沉井基础施工方法.docx
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沉井基础施工方法
沉井基础施工方法
一、施工前准备
1、详细调查了解水文地质情况，对沉井下沉所通过的地层地质构造，土层深度，特性，地勘孔位（每个沉井应至少有二个钻孔），以及河道通航，流水，高水位等各项水文资料。
2、清理场地
（1）筑岛沉井在修围堰和筑岛前，应对墩位场地的孤石，杂草，树根，等杂物予以清除，并平整场地，对软硬不均的地表应换土或加固。
（2）浮式沉井在浮运前，对河床标高，冲刷情况进行测定，对倾斜较大的河床面应整平。
二、沉井制作（砼及钢筋砼沉井制作）
1、筑岛：
分无围堰的土岛和有围堰的岛（用砂夹卵石填筑）
（1）土岛：
适用于浅水，流速不大的场所，筑岛用料为砂及砾石，其外侧边坡不应陡于1：
2。
为避免冲刷迎水面应堆码草袋。
（2）围堰筑岛：
各种围堰形式详见桩基施工。
2、砼及钢筋砼沉井制作
在岸滩式浅水中修造沉井，采用筑岛法施工，在深水中修造沉井，采用浮式沉井施工。
（1）筑岛法施工沉井的制作
1筑岛：
依据设计图纸和桥位测量基线桩定出筑岛中心桩，整平，填实，筑岛顶面应高出施工水位0.5m以上。
2铺设垫木：
刃脚下应满铺垫木，一般使用长、短两种垫木相同布置，具体要求见下表：
序号
项目
要求
1
垫木材料
质量良好的短方木
2
垫木铺设方向
刃脚的直线修垂直铺设，圆孤段径向铺设
3
垫木下承压应力
应小于岛面允许压应力
4
刃脚下和隔墙下垫木应力
应基本上相等
5
铺垫次序
应先从各定位垫木开始向两边铺设
6
支撑排架下的垫木
应对正排架中心线铺设
7
铺垫顶平面最大高差
≯3cm
8
调整垫木高度
不应在垫木下塞石块，木块以免受力不均
9
相邻两垫木高差
≯0.5cm
10
垫木间空隙
填沙捣实
11
垫木埋入岛面深度
垫木高度的一半
垫木铺设数量计算公式n=G/（L*b*[σ]
式中[σ]=基底土壤承压力
n=垫木根数
G=第一节沉井重
L*b=垫木的长和宽
3沉井模板安装：
首先精确放出沉井平面大样（弹线）。
a．外侧要刨光，拼接平顺。
b．模板安装顺序为：
刃脚斜面及隔墙面模板——>井孔模板——>绑扎钢筋——>主外模——>调整各部尺寸—— >全面紧固拉杆，拉箍，支撑等。
c．沉井模板支好后，须复核尺寸，位置，刃脚标高，井壁垂直度，检查模板支撑。
d．支立第二节以上各节模板时，应用圆钢拉杆，环箍加劲牢固，不易支撑于地面上，以防沉井浇筑中下沉造成跑模。
4沉井砼灌筑，养护及拆模
a．沉井砼灌注应沿四壁对称均匀进行，避免因高差产生不均匀下沉，每节沉井砼应一次浇完。
b．养护：
正常洒水，覆盖。
沉井顶面砼凿毛可在砼强度>2.5MP时提早进行。
c．拆模：
砼达到规定强度后即可拆模，拆模顺序为：
井壁外侧面模板及井孔侧模板——>隔墙下支撑及隔墙底模——>刃脚斜面下支撑及刃脚斜面模板。
拆模的注意事项：
--隔墙及刃脚下支撑应对称依次拆模，由中向边进行。
--拆模后，下沉抽垫前应将刃脚回填密实，防止不均匀下沉。
5沉井接高注意事项
a．接高时底节顶面应高出地面0.5-1.0m，应在下沉偏差允许围接高。
b．当沉井底节在偏斜状态时，严禁竖直向上接高，接高时各节的竖向中轴线应与下面的一节重合，外壁应竖直。
三、沉井下沉
沉井下沉主要是通过从井孔挖土，清除刃脚下阻力，依靠自重克服井壁磨擦力下沉。
下沉挖土方法有：
