用滿堂鋪筑形式。

5.2.7素混凝土墊層施工前，應(yīng)檢查砂墊層的壓實系數(shù)和平整

度，符合要求后可沿墻澆筑混凝土墊層。

·12·

5.3沉井與氣壓沉箱制作

5.3.1沉井與氣壓沉箱刃腳施工應(yīng)符合下列規(guī)定：

1沉井刃腳內(nèi)側(cè)與底板連接的凹槽在澆筑前應(yīng)進行鑿毛

處理；

2氣壓沉箱刃腳應(yīng)與頂板、箱壁整澆；

3沉井與氣壓沉箱刃腳內(nèi)側(cè)與底板連接的凹槽深度宜為

150mm～200mm，連接點處不應(yīng)漏水。

5.3.2沉井與氣壓沉箱模板施工應(yīng)符合下列規(guī)定：

1模板表面應(yīng)平整光滑且具有足夠的強度、剛度、整體穩(wěn)定

性，縫隙不應(yīng)漏漿；

2模板的設(shè)計、安裝及預(yù)埋件和預(yù)留孔洞設(shè)置偏差應(yīng)符合現(xiàn)

行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收專用規(guī)范》GB50204的

規(guī)定。

5.3.3沉井與氣壓沉箱接高制作時模板下端應(yīng)高出地面

1000mm以上。

5.3.4沉井與氣壓沉箱接高施工應(yīng)符合下列規(guī)定：

1沉井與氣壓沉箱首節(jié)制作高度應(yīng)符合地基土下臥層的承

載力要求；接高時，應(yīng)進行接高穩(wěn)定性驗算，氣壓沉箱接高時應(yīng)維

持工作室內(nèi)的氣壓穩(wěn)定；

2井壁與后澆隔墻的連接處應(yīng)在井壁上加設(shè)腋腳，并預(yù)留凹

槽和連接鋼筋；預(yù)留連接凹槽的深度不宜少于100mm，連接鋼筋

的直徑和間人人文庫距應(yīng)與隔墻內(nèi)的水平鋼筋的布置一致；

3沉井與氣壓沉箱接高前應(yīng)進行糾偏，符合終沉?xí)r的偏差允

許值，接高水平施工縫宜做成凸型，應(yīng)將接縫處的混凝土鑿毛，清

洗干凈，充分潤濕，并在澆筑上層混凝土前用水泥砂漿接漿。氣壓

沉箱接縫和施工縫應(yīng)用止水鋼板。

5.3.5沉井與氣壓沉箱制作和接高時，腳手架和模板支撐的設(shè)計

與施工應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及通過計算確定。

·22·

5.3.6混凝土澆筑應(yīng)分層平鋪，均勻?qū)ΨQ，每層混凝土的澆筑厚

度宜為300mm～500mm。

5.3.7水平施工縫應(yīng)留置在底板凹槽、凸榫或溝、洞底面以下

200mm～300mm。沉井井壁及框架不宜設(shè)置豎向施工縫。

5.3.8氣壓沉箱工作室頂板澆筑時應(yīng)預(yù)留人孔、物料孔及供氣、

照明、封底混凝土澆筑等管路。

5.3.9沉井與氣壓沉箱澆筑完成后應(yīng)及時養(yǎng)護，側(cè)模板待混凝土

強度達到能保證表面和棱角不受損傷時方可拆除，底模版拆除時

混凝土的強度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗

收規(guī)范》GB50204的規(guī)定。

5.4沉井下沉

5.4.1沉井下沉前應(yīng)檢查結(jié)構(gòu)外觀，并復(fù)核混凝專用土強度及抗?jié)B等

級。根據(jù)施工計算結(jié)果判斷各階段是否會出現(xiàn)突沉或下沉困難，

確定下沉方法和相應(yīng)技術(shù)措施。

5.