橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工

第三篇橋梁下部施工技術(shù)

基礎(chǔ)施工2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。第二節(jié)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工1、定義鉆孔灌注樁是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)械鉆孔手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。2、分類按成樁工藝，鉆孔灌注樁可以分為：干作業(yè)法鉆孔灌注樁、泥漿護(hù)壁法鉆孔灌注樁、套管護(hù)壁法鉆孔灌注樁。一、鉆孔方法和機(jī)具設(shè)備2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。鉆孔灌注樁的施工設(shè)備主要有四種：沖擊鉆、沖抓鉆、循環(huán)鉆和旋挖鉆。1.沖擊鉆

利用沖擊鉆頭進(jìn)行沖擊破碎形成樁孔，主要用于地質(zhì)較硬、有巖石等較硬地層的鉆孔施工。在地基承載力較大的地質(zhì)情況下，無(wú)法采用循環(huán)鉆和旋挖鉆時(shí)，可采用沖擊鉆。優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)于各種地質(zhì)，尤其可用于地基承載力較大的地質(zhì)情況。缺點(diǎn)：動(dòng)力功率大耗電率高，移動(dòng)不便，沖擊振動(dòng)有噪音影響周圍環(huán)境。需設(shè)泥漿池、沉淀池。目前國(guó)內(nèi)主要有手動(dòng)拉桿式和自動(dòng)式2種。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。手動(dòng)拉桿式?jīng)_擊鉆：應(yīng)用較為廣泛的一種沖擊鉆。依靠錘頭的自身重量向下沖擊巖層，然后由卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩提升錘頭。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于堅(jiān)硬地層，可以人工控制錘頭的沖程，加大對(duì)地層的沖擊力度，縮短成孔時(shí)間。缺點(diǎn)：工作需要人工拉桿進(jìn)行操作，增大了人力支出。手動(dòng)拉桿式?jīng)_擊鉆2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。自動(dòng)式?jīng)_擊鉆：近幾年的手動(dòng)式演化版，俗稱磕頭鉆。主要優(yōu)點(diǎn)：移動(dòng)方便，鉆頭可自動(dòng)上下移動(dòng)打鉆，節(jié)省人力。主要缺點(diǎn)：鉆頭沖程可調(diào)控范圍過(guò)小，碰到堅(jiān)硬地層不能用大沖程沖擊巖層。另一個(gè)缺點(diǎn)與其移動(dòng)方便相反相成：輪胎易下陷。自動(dòng)式?jīng)_擊鉆2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。十字鉆頭2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。2、沖抓鉆機(jī)鉆孔用沖抓錐靠自重產(chǎn)生沖擊力，切入土層或破碎土層，葉瓣抓土、棄土以形成鉆孔。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。3.循環(huán)鉆在泥漿護(hù)壁的條件下利用鉆頭旋轉(zhuǎn)的力對(duì)地層進(jìn)行旋轉(zhuǎn)沖擊從而形成樁孔。循環(huán)鉆根據(jù)泥漿的循環(huán)方式分為正循環(huán)和反循環(huán)2種。循環(huán)鉆在粘土、亞粘土、淤泥類土質(zhì)和粉砂層地質(zhì)施工中優(yōu)勢(shì)明顯，施工速度僅次于旋挖鉆，且施工成本比旋挖鉆低。現(xiàn)在又出現(xiàn)車載循環(huán)鉆，移動(dòng)方便快捷。但也需要配置泥漿池和沉淀池，容易造成施工場(chǎng)地臟、亂、差。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。正循環(huán)鉆機(jī)：泥漿由泥漿泵從泥漿池里抽到鉆桿里,通過(guò)鉆桿不斷的輸送到鉆井里,然后從鉆井井口自然的排出來(lái),同時(shí)把鉆渣帶出到地面上來(lái).優(yōu)點(diǎn)：護(hù)壁效果好，施工無(wú)振動(dòng)無(wú)噪音無(wú)擠壓。缺點(diǎn)：

