沉井基礎(chǔ)施工-浮式沉井施工(地基基礎(chǔ)施工課件)

水中沉井施工概述

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(chǔ)叫做沉井基礎(chǔ)。沉井基礎(chǔ)示意a)沉井下沉;b)沉井基礎(chǔ)沉井的概念:

是井筒狀的結(jié)構(gòu)物。它是以井內(nèi)挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計標高，然后經(jīng)過混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。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(chǔ)，又是施工時的擋土和擋土圍堰結(jié)構(gòu)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(chǔ)影響小。

浮運沉井的構(gòu)造1.不帶氣筒的浮運沉井

不帶氣筒的浮式沉井適應于水深較淺、流速不大、河床較平、沖刷較小的自然條件。一般在岸邊制造，通過滑道拖拉下水，浮運到墩位，再接高下沉到河床。這種沉井可用鋼、木、鋼筋混凝土、鋼絲網(wǎng)及水泥等材料組合。

鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井是由內(nèi)、外壁組成的空心井壁沉井，這是制造浮運沉井較好的方法，具有施工方便、節(jié)省鋼材等優(yōu)點。沉井的內(nèi)壁、外壁及橫隔板都是鋼筋鋼絲網(wǎng)水泥制成。做法是將若干層鋼絲網(wǎng)均勻地鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)的兩側(cè)，外面涂抹不低于M5的水泥砂漿，使它充滿鋼筋網(wǎng)和鋼絲網(wǎng)之間的間隙并形成厚1～3mm的保護層。2.帶鋼氣筒的浮運沉井

帶鋼氣筒的浮運沉井

帶鋼氣筒的浮運沉井適用于水深流急的巨型沉井。它主要由雙壁的沉井底節(jié)、單壁鋼殼、鋼氣筒等組成。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(nèi)模（圖5-11），綁扎鋼筋，再立外模澆筑第一節(jié)沉井。

墊木布置實例沉井刃腳立模1-內(nèi)模；2-外模；3-立柱；4-角鋼；5-墊木；6-砂墊層水中沉井的施工

（一）筑島法

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

水中筑島下沉沉井a(chǎn))無圍堰防護土島;b)有圍堰防護土島;c)圍堰筑島

水深較大，如超過10m時，筑島法很不經(jīng)濟，且施工也困難，可改用浮運法施工。沉井在岸邊做成，利用在岸邊鋪成的滑道滑入水中，然后用繩索引到設(shè)計墩位。（二）浮運沉井施工

浮運沉井下水示意泥漿潤滑套與壁后壓氣沉井施工法

（一）泥漿潤滑套

泥漿潤滑套是借助泥漿泵和輸送管道將特制的泥漿壓入沉井外壁與土層之間，在沉井外圍形成有一定厚度的泥漿層。主要利用泥漿的潤滑減阻，降低沉井下沉中的摩擦阻力。

射口擋板與壓漿管構(gòu)造a)射口擋板;b)外管法壓漿管構(gòu)造（二）壁后壓氣沉井法

它是通過對沿井壁內(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。與泥漿潤滑套相比的優(yōu)點：

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(shè)備簡單，可以水下施工，經(jīng)濟效果好。在一般條件下較泥漿潤滑套更為方便，它適用于細、粉砂類土和粘性土中。但設(shè)計方法和施工措施尚待積累更多的資料。

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；除土不均勻?qū)ΨQ；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(cè)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(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。

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(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；不排水下沉時，可井內(nèi)抽水。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；必要時還可采用0.1

0.2kg炸藥起爆助沉。3.突沉

原因：井壁摩阻力較小，當刃腳下土被挖除時，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)計時可采用增大刃腳踏面寬度或增設(shè)