沉井施工---第一组课件

沉井施工沉井施工一、沉井基础施工一、沉井基础施工1.1.沉井基础的定义、特点沉井基础的定义、特点 沉井基础是以沉井作为基础结构，将上沉井基础是以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。沉井基础埋部荷载传至地基的一种深基础。沉井基础埋深度较大，整体性好，稳定性好，且具有较深度较大，整体性好，稳定性好，且具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载，其施工工艺简便，技术稳妥可靠，在深载，其施工工艺简便，技术稳妥可靠，在深基础或地下结构中应用较为广泛。基础或地下结构中应用较为广泛。2.2.沉井的类型沉井的类型（1 1）.按施工方法划分按施工方法划分a.a.一般沉井一般沉井b.b.浮运沉井浮运沉井（2 2）.按制造沉井材料划分按制造沉井材料划分a.a.混凝土沉井混凝土沉井（抗压强度高，（抗压强度高，抗拉强度低，抗拉强度低，适用于适用于47m47m松松软土层）软土层）b.b.钢筋混凝土沉井钢筋混凝土沉井（抗压抗拉强度高，可做成重型或薄壁（抗压抗拉强度高，可做成重型或薄壁就地制造下沉的沉井，薄壁浮运沉井及钢丝网水泥等）就地制造下沉的沉井，薄壁浮运沉井及钢丝网水泥等）c.c.竹筋混凝土沉井（抗拉竹筋混凝土沉井（抗拉力好，耐久性差）力好，耐久性差）d.d.钢沉井（强度高、重量轻、易于拼装）钢沉井（强度高、重量轻、易于拼装）（3 3）按沉井的平面形状划分）按沉井的平面形状划分b.b.矩形矩形c.c.圆端形圆端形a.a.圆形圆形（4）.按井孔的布置方式b.双孔沉井a.单孔沉井c.多孔沉井（4 4）按沉井的立面形状）按沉井的立面形状b.b.阶梯形沉井阶梯形沉井a.a.柱形沉井柱形沉井c.c.锥形沉井锥形沉井3.沉井的构造（1）、井壁：沉井的外壁，是沉井的主体部分。下沉过程中企挡土、挡水及克服土与井壁的摩擦作用。沉井施工后，成为传递荷载的基础或基础的一部分。一般厚0.81.5m，不小于0.4m，混凝土强度不低于C15.（2 2）、刃脚：）、刃脚：井壁下端形如楔状的部分，作井壁下端形如楔状的部分，作用是利于沉井切土下沉。刃脚高度视井壁厚度、便用是利于沉井切土下沉。刃脚高度视井壁厚度、便于抽除垫木而定，一般大于于抽除垫木而定，一般大于1m1m，混凝土强度等级宜，混凝土强度等级宜大于大于C20C20。（3 3）隔墙：）隔墙：沉井的内壁，其沉井的内壁，其作用是将沉井空腔分隔成多个井孔，作用是将沉井空腔分隔成多个井孔，便于控制挖土下沉，防止或纠正倾便于控制挖土下沉，防止或纠正倾斜和偏移，并加强沉井刚度，减小斜和偏移，并加强沉井刚度，减小井壁挠曲应力。厚度一般小于井壁，井壁挠曲应力。厚度一般小于井壁，约约0.51.0m0.51.0m。隔墙底面应高出刃脚。隔墙底面应高出刃脚底面底面0.50.5以上，避免被土咯住而妨以上，避免被土咯住而妨碍下沉。若为人工挖土，还应在隔碍下沉。若为人工挖土，还应在隔墙下端设置过人孔，便于人员过往。墙下端设置过人孔，便于人员过往。（4 4）、）、井孔：井孔：为挖土排为挖土排土的工作场所和通土的工作场所和通道。其尺寸应满足道。其尺寸应满足施工要求，最小边施工要求，最小边不小于不小于3m3m。井孔应。井孔应对称布置，便于挖对称布置，便于挖土和井壁下沉。土和井壁下沉。（5 5）凹槽：）凹槽：位于刃脚内侧上方，位于刃脚内侧上方，用于沉井封底时使用于沉井封底时使井壁与封底混凝土井壁与封底混凝土较好的结合，使封较好的结合，使封底混凝土底面反力底混凝土底面反力更好地传给井壁。更好地传给井壁。高约高约1m1m，深度一般，深度一般为为150300mm150300mm。（5）、）、(6)、射水管：当沉井下沉较深，土阻力较大，估计下沉困难时，可在井壁中预埋设射水管组。