沉井与沉箱的定义、特点、用途及应用范围
沉井和沉箱工程监理细则
沉井和沉箱工程一、专业工程特点沉井和沉箱都是在地面（地坑）上按设计要求进行预制，待达到一定强度后下沉至土中或水中就位的地下或水下工程。
1．沉井工程具有以下特点：沉井结构截面尺寸和刚度大、承载力高、抗渗、耐久性好，内部空间可资利用，可用于很大深度的地下工程施工中，深度可达50m；施工不需复杂的机械设备，在排水和不排水的情况均能施工；可用于各种复杂地形、地质条件；当沉井尺寸大时，制作和下沉均能使用机械化施工；可在地下水很大、土的渗透系数大，难以将地下水排干，地下有流砂或其它有害土质情况下施工。
沉井比大开挖施工，可大大减少挖运、回填的土方量，因此可以加快施工进度，降低施工费用。
缺点是：施工工序较多、施工工艺较复杂、技术要求高、质量要求严格。
2．沉箱工程的特点：沉箱工程是将水下工程的结构物改为在地面上进行预制，其质量易控制；沉箱在预制达到一定强度后可具有自浮能力，方便进行水上搬运，其结构裁面尺寸可以做得很大，适应于水下大型结构工程；由于可避免进行水下施工，可以大大降低施工费用。
缺点是：施工工序多，施工工艺复杂，技术要求高，质量控制（特别是水下就位准确性控制）要求严格。
二、沉井和沉箱的监理工作流程图纸会审→施工组织设计审批→材料报验→工序报验（沉井、沉箱预制、下沉、就位）→现场检查、检验、旁站、巡视、平行检验→阶段性验收、质量评定。
三、监理工作的方法和措施1．质量事前控制：在工程开工前，对设计图纸、施工方案、技术措施、质量体系和管理制度等进行审核，审核通过后才准开工；同时要对用于工程的原材料、半成品或成品、施工设备的质量进行签证认可，才准在工程中使用；上道工序未经监理工程师签证验收，不得进行下道工序施工2．质量事中控制：在沉井、沉箱在地面进行预制的过程中，监理人员要深入现场，按照钢筋混凝土质量控制要求和设计要求进行检查和旁站；对沉井、沉箱的下沉过程中，监理人员应对下沉过程进行检查，及时发现问题，提出改进意见，尽要能使质量问题消灭在萌芽状态。
沉井与沉箱施工工艺标准
沉井与沉箱施工工艺标准7.7.1 特点和适用范围7.7.1.1 沉井1 沉井是在地面或基坑上，先制作开口钢筋混凝土筒身，待筒身达到一定强度后，在井内挖土使土面逐渐降低，沉井筒身靠自重克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉、就位的一种深基础或地下工程施工工艺。
2 沉井一般为钢筋混凝土制作，其平面形状有：圆形、方形、矩形、多边形和多孔形等，沉井的剖面，有圆筒形、锥形、阶梯形等。
为减少下沉摩阻力，井壁在刃脚外缘处常缩进20～30mm,有的沿高度设成台阶形，井壁表面常沿高度做成1/1000的坡度。
3 沉井的特点是：可在场地狭窄情况下施工较深（可达50余米，我国江阴长江公路大桥北锚碇基础采用的沉井长69m,宽51m,深58m）的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。
其缺点是施工工序较多；技术要求高、质量控制难度较大。
4沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑（料坑、铁皮坑、翻斗机室等）、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作竖井、深地下室、取水口等工程施工。
7.7.1.2 沉箱1 沉箱又称气压沉箱，沉箱的外形和构造与沉井相同，下沉工艺也与沉井基本类似。
只是在底节作成一个有顶盖的工作室，然后在顶盖板上装设井管及气闸，工人在工作室内挖土，使沉箱在自重作用下下沉。
当工作室进人水下时，通过气闸和气管打人压缩空气，把工作室的水排出，工作室仍能照常施工作业。
