基礎(chǔ)工程沉井基礎(chǔ)施工培訓(xùn)講義（ppt共31）

第二節(jié)節(jié)沉沉井基基礎(chǔ)施施工一、沉沉井的的分類類和構(gòu)構(gòu)造沉井——四周有壁壁,下部無(wú)底底,上部無(wú)蓋蓋的筒形結(jié)構(gòu)物，，通常用用鋼筋混凝凝土作成。制作井筒筒,就地在井井內(nèi)不斷斷地挖土土、運(yùn)出出。沉井依靠靠其本身身自重,克服阻力力不斷下下沉,直至設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高。。最后,進(jìn)行封底底及混凝凝土填心心,便成為橋橋梁墩臺(tái)臺(tái)基礎(chǔ)。。圖16——14沉井下沉沉示意圖圖圖16——15沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)(一)沉井的分分類—1.按沉井制制作的位位置不同同按沉井制制作的位位置不同同可分為為：①就地制作作的沉井井在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)位置上制造,然后在井井筒中挖挖土使其其下沉。。適用范圍圍：基礎(chǔ)礎(chǔ)位于淺水中,需先在水水中筑島島,再在島上上筑井下下沉。②浮運(yùn)沉井井在岸上制造造,然后浮運(yùn)運(yùn)到設(shè)計(jì)計(jì)位置下下沉。適用于深水區(qū),筑島有困困難,或有礙通通航,或河流流流速較大大的情況況。(一)沉井的分分類—2.按使用材材料、截截面形狀狀、立面面形狀分分按使用材材料混凝土沉沉井、鋼筋混凝凝土沉井井及鋼沉井等；按沉井的的截面形形狀矩形、圓形及圓端形沉沉井等；按立面形形狀豎直式、傾斜式及階梯式等。圖16——16沉井平面面形狀圖16—17沉井的立立面形狀狀(二)沉井的構(gòu)構(gòu)造以鋼筋混混凝土沉沉井為例例。沉井通常常由刃腳、井壁、隔墻、井孔、射水管、封底混凝凝土、頂蓋諸部分組組成。(二)沉井的構(gòu)構(gòu)造——1.刃腳沉井井壁壁最下端端作成刀刃狀,故稱作刃刃腳。作用：使沉井下下沉?xí)r,減少土的的正面阻阻力。刃腳的式式樣：根據(jù)沉井井下沉?xí)r時(shí),所穿越的的土層的緊緊密程度度和刃腳單單位長(zhǎng)度度上的反反力大小小選擇,以利切入入土中。。(二)沉井的構(gòu)構(gòu)造——2.井壁井壁是沉井的主主體。作用：：起擋土、擋水的圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)作用用;當(dāng)施工完完畢后,成為基礎(chǔ)或基基礎(chǔ)的外外殼保存下來(lái)來(lái),而將上部部荷載傳傳至地基基。井壁厚度度考慮沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)度、剛度外,應(yīng)根據(jù)下沉需要要的自重重確定(二)沉井的構(gòu)構(gòu)造——3.隔墻沉井長(zhǎng)寬寬尺寸較較大,則應(yīng)在井井筒內(nèi)設(shè)置隔墻墻：作用：增加沉井井下沉?xí)r時(shí)的剛度；將井筒分隔成若若干個(gè)井井孔,有利于控控制挖土土下沉的的方向。。厚度：因隔墻不不直接承承受土壓壓力,所以厚度度較外壁壁要薄些。(二)沉井的構(gòu)構(gòu)造——4.井孔作用：挖挖土出土土的工作作場(chǎng)所和和通道。。井孔尺寸寸：應(yīng)滿足施施工要求求,其寬度(直徑)一般不小小于3m。