射水管组应均匀分布，水压不小于600kpa。（7 7）、封底）、封底：沉井沉至设计高程进行清基后，在刃脚沉井沉至设计高程进行清基后，在刃脚踏面以上至凹槽处浇筑混凝土形成封底。封踏面以上至凹槽处浇筑混凝土形成封底。封底可防止地下水涌入井内，其底面承受地基底可防止地下水涌入井内，其底面承受地基土和水的反力，封底混凝土顶面应高于凹槽土和水的反力，封底混凝土顶面应高于凹槽0.5m0.5m，厚度不小于井孔最小边长的，厚度不小于井孔最小边长的1.51.5倍。混倍。混凝土强度等级不低于凝土强度等级不低于C15C15，井孔内混凝土强度，井孔内混凝土强度等级不低于等级不低于C10.C10.（8 8）、盖板：）、盖板：沉井封底后，若条件允许，为节省圬沉井封底后，若条件允许，为节省圬工量减轻基础自重，在井孔内可不填充任何东工量减轻基础自重，在井孔内可不填充任何东西，做成空心沉井基础，或仅填充砂石，此时西，做成空心沉井基础，或仅填充砂石，此时必须在井顶设置钢筋混凝土盖板。以承托上部必须在井顶设置钢筋混凝土盖板。以承托上部结构的全部荷载，盖板厚度一般为结构的全部荷载，盖板厚度一般为1.52.0m1.52.0m，钢筋配置由计算决定。（特殊情况除外）钢筋配置由计算决定。（特殊情况除外）a.a.不带气筒的浮运沉井：多采用钢、木、钢丝网不带气筒的浮运沉井：多采用钢、木、钢丝网水泥等材料制作。具有构造简单、施工方便、节省水泥等材料制作。具有构造简单、施工方便、节省钢材等优点。适用于水不太深、流速不大、冲刷较钢材等优点。适用于水不太深、流速不大、冲刷较小的自然条件。小的自然条件。3 3）浮运沉井的构造）浮运沉井的构造 b.b.带气筒的浮运沉井：主要由双壁的沉井底节、带气筒的浮运沉井：主要由双壁的沉井底节、单壁钢壳、钢气筒等组成。双壁钢沉井底节是一个单壁钢壳、钢气筒等组成。双壁钢沉井底节是一个可自浮于水中的壳体结构。钢气筒为沉井提供浮力，可自浮于水中的壳体结构。钢气筒为沉井提供浮力，沉井落至河床后，切除气筒即为取土井孔。沉井落至河床后，切除气筒即为取土井孔。4 4）、组合式沉井）、组合式沉井 当采用低桩承台出现围水浇筑承台困难，当采用低桩承台出现围水浇筑承台困难，而采用因岩层倾斜较大或沉井范围内地基土软而采用因岩层倾斜较大或沉井范围内地基土软硬不均且水深较大时，可采用组合式沉井。施硬不均且水深较大时，可采用组合式沉井。施工时先将沉井下沉至预定高程，浇筑封底混凝工时先将沉井下沉至预定高程，浇筑封底混凝土和承台，再在井内预留孔位钻孔灌注成桩。土和承台，再在井内预留孔位钻孔灌注成桩。该混合式沉井既可围水挡土，又可作为钻孔桩该混合式沉井既可围水挡土，又可作为钻孔桩的护筒和桩基的承台。的护筒和桩基的承台。二、沉井的施工二、沉井的施工1.1.旱地沉井施工旱地沉井施工清整场地制作第一节沉井制作第一节沉井拆模及抽垫拆模及抽垫挖土下沉挖土下沉接高沉井接高沉井设置井顶防水围堰设置井顶防水围堰基底检验和处理基底检验和处理沉沉井井封封底底井孔填充和顶板浇筑井孔填充和顶板浇筑2.2.水中沉井施工水中沉井施工水中筑岛水中筑岛浮运沉井浮运沉井三、沉井下沉中的问题及处理三、沉井下沉中的问题及处理1.1.偏斜偏斜1 1）.原因原因a.a.土体表面松软或制作场地或河底高低不平，土体表面松软或制作场地或河底高低不平，软硬不均；软硬不均；b.b.刃脚制作质量差，井壁与刃脚中线不重合；刃脚制作质量差，井壁与刃脚中线不重合；c.c.抽垫方式不妥，回填不及时；抽垫方式不妥，回填不及时；d.d.挖土不均匀对称，下沉时有突沉或停沉现象；挖土不均匀对称，下沉时有突沉或停沉现象；e.e.刃脚与障碍物顶住而未及时发现，排土堆放刃脚与障碍物顶住而未及时发现，排土堆放不合理，或单侧受水流冲击掏空等导致沉井受不合理，或单侧受水流冲击掏空等导致沉井受力不对称。