沉井法施工演示

沉井與沉管的施工第四節(jié)沉井法施工一、要求1、沉井的定義、施工工藝、分類、構(gòu)造2、沉井的施工工藝分類、下沉方法3、沉井下沉中的三類問題處理,一、沉井的類型和構(gòu)造1、定義：沉井是一個上無蓋下無底的井筒狀構(gòu)筑物，屬于深基礎(chǔ)的一種型式。挖基坑鋪墊層沉井井筒取土沉井下沉澆注底板、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和頂蓋。稱為沉井法施工。,挖基坑,鋪墊層,沉井制作,挖土下沉,封底,取墊木,2、用途、1）橋梁墩臺、重型廠房和各種工業(yè)構(gòu)筑物的基礎(chǔ)；工作井(拼裝井)和接收井、通風(fēng)井和排水泵房井等，但更多的是作為市政工程的排水泵房、自來水廠的取水口等。2）地下工廠、車間、地下車庫、地下娛樂場所等。3）大型浮運沉井可用來建造海上石油開采平臺。,3、分類1）材料：鋼沉井、磚砌沉井、鋼筋混凝土沉井2）平面形狀：單孔圓沉井、單孔方形沉井、多孔方形沉井、多孔橢圓形沉井、多排多孔沉井等,具有良好的受力性能，故不管直徑大小，通常都作為單孔的，單孔圓沉井直徑最大可達80m,只有平面尺寸較小時才做成單孔的，邊長一般小于20m,邊長大于20m的單孔沉井整體剛度不足，必要時可在中間加內(nèi)隔墻或框架，形成單排孔沉井。,多排孔沉井：在沉井內(nèi)設(shè)置幾道縱橫交叉的內(nèi)隔墻，使沉井成為剛度較好的空間結(jié)構(gòu)，每個井孔內(nèi)可設(shè)置底梁或不設(shè)底梁。該類沉井挖土和下沉工作可以較均衡地進行，有利于均勻下沉，適用于平面尺寸大而重量大的地下建筑物。,4、沉井的基本構(gòu)造：由刃腳、井壁、隔墻、取土孔、底框架、頂板、底板等組成,1）井壁,沉井的主要組成部分，應(yīng)有足夠的強度、剛度、重量。井壁厚度主要取決于沉井大小、下沉深度以及地層的力學(xué)指標。一般為0.4-1.2m可達1.5-1.8m。,上下等厚的直墻形井壁和階梯形井壁兩種,適用：當土質(zhì)松軟、摩擦力不大、下沉深度不深時可采用直墻形優(yōu)點：1）較好地約束井壁，易于控制垂直下沉2）接長井筒亦簡單，模板能多次重復(fù)使用3）對周圍土的擾動影響范圍較小，特別適用于建筑物密集的市區(qū)中。,適用：土質(zhì)松軟，下沉深度較深優(yōu)點：減少沉井的截面尺寸，節(jié)省材料,內(nèi)階梯形,外階梯形,適用：土層密實，且下沉深度很大規(guī)定：臺階設(shè)在每節(jié)沉井接縫處，寬度一般為10-20cm。最下面一級階梯宜設(shè)在(1413)H高度處或1.2-2.2m處。施工時一般在階梯面所形成的槽孔中灌填黃沙或觸變泥漿,2）刃腳,主要功能：引導(dǎo)沉井下沉，并阻止井外土體涌入井內(nèi)。構(gòu)造：刃腳底部為踏面，通常寬度1020cm；刃腳內(nèi)側(cè)為一傾面，通常傾角為450500,3）內(nèi)隔墻,并井非專為施工而設(shè)置?？梢韵鲁辆臀灰院鬂沧ⅲ部梢栽谙鲁林白龀?。下沉之前澆注的隔增減少了井壁跨度，增加了沉井的整體剛度，同時將沉井分隔成幾個取土井，便于均衡取土，均勻下沉。,構(gòu)造：底面一般應(yīng)比刃腳踏面高出0.5-1.0m，為了防止“突沉”，也可以將內(nèi)墻底面與刃腳踏面齊平；隔墻厚度由設(shè)計計算確定，通常為0.5m左右。,4）封底及頂蓋,定義：往開挖井孔內(nèi)填入相應(yīng)厚度的素混凝土，以混凝土的自重和強度抵消井孔內(nèi)土體的隆起，以混凝土與井壁間的密實聯(lián)接克服地下水的滲入，為澆注鋼筋混凝土底板創(chuàng)造條件。,分類：濕封底、干封底。濕封底是水下混凝土封底，干封底是為了減少水壓力對封底混凝土的作用，需設(shè)置集水井排水減壓。為了使封底混凝土和底板、井壁間有更可靠的聯(lián)結(jié)，以傳遞地基反力，使沉井成為空間受力結(jié)構(gòu)，通常在刃腳上方的井壁上預(yù)留一凹槽，下邊線距刃腳踏面應(yīng)在2.5m以上。槽高約1.0m，近于封底混凝土的厚度，以保證封底工作順利進行。凹入深度約為0.15-0.25m。,5）底梁和框架,目的：在不便設(shè)置內(nèi)隔墻時，為了增加沉井下沉過程中的整體剛度；在松軟地層中下沉的沉井，底梁及其框架的設(shè)置還有防止沉井“突沉”的功能，并便于糾偏。,二、沉井施工工藝沉井制作階段和沉井下沉階段。分節(jié)灌筑、多次下沉：工序交插多、工期長，容易發(fā)生井身傾斜和沉降不均勻等現(xiàn)象分節(jié)灌筑、一次下沉：制作總高度不宜超過沉井短邊或直徑的長度亦不應(yīng)超過12m,一次灌筑、一次下沉：一般中小型沉井，其井身不高且地基較好時，可采用此法。