在不断挖土下沉的同时，箱顶也不断浇筑接高，直到沉至设计标高，然后，用混凝土封填工作室，并撤去气闸和井管。
2 沉箱的最大优点是：工作室内的水是由高压压缩空气自刃脚处排挤出，因此其下沉过程中能处理任何障碍物，并能直接鉴定和处理基底，基础质量可靠。
但早期的沉箱是完全靠人在工作室内工作，工作室内始终保持高压对施工人员身体有影响，且工效低。
因为在水中每加深l0m ，工作室内应需增加一个大气压力，才能将水排出。
而人体一般仅能承受3.5个大气压力，也就是一般只能在深度不超过35m 左右的水下进行工作。
沉井
W W W t 2
W h w
W h w
E E E t 2
Q——由刃脚传来的剪力，其值等于求
算刃脚竖直外力时分配于悬臂梁上的水平力（kN/m）。
W 2W t W W 3
E 2 E t E E 3
8.3.5 沉井封底计算
• 封底混凝土在基底反力作用下，将其当作 支承于刃脚斜面及隔墙上的周边支承板考 虑； • 支承情况（简支或嵌固）和计算强度在设 计中应视具体情况而定。
1）规定
• （1）封底混凝土应承受基底水和土的向 上反力，此时混凝土的龄期不足，应降低 容许应力； • （2）混凝土填实时，计入井孔内填充物 的重力； • （3）封底混凝土的厚度，一般不宜小于 1.5D；
（2）当沉井已沉到设计标高，刃脚
下的土已被掏空，这时刃脚处于向内 挠曲的不利情况，
• ①计算刃脚外侧的土压力和水压力。 • ②由于刃脚下的土已被掏空，故刃脚 下的垂直反力Rv和刃脚斜面水平反 力U等于零 • ③作用在井壁外侧的摩阻力T • ④刃脚计算时重力g与前面相同 • ⑤计算在刃脚外侧的钢筋（竖直）数 量
沉井构造
沉井组成： • 刃脚、 • 井壁、 • 内隔墙、 • 取土井、 • 凹槽、 • 封底、 • 顶板
一般沉井井壁
1）井壁主要承担井外水土压力和自重的部分
• 设计时通常 先假定井壁 厚度再进行 承载力验算 ； • 井壁厚度 • 一般为 0.4~1.2m； •
a）、（b）竖直的；（c）、（d）台阶形的； （e）锥形的；（f）倒锥形的 图8-5 沉井外壁的形式
• U的作用点在距刃脚底面1/3高处。
U V2 tg( )
沉井与沉箱
第四章沉井和沉箱4.1.沉井的定义沉井是一种利用人工或机械方法清除井内土石，并借助自重或填加压重等措施克服井壁摩阻力逐节下沉至设计标高，再浇筑混凝土封底(大多还填塞井孔或加做井盖)，并成为建筑物的基础的井筒状构造物。
工程实例如图1，图2所示。
图1沉井工程实例一图2沉井工程实例一4.2.沉井的优点(1)埋深较大，整体性强，稳定性好；(2)具有较大的承载面积，故而能承受较大的垂直和水平荷载；(3)施工工艺简便，技术稳妥可靠，无需特殊专业设备；(4)应用范围较广。
4.3.沉井的缺点(1)施工工期较长：(2)对细砂和粉砂类土在井内抽水时易发生流砂现象而使沉井具有较大的倾斜；(3)下沉过程遇到蛮石、树干或其它难于清除的障碍物时，将增大施工难度：(4)井底座在表面倾斜较大的岩层上时，施工难度也将加大。
4.4.沉井的分类1.按沉井个数分类(1)单个沉井：仅有一个独立的沉井，或虽沉井个数不止一个但沉井之间的间距较大而使得彼此没有联系的沉井。
(2)群井：沉井个数不止一个且沉井之间的间距较小，彼此之间互有联系的沉井。
2.按施工方法分类(1)一般沉井：直接在基础、发计的位置制造，然后挖土下沉的沉井。
有时基础位于水中，则先筑岛，再在岛上制造下沉。
(2)浮运沉井：先在岸边预制，再浮运就位下沉的沉井。
一般皆采用-股沉井，当水深较大(如水深大于10m)或水流流速较大，有通航要求，人工筑岛困难或采用一般沉井不经济时采用浮运沉井。
3.按井壁材料分类(1)混凝土沉井：因其抗压强度高而抗拉强度低，故而多做成圆形，且仅适用于下沉深度不大(4～7m)的松软土层。
