超大型沉井基础首次下沉高度选择和地基处理技术
沉井施工知识大全
沉井基础概念沉井基础是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。
是先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。
广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础；水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的工作井。
技术上比较稳妥可靠，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，沉井基础埋置较深，稳定性好，能支承较大的荷载。
向家坝沉井图长江引水一期工程沉井图泵站沉井图运行中的沉井泵房图花周大桥沉井图南京江宁水厂沉井图用于“南海一号”打捞用的沉井已上下合龙工人正在加紧施工“南海一号”打捞用的沉井沉井基础类型一、沉井按下沉方式分类有就地制造下沉的沉井与浮运沉井（1）就地制造下沉的沉井这种沉井是在基础设计的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。
如基础位置在水中，需先在水中筑岛，再在岛上筑井下沉。
水上筑岛下沉沉井（2）浮运沉井在深水地区，筑岛有困难或不经济，或有碍通航，或河流流速大，可在岸边制筑沉井拖运到设计位置下沉，这类沉井叫浮运沉井。
沉井按外观形状分类，在平面上可分为单孔或多孔的圆形、矩形、圆端沉井及网格形沉井。
圆形沉井受力好，适用于河水主流方向易变的河流。
矩形沉井制作方便，但四角处的土不易挖除，河流水流也不顺。
圆端形沉井兼有两者的优点也在一定程度上兼有两者的缺点，是土木工程中常用的基础类型。
抬升沉井图海口世纪大桥沉井施工图二、沉井按施工方法分类有不排水法下沉、排水法下沉、连续沉井法、不排水钻吸法下沉（一）、不排水法下沉1961年，在隧道试验工程的董家渡通风井施工中，曾先预建深24.6米的沉井。
考虑到用排水下沉法将沉井沉到一定深度后，井内外水土压力差会使井底土体失稳隆起，而且若沉井继续下沉，井底下粘性土层又不能抵抗其下面砂土层中承压水的压力，故采用排水下沉法将沉井沉至16米深后，首次采用不排水法下沉，在水中用抓斗挖土，将沉井继续下沉到位。
沉井和沉箱基础
天然地基上深基础的修筑方法基础d↑→施工难度（特别当d>30m时）↑→施工安全系数↓水中施工→采用特殊处理方式（如围堰）→需更多更强的支撑结构来挡土、挡水→施工困难、造价上升→新施工方式→沉井基础、沉箱基础制作井筒→挖土下沉→达到设计标高→封底填充井孔→修建桥墩沉井的类型和构造概念：沉井基础是一种井筒状的结构物，它是从井内挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后采用混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。
沉井的工作原理江阴长江公路大桥北锚碇采用大型深沉井基础，平面尺寸为69米×51米，下沉58米，为世界第一大沉井(面积近９个半篮球场，高度相当于２２层楼)南岸重力嵌岩锚北岸锚锭沉井（1）施工过程：沉井挡土、挡水、起临时围堰作用，按维护结构进行受力分析（2）运营阶段：深埋的实体基础，计入周围土体对它的弹性固着作用，受力不同，应分别进行验算。
可见，沉井既是深基础的一种施工方法，又是基础的组成部分。
（1）刚度大、横向抗力较大、抗震性能可靠（2）机具简单、施工方便，可全面开工（1）一般沉井（就地灌注下沉）（2）浮运沉井水深流急（10~15m）筑岛对通航有障碍时，浮运到位混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢沉井及其他沉井的结构通常由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管组、探测管组、封底混凝土、顶盖等部分组成。
