桥梁下部施工技术培训5 沉井基础施工

1、云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院课程负责人：秦 溱Substructure Bridge Construction Technology5 沉井施工2 沉井的组成1 沉井的概念4 沉井的构造3 沉井的分类Substructure Bridge Construction Technology讨论一下1.沉井和桩基础都属于深基础，这两种深基础形式有什么区别？2.沉井有什么优点，适合于什么情况？3.哪些辅助手段可以帮助沉井下沉？沉井的概念沉井 是一个井筒状的结构物，常用混凝土或钢筋混凝土在施工地点预制预制好，然后在井内不断除土除土，井体借自重克服外壁与土的摩阻力而不断下沉下沉至设计标高，并经

2、过封底封底、填心填心以后，使其成为桥梁墩台或其它结构的基础。特点1.埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载。2.下沉时作为坑壁围护结构，起挡土挡水作用；施工中不需要很复杂的机械设备，施工技术也较简单。3.施工工期较长；在饱和细砂、粉砂和亚砂土中施工，井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；下沉过程中若遇到大孤石、树干或井底沿岩层表面倾斜过大，均会给施工带来一定的困难。适用于 1.上部荷载较大、而表层地基土的容许承载力不足，作扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有较好的持力层。采用沉井基础与其他基础相比，经济上较为合理时；2.在山区河流

3、中，虽然土质较好，但冲刷大。或河中有较大卵石不便采用桩基础施工时；3.岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深，采用扩大基础围堰有困难时 。Substructure Bridge Construction Technology筑岛Substructure Bridge Construction Technology预制刃脚Substructure Bridge Construction Technology井内挖土Substructure Bridge Construction Technology凭借自重下沉Substructure Bridge Construction Technology接

4、长井壁Substructure Bridge Construction Technology挖土下沉Substructure Bridge Construction Technology浇筑混凝土底板Substructure Bridge Construction Technology填芯、浇盖板Substructure Bridge Construction Technology浇筑桥墩Substructure Bridge Construction Technology1.井壁2.刃脚3.隔墙4.井孔5.凹槽6.射水管7.盖板8.封底沉井的组成Substructure Bridge Con

5、struction Technology按施工方法分 一般沉井：就地施工 浮运沉井：岸边预制、浮运就位下沉按施工条件分 旱地沉井施工 水中沉井施工按材料分 混凝土沉井 钢筋混凝土沉井 钢沉井 竹筋沉井沉井的分类Substructure Bridge Construction Technology 竖直式、台阶式、倾斜式沉井的分类Substructure Bridge Construction Technology 圆形、矩形、圆端形 圆端形沉井能够更好的与桥墩平面形状相适用，且控制下沉、受力条件、阻水冲刷均较矩形者有利。故用得较多，但沉井制造复杂。 对平面尺寸较大的沉井，可在沉井中间设隔墙，使

6、沉井由单孔变双孔或多孔，以增加井壁刚度。沉井的分类Substructure Bridge Construction Technology沉井一般主要由井壁、刃脚、隔墙、井孔、凹槽、射水管、封底和盖板等组成沉井的构造Substructure Bridge Construction Technology1.沉井下沉过程中，井壁是挡土、挡水的围堰，应有足够的强度承受四周的土压力和水压力。 2.井壁需要有足够的重量以克服井壁外侧土的摩阻力和刃脚踏面底部土的阻力徐徐下沉。3.井壁应有足够的厚度，一般为0.82.0m，以便绑扎钢筋和浇筑混凝土。沉井的构造 起切土下沉的作用； 刃脚底面（踏面）的宽度一般为0

