第五章 沉井施工

第五章沉井施工5.1概述5.2沉井的主要構(gòu)造、分類5.3沉井施工5.4沉井設(shè)計及驗算5.1概述一.工作原理用磚、素砼或鋼筋砼制成的筒形結(jié)構(gòu)物，施工時從井筒內(nèi)挖土，使得沉井失去支承靠自重作用而下沉，不斷接高沉井，不斷挖土下沉，直至設(shè)計標(biāo)高，封底。二.作用1.施工中用作圍堰

2.竣工后作為深基礎(chǔ)三.特點1.優(yōu)點1).承載力高，剛度大，整體性好2).既是基礎(chǔ)又是圍堰結(jié)構(gòu)3).對鄰近建筑物影響小，內(nèi)部空間可以利用2.缺點1).施工期較長

2).粉細(xì)砂中易發(fā)生流砂，造成沉井傾斜3).下沉過程遇大孤石、樹干或井底巖石表面傾斜過大，施工困難.5.1概述

四、適用條件上部荷載較大,表層地基土承載力不足,采用擴(kuò)大基礎(chǔ)不合適時;山區(qū)河流中,雖然土質(zhì)較好,但沖刷大,或河中有較大卵石不便樁基礎(chǔ)施工時;巖層表面較平坦且覆蓋層薄,但河水較深,采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工圍堰有困難時.五、沉井主要用途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、臨近建筑物的深基礎(chǔ)；6、房屋糾斜工作井。5.2沉井的主要構(gòu)造、分類一、構(gòu)造主要有井筒（內(nèi)外井壁）、刃腳、內(nèi)隔墻、井孔凹槽、封底與頂蓋等部分。

1.井壁

沉井的主體，施工中用作圍堰，承受土、水壓力；下沉?xí)r靠自重克服井壁與土之間的摩阻力使沉井下沉；施工完畢后，作為基礎(chǔ)或基礎(chǔ)的一部分承擔(dān)荷載。厚度：一般0.3~2m。要求：有足夠的強(qiáng)度，有足夠的自重。

按照沉入土層不一樣，可選擇直壁柱形階梯形2.刃腳井壁最下端的尖角部分；是切土下沉過程中受力最集中的部分；踏面：刃腳的底面，寬度依土層軟硬、井壁重量厚度而定，一般為15~30cm；刃腳側(cè)面的傾角通常為45°~60°；刃腳高度一般濕封底曲1.5m，干封底取0.6m；5.2沉井的主要構(gòu)造、分類3.內(nèi)墻、井孔

隔墻作用：提高沉井剛度、減小井壁跨徑和便于糾偏；要求：內(nèi)墻間距一般不超過5~6m，厚度一般為0.5~1m;

比刃腳踏面高出0.5m以上；下部應(yīng)設(shè)0.8*1.2m的過人孔。井孔：井壁與隔墻，或隔墻與隔墻之間所夾的空間。井孔寬度不小于3m，對稱布置。

5.2沉井的主要構(gòu)造、分類4.凹槽

位于刃腳內(nèi)側(cè)上方，用于箱體封底時使井壁與底板混凝土更好地連接在一起，封底砼底面的反力能更好地傳給井壁。高度1m左右，凹深15~30cm.5.2沉井的主要構(gòu)造、分類5.封底及蓋板

刃腳踏面至凹槽上緣的整個空間，填充不滲水的能承受基底地層反力并具有一定剛度的材料，這層填充材料的整體即底板。

通常下層為無筋混凝土，上層為鋼筋混凝土；

蓋板：封底后在井體頂端構(gòu)筑的一層蓋子，通常為鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)，其作用使承托上部構(gòu)造物。5.2沉井的主要構(gòu)造、分類二.沉井的分類(一)按施工方法分一般沉井浮運沉井(二)按形狀分1.按平面形狀分圓形沉井矩形沉井圓端形沉井2.按立面形狀分(視土層性質(zhì)及下沉深度定)豎直式傾斜式臺階式沉井的平面形式水上筑島下沉沉井沉井的立面形式(三)按材料分砼沉井鋼筋砼沉井磚石沉井5.3沉井施工一、施工方法的選取施工步驟：（1）下沉前的準(zhǔn)備（2）挖土、排土、下沉井筒（3）續(xù)接井筒（4）封底各施工步驟中操作方法的選取依據(jù)：地層、地下水、場地大小、沉井用途、對周圍建筑物的影響、施工設(shè)備及成本等。

5.3沉井施工井筒構(gòu)筑方法混凝土井筒（現(xiàn)澆、管片拼接）鋼制管片拼接法自動化拼接法操作方法分類：5.3沉井施工操作方法分類：井筒下沉方法自沉法（純自沉，SS工法）壓沉法（地錨反力+自重法，自動壓沉法）挖土方法濕挖法干挖法二、施工工序1、平整場地、定位和鋪設(shè)砂墊層平整范圍要大于沉井外側(cè)1-3m；測量放好沉井的中軸線和外圍輪廓線，定位要準(zhǔn)確，經(jīng)驗收合格后施工；砂墊層的厚度一般不小于0.5m,并應(yīng)便于枕木抽?。?.3沉井施工2、沉井制作（1）承墊木法（傳統(tǒng)）（2）無墊木法（澆筑混凝土）（3）土模法（可塑、硬塑的均勻粘性土）

