沉井施工介绍PPT课件

1 沉井施工方法 2 沉井基础沉井是由刃脚 井筒 内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构 多用于重型设备基础 桥墩 水泵站 取水结构 超高层建筑物基础等 3 刃脚在井筒最下端 形如刀刃 在沉井下沉时起切入土中的作用 井筒是沉井的外壁 在下沉过程中起挡土作用 同时还需有足够的重量克服筒壁与土之间的摩阻力和刃脚底部的土阻力 使沉井能在自重作用下逐步下沉 内隔墙的作用是把沉井分成许多小间减少井壁的净跨距以减小弯矩 施工时亦便于挖土 控制沉降和纠偏 在施工沉井时要注意均衡挖土 平稳下沉 如有偏斜则及时纠偏 4 水上筑岛下沉沉井 5 6 江阴长江公路大桥北锚碇 承受主缆拉力6 4万t 分解到水平方向为5 5万t 上拔力2 7万t 锚碇基础采用深沉井 沉井平面尺寸50m 69m 高为58m 相当于9个半篮球场的面积 20层楼高 体积21万立方米 混凝土总量10 5万立方米 基底置于高程 55 6m的含砾石粗砂层上 沉井顶高程2 4m 第1节h为8m为钢壳钢筋混凝土结构 其余10节均高为5m的钢筋混凝土结构 沉井要穿过12m厚的粉细砂层 近10m厚的硬土层以及5m厚的粗砂砾层 用空气吸泥机把泥排出井外 用空气幕助沉 用潜水电钻破坏10m厚的硬土层 使庞大沉井破土下沉 经过198d出土21万m3 下沉到位封底 7 沉井的施工 旱地 筑岛 浮运一 旱地沉井的施工 就地制造第一节沉井 抽垫木 挖土下沉 沉井接高下沉 封底 充填井孔 浇筑顶板 1 平整场地 要求 平整 干燥 具有一定强度 减少下沉2 制造第一节沉井 1 刃脚踏面铺垫木 100kPa对称满铺 直线段垂直铺设圆弧段径向铺设 方便抽取 2 放刃脚角钢 增强刃脚强度 8 3 内模 刚度 4 绑钢筋 强度 5 外模 刚度 平滑 6 浇筑 3 拆模及抽垫70 拆模板100 抽垫木注意 抽垫顺序 使抽垫过程 沉井受力合理 避免开裂 移动或倾斜 隔墙 短边 长边长边 以定位垫木为中心 四个位置根据支承点和跨中拉应力相等原则确定 有远及近 对称抽取 抽垫 回填 捣实 9 4 挖土下沉 排水下沉 适用于不流砂 小渗水 优点 可人工取土 加大自重 便于清障不排水下沉 机械取土 如土硬用水力吸泥机配水枪 压重 炮震 泥浆润滑套 空气幕为防流砂 经常加水井内水高出井外水1 2m 5 接高沉井 留1 2m 扶正 稳定 凿毛 模板 钢筋 浇筑注意 接缝处强度 6筑井顶围堰 如沉井顶面低于地面或水面时 10 7 地基检验和处理 至设计标高 检 土质 平整度处理 砂土 粘性土 铺砾石 碎石 至踏面 刃脚底面 以上200mm岩石风化 凿 岩面倾斜 阶梯 利用紧密连接有洞 堵 目的 封底混凝土 井壁刃脚 地基密合 8 封底 填充井孔浇盖封底 尽早 不排水 导管法 先边后中 先低后高 水下 排水 充填 或不填 空心 浇筑钢筋混凝土盖板 或盖 芯一体 11 二 水中沉井的施工 1 h 3 4mm sv不大 筑岛 砂 砾石草袋围护 或围堰防护 2 浮运 水深较大 超过10m三 沉井下沉中遇到的问题 原因及处理1 沉井发生倾斜和偏移原因 1 土质松软2 土质软硬不均3 挖土不对称4 流砂5 障碍物6 土压力不均7 水流 风力等水平力将一侧土冲空 纠正倾斜 1 高挖低填 12 2 高侧加竖向力3 高侧助沉4 水平力扶正5 排除障碍纠正偏移 偏移 倾斜 均匀除土 底面形心与设计轴重合 纠正倾斜 正位2 沉井下沉困难 原因 1 自重小于摩阻力2 障碍解决 增加自重 1 提前浇筑上一节沉井2 井顶压重物3 不排水改排水4 增加壁厚 注意经济比较 设计 13 摩阻力下降 1 竖直剖面呈阶梯或倾斜形式2 预埋射水管3 泥浆润滑套4 空气幕沉井5 外模光滑 施工6 炮震 措施四 泥浆润滑套 在井外壁周围与土层间设置泥浆隔离层 