橋梁下部施工技術(shù)培訓(xùn)5 沉井基礎(chǔ)施工

1、云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程負(fù)責(zé)人：秦 溱Substructure Bridge Construction Technology5 沉井施工2 沉井的組成1 沉井的概念4 沉井的構(gòu)造3 沉井的分類Substructure Bridge Construction Technology討論一下1.沉井和樁基礎(chǔ)都屬于深基礎(chǔ)，這兩種深基礎(chǔ)形式有什么區(qū)別？2.沉井有什么優(yōu)點(diǎn)，適合于什么情況？3.哪些輔助手段可以幫助沉井下沉？沉井的概念沉井 是一個(gè)井筒狀的結(jié)構(gòu)物，常用混凝土或鋼筋混凝土在施工地點(diǎn)預(yù)制預(yù)制好，然后在井內(nèi)不斷除土除土，井體借自重克服外壁與土的摩阻力而不斷下沉下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并經(jīng)

2、過(guò)封底封底、填心填心以后，使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。特點(diǎn)1.埋置深度可以很大，整體性強(qiáng)、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。2.下沉?xí)r作為坑壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，起擋土擋水作用；施工中不需要很復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，施工技術(shù)也較簡(jiǎn)單。3.施工工期較長(zhǎng)；在飽和細(xì)砂、粉砂和亞砂土中施工，井內(nèi)抽水易發(fā)生流砂現(xiàn)象，造成沉井傾斜；下沉過(guò)程中若遇到大孤石、樹(shù)干或井底沿巖層表面傾斜過(guò)大，均會(huì)給施工帶來(lái)一定的困難。適用于 1.上部荷載較大、而表層地基土的容許承載力不足，作擴(kuò)大基礎(chǔ)開(kāi)挖工作量大，以及支撐困難，但在一定深度下有較好的持力層。采用沉井基礎(chǔ)與其他基礎(chǔ)相比，經(jīng)濟(jì)上較為合理時(shí)；2.在山區(qū)河流

3、中，雖然土質(zhì)較好，但沖刷大。或河中有較大卵石不便采用樁基礎(chǔ)施工時(shí)；3.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)圍堰有困難時(shí) 。Substructure Bridge Construction Technology筑島Substructure Bridge Construction Technology預(yù)制刃腳Substructure Bridge Construction Technology井內(nèi)挖土Substructure Bridge Construction Technology憑借自重下沉Substructure Bridge Construction Technology接

4、長(zhǎng)井壁Substructure Bridge Construction Technology挖土下沉Substructure Bridge Construction Technology澆筑混凝土底板Substructure Bridge Construction Technology填芯、澆蓋板Substructure Bridge Construction Technology澆筑橋墩Substructure Bridge Construction Technology1.井壁2.刃腳3.隔墻4.井孔5.凹槽6.射水管7.蓋板8.封底沉井的組成Substructure Bridge Con

5、struction Technology按施工方法分 一般沉井：就地施工 浮運(yùn)沉井：岸邊預(yù)制、浮運(yùn)就位下沉按施工條件分 旱地沉井施工 水中沉井施工按材料分 混凝土沉井 鋼筋混凝土沉井 鋼沉井 竹筋沉井沉井的分類Substructure Bridge Construction Technology 豎直式、臺(tái)階式、傾斜式沉井的分類Substructure Bridge Construction Technology 圓形、矩形、圓端形 圓端形沉井能夠更好的與橋墩平面形狀相適用，且控制下沉、受力條件、阻水沖刷均較矩形者有利。故用得較多，但沉井制造復(fù)雜。 對(duì)平面尺寸較大的沉井，可在沉井中間設(shè)隔墻，使

6、沉井由單孔變雙孔或多孔，以增加井壁剛度。沉井的分類Substructure Bridge Construction Technology沉井一般主要由井壁、刃腳、隔墻、井孔、凹槽、射水管、封底和蓋板等組成沉井的構(gòu)造Substructure Bridge Construction Technology1.沉井下沉過(guò)程中，井壁是擋土、擋水的圍堰，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度承受四周的土壓力和水壓力。 2.井壁需要有足夠的重量以克服井壁外側(cè)土的摩阻力和刃腳踏面底部土的阻力徐徐下沉。3.井壁應(yīng)有足夠的厚度，一般為0.82.0m，以便綁扎鋼筋和澆筑混凝土。沉井的構(gòu)造 起切土下沉的作用； 刃腳底面（踏面）的寬度一般為0

7、.10.2m，對(duì)軟土可適當(dāng)放寬。當(dāng)土質(zhì)堅(jiān)硬時(shí)，刃腳踏面用鋼板或角鋼加以保護(hù)。 刃腳內(nèi)側(cè)斜面與水平面的夾角應(yīng)大于45。刃腳高度視井壁厚度、便于抽除墊木而定，一般在1.0m以上 。Substructure Bridge Construction Technologyp減小井壁的跨度，從而減小井壁承受的彎矩和剪力，增加沉井的剛度。p把整個(gè)沉井分成若干個(gè)井孔，各井孔分別挖土，便于控制下沉和糾傾處理。p隔墻底面應(yīng)高出刃腳底面0.5m以上；如為人工挖土，應(yīng)在隔墻下端設(shè)置過(guò)人孔，便于工作人員往來(lái)。沉井的構(gòu)造井孔是挖土排土的工作場(chǎng)所和通道。井孔尺寸應(yīng)滿足施工要求，寬度（直徑）不宜小于3m，井孔布置應(yīng)對(duì)稱于沉井