井孔的布布置應(yīng)簡(jiǎn)單對(duì)稱稱,便于對(duì)稱稱挖土保持沉井井均勻下下沉。(二)沉井的構(gòu)構(gòu)造——5.封底混凝凝土沉井沉至至設(shè)計(jì)標(biāo)高高進(jìn)行清基后,便可進(jìn)行行澆注封封底混凝凝土。如井中之之水無(wú)法法排干,可采用水下混凝凝土封底底,達(dá)到強(qiáng)度度后即可可抽水,鑿除與水水接觸的的表層混混凝土。。(二)沉井的構(gòu)構(gòu)造——6.頂蓋作用：承托墩身身傳來(lái)的的力量。。頂蓋一般般用鋼筋筋混凝土土制作,厚度1.5～2.0m。二、沉井井的施工工步驟——(一)場(chǎng)地準(zhǔn)備備墩臺(tái)位無(wú)無(wú)水,需平整場(chǎng)場(chǎng)地;若地下水水位較低低,可挖坑建建造沉井井;若有地面面水,則需筑島島建造沉沉井。由于底節(jié)節(jié)沉井刃刃腳踏面面窄,底面積小小,若直接在在土面上上制造數(shù)數(shù)百噸甚甚至上千千噸自重重的沉井井,將會(huì)發(fā)生生不均勻勻沉陷,導(dǎo)致沉井井破壞。。墊木法。。土模法,即在土面面上按刃刃腳內(nèi)側(cè)側(cè)斜面形形狀和尺尺寸挖成成或填筑筑成截頭頭錐臺(tái)形形,既擴(kuò)大了了刃腳的的支承面面,又代替了了刃腳內(nèi)內(nèi)模板。。二、沉井井的施工工步驟——(二)底節(jié)沉井井制作墊木鋪好好后就可可立模制制作沉井井。工序序有：立內(nèi)模、焊接刃腳腳角鋼、綁扎鋼筋筋、立外模、灌筑混凝凝土。沉井制造造工序多多,時(shí)間長(zhǎng),所以要組織平行行作業(yè),搞好各工工序的銜銜接,盡量縮短制作作時(shí)間。二、沉井井的施工工步驟——(三)底節(jié)沉井井下沉先拆除沉沉井內(nèi)外外模板,待混凝土土達(dá)到規(guī)規(guī)定強(qiáng)度度后,就可拆墊墊木或挖挖土模。。沉井下沉沉主要靠靠在井內(nèi)除土土：目的是減減少或消消除刃腳腳的正面面阻力。。二、沉井的施施工步驟——(四)沉井接高多節(jié)沉井施工工時(shí),制造與下沉兩兩項(xiàng)工作交替替進(jìn)行,但應(yīng)保證接筑筑沉井與原沉沉井在同一軸軸線上。二、沉井的施施工步驟——(五)井頂圍堰沉井頂面位于于最低水位或或地面以下。。因此沉井沉至至設(shè)計(jì)標(biāo)高之之前,應(yīng)做井頂圍堰堰,才能在繼續(xù)下下沉?xí)r防止水水、土進(jìn)入井井孔中。二、沉井的施施工步驟——(六)清基封底、(七)填充、頂蓋和和建第一節(jié)墩墩臺(tái)身當(dāng)沉井沉至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高后,要對(duì)基底進(jìn)行行清理、檢查查和處理,合格后方可進(jìn)進(jìn)行混凝土封封底。當(dāng)封底混凝土土達(dá)一定強(qiáng)度度后,即抽水填充或或澆筑鋼筋混混凝土底板,最后澆筑鋼筋筋混凝土頂蓋蓋和第一節(jié)墩墩臺(tái)身混凝土土二、沉井的施施工步驟三、沉井下沉沉沉井下沉施工工方法：排水水下沉和不排排水下沉。一般是依據(jù)沉沉井所處的水水文、地質(zhì)情情況而定。排水下沉法：：在滲水量小的的穩(wěn)定黏性土土中下沉沉井井。不排水下沉法法：當(dāng)滲水量較大大時(shí),一般采用不排排水下沉法,用水下抓泥、、射水吸泥方方法除土。