1. 平面形状圆形①受力性能好充分发挥砼抗压强度②挖土方便、下沉均匀、易于控制方向③基底>同面积矩形max矩形①制造方便，下沉方向不易控制②能充分利用地基承载力②长宽比较大时，容易受到较大的弯曲应力（可设置隔墙调节）园端形优缺点介于上述两者之间，井壁产生弯曲应力2. 平面尺寸顶面尺寸：>墩底尺寸底面尺寸：由地基容许承载力[]σ确定3. 沉井高度顶面标高：H顶低于最低水位或低于地面底面标高：H底由最小埋深（冲刷深度）及[]σ确定沉井高度：H=H顶-H底高沉井可分节制造每节高不超过5~6m，底节一般为4~6m4. 井孔设置及大小设置目的：排土平面尺寸：挖土机具能顺利通过位置：对称布置设置方式：隔墙单孔沉井、双孔沉井、多孔沉井5. 井壁应具有足够的强度、重量外形：①竖直形：优点：与土接触紧密，易于控制方向；缺点：摩擦力大，不易下沉②台阶形台阶宽10~20cm，多设在沉井分节处③斜坡形井壁做成100：1~50：1，有利下沉，易偏移6. 内壁（隔墙）作用：①使得井壁受弯宽度↓、沉井刚度↑、应力↓②均匀挖土，控制下沉方向，不致倾斜特点：①厚：~，底面高出刃脚踏面一般不小于；防止土搁住隔墙，影响下沉；②h较大时，设梗肋于隔墙底部与刃脚连接处③排水下沉：隔墙底留×的过人通道④透气孔：隔墙上部、离顶面2~3m处宜设的连通管或20×20cm的透水孔若干7. 射水管组作用：①利于高压水流冲松井壁周围的土，降低侧阻力、端阻力②调整水量、水压大小，调整下沉方向布置特点：①管口设在刃脚下端及井壁外侧②均匀分布于横向四周8. 探测管组作用①探测刃脚及隔墙底面泥面标高②清基、射水或帮助破坏沉井正面土层，以利于下沉③沉井水下封底后，作为刃脚和隔墙下封底砼的质量检测孔适用条件：平面尺寸大、不排水下沉，较深预留方法：用 200~500mm的钢管在井壁上预制管道9. 凹槽作用①使封底砼更好地与井壁联接（嵌入井壁，形成整体）②如将沉井改为沉箱，凹槽处可预制箱顶（浇注钢筋砼顶盖）井孔如用砼或圬工填实时，可不设凹槽10. 井壁围堰作用防止井顶以上的土（水）落入井内形式土、砖、木板桩、钢板桩11. 封底砼作用：井中水无法抽干→封底→抽水厚度计算：抗浮起12. 顶盖受力和稳定条件决定是否充填？低于冻结线以下部分，必须充填。
学习项目8 沉井基础 《土力学与地基基础》教学课件
学习项目8 沉 井 基 础
案例引入
北锚碇要将两根主缆传来的640 MN的拉力传递给沉井和 基础，是一个以承受水平力为主的结构。由于沉井在整个施 工和营运期内的受力不断变化，在这些荷载的作用下，沉井 地基因受到不均匀压力而产生沉降。因此，在主缆架设之前，
5m 待加劲梁架设以后再进行浇筑。设计允许锚块可以向前水平 位移100 mm，但通车至今实际水平位移不到25 mm。
任务8.1 沉井基础概述
3）竹筋混凝土沉井
由于沉井在下沉过程中受力较大因而需 配置钢筋，一旦完工后，它就不需要承受很 大的拉力了。因此，在我国南方产竹地区， 可以采用耐久性差但抗拉力好的竹筋代替部 分钢筋，如南昌赣江大桥等曾用竹筋混凝土 沉井。在竹筋混凝土沉井分节接头处及刃脚 内仍需用钢筋。
任务8.1 沉井基础概述
沉井基础：沉井 经过混凝土封底、填 塞井孔后，便成为桥 梁墩台或其他结构物 的基础。
任务8.1 沉井基础概述
沉井下沉
沉井基础
任务8.1 沉井基础概述
2. 沉井基础的特点
1）沉井基础的优点
（1）埋置深度可 以很大，整体性较 强，稳定性较好， 有较大的承载面积， 能承受较大的垂直 荷载和水平荷载。
（2）在下沉过程 中，沉井作为坑壁 围护结构，起到挡 土、挡水的作用。
江阴大桥主跨为1 385 m，桥塔的高度为190 m，为两根 钢筋混凝土空心塔柱与三道横梁组成的门式框架结构，重力 式锚碇，主梁采用流线型箱梁断面，钢箱梁全宽为36.9 m， 梁高为3 m，桥面宽为29.5 m，双向六车道，两侧各设宽为 1.8 m的风嘴。
学习项目8 沉 井 基 础
案例引入
该桥的北锚碇是大桥的关键部位之一，经浅埋、中埋扩 大基础、群桩基础、地下连续墙多方案比较，最后选用尺寸 为51 m×69 m的沉井基础，沉井内分36个隔仓，沉井高度为
沉井施工
等)，有的为了支承地上的建筑首先要建造基础(如
打桩、夯实地基、建造扩大的平台等)。按现代的专
业划分，这些都属于岩土工程师面临的课题。
一直延续到今天，直接与地层地质发生关系的建筑
活动仍可归纳为两种目的：
(1)直接开发利用地下空间或用以开采储存的各种天
然资源(水、油、气、各种矿产)；
(2)作为地上建筑物、构筑物的基础(房屋基础、桥 梁基础、道路、码头、堤坝等设施的基础)。 建成以后隐藏在地面以下的建筑物、构筑物(或建筑 物、构筑物的一部分)的施工方法，也可以归纳为两类：
(2)封底方式：平封底； 湿封底； 1.5 沉井技术的发展状况 沉井，这一由古老的掘井作业发展而来的技术， 由于其在建造地下构筑物或深基础工程中显示的优越 性，随着施工技术及施工机具的不断发展而获得越来 越广泛的应用。从20世纪50年代借鉴国外的设计理论 和经验开始至今，我国建造的沉井不下1000座。其体 积从直径2m的集水井到巨大的江阴长江大桥的主索平 衡墩(体积达60m×58m×50m)；