8、中心軸，便于對(duì)稱挖土使沉井均勻下沉。增加封底混凝土與井壁的粘結(jié)能力，封底混凝土底面的反力更好的傳給井壁。如井孔全部填實(shí)的實(shí)心沉井可不設(shè)凹槽，凹槽的深度約為0.150.25m，高約1.0m。當(dāng)沉井下沉深度大,穿過(guò)的土質(zhì)又較好，估計(jì)下沉?xí)a(chǎn)生困難時(shí)，可在井壁中預(yù)埋射水管組。當(dāng)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后封底，以防地基土和地下水進(jìn)入井內(nèi)。Substructure Bridge Construction Technology1-1-空氣壓縮機(jī)；空氣壓縮機(jī)；2-2-貯氣筒；貯氣筒；3-3-輸氣管路；輸氣管路；4-4-沉井；沉井；5-5-井壁豎直氣管；井壁豎直氣管；6-6-井壁環(huán)形水平氣管；井壁環(huán)形水平氣管；7-

9、7-氣龕；氣龕；8-8-氣龕中的通氣孔氣龕中的通氣孔沉井的構(gòu)造Substructure Bridge Construction Technology沉井的構(gòu)造Substructure Bridge Construction Technology沉井的構(gòu)造Substructure Bridge Construction Technology沉井的構(gòu)造Substructure Bridge Construction Technology沉井的構(gòu)造Substructure Bridge Construction Technology沉井的構(gòu)造Substructure Bridge Construct

10、ion Technology沉井的構(gòu)造Substructure Bridge Construction Technology旱地沉井施工旱地沉井施工水中下沉沉井水中下沉沉井水中筑島施工水中筑島施工浮運(yùn)沉井施工浮運(yùn)沉井施工沉井施沉井施工方法工方法常規(guī)施工常規(guī)施工（自重下沉）（自重下沉）泥漿潤(rùn)滑套泥漿潤(rùn)滑套空氣幕簾空氣幕簾SS沉井沉井（刃腳改形卵礫填縫）（刃腳改形卵礫填縫）沉井施工Substructure Bridge Construction Technology1-井壁；2-凹槽；3-刃腳；4-墊層；5-封底混凝土預(yù)制第一節(jié)沉井預(yù)制第一節(jié)沉井挖土下沉挖土下沉接高沉井接高沉井沉井封底沉井封底沉井

11、施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bri

12、dge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction Technology 抽撤墊木應(yīng)按一定的順序進(jìn)行，以免引起沉井開(kāi)裂，移動(dòng)或傾斜。 先撤除內(nèi)隔墻下的墊木，再撤除沉井短邊下的墊木，最后撤長(zhǎng)邊下的墊木。撤長(zhǎng)邊下的墊木時(shí)，以定位墊木（最后抽撤的墊木）為中心，對(duì)稱地由遠(yuǎn)到近拆除，最后拆除定位墊木。 在抽墊木過(guò)程中，抽除一根墊木應(yīng)立即用砂回填并搗實(shí) 。沉井施工Substructure Bridge Construction Techn

13、ology沉井施工排水挖土下沉當(dāng)沉井穿過(guò)穩(wěn)定的土層，不會(huì)因排水產(chǎn)生流砂時(shí)，可采用排水挖土下沉，土的挖除可采用人工挖土或機(jī)械除土 。 通常是先挖井孔中心，再挖隔墻下的土，后挖刃腳下的土。不排水下沉一般采用抓土斗或水力吸泥機(jī)。使用吸泥機(jī)時(shí)要不斷向井內(nèi)補(bǔ)水，使井內(nèi)水位高出井外水位12m以免發(fā)生流砂或涌土現(xiàn)象。Substructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction Technology 當(dāng)沉井頂面離地面12m時(shí)，如還要下沉

14、，應(yīng)停止挖土，接筑上一節(jié)沉井。每節(jié)沉井高度以46m為宜。接高的沉井中軸應(yīng)與底節(jié)沉井中軸重合。 混凝土施工接縫應(yīng)按設(shè)計(jì)要求,布置好接縫鋼筋，清除浮漿并鑿毛，然后立模澆筑混凝土。沉井施工Substructure Bridge Construction Technology1.沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，必須檢驗(yàn)基底的地質(zhì)情況是否與設(shè)計(jì)資料相符，地基是否平整 2.能抽干水的可直接檢驗(yàn)，否則要由潛水員下水檢驗(yàn)，必要時(shí)用鉆機(jī)取樣鑒定 3.基底應(yīng)盡量整平，清除污泥，并使基底沒(méi)有軟弱夾層沉井施工1.地基經(jīng)檢驗(yàn)、處理合格后，應(yīng)立即封底，宜在排水情況下進(jìn)行 2.抽干水有困難時(shí)用水下澆筑混凝土的方法，待封底混凝土達(dá)到設(shè)