(2)钢筋混凝土沉井：应用最广，其抗拉抗压强度高，下沉深度大，既可做成重型或簿壁的一般沉井，也可做成簿壁浮运沉井及钢丝网水泥簿壁浮运沉井。
(3)钢沉井：优点是强度高、质量轻、易于拼装，一般用于制造空心浮运沉井；缺点是用钢量大，下沉时须外加压力，目前国内用的极少。
(4)其它材料的沉井：如木沉井、砌石圬工沉井等，一般用于盛产木材或石材而工程条件允可的情况下。
论建筑施工中沉箱沉井技术的运用研讨
论建筑施工中沉箱沉井技术的运用研讨沉箱沉井技术是指在建筑施工过程中，利用沉降箱或沉井的方法进行基础施工的一种技术。
它主要用于需要在软土地区进行建筑、桥梁等工程时，特别是在河流、湖泊等水源附近进行建设时，可以减少土方开挖量、保护水源环境、提高施工效率。
沉降箱是一种在施工现场组装的箱式结构，可以按照施工需要进行调整，使其在地下水位以下沉降到设计位置，形成沉降孔。
沉降箱通常由箱体、潜沉墙、上护面、顶部压力平台等组成。
沉降箱往往使用钢板焊接而成，具有较高的强度和耐腐蚀性。
沉井是一种在施工现场以井口为出发点，通过顶进或下沉的方式，使沉井沉降到设计位置，形成垂直井。
沉井一般由混凝土预制元件制成，具有较高的强度和刚度。
沉箱沉井技术的运用主要有以下几个方面的研讨。
对沉箱沉井技术的适用范围进行研讨。
沉箱沉井技术在软土地区的应用是最为广泛的，但在不同的软土地区，其适用范围也有所不同。
需要结合具体地质条件、地下水位、工程要求等因素，研究不同地区适用的沉箱沉井技术及施工方法。
研讨沉箱沉井技术的设计与施工要点。
沉箱沉井技术的设计与施工是保证其工程质量和施工效率的关键。
研讨包括但不限于以下要点：沉箱沉井的尺寸设计、箱体结构设计、施工材料选用、施工工艺及安全措施等。
特别是在复杂的地质条件下或施工环境限制较大的情况下，需要进一步研讨解决方案。
研讨沉箱沉井技术的施工中存在的问题及解决方法。
沉箱沉井技术在施工过程中可能会遇到一些问题，如箱体不稳定、沉井顶进困难、施工时间超期等。
需要对这些问题进行研讨，探讨解决方法，提高施工质量和效率。
研讨沉箱沉井技术的发展趋势。
随着建筑工程的不断发展和需求的增加，沉箱沉井技术也在不断创新和改进。
研讨沉箱沉井技术的未来发展趋势，可以预测其在施工效率、安全性能、可靠性等方面会有进一步提升和发展。
沉箱沉井技术是建筑施工中一种重要的基础施工技术，其运用研讨对于提高施工效率、保护环境、降低成本具有重要意义。
第七讲 沉井与沉箱结构
第七讲沉井与沉箱结构一、概述1. 不同断面形状（如圆形，矩形，多边形等）的井筒或箱体，按边排土边下沉的方式使其沉入地下，即沉井或沉箱。
沉井也称为开口沉箱，沉箱也称为闭口沉箱。
由于闭口沉箱下沉施工时采用压气排水的施工方法，故通常称其为压气沉箱。
沉井（沉箱）施工法是深基础施工中采用的主要施工方法之一，它与基坑放坡施工相比，具有占地面积小、挖土量少，对邻近建筑物影响比较小等优点。
在工程用地与环境条件受到限制或埋深较大的地下构筑物工程中被广泛应用。
在市政工程中，沉井（沉箱）常用于桥梁墩台基础、取水构筑物、排水泵站、大型排水窨井、盾构或顶管的工作井等工程。
2. 沉井（沉箱）结构通常具有以下几个特点∶•躯体结构刚性大，断面大，承载力高，抗渗能力强，耐久性能好，内部空间可有效利用；•施工场地占地面积较小，可靠性良好；•适用土质范围广（淤泥土，砂土，粘土，砂砾等土层均可施工）；•施工深度大；•施工时周围土体变形较小，因此对邻近建筑（构筑）物的影响小，适合近接施工。
尤其是压气沉箱工法对周围地层沉降造成的影响极小，•具有良好的抗震性能。
二、沉井结构1. 概念○1什么是沉井，沉井通常为一个上无盖下无底的井筒状结构物，常用钢筋混凝土制成。
施工时先在建筑地点整平地面，制作第一节沉井，接着在井壁的围护下，从井底挖土，随着土体的不断挖深，沉井因自重作用克服井壁土的摩阻力而逐渐下沉。
当第一节井筒露出地面不多时停止开挖下沉，接高井筒，待到达规定强度后再挖土下沉。