澆筑沉井混凝土?xí)r，應(yīng)對稱和均勻進(jìn)行，防止發(fā)生傾斜；分節(jié)制作，第一節(jié)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度70%后，方可澆筑上一節(jié)沉井的混凝土；制作的總高度不宜超過短邊或直徑的尺寸，并不應(yīng)超過12m。

5.3沉井施工3、拆除墊木拆除墊木順序：對矩形沉井先拆內(nèi)隔墻下的，再拆短邊井壁下的，最后拆長邊下的；長邊下枕木應(yīng)隔根抽取，然后以四角處的定位枕木為中心，由遠(yuǎn)及近地對稱抽出，最后抽定位墊土。5.3沉井施工4、挖土下沉排水下沉和不排水下沉的要求不同；5、接高井壁下沉高出地面1m左右時，停止挖土使其停止下沉，在井壁上端預(yù)留的插筋上接高澆筑鋼筋混凝土井壁；每次接筑高度一般為3-5m,并應(yīng)一次連續(xù)澆筑完成、對稱澆筑以防傾斜，要求外壁平滑。

5.3沉井施工6、封底及澆筑底板封底時對基地進(jìn)行清理，洗凈刃腳上的泥土，待沉井下沉穩(wěn)定后，沿周邊逐漸向中心澆筑混凝土（鍋底式）。干封底：中間設(shè)置集水井，沿周邊逐漸向中心澆筑混凝土，最后封集水井。水下封底：先在水下澆筑素混凝土封底，待其達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，抽出井內(nèi)積水，再澆筑鋼筋混凝土底板。5.3沉井施工7、內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工

完成上述過程后，核對標(biāo)高，然后施工內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)隔墻和頂板。在井壁施工時應(yīng)事先在井壁內(nèi)側(cè)預(yù)留這些結(jié)構(gòu)的插筋或預(yù)埋件。5.3沉井施工三、施工遇到的特殊問題及處理1、突然大幅度下沉(沉井突沉)淤泥質(zhì)粘土層中或軟土層中常見。原因：在發(fā)生突沉前，沉井往往先不沉，然后發(fā)生突沉。開始階段挖土不注意，鍋底挖的太深，但沉井被外壁摩阻力和刃腳下土拖住，處于暫時相對穩(wěn)定狀態(tài)。此時井壁摩阻力大大超過理論數(shù)值。當(dāng)繼續(xù)挖土?xí)r，土壁摩阻力達(dá)極限值，沉井開始往下移動，井壁摩阻力因土的觸變性而突然下降，迅速下沉出現(xiàn)突沉。突沉使沉井容易發(fā)生傾斜或超沉，應(yīng)予以避免。對策：加大刃腳踏面的寬度；使刃腳斜面的水平傾角不大于60°；控制挖土，鍋底不要挖的太深；必要時可加設(shè)底梁等措施。5.3沉井施工三、施工遇到的特殊問題及處理2、沉井傾斜產(chǎn)生傾斜的原因：客觀上土層不均勻或出現(xiàn)個別障礙物；主觀上施工時要求不嚴(yán)。如砂墊層不均勻、抽承墊木不對稱或砂石回填不密實，刃腳防線不平，混凝土灌注時下料不均勻等，造成下沉前就傾斜。挖土下沉?xí)r，挖土不均勻或突沉等原因使產(chǎn)生傾斜。對策：“以防為主，以糾為輔”，加強(qiáng)測量監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)傾斜，及時通報并迅速采取措施。如在下沉較小的一側(cè)加緊挖土，在沉井頂部加荷載等。5.3沉井施工三、施工遇到的特殊問題及處理3、不下沉（井壁摩阻力過大）增加沉井重量（接高沉井或在頂部加壓）或降低摩阻力。刃腳掏空。不排水時井內(nèi)排水減小浮力，制作沉井時將井壁抹光或涂油等。在井筒外挖土、沖水或灌膨潤土泥漿等方法以減去其摩阻力。若刃腳遇到障礙物，則應(yīng)讓潛水員進(jìn)行水下清理。在設(shè)計計算中已預(yù)見時，可采用泥漿潤滑套，壁后壓氣及卵石減摩等措施解決。5.3沉井施工1、沉井的高度

頂面一般要求埋入地面以下0.2m,或在地下水位以上0.5m；沉井頂面與底面兩者標(biāo)高之差，即為它的高度。2、平面形狀與尺寸（1）平面形狀煙囪基礎(chǔ)時：圓形；橋墩基礎(chǔ)：橢圓形；建筑物面積不大時，一個沉井；否則用多排孔大型沉井或多個沉井組合。（2）沉井頂面尺寸應(yīng)比上部結(jié)構(gòu)略大，每邊至少留出20cm的余量。

5.3沉井設(shè)計及驗算（3）井壁厚度大中型：0.5~2m,內(nèi)隔墻通常0.5m左右即可。小型：0.3~0.4m3、地基承載力驗算5.