以减少土壤与井壁的摩擦力 从而可以减轻沉井自重 加大下沉深度 提高下沉效率 14 五 空气幕沉井 壁后压气沉井 在沉井井壁周围预埋若干层管路 每层管钻有许多小孔 接通压缩空气向井壁外面喷射 气流沿沉井外壁上升 带动砂粒翻滚形成液化 粘土则形成泥浆 从而使对井壁的摩擦力减少 优点 施工设备简单 经济效果好 下沉中要停要沉容易控制 可以在水下施工不受水深限制 井壁摩阻力较泥浆套管法容易恢复 15 一 沉井施工程序平整场地 测量放线 开挖基坑 砌筑砖基座 沉井制作 沉井下沉 底板混凝土浇筑 封底 二 沉井制作1 制作顺序场地整平 放线 挖土3 4米深 夯实基底 抄平放线 铺砂垫层 挖刃脚土模砌砖座 绑扎钢筋 支刃脚 井身模板 浇筑混凝土 养护 拆模 2 地基处理沉井制作时一般先挖土3 4米深以减少下沉工程量 沉井制作前先对下挖土坑进行处理 以防地基不均匀下沉引起井身裂缝 处理方法采用砂 砂砾 碎石垫层 16 17 18 19 3 刃脚支设沉井制作下部刃脚的支设采用砖垫座 砖垫座砌筑为保证刃脚踏面的宽度和刃脚斜面的推力作用而做成宽高比为1 2台阶 砖座砌筑完毕后内壁用1 3水泥砂浆抹平 砖座顶部支出刃脚100mm以供支模作为平台 4 井壁制作 1 制作方式沉井制作基坑比沉井宽2 3米 四周设排水沟 集水井 使地下水位降至比基坑低约0 5米 由于沉井通常较深 一般采用分节制作 高度控制在3 6米 20 2 模板支设沉井模板采用钢定型模或木定型模组装而成 每节模板的长度视井的总长而定成3m或4m或5m 采用木模时 外模靠混凝土一侧刨光 涂脱模剂两度 沿模板长度方向间隔1m设一道肋模 模板支设时先支井内模 一次支到比施工缝高约100mm处 竖缝处用方木支撑在内部脚手架上 外模亦一次支到施工缝略高100mm处 竖缝亦用木方或脚手管杆与外脚手架紧固 模板支设时内设钢筋撑子以保证井壁的厚度 设钢筋对拉片以使外模稳固 如为圆形沉井则在外模上增设间距为2m的钢丝绳环箍 以增强模板整体的稳定性 外模中央每隔1 5m水平方向设300mmX600mm浇筑口 模板支设过程中应进行垂直度 平整度校正 21 3 钢筋绑扎沉井钢筋可用吊车垂直吊装就位 绑扎顺序为 先内后外 先由下至上 竖筋可一次绑好 水平筋分段绑扎 与前一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接连接 接头错开1 4 以保证钢筋位置和保护层正确 内侧钢筋之间要设 14mm钢筋铁码 每1 5m不少于一个 钢筋用挂线法控制垂直度 用水平仪控制水平度 用木恰卡尺控制间距 用水泥砂浆垫块控制保护层厚度 4 混凝土浇筑混凝土浇筑采用沿沉井周围搭设脚手架平台 用手推车运送混凝土至浇筑口均匀浇筑 22 5 混凝土浇筑的注意事项为 a 应将沉井分为若干段同时对称的浇筑 每层厚度300mm 以避免造成地基不均匀下沉或倾斜 b 混凝土应一次连续浇筑 第一节混凝土强度达到70 后方可浇筑下一节 c 为使井壁达到抗渗要求 上下水平的接缝应凸形水平缝 水平缝处应冲洗凿毛处理后 再继续下一节浇筑 并在下一节浇筑前先浇一层半石子混凝土 三 沉井下沉沉井下沉应具有一定强度 第一节混凝土达到设计强度的100 其上一节达到70 后 方可开始下沉 23 2 下沉方案的选择为了便于施工 遇到障碍物便于处理 下沉过程中便于控制 沉井下沉采用内排水 内开挖施工法 1 下沉排水方法为便于施工 节约成本 采用井内设集水井 在集水井内放置潜水泵排水 潜水泵随沉井的下沉而下降 直至沉井下沉至设计标高 2 下沉挖土方法采用井内人工挖土 由设于井外的提升设备将土从井内转出 人工挖土的方法随土质情况而定 一般方法如下 由沉井中间开始向四周 每层挖土0 4m 0 5m 沿刃脚周围保留0 5m 1 5m土堤 然后再沿沉井壁 每2m 3m一段向刃脚方向逐层全面 