沉井基础动画

沉井的概念: 是井筒状的结构物。它是以井内挖土，依靠自身重力 克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底 并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。 沉井的优点：
埋臵深度可以很大，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；
沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡土围堰结构物， 施工工艺并不复杂。 沉井施工时对邻近建筑物尤其是软土中地下建筑物的 基础影响小。
图 5-12 水中筑岛下沉沉井 a) 无围堰防护土岛; b) 有围堰防护土岛; c) 围堰筑岛
5-3 沉井的施工 2.浮运沉井施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
（二）浮运沉井施工 水深较大，如超过10m时，筑岛法很不经济，且施工也困 难，可改用浮运法施工。沉井在岸边做成，利用在岸边铺成 的滑道滑入水中，然后用绳索引到设计墩位。
原则：分区、依次、对称、同步。
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
4.挖土下沉 沉井下沉施工可分为排水下沉和不排水下沉。 排水下沉：当沉井穿过的土层较稳定，不会因排水而 产生大量流砂时，可采用排水下沉。它适用于土层渗水量 不大且排水时不会产生涌土或流砂的情况；人工挖土可使 沉井均匀下沉和清除井下障碍物，但应保证施工安全。排 水下沉时，有时也用机械除土。 不排水下沉：一般都采用机械除土，挖土工具可以是 抓土斗或水力吸泥机，如土质较硬，水力吸泥机需配以水 枪射水将土冲松。由于吸泥机是将水和土一起吸出井外， 故需经常向井内加水维持井内水位高出井外水位1～2m， 以免发生涌土或流砂现象。

5-1 概述
第五章 沉井基础及地下连续墙
沉井的缺点：
施工期较长；
对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾 斜； 沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾 斜过大，均会给施工带来一定困难。
5-1 概述
第五章 沉井基础及地下连续墙
沉井
5-1 概述
第五章 沉井基础及地下连续墙
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
四、沉井施工新方法简介
20世纪90年代以来，在国外一些发达国家提出了
压沉法
SS(Space System Caisson)法
SOCS(Super Open Caisson System)自动化沉井等施 工方法。
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
（二）壁后压气沉井法 它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。
与泥浆润滑套相比的优点： 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。 在一般条件下较泥浆润滑套更为方便，它适用于细、粉 砂类土和粘性土中。但设计方法和施工措施尚待积累更多的 资料。
圆形 圆端形 矩形
柱形 阶梯形 锥形
5-2 沉井的类型和构造
第五章 沉井基础及地下连续墙
图5-3
沉井的平面形状
a) 单孔沉井；b) 双孔沉井；c) 多孔沉井
5-2 沉井的类型和构造
第五章 沉井基础及地下连续墙
图 5-4
沉井剖面图 d）内壁多阶型
a）直壁柱型； b）外壁单阶型； c）外壁多阶型；
5-2 沉井的类型和构造
5-2 沉井的类型和构造
第五章 沉井基础及地下连续墙
第二节 沉井的类型和构造
一、沉井的分类
一般沉井 按沉井的施工方法分类 浮运沉井 混凝土沉井 按沉井的建筑材料分类 钢筋混凝土沉井 竹筋混凝土沉井
5-2 沉井的类型和构造
第五章 沉井基础及地下连续墙
沉井的平面形状 按沉井形状分类 沉井的立面形状
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
减小井壁摩阻力的方法： 井壁内埋设高压射水管组，射水辅助下沉； 利用泥浆套或空气幕辅助下沉； 增大开挖范围和深度； 必要时还可采用0.10.2kg炸药起爆助沉。
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
沉井施工过程动画演示1
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
沉井施工过程动画演示2
5-3 沉井的施工
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二、水中沉井的施工
（一）筑岛法 当水深小于3m，流速≤1.5m/s时，可采用砂或砾石在水中 筑岛(图5-12 a），周围用草袋围护；若水深或流速加大，可 采用围堤防护筑岛[图5-12b）]；当水深较大（通常<15m） 或流速较大时，宜采用钢板桩围堰筑岛(图5-12c）。
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
2.制造第一节沉井 制造沉井前，应先在刃脚处对称铺满垫木（图5-10），以 支承第一节沉井的重量，并按垫木定位立模板以绑扎钢筋。然 后在刃脚位臵处放上刃脚角钢，竖立内模（图5-11），绑扎钢 筋，再立外模浇筑第一节沉井。
图5-11 沉井刃脚立模