土质
下沉除土方法
说明
砂土
抓土吸泥
若抓土宜用两瓣式抓斗
卵石
吸泥，抓土
以直径大于卵石粒径的吸泥机吸泥为好，若抓斗宜选用四瓣式。
粘性土
吸泥，抓土
一般需辅以高压射水，冲碎土层
风化岩
射水，放炮
碎块可用抓斗或吸泥机取出
1）排水开挖下沉
在稳定的土层中，渗水量小于1m3/m2*小时，可采用排水开挖下沉。
a.挖土时先将刃脚侧的回填土分层挖去，定位承垫处的土最后挖除，一层挖完再挖第二层。
b.土质松软时，在分层挖回填土的过程中，沉井即逐渐下沉，当刃脚下沉至沉井中部土面大体齐平时，即可在中部先向下沉沉40-50cm，再向四周均匀扩挖，再分层挖除刃脚侧的土台。
c.在坚硬的土层中，可先分段掏空刃脚，随即回填砂砾。
即跳槽法开挖，最后挖定位承垫下的土（岩）层。
d.遇有岩层时，顺序开挖刃脚侧和外侧，风化岩（或软岩）可用风镐，风铲挖除，硬岩层可以打眼爆破。
2）不排水开挖下沉
1具体要求
a.井挖土深度，一般根据土质而定，最深不应低于刃脚下2m。
b.尽量加大刃脚对土的压力。
c.通过粉砂，细砂等松软地层时，不宜以降低井水位而减少浮力的办法，促使沉井下沉。
应保持井水位比井外高1—2m以防止流砂涌向井，引起沉井倾斜。
d.除了纠偏外，井的土应由各井孔均匀清除，各孔高差不超过50cm。
2抓土下沉施工
抓土一般锅底比刃脚低1—1.5m，刃脚周边不易坍落时，应采用高压水抢冲刃脚部位辅助下沉，多孔井时，每个井孔需配备一套抓土设备。
出土方式可采用特制的挂勾甩土或利用井顶运输轨道（震于抓斗工作围）。
3）吸泥下沉
吸泥机有水力吸泥机，水力吸石筒及空气吸泥机。
通常采用吊架或吊机维持其悬吊状态，管力垂直，并能在井移动位置。
吸泥时，其吸泥管口泥面高度一般为0.15—0.5m。
吸泥时应经常变换位置，提高吸泥效果，使井底泥面均匀下降，靠近刃脚及隔墙下的土层如不能向中间锅底自行坍落时，可用高压水抢射水冲击。
吸泥操作水深不宜小于5m，因此筑岛一段开始下沉时，可采用排水开挖或抓斗下沉方法，或向井注水，增大吸泥深度。
吸泥机工作时应经常调整吸泥管口距泥面的高度，以能经常吸出最稠的泥浆为准。
工作时注意泥面变化，防止周边坍方埋住吸泥机，停吸时，应先将吸泥机提升一定高度后再关闭风阀。
4）沉井的施工测量
1沉井顶面中心测量：
在岸上导线点利用红外线测距仪，直接测出沉井中心位置或利用预先设置的基线三角网进行交汇法测出沉井中心位置，根据中心位置检查沉井各点下沉中的偏差，在施工中予以纠正。
2刃脚标高测量
a.沉井下沉前求出刃脚假定标高，下沉接高时，将刃脚底面标高返至井顶面。
b.接高测量：
沉井接高时，其基准面也要逐节向顶面返，保持上、下基准面平行，竖向轴线垂直。
c.下沉深度测量：
按实测顶面标高和量得的沉井高度，计算下沉深度标高。
d.当最后一节沉井，下沉至顶面露出水面0.5m时，应设置防水挡土墙围堰，再继续下沉至设计标高。
5）沉井下沉过程中发生偏差的原因及预防措施
序号
产生原因
预防措施
1
筑岛被水流冲坏或沉井一侧的土被水流冲空
事先加强对筑岛的防护，对水流冲刷的一侧可抛卵石或片石防护
2
沉井刃脚下土层软硬不均
随时掌握地层情况，多挖土层较硬地段，对土质较软地段应少挖，多留台阶或适当回填和支垫
3
没有对称地抽出垫木或未及时回填夯实
认真制订和执行抽垫操作细则，注意及时回填夯实
4
除土不均匀，使井土面高低相差过大
除土时严格控制井泥面高差
5