7、.10.2m，对软土可适当放宽。当土质坚硬时，刃脚踏面用钢板或角钢加以保护。 刃脚内侧斜面与水平面的夹角应大于45。刃脚高度视井壁厚度、便于抽除垫木而定，一般在1.0m以上 。Substructure Bridge Construction Technologyp减小井壁的跨度，从而减小井壁承受的弯矩和剪力，增加沉井的刚度。p把整个沉井分成若干个井孔，各井孔分别挖土，便于控制下沉和纠倾处理。p隔墙底面应高出刃脚底面0.5m以上；如为人工挖土，应在隔墙下端设置过人孔，便于工作人员往来。沉井的构造井孔是挖土排土的工作场所和通道。井孔尺寸应满足施工要求，宽度（直径）不宜小于3m，井孔布置应对称于沉井

8、中心轴，便于对称挖土使沉井均匀下沉。增加封底混凝土与井壁的粘结能力，封底混凝土底面的反力更好的传给井壁。如井孔全部填实的实心沉井可不设凹槽，凹槽的深度约为0.150.25m，高约1.0m。当沉井下沉深度大,穿过的土质又较好，估计下沉会产生困难时，可在井壁中预埋射水管组。当沉井下沉到设计标高后封底，以防地基土和地下水进入井内。Substructure Bridge Construction Technology1-1-空气压缩机；空气压缩机；2-2-贮气筒；贮气筒；3-3-输气管路；输气管路；4-4-沉井；沉井；5-5-井壁竖直气管；井壁竖直气管；6-6-井壁环形水平气管；井壁环形水平气管；7-

9、7-气龛；气龛；8-8-气龛中的通气孔气龛中的通气孔沉井的构造Substructure Bridge Construction Technology沉井的构造Substructure Bridge Construction Technology沉井的构造Substructure Bridge Construction Technology沉井的构造Substructure Bridge Construction Technology沉井的构造Substructure Bridge Construction Technology沉井的构造Substructure Bridge Construct

10、ion Technology沉井的构造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岛施工水中筑岛施工浮运沉井施工浮运沉井施工沉井施沉井施工方法工方法常规施工常规施工（自重下沉）（自重下沉）泥浆润滑套泥浆润滑套空气幕帘空气幕帘SS沉井沉井（刃脚改形卵砾填缝）（刃脚改形卵砾填缝）沉井施工Substructure Bridge Construction Technology1-井壁；2-凹槽；3-刃脚；4-垫层；5-封底混凝土预制第一节沉井预制第一节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 抽撤垫木应按一定的顺序进行，以免引起沉井开裂，移动或倾斜。 先撤除内隔墙下的垫木，再撤除沉井短边下的垫木，最后撤长边下的垫木。撤长边下的垫木时，以定位垫木（最后抽撤的垫木）为中心，对称地由远到近拆除，最后拆除定位垫木。 在抽垫木过程中，抽除一根垫木应立即用砂回填并捣实 。沉井施工Substructure Bridge Construction Techn

13、ology沉井施工排水挖土下沉当沉井穿过稳定的土层，不会因排水产生流砂时，可采用排水挖土下沉，土的挖除可采用人工挖土或机械除土 。 通常是先挖井孔中心，再挖隔墙下的土，后挖刃脚下的土。不排水下沉一般采用抓土斗或水力吸泥机。使用吸泥机时要不断向井内补水，使井内水位高出井外水位12m以免发生流砂或涌土现象。Substructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction Technology 当沉井顶面离地面12m时，如还要下沉

14、，应停止挖土，接筑上一节沉井。每节沉井高度以46m为宜。接高的沉井中轴应与底节沉井中轴重合。 混凝土施工接缝应按设计要求,布置好接缝钢筋，清除浮浆并凿毛，然后立模浇筑混凝土。沉井施工Substructure Bridge Construction Technology1.沉井下沉至设计标高后，必须检验基底的地质情况是否与设计资料相符，地基是否平整 2.能抽干水的可直接检验，否则要由潜水员下水检验，必要时用钻机取样鉴定 3.基底应尽量整平，清除污泥，并使基底没有软弱夹层沉井施工1.地基经检验、处理合格后，应立即封底，宜在排水情况下进行 2.抽干水有困难时用水下浇筑混凝土的方法，待封底混凝土达到设