(一)排水下沉排水下沉即用用抽水降低井井內(nèi)水位,工人可直接下下到井底進(jìn)行行挖掘作業(yè),這種方法施工工條件較好,其優(yōu)點(diǎn)是:容易控制下沉沉方向;有利于防止下下沉過(guò)程中出出現(xiàn)較大的偏偏斜;易于處理下沉沉中遇到的特特殊障礙,下沉速度一般般較快;便于基礎(chǔ)底層層的檢驗(yàn)和處處理。抽水宜用電動(dòng)動(dòng)離心式水泵泵。當(dāng)井深大大于水泵有效效吸程時(shí),可將水泵安放放在井孔內(nèi)用用鋼絲繩懸掛掛的活動(dòng)平臺(tái)臺(tái)上,使其能在井孔孔內(nèi)隨抽水深深度變化而升升降。開挖前前首先應(yīng)挖一一個(gè)較深的匯匯水坑,在有橫隔墻的的沉井中,匯水坑宜挖在在橫隔墻下,以免影響挖土土。(一)排水下沉開挖方法,一般先從中央央下挖40～50cm,逐層開挖,每層20～30cm,均一圈一圈地地向刃腳方向向逐步擴(kuò)大,每一圈均從遠(yuǎn)遠(yuǎn)離定位支墊墊位置處開始始,使定位支墊位位置處的土最最后同時(shí)挖除除。土質(zhì)松軟軟時(shí),在分層開挖的的過(guò)程中沉井井即逐漸下沉沉。在堅(jiān)硬的的土層中,可能挖平刃腳腳仍不下沉。。如挖平刃腳腳仍不下沉,就須掏空刃腳腳下土壤,這時(shí),應(yīng)比照抽墊方方法,分段順序掏土土至刃腳外,隨即回填砂礫礫,最后將支墊位位置的土亦換換成砂礫后,再分層分圈逐逐步挖除砂礫礫使沉井下沉沉。(二)不排水下沉不排水下沉是是在井內(nèi)外水水頭相同的靜靜水條件下利利用抓土斗、、吸泥器等機(jī)機(jī)具除土的井井上作業(yè)方法法,它可以有效地地防止“流流砂”確保安安全,因而特別適用用于地下水位位較高的粉、、細(xì)砂地層。。水中除土,可將沉井中部部挖成鍋底。。在砂及礫石石類土中,一般當(dāng)鍋底比比刃腳低1～1.5m時(shí),沉井即可下沉沉,并將刃腳下的的土擠向中央央鍋底,只要繼續(xù)在中中間挖土,沉井即可繼續(xù)續(xù)下沉。在粘粘性土或膠結(jié)結(jié)層中,四周的土不易易向中間坍落落,需要靠近井壁壁偏挖,往往還須輔以以高壓射水松松土。為避免免沉井發(fā)生較較大傾斜,一般應(yīng)使鍋底底深度不超過(guò)過(guò)2m;相鄰?fù)撩娓卟畈畈灰舜笥?.5m?？拷心_處處,除處理膠結(jié)層層和清理風(fēng)化化巖外,除土和射水都都不得低于刃刃腳,還應(yīng)注意提前前挖深隔墻下下的土,勿使擱住沉井井。吸泥機(jī)吸泥機(jī)是不排排水下沉的常常用機(jī)具,它是由自制吸吸泥器配上高高壓風(fēng)管即成成,如圖16—25所示。空氣吸泥機(jī)的的工作原理,是把壓縮空氣氣通入吸泥器器,經(jīng)向上斜的小小孔進(jìn)入排泥泥管中,與泥砂、水相相混后,容重減輕,由于空氣的上上溢和管外水水面形成的水水柱反壓力,迫使管內(nèi)水土土混合物上升升,從管中涌出。。(三)下沉困難時(shí)的的輔助措施沉井下沉發(fā)生生困難,主要是由于沉沉井自身重量量克服不了井井壁摩阻力,或刃腳下遇到到大的障礙所所致。解決上上述問(wèn)題是須須從增加沉井井自重和減小小井壁摩阻力力兩個(gè)方面著著手。1.增加沉井自重重(1)提前接筑上一一節(jié)沉井,以增加沉井自自重;(2)在井頂上壓重重物(鋼軌、鐵塊或或片石等),但由于沉井自自重很大,能夠增加的壓壓重有限,往往無(wú)濟(jì)無(wú)事事。除為了糾糾正沉井偏斜斜采取偏心壓壓重外,很少使用;(3)在不排水下沉沉的井內(nèi)抽水水減小浮力,可增加沉井重重力,促使沉井下沉沉。