这样交替操作一直下沉到设计标高，然后封底，浇筑钢筋混凝土底、顶板等工作，做成地下建筑物。
○2与其他地下建筑的区别。
这种利用结构自重作用而下沉如土的井筒状结构物就称“沉井”。
实质上是将一个在地面筑成的“半成品”沉入土中，然后在地下完成整个结构物的施工。
它与基坑法区别就是，沉井在施工过程中，井壁成了阻挡水、土压力，防止土体坍塌的围护结构，从而省去大量的支撑和板桩工作，减少了土方开挖量。
4 沉井基础(z)
圆形沉井：沉井下沉容易控制方向，易保证刃 脚均匀支撑在土层上，井壁在侧压力作用下只受轴 向力或稍受拱曲，对水流方向正交和斜交均有利。
圆端形沉井：控制下沉、受力条件、阻水冲刷 均较矩形者有利，但沉井制造较复杂。
矩形沉井：制造简单、基础受力有利、常能配 合墩台底部平面形状。四角一般做成圆角，以减少 井壁摩阻力和取土清孔的困难，在侧向土压力作用 下，井壁受较大的拱曲力矩，在流水中阻力系数较 大，冲刷严重。
5.射水管
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。射 水管应均匀布置，以利于控制水压和水量来调整下 沉方向。一般水压不小于600kPa。如使用泥浆润滑 套施工方法时，应有预埋的压射泥浆管路。
6.凹槽
凹槽设在井孔下端近刃脚处，其作用是使封底 混凝土与井壁有交好的接合，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也可 不设凹槽)。凹槽深度约0.15～0.25m，高约1.0m。
水深（m） 流速（m/s）
施工注意事项
<1.5
很小
土岛的护道宽度不小于2m，与水接触的土 坡不应陡于1:2。
草袋装土不宜过满。
<4.0
1～2 草袋上下左右互相错缝搭接，草袋分层之间
，应用土填实，并堆放整齐。
3～5
（也可略大些）
<2.0
河床土质应能适用打入板桩。
2）筑岛的分类及使用条件 根据围护情况，常用的筑岛方法有土岛、草袋麻袋围堰筑岛、 板桩围堰筑岛和石笼围堰筑岛。采用各种围护的目的，是为 了减少冲刷影响并提高岛体抗冲刷的能力，以保证筑岛在施 工期间的安全。
各种围堰筑岛的适用条件及注意事项
围堰类别
土岛 草袋麻袋围堰筑
5沉井与沉箱工程施工工艺解析
沉井与沉箱工程施工工艺沉井是修建深基础、地下室和地下构筑物中广泛应用的施工方法之一。
适用于在场地狭窄、软弱土层和不稳定含水土层中施工。
在施工前要制订科学的施工技术方案，施工中要精心操作，防止发生各类安全质量等问题，以确保沉井工程的顺利进行。
1 工艺特点沉井的特点是：可在场地狭窄情况下施工较深的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。
其缺点是施工工序较多；技术要求高、质量控制难度较大。
沉箱的最大优点是：工作室内的水是由高压压缩空气自刃脚处排挤出，因此其下沉过程中能处理任何障碍物，并能直接鉴定和处理基底，基础质量可靠。
但早期的沉箱是完全靠人在工作室内工作，工作室内始终保持高压对施工人员身体有影响，且工效低。
因为在水中每加深10m，工作室内应需增加一个大气压力，才能将水排出。
而人体一般仅能承受3.5个大气压力，也就是一般只能在深度不超过35m的水下进行工作。
而在这样的工作条件下，工作时间将缩短到每天仅能工作2～4h 左右，且工作人员进出闸后均需缓慢增压或减压，若增、减压不当极易得沉箱病。
另外，沉箱施工作业需较多的复杂设备如气闸、压缩空气站等，造价亦偏高，故近几十年来在国内已很少采用。
但在国外，尤其是日本改用水力机械挖土、加强自动化控制和监测并尽量减少人工进入沉箱，因此仍在使用。