筑物在施工过程中一直处于运动状态，直至最后达到预定
位置，将它一次固定。同是桩基工程，钻孔灌注桩和挖孔 桩属于前者，各种打人桩属于后者。各种地下管道施工中 ，大开挖埋管、盾构法施工隧道属于前者，顶管法施工地 下管道、沉管法施工水下隧道属于后者。
1．2沉井施工方法的定义 我们便可对沉井施工技术作如下定义： 在垂直方向上，将各种形状的井筒 (沉井)边排土 边沉入地下，最后固定在地层中，形成地下建筑物或
沉井形状包括方形、矩形、多边形、圆形和椭圆形； 构造方面有单壁沉井、双壁沉井、独立沉井和连续沉 井；施工方法方面，则有陆地沉井、筑岛沉井和浮运 沉井等。无论是设计理论方面或是实践技术方面均积 累了十分丰富的经验。现在我国已有了自己的设计规 程和施工验收规范。在沉井技术的发展过程中，为使 沉井能下沉到更深的深度，减少井壁与土层间的摩阻 力这一课题受到了国内外的普遍关注。为达到这一目 的，在井壁外喷射压缩空气和压注触变泥浆两种技术 应用最为广泛，早在1946—1963年间，国外就采用喷 射高压空气减阻的方法，使沉井的下沉深度达到130m 以上。
建筑沉井基础施工技术探讨
建筑沉井基础施工技术探讨摘要沉井埋置深度较大、整体性强、稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载。
此外，沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，施工工艺简便，技术稳妥可靠，无需特殊专业设备，并可做成补偿性基础，避免过大沉降，保证基础稳定性。
因此，在深基础或地下结构中应用较为广泛。
本文就旱地沉井施工及.水中沉井施工分别作了详细的阐述。
关键词沉井；基础；旱地；水中；施工中图分类号tu473.2 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）34-0077-02沉井是一种带刃脚的井筒状构造物。
它是利用人工或机械方法清除井内土石，借助自重克服井壁摩阻力逐节下沉至设计标高，再浇筑混凝土封底并填塞井孔，成为结构物的基础。
沉井最适合在不太透水的土层中下沉，其易于控制沉井下沉方向，避免倾斜。
1 旱地沉井施工旱地沉井施工可分为就地制造、除土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板等（图1），其一般工序如下：1.1 清整场地要求施工场地平整干净。
若天然地面土质较硬，只需将地表杂物清净并整平，就可在其上制造沉井。
否则应换土或在基坑处铺填一不小于0.5m厚夯实的砂或砂砾垫层，防止沉井在混凝土浇筑之初因地面沉降不均产生裂缝。
为减小下沉深度，也可挖一浅坑，在坑底制做沉井，但坑底应高出地下水面0.5m~1.0m。
1.2 制做第一节沉井制造沉井前，应先在刃脚处对称铺满垫木，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。
垫木数量可按垫木底面压力不大于100kpa计算，其布置应考虑抽垫方便。
垫木一般为枕木或方木（200mm×200mm），其下垫一层厚约0.3m的砂，垫木间间隙用砂填实（填到半高即可）。
然后在刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，再立外模浇筑第一节沉井。
模板应有较大刚度，以免挠曲变形。
当场地土质较好时也可采用土模。
1.3 拆模及抽垫当沉井混凝土强度达设计强度70％时可拆除模板，达设计强度后方可抽撤垫木。
北口大桥南锚沉井施工塔机布置方案优化
北口大桥南锚沉井施工塔机布置方案优化摘要：本文以温州北口大桥项目南锚沉井施工为例，介绍在厚软基地质条件和周边环境受限的情况下，大型沉井施工塔机布置方案的优化和决策。
关键字：沉井、软基、塔机布置、优化1概况1.1施工简介北口大桥南锚碇为重力式锚，其基础采用大型沉井结构，沉井顶面高程+4.0m、底标高-63.5m，置于密实卵砾石层。
沉井长宽高分别为70m×63m×67.5m，共分四次接高和四次下沉。
第一次接高由4节段组成，在高度达到23m后转换成第一次下沉施工，待沉井下沉至-15.5m后转换为第二次接高至38m，然后下沉-33.5m，第三次接高15m后转换下沉至-48.5m，以此类推，沉井施工累计接高67.5m且累计下沉至-63.5m后结束。