对称 均匀的削薄土层 刃脚下方土方边挖边清理 如遇流砂时 可采取先从刃脚挖起 每层300mm 下沉后再挖中间部分 亦可在刃脚跟部满塞稻草 把砂子滤堵在原土层 人工从中间向四周均匀开挖 24 四 沉井封底当沉井下沉至距设计标高0 1m时 即停止井内抽水 使沉井依靠自重下沉至设计或接近设计标高 再经过2 3d下沉稳定 或经观测在8h内累计下沉量不大于10mm时 即可进行封底 1 封底方法采用内排水封底 干封底 将新老混凝土接触面冲刷干净或打毛 对井底进行修整使成锅底形 由刃脚向井中心呈放射形挖排水沟 再在排水沟上填以卵石作成滤水暗沟 根据沉井内径的大小和涌水量设置多个或一个集水坑 在集水坑内设置一个抽水滤鼓 滤鼓顶面比底板顶面低约200mm 将潜水泵置于滤鼓内排水以便铺一层150 500mm厚碎石层 碎石层上浇一层厚约100mm的混凝土垫层 侍垫层达到约50 强度后即可进行钢筋绑扎和混凝土浇筑 混凝土浇筑时由四周向中间推进 侍混凝土达到70 强度后 对集水坑逐个停止抽水 逐个封堵 25 2 集水坑封堵方法将集水井中水抽干后潜水泵停止抽水 迅速倒入干硬性的混凝土进行封堵并捣实 然后上法兰盘用螺栓拧紧 两法兰盘对接面涂防水油膏 法兰盘上部再浇筑混凝土与底板顶面平齐 3 抗浮计算 五 控制与观测分别在地面和沉井上设正交的四个观测控制点 发现沉井偏斜时 立即进行纠正 26 1 监测方法监测方法监测项目说明垂球法井筒倾斜在井筒内四个对称点悬挂垂球 观察垂球的垂直度纠偏标尺测定法水平位移井筒倾斜在井筒外壁设四条直线绘出高程标记 对准高程标记设置水平标尺 观测时移动水平标尺并使一端与井壁接触 读出水平位移和高程数 由相临两次读数之差即可求出水平位移和井筒倾斜值水准测量法井筒倾斜在井筒四周设置高程标志 通过水准仪观测各点的下沉高度值 27 2 监测要点在挖土时 随时观测垂直度 发现倾时 立即进行纠正 沉井下沉时应加强位置 垂度和标高的观测 每天至少观测两次 并做好记录 如发现倾斜 位移和扭转应及时纠正 使偏差控制在允许的范围内 安全注意事项1 在沉井中起吊土方时 起重中严禁超载 2 在沉井下沉时 沉井外的一切设备都要拆离井体1m外 防止沉井下沉时侵入界限使平台倒塌和压坏 28 在井内壁处挂三至四根绳索为安全救护绳 在井内施工必须戴安全帽 在起重和放料斗时起重钩下方不能站人 开挖沉井刃脚 出土要对称 使井体平稳下降 施工人员身体不要贴在井体上 在刃脚施工时不能站在刃脚下施工 刃脚被卡住时用撬杆去撬动 严禁用手伸入刃脚搬移石块 3 沉井下降时发现大量流砂应进行处理后再施工 偶见流砂和严重涌水 危及人身安全时抓住井内壁绳索自救和呼唤急救 4 潜水泵应上挂绳索 对潜水泵移位时拖动绳索移位 严禁拉电缆移动潜水泵 以防电缆破裂漏电 5 沉井口要有防护 防止他人误落井内引起安全事故 29 开口沉井是一个井筒 最下一节的下端设有钢制或钢筋混凝土刃脚 其平面形状可根据墩台外形作成矩形 圆形 圆端形等等 中间加隔墙 成为双孔或多孔式 建造材料可用木 钢 混凝土 钢筋混凝土等 开口沉井在浅水地区可在墩位就地筑岛制造 深水地区可在岸边预制 然后以浮运等办法运到墩位 开口沉井基础施工程序一般是在井壁内挖土 井筒靠自重或加压逐渐下沉 一节井筒快沉入土中再接一节 直至最后一节下沉到设计标高 然后将井底土清理干净 灌注一层水下混凝土把井底封住 再抽水并在井内填充混凝土或沙石 或作成空心沉井 最后在顶上灌筑钢筋混凝土盖板 并在其上修筑墩台 在施工过程中 为了减少井筒下沉时井壁与土间的摩擦力 可在筒壁内预埋钢管并压入高压水 泥浆或高压气流辅助下沉 30 1936年美国建造的旧金山奥克兰海湾悬索桥锚固墩的沉井基础首先使用充气浮运 放气下沉的圆盖沉井 平面尺寸为60 28米 有井筒55个 中国南京长江桥 枝城长江桥等也采用过这种重型沉井基础 南京长江