2 工艺原理沉井（箱）是在地面或地坑上，先制作开口钢筋混凝土筒身，待筒身达到一定强度后，在井内挖土使土面逐渐降低，沉井（箱）筒身自重克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉、就位的一种深基础或地下工程施工工艺。
3 适用范围沉井和沉箱适用于作建（构）筑物的深基坑、地下室、水泵房、设备深基础、墩台等工程的施工围护结构或建（构）筑物地下挡水、防渗和承重结构。
适用的土层条件为：比较均匀平整、无影响下沉的大块石、漂石及障碍物；土层的透水性较小，如软黏土层，采用一般的排水措施可进行开挖。
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沉井与沉箱的定义、特点、用途及应用范围
1. 定义
沉井是修筑地下结构和深基础的一种结构形式。
是先在地表制作成一个井筒状的结构物，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重及上部荷载作用下逐渐下沉，达到设计标高后，再进行封底。
沉箱基础又称之气压沉箱基础，它是以气压沉箱来修筑结（构）筑物的一种基础形式。
建造地下结（构）筑物时，在沉箱下部预先构筑底板，在沉箱下部形成一个气密性高的钢筋混凝土结构工作室，向工作室内注入压力与刃口处地下水压力相等的压缩空气，使其在无水的环境下进行取土排土，箱体在本身自重以及上部荷载的作用下下沉到指定深度，然后进行封底施工。
2. 特点
（1）沉井与沉箱整体刚度大，抗震性好；
（2）与地下施工相比更优越，地质适用范围更广；
（3）沉井与沉箱结构本身兼作围护结构，且施工阶段不需要对地基作特殊处理，既安全又经济；
（4）施工对周围环境影响小，尤其是气压沉箱工法，更适用于对土体变形敏感的地区；
3. 用途及适用范围
沉井与沉箱在工种中的应用已有百余年的历史，早在1841年法国工程师特利其尔(Triger)就提出用气压沉箱方法施工桥墩，1849 年首次应用成功，1900 年俄国工程师提出用钢筋混凝土的沉箱。
2 0 世纪30 年代，莫斯科及西欧的地下隧道、美国的桥梁基础均相应采用了沉井或沉箱结构。
自20 世纪50 年代起，我国已将该技术应用于各项工程中，其体积从直径仅2m 的集水井到巨大的泰州长江大桥中塔沉井（58.4m×44.4m×76m），为使沉井下沉记录能够不断被刷新，各种新型施工技术被开发研制并应用于实际工程中，从最早1946~1963 年间利用喷射压缩空气和触变泥浆下沉130m，到江阴长江大桥北锚沉井喷射高压空气减阻法下沉，以及振动法下沉技术，上述技术措施的不断革新都带来了良好的效果。
气压沉箱诞生的初期包括我国过去的沉箱施工也主要是以人工为主，沉箱下部工作空间小、气压高、温度大、噪音大，条件比较艰苦，又比较危险，工作效率低下，由于减压顺序的控制不当容易患较严重的职业病(称为沉箱病)。
自进入20 世纪60 年代以来，不断对该工法进行革新和改良，使其进入了无人化、自动化施工的时代，同时在沉箱病的防治上有了新的改进，使得气压沉箱这一古老的施工技术得到了新生。
2007 年，上海市基础工程有限公司对我国传统的气压沉箱技术进行集成创新，采用国内自主研发的气压沉箱无人化遥控施工系统，通过在沉箱工作室内安装可遥控操作的自动挖机，地面
操作人员通过监视系统遥控操作取土，并通过出土系统将土排出箱外。
整个施工过程可实现无人化施工，并将该成套技术成功应用于国内首例远程遥控气压沉箱工程—上海市轨道交通7 号线浦江南浦站～浦江耀华站区间中间风井施工，取得了显著的经济效益与社会效益。
随着城市地下空间的不断开发，需要越来越多在密集的建筑群中施工，使得在施工中如何确保邻近地下管线和建筑物的安全提出了越来越高的要求。
下沉施工工艺的不断开发和创新，即使在复杂环境下进行施工作业，周围地表变形也仅趋于微量，故此，沉井（箱）必将以它的优势在日后的桥梁工程、市政工程给排水工程、隧道工程中得到充分的运用。