沉井首节为8m高的钢壳混凝土结构，钢壳以上均为钢筋砼结构，第2节高6m、第3节高4m、第4节至第11节均高5m，第12节高3.5m，末节高为6m。
平面分为30个隔仓，单仓内壁尺寸为10m×10.84m（顺桥向/横桥向），沉井外围井壁厚2m，中间隔墙标准壁厚1.2m，第2节和第3节沉井隔墙及内侧面设置齿坎，以提升封底与井壁间的抗剪能力。
图1 沉井结构示意图1.2地理环境该项目地处灵昆岛北口江岸侧，沉井施工区域地基土质由海积淤泥质黏土、夹粉砂、淤泥和卵石等组成，其软基层平均厚度约40m，具有“高压缩性、易扰动性、承载力低”等特性。
地下水主要分为潜水和承压水两类，工程地质条件差，首节钢沉井拼装前需对沉井隔墙附近地基进行砂桩、换填处理，以满足沉井接高施工承载要求。
沉井北侧靠近瓯江堤岸，南侧为二道防波堤，东侧设置泥浆池，西侧为水上栈桥施工通道。
沉井周边施工区域狭窄，阻碍因素多，为减少因地基不均匀沉降而影响施工，沉井周边便道则不考虑混凝土硬化，采用砖渣和预制砼板进行铺设，利于便道灵活调整。
如图2所示：现场图示意图图2 沉井概况1.3设备布置选择在地质条件和环境同时影响下，若采用桥门式起重机、固定式起重机、桅杆起重机均难以符合施工要求。
2023年土木工程师(岩土)(二合一)考试练习试题及答案
2023年土木工程师（岩土）（二合一）考试练习试题及答案1.根据下列描述判断，哪一选项的土体属于残积土？（）A. 原始沉积的未经搬运的土体B. 岩石风化成土状留在原地的土体C. 经搬运沉积后保留原基本特征，且夹砂、砾、黏土的土体D. 岩石风化成土状经冲刷或崩塌在坡底沉积的土体【答案】: B【解析】:根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）（2009年版）第6.9.1条规定，岩石在风化营力作用下，其结构、成分和性质已产生不同程度的变异，应定名为风化岩。
已完全风化成土而未经搬运的应定名为残积土。
2.某柱下单桩为钻孔灌注桩，桩径为800mm，桩长为15m，桩顶入土深度为2.0m，桩顶竖向力设计值为2200kN，桩端极限阻力标准值为1200kN，桩侧极限阻力标准值为2000kN，由于承载力验算不满足要求，故改为扩底桩，扩底段高度为 2.0m，桩端土为砂土，则扩底桩端直径宜为（）mm。
A. 896B. 978C. 1000D. 1352【答案】: D3.建筑场地回填土料的击实试验结果为：最佳含水量22%，最大干密度1.65/cm3，如施工质量检测得到的含水量为23%，重度为18kN/m3，则填土的压实系数最接近下列哪个选项？（）（重力加速度取10m/s2）A. 0.85B. 0.89C. 0.92D. 0.95【答案】: B【解析】:在工程实践中，应用最优含水量控制填土的施工，用最大干重度γdmax来检查施工的质量，将填土现场的γd与室内试验γdmax之比称为压实系数K。
又γdmax＝ρd·g＝16.59（kN/m3）γd＝γ/（1＋ω）＝14.63（kN/m3）故压实系数为K＝14.63/16.59＝0.88。
4.按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）的规定，在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上高层建筑筏形基础埋深不宜小于（）。
A. 建筑物高度的1/15B. 建筑物宽度的1/15C. 建筑物高度的1/18D. 建筑物宽度的1/18【答案】: A【解析】:根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.1.4条规定，在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的1/18。
南京长江第四大桥北锚碇沉井基础施工关键技术
文章编号:1003-4722(2009)S1-0062-04南京长江第四大桥北锚碇沉井基础施工关键技术赵有明,田 欣,牛亚洲,郝胜利(中交第二公路工程局有限公司,陕西西安710065)摘 要:南京长江第四大桥北锚碇采用沉井基础,沉井尺寸为69.0m ×58.0m ×52.8m ,置于密实卵砾石层,工程地质条件复杂。
沉井共分11节,第1节为钢壳混凝土沉井,其余均为钢筋混凝土沉井。
采用打设砂桩和换填砂土复合地基加固法加固地基。
在加固地基上现场拼装钢壳沉井节段,浇注第1节沉井混凝土。
11节沉井分4次接高下沉,首次下沉采取水力吸泥机取土、降排水下沉,其余3次下沉采取空气吸泥机取土、不排水下沉。