15、计强度后方可抽水，然后填井孔对填砂砾或空孔的沉井，必须在井顶浇筑钢筋混凝土盖板。3.盖板达到设计强度后，方可砌筑墩台。Substructure Bridge Construction Technology水水上上筑筑岛岛下下沉沉沉沉井井沉井施工Substructure Bridge Construction Technology1.在河流的浅滩或施工最高水位在不超过4m时，可用筑岛法，即先修筑人工岛，再在岛上进行沉井的制作和挖土下沉。2.砂岛分无围堰和有围堰两种。3.砂岛面的宽度应比沉井周围宽出2.0m以上，岛面高度应高出施工最高水位0.5m以上。沉井施工Substructure Bridge

16、 Construction Technology 水深如超过10m时当用筑岛法有困难或不经济时。可采用浮运沉井的方法进行施工。 拉杆拉杆型钢型钢木底板木底板撑杆撑杆浮运沉井的构造浮运沉井的构造沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction Technologyv泰州大桥中塔基础为沉井基础，中塔沉井平面尺寸为58.4米44.4米，高为76米，其中下层38米为钢结构，上层38米为钢筋混凝土结构。

17、v首节钢沉井8米浮运到现场后，进行接高施工至38米，然后浮运到墩位处进行定位，再接高12米。沉井共20个隔舱，井壁混凝土采用刚性导管法灌注完成。混凝土沉井分接高、下沉工序交替进行。沉井下沉到位后，采用水下导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，当刃脚附近土体挖除后,沉井失去支承而剧烈下沉

18、。这样，容易使沉井产生较大的倾斜或超沉，应予避免。采用均匀挖土、增大踏面宽度或加设底梁等措施可以解决沉井突然下沉。沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工（2）纠正偏斜的措施）纠正偏斜的措施 开始下沉阶段，应控制挖土的程序和深度，注意均匀挖土。要经常检查沉井的平面位置， 在中间阶段，可能会出现下沉困难的现象，但接高沉井后，下沉又变得顺利，但易出现偏移。如沉井中心位置发生偏移，可先使沉井倾斜。均匀挖土让沉井斜着下沉，直到井底中心位于设计中心线上，再将沉井扶正。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 减小沉井外壁的摩阻力 减小沉井外壁摩阻力的方法有：可以将沉井设计成台阶形、倾斜形，或在施工中尽量使外壁光滑；也可在井壁内埋设高压射水管组，利用高压水流冲松井壁附近的土，水沿井壁上升润滑井壁，减小井壁摩阻力，帮助沉井下沉。 对下沉较深的沉井，为减小井壁摩阻力常用泥浆润滑套或空气幕下沉沉井的方法。沉井施工Substructure Bridge Construction Technology 泥浆润滑套是把按一定比例配置好的泥浆灌注在沉井井壁周围形成一个具有润

20、滑作用的泥浆套，可大大减小沉井下沉时的井壁摩阻力，使沉井顺利下沉。 沉井施工Substructure Bridge Construction Technology沉井施工Substructure Bridge Construction Technology是通过对沿井壁内周围预埋的气管中喷射高压气流，气流沿喷气孔射出再沿沉井外壁上升，形成一圈压气层（又称空气幕），使井壁周围土松动，减少井壁摩阻力，促使沉井顺利下沉。 施工时压气管分层分布设置，每层水平环管可按四角分为四个区，以便分别压气调整沉井倾斜。压气沉井所需的气压可取静水压力的2.5倍。 与泥浆润滑套相比，壁后压气沉井法在停气后即可恢复土对井壁的摩阻力，下沉量易于控制，且所需施工设备简单，可以水下施工，经济效果好。沉井施工Substructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction Technology 施工图片Substructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Construction TechnologySubstructure Bridge Constru