15、計(jì)強(qiáng)度后方可抽水，然后填井孔對(duì)填砂礫或空孔的沉井，必須在井頂澆筑鋼筋混凝土蓋板。3.蓋板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可砌筑墩臺(tái)。Substructure Bridge Construction Technology水水上上筑筑島島下下沉沉沉沉井井沉井施工Substructure Bridge Construction Technology1.在河流的淺灘或施工最高水位在不超過(guò)4m時(shí)，可用筑島法，即先修筑人工島，再在島上進(jìn)行沉井的制作和挖土下沉。2.砂島分無(wú)圍堰和有圍堰兩種。3.砂島面的寬度應(yīng)比沉井周圍寬出2.0m以上，島面高度應(yīng)高出施工最高水位0.5m以上。沉井施工Substructure Bridge

16、 Construction Technology 水深如超過(guò)10m時(shí)當(dāng)用筑島法有困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)?？刹捎酶∵\(yùn)沉井的方法進(jìn)行施工。 拉桿拉桿型鋼型鋼木底板木底板撐桿撐桿浮運(yùn)沉井的構(gòu)造浮運(yùn)沉井的構(gòu)造沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction Technologyv泰州大橋中塔基礎(chǔ)為沉井基礎(chǔ)，中塔沉井平面尺寸為58.4米44.4米，高為76米，其中下層38米為鋼結(jié)構(gòu)，上層38米為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

17、v首節(jié)鋼沉井8米浮運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)行接高施工至38米，然后浮運(yùn)到墩位處進(jìn)行定位，再接高12米。沉井共20個(gè)隔艙，井壁混凝土采用剛性導(dǎo)管法灌注完成。混凝土沉井分接高、下沉工序交替進(jìn)行。沉井下沉到位后，采用水下導(dǎo)管法灌注沉井封底混凝土。 沉井施工Substructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction Technology（1）突然下沉）突然下沉 突沉的原因是井壁外的摩阻力很小，當(dāng)刃腳附近土體挖除后,沉井失去支承而劇烈下沉

18、。這樣，容易使沉井產(chǎn)生較大的傾斜或超沉，應(yīng)予避免。采用均勻挖土、增大踏面寬度或加設(shè)底梁等措施可以解決沉井突然下沉。沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工（2）糾正偏斜的措施）糾正偏斜的措施 開(kāi)始下沉階段，應(yīng)控制挖土的程序和深度，注意均勻挖土。要經(jīng)常檢查沉井的平面位置， 在中間階段，可能會(huì)出現(xiàn)下沉困難的現(xiàn)象，但接高沉井后，下沉又變得順利，但易出現(xiàn)偏移。如沉井中心位置發(fā)生偏移，可先使沉井傾斜。均勻挖土讓沉井斜著下沉，直到井底中心位于設(shè)計(jì)中心線上，再將沉井扶正。Substructure Bridge Construction Techn

19、ology沉沉井井下下沉沉原原理理沉井施工Substructure Bridge Construction Technology增加沉井自重 減小沉井外壁的摩阻力 減小沉井外壁摩阻力的方法有：可以將沉井設(shè)計(jì)成臺(tái)階形、傾斜形，或在施工中盡量使外壁光滑；也可在井壁內(nèi)埋設(shè)高壓射水管組，利用高壓水流沖松井壁附近的土，水沿井壁上升潤(rùn)滑井壁，減小井壁摩阻力，幫助沉井下沉。 對(duì)下沉較深的沉井，為減小井壁摩阻力常用泥漿潤(rùn)滑套或空氣幕下沉沉井的方法。沉井施工Substructure Bridge Construction Technology 泥漿潤(rùn)滑套是把按一定比例配置好的泥漿灌注在沉井井壁周圍形成一個(gè)具有潤(rùn)

20、滑作用的泥漿套，可大大減小沉井下沉?xí)r的井壁摩阻力，使沉井順利下沉。 沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction Technology是通過(guò)對(duì)沿井壁內(nèi)周圍預(yù)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(dòng)，減少井壁摩阻力，促使沉井順利下沉。 施工時(shí)壓氣管分層分布設(shè)置，每層水平環(huán)管可按四角分為四個(gè)區(qū)，以便分別壓氣調(diào)整沉井傾斜。壓氣沉井所需的氣壓可取靜水壓力的2.5倍。 與泥漿潤(rùn)滑套相比，壁后壓氣沉井法在停氣后即可恢復(fù)土對(duì)井壁的摩阻力，下沉量易于控制，且所需施工設(shè)備簡(jiǎn)單，可以水下施工，經(jīng)濟(jì)效果好。沉井施工Substructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction Technology 施工圖片Substructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Constru