沉井下沉就位后按照4个分区的顺序逐区进行封底混凝土施工。
施工监测表明,沉井下沉姿态、偏差均控制在规范标准之内。
关键词:悬索桥;桥梁;沉井;施工方法中图分类号:U443.131;U445.4文献标志码:AK ey T echniques for Construction of North Anchorage C aissonFoundation of the Fourth N anjing Changjiang River B ridgeZHAO Y ou 2ming ,TIAN Xin ,N IU Y a 2zhou ,HAO Sheng 2li(The 2nd Highway Engineering Co.,L td.,China CommunicationConstruction Corporation ,Xi ′an 710065,China )Abstract :The caisson in dimensions of 69.0m ×58.0m ×52.8m is used for t he foundation of t he nort h anchorage of t he Fourt h Nanjing Changjiang River Bridge and is set in t he dense peb 2ble st rat um where t he geologic conditions are complicated.The caisson is compo sed of totally 11sections wit h it s first section a steel shell co ncrete and t he rest of t he 10sections t he reinforced concrete.At t he site of t he caisson ,t he ground was first reinforced by t he combined reinforce 2ment met hod of building sand piles and backfilling sand soil ,t he steel shells were t hen assembled on t he reinforced ground and t he concrete for t he first section of t he caisson was cast.The 11sec 2tions of t he caisson were extended in height and were sunk down in 4times.For t he first time sinking of t he caisso n ,t he soil in t he caisson was air lifted out and t he water t here was dis 2charged ,and for t he rest of t he 3time sinking ,t he soil was also air lifted out ,but t he water was not discharged.After t he caisson was sunk in place ,t he tremie concrete for t he bottom sealing of t he caisson was cast area by area according to t he four divided areas.The monitoring of t he con 2st ruction indicates t hat t he sinking stat us and t he off setting tolerance of t he caisson are all con 2t rolled wit hin t he provisions in t he technical specification.K ey w ords :suspension bridge ;bridge foundation ;caisson ;const ruction met hod收稿日期:2009-04-27作者简介:赵有明(1963-),男,高级工程师,1985年毕业于内蒙古大学职业技术学院桥梁工程专业(zhaoym @ )。