刃脚下掏空过多，沉井突然下沉
严格控制刃脚下除土量
6
刃脚一角或一侧被障碍物搁住没有及时发觉和处理
及时发现和处理障碍物，对未被障碍物搁住的地段，应适当回填或支垫
7
井外弃土或河床高低相差过大，偏土压对沉井的水平推移
弃土应尽量远弃，或弃于水流冲刷作用较大的一侧面，对河床较低的一侧可抛土（石）回填
8
排水开挖时，井大量翻沙
刃脚处应适当留有土台，不宜挖通，以免在刃脚下形成翻沙通水通道，引起沉井偏斜
9
土层或岩面倾斜较大，沉井沿倾斜面滑动
在倾斜面低的一侧填土挡御，刃脚到达倾斜岩面后，应尽快使刃脚嵌入岩层一定深度，或对岩层钻孔，以桩（柱）锚固
10
在软塑至流动状态的淤泥土中，沉井易于偏斜
可采用轻型沉井，踏面宽度宜适当加宽，以免沉井下没过快而失去控制
6）沉井纠偏施工方法：
请查阅公路桥涵施工手册有关章节。
四、沉井基底清理
沉井下到设计标高后，应进行基底清理以便封底。
1、排水清基
a．当沉井刃脚下岩面较平整，刃脚与岩面间空隙不大时（20cm以），可用1：
1水泥砂浆封堵间隙后排水清基。
b．岩石风化层较多，清基时应将风化层全部凿除，然后由潜水工将刃脚与岩石间空隙部分泥砂软层清理干净，在刃脚侧堆码一圈砂袋，作为封堵砂浆的模，用塑料袋或桶盛1：
1水泥砂浆（必要时可掺2%氟化钠）缓缓吊送给潜水工，由潜水工将砂浆倒砂袋与刃脚的空间进行封堵，施工应连续进行。
待砂浆达到一定强度后抽水进行井清基工作。
2、非岩石类土基底水下清基
基底设置在非岩石类土层上的沉井、井孔、刃脚及隔墙下的土层均应进行清理，以形成封底锅底坑。
清基时可采用射水，吸泥式抓泥交替进行。
清基时应注意控制泥面高度以及不要过分忧动刃脚下土层，以免引起翻砂或下沉，基底围的浮泥松土不易超过10cm，封底砼高度的井壁及隔墙底面的粘泥应尽可能洗净。
由潜水员和测量人员共同测定井孔底面标高。
五、沉井封底
可分为排水封底和不排水封底两种，依据井度渗水情况选用。
不排水封底有三种方法：
垂直导管法灌注水下砼，堆土灌浆法和装袋法灌注水下砼。
1、导管法灌注水下砼：
其施工方法与钻孔桩水下砼基本要求相同，一般采用一根或多根导管砼时（或依次灌注）。
1）导管平面布置：
应使各导管的有效灌注半径互相搭接，并覆盖满基底全围。
一根导管的灌注的围可参考下表：
导管作用半径（m）
当宽：
长=1：
1时
当宽：
长=1：
2时
当宽：
长=1：
3时
宽和长（m）
面积
（m2）
宽和长（m）
面积（m2）
宽和长（m）
面积（m2）
3.0
4.2*4.2
17.6
2.7*5.4
13.6
1.9*5.7
10.8
3.5
5.0*5.0
25
3.1*6.2
19.2
2.2*6.5
14.3
4.0
5.6*5.6
31.4
2.5*7.1
24.8
2.5*7.5
18.7
4.5
6.3*6.3
39.8
4.0*8
32
2.8*8.4
23.5
2）在井顶搭设灌注支架，悬挂储料斗、漏斗、导管，在灌注砼全部过程中，导管埋入砼的深度至少应保持1.0—1.8m以上（导管作用半径大，埋深亦大）。
3）主要设备：
储料槽，串筒，漏斗，导管，震动器，导管提升设备，隔水球，检查锤，测深锤，抽水设备，射水设备，清孔设备，砼拌和、运输设备等。
4）质量检查：
可采用钻芯取样方法。
5）沉井施工工艺流程：
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