靠鉆井液(泥漿)的自然循環(huán)方式排渣,所以循環(huán)能力和排渣能力都比較弱,只能排出一部分鉆渣,而且顆粒比較大的鉆渣也不能排出來(lái),鉆井里殘留的鉆渣比較多,影響了鉆進(jìn)速度,鉆具的磨損也比較大.2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。正循環(huán)鉆機(jī)：2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。反循環(huán)鉆機(jī)：泥漿是用泥漿泵從鉆井的井口(鉆桿外面)向鉆井里輸送,再用壓縮空氣或泥漿泵,從鉆桿的中間抽出來(lái)。優(yōu)點(diǎn)：循環(huán)能力和排渣能力都比較強(qiáng),不但排渣干凈,而且顆粒比較大的鉆渣也能排出來(lái)，使清孔時(shí)間大大短。且無(wú)噪音污染。缺點(diǎn)：很難在比鉆頭吸渣孔大的卵石和漂石中鉆進(jìn)，水壓和泥漿比重管理不當(dāng)容易坍孔。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。3.旋挖鉆一種適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機(jī)械。用鉆機(jī)通過(guò)鉆桿帶動(dòng)錐或鉆頭旋轉(zhuǎn)切削土壤，用泥漿浮起并排出鉆渣形成鉆孔。主要鉆進(jìn)工藝有三種：干式鉆進(jìn)、清水孔鉆進(jìn)和泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)。其主要特點(diǎn)為自帶履帶移動(dòng)方便和成孔速度快，孔底干凈。主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層施工，可以滿足各類大型基礎(chǔ)施工的要求。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。二、鉆孔灌注樁的施工工藝流程成孔下導(dǎo)管和鋼筋籠灌注水下混凝土成樁簡(jiǎn)要圖示：2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。泥漿備料泥漿池終孔質(zhì)量檢查清孔下鋼筋籠安裝導(dǎo)管檢查沉砟厚度及泥漿指標(biāo)水下混凝土澆筑拔除護(hù)筒成樁質(zhì)量檢驗(yàn)?zāi)酀{沉淀池混凝土制備輸送拼裝導(dǎo)管檢查鋼筋籠制作檢查標(biāo)高施工準(zhǔn)備平整場(chǎng)地樁位放樣埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就位開孔鉆進(jìn)制作試件循環(huán)造漿抽渣2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。陸地:清除雜物、換除軟土、平整壓實(shí)，場(chǎng)地位于陡坡時(shí)，也可用枕木、型鋼等搭設(shè)工作平臺(tái)。深水：水中圍堰淺水：在淺水中，宜用筑島圍堰法施工，筑島面積按鉆孔方法、設(shè)備大小等決定。

1、準(zhǔn)備場(chǎng)地

為鉆機(jī)提供穩(wěn)定的作業(yè)平臺(tái)，防止鉆機(jī)偏移引起偏孔和鉆機(jī)傾覆及罐車沉陷等問(wèn)題。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。1）護(hù)筒的作用：

（1）定位。（2）避免孔口周圍雜物掉入孔內(nèi)。（3）保持泥漿水位，防止坍孔。2）護(hù)筒的制作要求：使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔應(yīng)比鉆頭大約20cm，使用沖擊鉆機(jī)鉆孔應(yīng)比鉆頭大約40cm。2、護(hù)筒埋置護(hù)筒是埋置于鉆孔樁孔口的一個(gè)圓筒，在進(jìn)行埋置護(hù)筒前必須進(jìn)行測(cè)量放樣，因護(hù)筒一經(jīng)埋置，樁位就已確定。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。1）泥漿作用：在孔壁形成泥皮穩(wěn)定孔壁、懸浮鉆渣、潤(rùn)滑鉆具、正循環(huán)排渣。2）組成及要求：(1)泥漿比重：正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)使用管形鉆頭