但在砂類土等等容易翻砂涌涌水的地層中中使用時(shí),井內(nèi)水頭降低低容易引起翻翻砂,而且沉井往往往突然大量下下沉導(dǎo)致沉井井傾斜。因此此井入土不深深、穩(wěn)定性較較差時(shí),不宜使用;一般抽水不宜宜過(guò)大,以防井孔內(nèi)突突然大量涌水水危及安全。。(三)下沉困難時(shí)的的輔助措施2.減小沉井外壁壁的摩阻力除在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)對(duì)外壁形狀、、錯(cuò)臺(tái)寬度以以及施工制作作中外模光滑滑等提出較高高要求外。通通常采用:(1)井外射水在井壁上留有有射水嘴的管管組(施工中需防止止泥砂堵死)。利用高壓水水流沖松井壁壁附近的土,且水流沿井壁壁上升而潤(rùn)滑滑井壁,使沉井摩阻力力減小。(2)井外挖土在沉井周圍挖挖除部分覆蓋蓋土,可減少部分摩摩阻力。(3)炮振下沉當(dāng)刃腳下土已已挖空,采取其他措施施仍不能克服服外壁摩阻力力的不得已情情況下,才允許采用炮炮振下沉。使使用時(shí)必須嚴(yán)嚴(yán)格控制用藥藥量及操作方方法(可只在沉井中中央泥面放置置炸藥,且每次只起爆爆一處),炸藥量一次不不宜超過(guò)100g。應(yīng)當(dāng)指出,爆壓通過(guò)水介介質(zhì)的傳播,將形成很大的的向外壓力,極易引起沉井井開裂,因而在水中炮炮振時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制每每次用藥量不不超過(guò)100g的規(guī)定,以策安全。(四)沉井糾偏方法法沉井下沉的全全部過(guò)程,都是防偏與糾糾偏的過(guò)程。。對(duì)已出現(xiàn)偏偏斜的沉井采采用什么方法法糾正,必須依據(jù)偏移移情況、下沉沉深度等有關(guān)關(guān)條件具體分分析制定。在在以往的工程程實(shí)踐中,曾積累了許多多寶貴的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn),糾正方法盡管管多種多樣,但其共同的規(guī)規(guī)律是在下沉沉中糾偏,邊沉邊糾;不下沉,單純糾偏是難難以辦到的。。下面分別介介紹幾種常用用的糾偏方法法。(四)沉井糾偏方法法(1)井內(nèi)偏挖、加加墊法這是偏挖土法法與一側(cè)加支支墊法的結(jié)合合糾偏方法,是基本和有效效的方法之一一。即在刃腳腳較高的一側(cè)側(cè)井內(nèi)挖土而而在刃腳較低低的一側(cè)加支支墊,隨沉井的下沉沉,高側(cè)刃腳可逐逐漸降低下來(lái)來(lái),如圖16—27。(四)沉井糾偏方法法(2)井外偏挖、井井頂偏壓或套套拉法這是偏挖土與與偏壓重或偏偏挖土與一側(cè)側(cè)施加水平力力相結(jié)合的糾糾偏方法,其目的是提高高單純偏挖土土的糾偏效果果,因?yàn)榫馔谕诓垡蛲练椒搅看?一般只挖1.5～2m左右。此法法多用在入入土較深時(shí)時(shí)的糾偏。。如圖16—28所示。由于于鋼絲繩套套拉時(shí)施加加的水平力力很大(可以大至百百噸以上),滑車組的錨錨固需有強(qiáng)強(qiáng)大的地?cái)n攏(一般只能利利用附近的的橋墩作為為地?cái)n)。采用這一一方法時(shí),應(yīng)如圖使用用平衡重,而不用卷?yè)P(yáng)揚(yáng)機(jī)牽引,使作用力持持續(xù)不變,避免沉井位位移時(shí)鋼絲絲繩松弛,也可防止沉沉井結(jié)構(gòu)或或千斤繩因因受力過(guò)