1-内模；2-外模；3-立柱；4-角钢； 图 5-10 垫木布臵实例 5-垫木；6-砂垫层
5-3 沉井的施工
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7.地基检验和处理 基底检验：
检验内容是地基土质是否和设计相符，是否平整，并 对地基进行必要的处理。 基底处理： 砂性土或粘性土地基，一般可在井底铺一层砾石或碎 石至刃脚底面以上200mm。未风化岩石地基，应凿除风化 岩层，若岩层倾斜，还应凿成阶梯形。要确保井底地基尽 量平整，浮土、软土清除干净，以保证封底混凝土、沉井 与地基结合紧密。
第五章 沉井基础及地下连续墙
二、沉井基础的构造
(一)沉井的轮廓尺寸
沉井的平面形状：
决定于墩(台)底部的形状。对矩形或圆端形墩，可采 用相应形状的沉井，当墩的长宽比较为接近时，可采用方 形或圆形沉井。 沉井顶面尺寸为墩(台)身底部尺寸加襟边宽度。 沉井的入土深度： 根据上部结构、水文地质条件及各土层的承载力等确 定。
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
8.封底、充填井孔及浇筑顶盖 地基经检验及处理合乎要求后，应立即进行封底。如封 底是在不排水情况下进行，则可用导管法灌注水下混凝土(见 钻孔灌注桩施工)，若灌注面积大，可用多根导管，以先周围 后中间，先低后高的次序进行灌注。待混凝土达设计强度后， 再抽干井孔中的水，填筑井内圬土。如井孔中不填料或仅填 以砾石，则井顶面应浇筑钢筋混凝土顶盖，以支承墩台，然 后砌筑墩身，墩身出土(或水面)后可拆除临时性的井顶围堰。
五、沉井下沉过程中遇到的问题及处理
1.偏斜 偏斜原因 ： 土岛表面松软，河底土质软硬不匀； 井壁与刃脚中线不重合 ； 抽垫方法欠妥，回填不及时 ； 除土不均匀对称 ； 刃脚遇障碍物顶住而未及时发现； 排土堆放不合理，或单侧受水流冲击淘空等导致沉井承受 不 对称外力作用 。 发生倾斜的纠正方法： 在沉井高的一侧集中挖土，在低的一侧回填砂石； 在沉井高的一侧加重物或用高压射水冲松土层； 在沉井顶面施加水平力扶正。
图5-9 沉井施工顺序示意
5-3 沉井的施工
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1.整平场地 如天然地面土质较好，只需将地面杂物清掉整平地面， 就可在其上制造沉井，如为了减小沉井的下沉深度也可在 基础位臵处挖一浅坑，在坑底制造沉井下沉，坑底应高出 地下水位0.5～1.0m 。如土质松软，应整平夯实或换土夯实。 在一般情况下，应在整平场地上铺上不小于0.5m厚的砂或 砂砾层。
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
2.沉井下沉困难 原因： 开挖面深度不够，正面阻力大； 偏斜，或刃脚下遇到障碍物、坚硬岩层和土层； 井壁摩阻力大于沉井自重； 井壁无减阻措施或泥浆套、空气幕等减阻构件遭到破坏。 解决下沉困难的措施主要是增加压重和减少井壁摩阻力 , 增加压重的方法 ： 提前接筑下节沉井； 在井顶加压砂袋、钢轨等重物； 不排水下沉时，可井内抽水。
根据经济合理、施工上可能的原则，一般在下列情况， 可以采用沉井基础：
1.上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做 扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有 好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较 为合理的；
2.在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有 较大卵石不便桩基础施工时； 3.岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大 基础施工围堰有困难时。
第五章 沉井基础及地下连续墙
第五章
沉井基础及地下连续墙
5-1 概述
第五章 沉井基础及地下连续墙
第一节
概
述
沉井的应用己有很长的历史，它是由古老的掘井作业 发展而成的一种施工方法，用沉井法修筑的基础叫做沉井 基础，参见图5-1。
图 5-1沉井基础示意
a) 沉井下沉; b) 沉井基础
5-1 概述ຫໍສະໝຸດ 第五章 沉井基础及地下连续墙
图 5-13
浮运沉井下水示意
5-3 沉井的施工
第五章 沉井基础及地下连续墙
三、泥浆润滑套与壁后压气沉井施工法
（一）泥浆润滑套 泥浆润滑套是借助泥浆泵和输送管道将特制的泥浆压入 沉井外壁与土层之间，在沉井外围形成有一定厚度的泥浆层。 主要利用泥浆的润滑减阻，降低沉井下沉中的摩擦阻力。
图 5-14 射口挡板与压浆管构造 a) 射口挡板; b) 外管法压浆管构造
5-2 沉井的类型和构造
第五章 沉井基础及地下连续墙
(二) 沉井的一般构造 一般沉井构造上主要由 井壁、刃脚、隔墙、井孔、 凹槽、射水管、封底和盖 板等组成。
图5-5 沉井构造图
5-2 沉井的类型和构造
第五章 沉井基础及地下连续墙
(三)浮运沉井的构造 1.不带气筒的浮运沉井 不带气筒的浮式沉井适应于水深较浅、流速不大、河 床较平、冲刷较小的自然条件。一般在岸边制造，通过滑 道拖拉下水，浮运到墩位，再接高下沉到河床。这种沉井 可用钢、木、钢筋混凝土、钢丝网及水泥等材料组合。 钢丝网水泥薄壁沉井是由内、外壁组成的空心井壁沉 井，这是制造浮运沉井较好的方法，具有施工方便、节省 钢材等优点。沉井的内壁、外壁及横隔板都是钢筋钢丝网 水泥制成。做法是将若干层钢丝网均匀地铺设在钢筋网的 两侧，外面涂抹不低于M5的水泥砂浆，使它充满钢筋网 和钢丝网之间的间隙并形成厚1～3mm的保护层。