鉆孔時(shí)，入孔泥漿比重為1.1～1.3；沖擊鉆機(jī)使用實(shí)心鉆頭鉆孔時(shí)，孔底泥漿比重不宜大于：砂黏土為1.3；大漂石、卵石層為1.4；巖石為1.2。反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)入孔泥漿比重可為1.05～1.15。(2)黏度：一般地層16～22s，松散易坍地層19～28s。(3)含砂率：新制泥漿不大于4%。(4)膠體率：不小于95%。(5)PH值：應(yīng)大于6.5。3、泥漿制備2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。4、鉆機(jī)就位（1）安裝鉆機(jī)前，底架應(yīng)墊平，保持穩(wěn)定，不得產(chǎn)生位移和沉陷。鉆頭或鉆桿中心與護(hù)筒中心偏差不得大于5cm。（2）無(wú)論采用哪種方法鉆孔，開孔的孔位必須準(zhǔn)確，應(yīng)使初成孔壁豎直、圓順、堅(jiān)實(shí)。（3）鉆孔時(shí)，孔內(nèi)水位宜高于護(hù)筒底腳0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。在沖擊鉆進(jìn)中取渣和停鉆后，應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)水或泥漿，保持孔內(nèi)水頭高度和泥漿比重及粘度。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。4、鉆機(jī)就位（4）鉆孔時(shí)，起、落鉆頭速度宜均勻，不得過(guò)猛或驟然變速，孔內(nèi)出土不得堆積在鉆孔周圍。（5）鉆孔作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故停鉆時(shí)，有鉆桿的鉆機(jī)應(yīng)將鉆頭提離孔底5m以上，其他鉆機(jī)應(yīng)將鉆頭提出孔外，孔口應(yīng)加護(hù)蓋。鉆孔過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常檢查并記錄土層變化情況，并與地質(zhì)剖面圖核對(duì)。鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)對(duì)孔位、孔徑、孔深和孔形進(jìn)行檢驗(yàn)，并填寫鉆孔記錄表。孔位偏差不得大于10cm。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第21頁(yè)。5、成孔檢查對(duì)孔徑、孔深、孔位、垂直度進(jìn)行檢查。探孔器對(duì)孔徑和垂直度進(jìn)行檢查。用測(cè)繩對(duì)孔深進(jìn)行檢查，測(cè)繩必須用鋼尺進(jìn)行校核。護(hù)樁交叉拉線對(duì)孔位進(jìn)行檢查。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第22頁(yè)。6、清孔

鉆孔過(guò)程中會(huì)有一部分泥漿和鉆渣沉于孔底，必須將這些沉積物清除干凈，才能使灌注的混凝土與地層或巖層緊密結(jié)合，保證樁的承載能力。

清孔可選用以下方法：（1）抽渣法適用于沖擊或沖抓法鉆孔。（2）吸泥法適用于土質(zhì)密實(shí)不易坍塌的沖擊鉆孔。（3）換漿法適用于正、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第23頁(yè)。清孔應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無(wú)2～3mm顆粒，泥漿比重不大于1.1。含砂率小于2%。粘度17～20s。清孔后孔底沉渣厚度：柱樁不大于5cm，摩擦樁不大于20cm。嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第24頁(yè)。7、鋼筋籠的制作和安裝（1）鋼筋骨架一般每隔2～2.5米設(shè)置直徑加強(qiáng)箍筋一道；（2）焊接定位鋼筋或滾輪確保保護(hù)層厚度；（3）運(yùn)輸過(guò)程中不得使骨架變形。（4）鋼筋骨架起吊機(jī)吊起，對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心緩慢下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高,鋼筋籠入孔后應(yīng)準(zhǔn)確、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±10cm。（5）下放鋼筋骨架應(yīng)徐徐下放嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁;（6）在安裝鋼筋籠時(shí)，宜采用三點(diǎn)起吊。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第25頁(yè)。成品鋼筋籠2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第26頁(yè)。鋼筋籠內(nèi)撐2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第27頁(yè)。2023/11/21混凝土塊滾輪橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第28頁(yè)。鋼筋籠起吊2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第29頁(yè)。2023/11/21鋼筋籠對(duì)孔安放橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第30頁(yè)。2023/11/21鋼筋籠焊接橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第31頁(yè)。2023/11/21鋼筋籠套管連接橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第32頁(yè)。1.導(dǎo)管使用前進(jìn)行試拼和水密性實(shí)驗(yàn)

