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(jì)及驗(yàn)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(shí)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(jì)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(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)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(duì)鄰近建筑物影響小，內(nèi)部空間可以利用2.缺點(diǎn)1).施工期較長(zhǎng)

2).粉細(xì)砂中易發(fā)生流砂，造成沉井傾斜3).下沉過(guò)程遇大孤石、樹干或井底巖石表面傾斜過(guò)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(shí);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(shí);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(shí).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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)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(shí)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(gè)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(wú)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(yùn)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(tái)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(chǎng)地大小、沉井用途、對(duì)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(dòng)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(dòng)壓沉法）挖土方法濕挖法干挖法二、施工工序1、平整場(chǎng)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(cè)量放好沉井的中軸線和外圍輪廓線，定位要準(zhǔn)確，經(jīng)驗(yàn)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(wú)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(duì)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(jì)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(guò)短邊或直徑的尺寸，并不應(yīng)超過(guò)12m。

5.3沉井施工3、拆除墊木拆除墊木順序：對(duì)矩形沉井先拆內(nèi)隔墻下的，再拆短邊井壁下的，最后拆長(zhǎng)邊下的；長(zhǎng)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(duì)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(shí)，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(duì)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(shí)對(duì)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(jì)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(guò)程后，核對(duì)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(shí)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(wèn)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(jiàn)。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(shí)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)井壁摩阻力大大超過(guò)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(dòng)，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(duì)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(shí)可加設(shè)底梁等措施。5.3沉井施工三、施工遇到的特殊問(wèn)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(gè)別障礙物；主觀上施工時(shí)要求不嚴(yán)。如砂墊層不均勻、抽承墊木不對(duì)稱或砂石回填不密實(shí)，刃腳防線不平，混凝土灌注時(shí)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(duì)策：“以防為主，以糾為輔”，加強(qiáng)測(cè)量監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)傾斜，及時(shí)通報(bào)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(wèn)題及處理3、不下沉（井壁摩阻力過(guò)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(shí)井內(nèi)排水減小浮力，制作沉井時(shí)將井壁抹光或涂油等。在井筒外挖土、沖水或灌膨潤(rùn)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(jì)計(jì)算中已預(yù)見(jiàn)時(shí)，可采用泥漿潤(rùn)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(shí)：圓形；橋墩基礎(chǔ)：橢圓形；建筑物面積不大時(shí)，一個(gè)沉井；否則用多排孔大型沉井或多個(gè)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(jì)及驗(yàn)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(yàn)算5.