力不对称。2）.解决措施：纠正偏斜时，通常可用挖土，压重、顶部施纠正偏斜时，通常可用挖土，压重、顶部施加水平力或刃脚下支垫等方法处理问题，空气幕加水平力或刃脚下支垫等方法处理问题，空气幕沉井也可采用单侧压气纠偏。若沉井倾斜时，可沉井也可采用单侧压气纠偏。若沉井倾斜时，可在高测集中挖土，加重物，或用高压射水冲松土在高测集中挖土，加重物，或用高压射水冲松土层，低测回填砂石，必要时在井顶施加水平力扶层，低测回填砂石，必要时在井顶施加水平力扶正。若中心便宜则先挖上，使井底中心向设计中正。若中心便宜则先挖上，使井底中心向设计中心倾斜，然后在对侧挖土，使沉井恢复竖直，如心倾斜，然后在对侧挖土，使沉井恢复竖直，如此反复至沉井逐步移近设计中心，当刃脚雨大障此反复至沉井逐步移近设计中心，当刃脚雨大障碍物时，必先清除在下沉。如果遇到树根，、大碍物时，必先清除在下沉。如果遇到树根，、大孤石或钢料铁件，排水施工时可人工排除，必要孤石或钢料铁件，排水施工时可人工排除，必要时用少量炸药（少于时用少量炸药（少于200g200g）炸碎。不排水施工时，）炸碎。不排水施工时，可有潜水工进行水下切割或爆破。可有潜水工进行水下切割或爆破。2.2.难沉难沉1)1)原因原因 1 1、开挖面深度不够，正面阻力大、开挖面深度不够，正面阻力大 2 2、偏斜或刃脚遇到障碍物、坚硬岩层、偏斜或刃脚遇到障碍物、坚硬岩层和土层和土层 3 3、井壁摩阻力大于沉井自重、井壁摩阻力大于沉井自重 4 4、井壁无减租措施或泥浆套、空气幕、井壁无减租措施或泥浆套、空气幕等遭到破坏。等遭到破坏。2）解决措施：1 1、提前接筑上一节沉井，增加沉井自重、提前接筑上一节沉井，增加沉井自重2 2、在井顶加压沙袋、钢轨等和重物迫使沉井、在井顶加压沙袋、钢轨等和重物迫使沉井下沉下沉3 3、不排水下沉时，可井内抽水，减少浮力，、不排水下沉时，可井内抽水，减少浮力，迫使下沉，但需保证土体不产生流砂现象迫使下沉，但需保证土体不产生流砂现象减少井壁阻力的方法有：减少井壁阻力的方法有：1 1、将沉井设计、将沉井设计成阶梯形，钟形，或使外壁光滑成阶梯形，钟形，或使外壁光滑2 2、井壁、井壁内埋设高压射水管组，射水辅助下沉内埋设高压射水管组，射水辅助下沉3 3、利用泥浆套或者空气幕辅助下沉利用泥浆套或者空气幕辅助下沉4 4、增大、增大开挖范围和深度。开挖范围和深度。3.3.突沉：突沉：常发生在软土地区，容常发生在软土地区，容易使沉井产生较大的倾斜或超沉。易使沉井产生较大的倾斜或超沉。1 1）原因：井壁摩阻力小（当刃脚）原因：井壁摩阻力小（当刃脚下土被挖除时沉井支承削弱，或排下土被挖除时沉井支承削弱，或排水过多，除土太深、出现塑流等）。水过多，除土太深、出现塑流等）。2 2）解决措施）解决措施：一般是控制均匀除一般是控制均匀除土，在刃脚处除土不宜过深，此外，土，在刃脚处除土不宜过深，此外，再设计时可采用刃脚踏面宽度或增设再设计时可采用刃脚踏面宽度或增设底梁的措施提高刃脚阻力。底梁的措施提高刃脚阻力。4.流砂：一般是控制均匀除土，在一般是控制均匀除土，在刃脚处除土不宜过深，此外，再设计刃脚处除土不宜过深，此外，再设计时可采用刃脚踏面宽度或增设底梁的时可采用刃脚踏面宽度或增设底梁的措施提高刃脚阻力。措施提高刃脚阻力。1 1）原因：）原因：是土中动力压力的水头是土中动力压力的水头梯度大于临界值梯度大于临界值 2 2）解决措施）解决措施：采用井点，深井或深水泵降水，降采用井点，深井或深水泵降水，降低井外水位，改变水头梯度方向使土低井外水位，改变水头梯度方向使土层稳定，防止流砂发生，排水下沉时层稳定，防止流砂发生，排水下沉时若发生流砂可向井内灌水，采取不排若发生流砂可向井内灌水，采取不排水除土，减小水头梯度水除土，减小水头梯度如有雷同如有雷同纯属巧合纯属巧合