。2.導(dǎo)管連接時(shí)，接口嚴(yán)密，不得漏水；導(dǎo)管管底距孔底距離為40cm.3.澆筑時(shí)，先將漏斗灌滿混凝土，首封量保證導(dǎo)管埋深1m。澆筑過(guò)程中，控制混凝土灌注速率防止鋼筋籠上浮。4.連續(xù)澆筑，拔管時(shí)保證導(dǎo)管埋深2~6m，每根樁的澆筑時(shí)間宜在8小時(shí)內(nèi)澆筑完成?；炷翝仓戤?，位于地面以下及樁頂以下的孔口護(hù)筒應(yīng)在混凝土初凝前拔出。8、灌注混凝土2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第33頁(yè)。導(dǎo)管試壓實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管拼裝好后兩端密封，注入70%的水，一端輸入計(jì)算好的風(fēng)壓值，滾動(dòng)數(shù)次，15min不漏水的為合格。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第34頁(yè)。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第35頁(yè)。水下混凝土灌注2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第36頁(yè)。水下混

凝土澆

筑過(guò)程

中的澆

筑標(biāo)高

監(jiān)測(cè)2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第37頁(yè)。根據(jù)水下混凝土澆筑標(biāo)高分節(jié)拆除導(dǎo)管2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第38頁(yè)。三、質(zhì)量通病及處理措施1.坍孔主要原因：(1)沖擊成孔中使用的泥漿不符合要求，粘土質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)或泥漿比重不足，起不到護(hù)壁的作用。(2)孔內(nèi)的水頭高度不夠，低于地下水位，致使孔內(nèi)水位壓強(qiáng)降低，造成坍孔。(3)在混凝土埋入前，吊入鋼筋骨架時(shí)，骨架偏位擺動(dòng)碰壞孔壁造成坍孔。(4)清孔后放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，沒及時(shí)澆入混凝土，而且沒有采取預(yù)防措施，造成坍孔。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第39頁(yè)。應(yīng)對(duì)措施發(fā)生坍孔后，應(yīng)立即查明坍孔處位置，分析地質(zhì)情況，然后采取如下措施：(1)坍孔發(fā)生在護(hù)筒底腳處，根據(jù)實(shí)際情況，可以立即拆除護(hù)筒，回填鉆孔，重新埋設(shè)護(hù)筒后，再鉆進(jìn)；采用加長(zhǎng)護(hù)筒，使護(hù)筒通過(guò)震動(dòng)錘繼續(xù)下沉，直至埋于坍孔位置以下，外圍用黏土或裝有黏土的草袋回填夯實(shí)，重鉆時(shí)，控制好泥漿稠度和水頭高度。(2)若坍孔位置較深，若不嚴(yán)重，則可以加大泥漿比重，繼續(xù)鉆進(jìn)；若坍孔較為嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)立即用砂或小礫石加黏土回填至坍孔以上位置，甚至將整個(gè)鉆孔全部回填，暫停一段時(shí)間，使回填土沉積密實(shí)，水位穩(wěn)定后，重新鉆進(jìn)，時(shí)刻注意不良現(xiàn)象的發(fā)生。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第40頁(yè)。2、掉鉆主要原因：（1）鉆桿使用過(guò)久，連接處有損傷或接頭磨損過(guò)多；鉆進(jìn)中選用的轉(zhuǎn)速不當(dāng)使鉆桿扭轉(zhuǎn)或彎曲折斷；（2）地質(zhì)堅(jiān)硬，進(jìn)尺太快，超負(fù)荷引起鉆具斷裂；（3）卡鉆(埋鉆)時(shí)強(qiáng)扭、操作不當(dāng)使鋼絲繩或鉆桿疲勞斷裂；（4）鉆具之間連接螺拴松動(dòng)，被剪斷，引起掉鉆。處理方法掉鉆后應(yīng)及時(shí)澄清情況，制定切實(shí)可行的打撈方案。如果鉆具被沉淀物或塌孔土石埋住，應(yīng)首先清孔，使掉入孔中的鉆具露出來(lái)，以便用打撈工具打撈，或者潛水員下去打撈。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第41頁(yè)。浮籠主要原因：（1）混凝土坍落度太小，流動(dòng)性不好。造成對(duì)鋼筋籠摩擦力大于鋼筋籠自重。（2）混凝土灌注速率過(guò)快。（3）導(dǎo)管卡住鋼筋籠，將鋼筋籠提出。預(yù)防措施：（1）嚴(yán)格控制混凝土坍落度控制在180mm~220mm.（2）當(dāng)導(dǎo)管口在混凝土底部時(shí)，控制灌注速率并及時(shí)拆管。（3）校核導(dǎo)管中心位置。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第42頁(yè)。斷樁主要原因：（1）灌注過(guò)程中發(fā)生埋管、卡管、阻管及其他一些情況都將造成斷樁。（2）導(dǎo)管拔過(guò)混凝土面造成的。（3）首灌混凝土未成功封底。（4）導(dǎo)管焊縫或接頭漏水。造成導(dǎo)管內(nèi)溢水。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第43頁(yè)。應(yīng)對(duì)措施：（1）在灌注混凝土開始不久出現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)迅速拔出導(dǎo)管和鋼筋骨架，將可吸出的混凝土盡量吸出，如全部吸出，問(wèn)題處理后重新灌注混凝土，如部分吸出，將剩余已硬化的混凝土鑿除，在進(jìn)行灌注混凝土；（2）如灌注中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管進(jìn)水或其他故障，如有充足的時(shí)間，在灌注混凝土不初凝的情況下，可將導(dǎo)管拔出，修理后采用管底堵塞的隔水方法，重新插入導(dǎo)管，去掉底塞恢復(fù)灌注或直接將導(dǎo)管插入已灌注的混凝土中，并不小于2m，將導(dǎo)管內(nèi)的水和表層稀松的混凝土吸出后重新灌注；2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第44頁(yè)。第三節(jié)沉井施工

沉井的概念:是井筒狀的結(jié)構(gòu)物(圖1)。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(jì)標(biāo)高，然后經(jīng)過(guò)混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)(圖2)。

圖1沉井下沉示意圖圖2沉井基礎(chǔ)2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第45頁(yè)。沉井的優(yōu)點(diǎn)：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；沉井既是基礎(chǔ)，又是施工時(shí)的擋土和擋土圍堰結(jié)構(gòu)物，施工工藝并不復(fù)雜，因此在橋梁工程中得到較廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，也常用作工業(yè)建筑物尤其是軟土中地下建筑物的基礎(chǔ)，也常用作為礦用豎井、地下油庫(kù)等。沉井的缺點(diǎn)：施工期較長(zhǎng)；對(duì)粉細(xì)砂類土在井內(nèi)抽水易發(fā)生流砂現(xiàn)象，造成沉井傾斜；沉井下沉過(guò)程中遇到的大孤石、樹干或井底巖層表面傾斜過(guò)大，均會(huì)給施工帶來(lái)一定困難。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第46頁(yè)。沉井2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第47頁(yè)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)合理、施工上可能的原則，一般在下列情況，可以采用沉井基礎(chǔ)：

1.上部荷載較大，而表層地基土的容許承載力不足，做擴(kuò)大基礎(chǔ)開挖工作量大，以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層，采用沉井基礎(chǔ)與其他深基礎(chǔ)相比較，經(jīng)濟(jì)上較為合理的；

2.在山區(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)；

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)施工圍堰有困難時(shí)。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第48頁(yè)。一、沉井的分類

(一)按沉井的施工方法分類

1.一般沉井：指就地制造下沉的沉井，這種沉井是在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基礎(chǔ)位置在水中，需先在水中筑島，再在島上筑井下沉。

2.

浮式沉井：在深水地區(qū)筑島有困難或不經(jīng)濟(jì)，或有礙通航當(dāng)河流流速不大時(shí)，可采用岸邊澆筑浮運(yùn)就位下沉的方法，這類沉井稱為浮運(yùn)沉井或浮式沉井。

2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第49頁(yè)。(二)按沉井形狀分類

常用的有圓形、圓端形和矩形等。根據(jù)井孔的布置方式，又有單孔、雙孔及多孔的分別。

沉井平面形式a)單孔沉井；b)雙孔沉井；c)多孔沉井1.按沉井的平面形狀：2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第50頁(yè)。2.按沉井的立面形狀

主要有柱形、錐形及階梯形等。采用形式應(yīng)視沉井需要通過(guò)的土層性質(zhì)和下沉深度而定。土軟，淺土密，深土軟，深2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第51頁(yè)。(三)按沉井所用材料分類

1.素混凝土沉井：素混凝土沉井的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高，抗拉能力低，因此這種沉井宜做成圓形，并適用于下沉深度不大(4～7m)的軟土層中。2.鋼筋混凝土沉井：這種沉井的抗拉及抗壓能力較好，下沉深度可以很大(達(dá)數(shù)十米以上)，當(dāng)下沉深度不很大時(shí)，井壁上部用混凝土，下部(刃腳)用鋼筋混凝土，在橋梁工程中得到較廣泛的應(yīng)用。當(dāng)沉井平面尺寸較大時(shí)，可做成薄壁結(jié)構(gòu)，沉井外壁采用泥漿潤(rùn)滑套，壁后壓氣等施工輔助措施就地下沉或浮運(yùn)下沉。此外，鋼筋混凝土沉井井壁隔離墻可分段(塊)預(yù)制，工地拼接，做成裝配式。

2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第52頁(yè)。

4.竹筋混凝土沉井：沉井在下沉過(guò)程中受力較大因而需配置鋼筋，一旦完工后，它就不再承受多大的拉力，因此，在南方產(chǎn)竹地區(qū)，可以采用耐久性差但抗拉力好的竹替部分鋼筋來(lái)承受下沉階段過(guò)程中拉力。我國(guó)南昌贛江大橋等曾用這種沉井。在沉井分節(jié)接頭處及刃腳仍用鋼筋。

5.鋼沉井：鋼沉井由鋼材制作，強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、易于拼裝、適于制造空心浮運(yùn)沉井，但用鋼量大，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。

3.磚石沉井：這種沉井適用于深度淺的小型沉井，或臨時(shí)性沉井。例如，房屋糾傾工作井，即用磚砌沉井，深度約4～5m。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第53頁(yè)。二、沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造

(一)沉井的輪廓尺寸

沉井的平面形狀：決定于墩(臺(tái))底部的形狀。對(duì)矩形或圓端形墩，可采用相應(yīng)形狀的沉井，采用矩形沉井時(shí)，為保證下沉的穩(wěn)定性，沉井的長(zhǎng)邊與短邊之比不宜大于3。當(dāng)墩的長(zhǎng)寬比較為接近時(shí)，可采用方形或圓形沉井。

沉井的底面標(biāo)高：須根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載，水文地質(zhì)條件及各土層的承載力等確定。

沉井基礎(chǔ)的頂面(墩底)要求埋在地面下0.2m或在地下水位以上0.5m。當(dāng)沉井頂面標(biāo)高和底面標(biāo)高確定之后，由墩底面和沉井底面兩個(gè)標(biāo)高之差即可定出沉井高度。

2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第54頁(yè)。(二)沉井的一般構(gòu)造

一般沉井構(gòu)造上主要由井壁、刃腳、隔墻、井孔、凹槽、射水管、封底和蓋板等組成。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第55頁(yè)。三、沉井的施工

沉井的施工方法與墩臺(tái)基礎(chǔ)所在地點(diǎn)的地質(zhì)和水文情況以及具備的技術(shù)力量、施工機(jī)具與設(shè)備有關(guān)。在水中修筑沉井時(shí)，應(yīng)對(duì)河流汛期、通航、河床沖刷調(diào)查研究，并制定施工計(jì)劃。盡量利用枯水季節(jié)進(jìn)行施工。如施工須經(jīng)過(guò)汛期，應(yīng)有相應(yīng)的措施。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第56頁(yè)。沉井的制作

橋梁墩臺(tái)位于旱地時(shí)，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及澆筑頂板，參見下圖。在這種情況下，一般較容易施工。

沉井施工順序圖a)制造第一節(jié)沉井；b)抽墊木、挖土下沉；c)沉井接高下沉；d)封底1-井壁；2-凹槽；3-刃腳；4-承墊木；5-素混凝土封底2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第57頁(yè)。1.整平場(chǎng)地

如天然地面土質(zhì)較好，只需將地面雜物清掉整平地面，就可在其上制造沉井，如為了減小沉井的下沉深度也可在基礎(chǔ)位置處挖一淺坑，在坑底制造沉井下沉，坑底應(yīng)高出地下水位0.5～1.0m

。如土質(zhì)松軟，應(yīng)整平夯實(shí)或換土夯實(shí)。在一般情況下，應(yīng)在整平場(chǎng)地上鋪上不小于0.5m厚的砂或砂礫層。

2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第58頁(yè)。2.制造第一節(jié)沉井

由于沉井自重較大，刃腳踏面尺寸較小，應(yīng)力集中，場(chǎng)地土往往承受不了這樣大的壓力。所以在整平的場(chǎng)地上應(yīng)在刃腳踏面位置處對(duì)稱地鋪滿一層墊木(可用200×200mm的方木)以加大支承面積，使沉井重量在墊木下產(chǎn)生的壓應(yīng)力不大于100kPa。墊木的布置應(yīng)考慮抽除墊木方便(有時(shí)可用素混凝土墊層代替墊木)。然后在刃腳位置處放上刃腳角鋼，豎立內(nèi)模，綁扎鋼筋，立外模，最后澆灌第一節(jié)沉井混凝土。

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2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第59頁(yè)。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第60頁(yè)。3.拆模及抽墊

沉井混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)可拆除模板，強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能抽撤墊木。抽撤墊木應(yīng)按一定的順序進(jìn)行，以免引起沉井開裂、移動(dòng)或傾斜。其順序是：撤除內(nèi)隔墻下的墊木，再撤沉井短邊下的墊木，最后撤長(zhǎng)邊下的墊木。拆長(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，最后的拆除定位墊木。注意在抽墊木過(guò)程中，抽除一根墊木應(yīng)立即用砂回填進(jìn)去進(jìn)行搗實(shí)。

原則：分區(qū)、依次、對(duì)稱、同步。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第61頁(yè)。4.挖土下沉

沉井下沉施工可分為排水下沉和不排水下沉。排水下沉：當(dāng)沉井穿過(guò)的土層較穩(wěn)定，不會(huì)因排水而產(chǎn)生大量流砂時(shí)，可采用排水下沉。土的挖除可采用人工挖土或機(jī)械除土，排水下沉常用人工挖土，它適用于土層滲水量不大且排水時(shí)不會(huì)產(chǎn)生涌土或流砂的情況；人工挖土可使沉井均勻下沉和清除井下障礙物，但應(yīng)采取措施，確實(shí)保證施工安全。排水下沉?xí)r，有時(shí)也用機(jī)械除土。

不排水下沉：一般都采用機(jī)械除土，挖土工具可以是抓土斗或水力吸泥機(jī)，如土質(zhì)較硬，水力吸泥機(jī)需配以水槍射水將土沖松。由于吸泥機(jī)是將水和土一起吸出井外，故需經(jīng)常向井內(nèi)加水維持井內(nèi)水位高出井外水位1～2m，以免發(fā)生涌土或流砂現(xiàn)象。

2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第62頁(yè)。5.接高沉井

第一節(jié)沉井頂面下沉至距地面還剩1m～2m時(shí)，應(yīng)停止挖土，接筑第二節(jié)沉井。接筑前應(yīng)使第一節(jié)沉井位置正直，鑿毛頂面，然后立模澆筑混凝土。待混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)要求后，再拆模繼續(xù)挖土下沉。6.筑井頂圍墻

如沉井頂面低于地面或水面，應(yīng)在沉井上接筑圍堰，圍堰的平面尺寸略小于沉井，其下端與井頂上預(yù)埋錨桿相連。圍堰是臨時(shí)性的，待墩臺(tái)身出水后可拆除。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第63頁(yè)。鋼板圍堰2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第64頁(yè)。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第65頁(yè)。7.地基檢驗(yàn)和處理

沉井沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)進(jìn)行基底檢驗(yàn)。檢驗(yàn)內(nèi)容是地基土質(zhì)是否和設(shè)計(jì)相符，是否平整，并對(duì)地基進(jìn)行必要的處理。

如果是排水下沉的沉井，可以直接進(jìn)行檢查，不排水下沉的沉井由潛水工進(jìn)行檢查或鉆取土樣鑒定。地基為砂土或粘性土，可在其上鋪一層礫石或碎石。地基為風(fēng)化巖石，應(yīng)將風(fēng)化巖層鑿掉，巖層傾斜時(shí)，應(yīng)鑿成階梯形。

不排水情況下，可由潛水工清基或用水槍及吸泥機(jī)清基?？傊ＷC井底地基盡量平整，浮土及軟土清除干凈，以保證封底混凝土、沉井及地基緊密連接。

2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第66頁(yè)。8.封底、充填井孔及澆筑頂蓋

地基經(jīng)檢驗(yàn)及處理合乎要求后，應(yīng)立即進(jìn)行封底。如封底是在不排水情況下進(jìn)行，則可用導(dǎo)管法灌注水下混凝土(見鉆孔灌注樁施工)，若灌注面積大，可用多根導(dǎo)管，以先周圍后中間，先低后高的次序進(jìn)行灌注。

待混凝土達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再抽干井孔中的水，填筑井內(nèi)圬土。如井孔中不填料或僅填以礫石，則井頂面應(yīng)澆筑鋼筋混凝土頂蓋，以支承墩臺(tái)，然后砌筑墩身，墩身出土(或水面)后可拆除臨時(shí)性的井頂圍堰。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第67頁(yè)。首節(jié)沉井制作2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第68頁(yè)。首節(jié)沉井制作2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第69頁(yè)。第二節(jié)沉井的制作2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第70頁(yè)。沉井下沉中2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第71頁(yè)。沉井隔墻鋼筋的綁扎2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第72頁(yè)。三、沉井下沉過(guò)程中遇到的問(wèn)題及處理

1.沉井突沉在軟土地基上進(jìn)行沉井施工時(shí)，常發(fā)生沉井突然大幅度下沉的現(xiàn)象。引起突沉的主要原因是沉井井筒外壁土的摩擦阻力較小，在井內(nèi)排水過(guò)多或刃腳附近挖土太深甚至挖除，沉井支承削弱而導(dǎo)致劇烈下沉。

這種突沉容易使沉井發(fā)生傾斜或超沉，在軟土地基上進(jìn)行沉井施工時(shí)，控制井內(nèi)排水、均勻挖土，控制刃腳附近挖土深度，刃腳下土不挖除，讓刃腳切土下滑。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第73頁(yè)。2.沉井傾斜。在沉井下沉過(guò)程中，特別時(shí)沉井下沉不深時(shí)，常發(fā)生沉井傾斜現(xiàn)象。

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；必要時(shí)可在沉井頂面施加水平力扶正。糾正沉井中心位置發(fā)生偏移的方法是先使沉井傾斜，然后均勻除土，使沉井底中心線下沉至設(shè)計(jì)中心線后，再進(jìn)行糾偏。2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第74頁(yè)。沉井偏斜2023/11/21橋梁下部施工技術(shù)-基礎(chǔ)施工全文