原則：根據(jù)沉井的規(guī)模（形狀、尺寸、深度）、環(huán)境（水文地質(zhì)、環(huán)境條件）、施工能力（設(shè)備及施工單位的經(jīng)驗和習(xí)慣）確定。,1、挖基坑及基礎(chǔ)處理,平面尺寸略大于沉井平面的基坑；砂墊層一般選用級配較好的中、粗砂或砂夾卵石，砂墊層密實度的質(zhì)量標準用砂的干容重控制；,抽除墊木應(yīng)按一定順序分區(qū)、依次、對稱、同步地進行，對矩形沉井，先內(nèi)隔墻，再短邊，最后長邊；長邊的墊木應(yīng)隔根抽出，然后以四角處的定位墊木為中心由遠及近地對稱抽除，最后抽定位墊木。,墊木布置圖,1)井壁外側(cè)應(yīng)做到光滑；2)沉井制作高度應(yīng)保證穩(wěn)定性、有足夠的下沉系數(shù)3)第一節(jié)沉井的灌筑高度為1.5-2.0m，地面以上沉井的高度不超過6-7m，沉井頂面露出地面尚有0.8-2m時，停止下沉，并在強度達70后方可灌筑第二節(jié)；4)沉井的實際尺寸與設(shè)計尺寸的偏差，不得超過國家標準地基和基礎(chǔ)工程施工及驗收規(guī)范(GBJ1202)中的規(guī)定數(shù)值。,2、沉井制作,分類：1)排水挖土下沉：在土質(zhì)的透水性很低或滲水量不大的穩(wěn)定土層，排水不會產(chǎn)生流砂。優(yōu)點：是挖土方法簡單，容易控制，下沉較均衡且易糾偏，達設(shè)計標高后又能直接檢驗基底土的平衡，并可采用干封底，以加快工程進度，保證質(zhì)量，節(jié)省材料，所以應(yīng)優(yōu)先采用。,水力機械排水下沉,人工挖土小型機械吊運,抓斗挖土汽車運輸,勞動強度大，機械化程度低，工作效率差，且施工速度慢,機械化程度很高，勞動強度低，施工速度比較快,2)不排水(或灌水)挖土下沉：當沉井穿過有較厚的砂性土或粉砂層，且含水量很大(含水量w3040)在動水壓力作用下產(chǎn)生流砂。,3)中心島式下沉：為了減少內(nèi)外應(yīng)力差值，可采用“中心島式”開挖方式。先沿井壁內(nèi)側(cè)挖槽，槽內(nèi)充滿泥漿，隨著槽的挖深，沉井在槽內(nèi)下沉，而中心部位的土體暫不挖除形成“中心島”；當沉井到設(shè)計標高后，將槽內(nèi)的泥漿置換固化，再在井底部位壓密注漿封閉，最后挖除“中心島”部分的土體。該類開挖方式適用于面積較大的圓形沉井，需用兩臺設(shè)備對稱均衡挖土。,中心島式下沉,挖土一般先挖成“鍋底”狀，然后再挖靠近刃腳旁的泥土，挖土設(shè)備要均勻布置，使上面保持在同一水平上。當沉井下部有梁時，應(yīng)先將梁下土方超前開挖一部分，以免沉井下沉?xí)r土將梁頂壞。沉井下沉?xí)r，每次不得超過50cm即須進行清土校正，然后再繼續(xù)開挖。沉井下沉完畢后，一般應(yīng)有3-5cm至5-10cm的下沉預(yù)留量。,泥漿的作用：降低井壁與土之間的摩擦阻力,4、沉井基礎(chǔ)處理及封底,當沉井沉到設(shè)計標高且穩(wěn)定后(沉降速率20mmd即認為穩(wěn)定)，先將超挖部分用煤渣填充夯實，再在刃腳四周填以毛石，有時尚須鋪設(shè)10-30cm厚的砂墊層，然后用素混凝土封底,干封底：能保證混凝土的準確厚度及表面平整，且節(jié)省材料，保證質(zhì)量；同時設(shè)備簡單，進度快，省去后續(xù)的清理及抽水工作，所以應(yīng)優(yōu)先采用。濕封底：水下混凝土封底，是利用井內(nèi)灌水的重量克服流砂的涌入，封底混凝土在水下進行灌注，水下灌注混凝土采用豎管灌注法，使用時應(yīng)進行水密性及拉拔力的檢驗。,三、浮式沉井浮式沉井的底節(jié)都是采用空腔薄壁井壁，其優(yōu)點是重力輕、吊裝下水方便。在深水河流中采用浮式沉井可以避免圍堰筑島等困難，且縮短工期、降低造價?，F(xiàn)在國內(nèi)已較多采用。,(一)浮式沉井的結(jié)構(gòu)型式1、鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井井壁是用刃腳角鋼豎向骨架角鋼與內(nèi)外兩側(cè)鋼筋網(wǎng)焊接成整體骨架后，再在鋼筋網(wǎng)上鋪設(shè)多層鋼絲網(wǎng)(一般為46層)，然后涂抹水泥砂漿構(gòu)成空腔而成。2、鋼筋混凝土薄壁沉井混凝上強度等級不宜低于C25。,3、裝配式鋼筋混凝土薄壁沉井用預(yù)制的鋼筋混凝土井壁、支撐梁和拼裝用的梯狀導(dǎo)桿組成。在拼裝船上拼裝底層井壁后，浮運至墩位起吊、下沉、就位。4、帶臨時井底沉井在沉井內(nèi)刃腳特設(shè)凹槽處安裝臨時性的底板(底板結(jié)構(gòu)要便于拆除)，然后浮運至墩位，接高井壁或在沉井內(nèi)灌水使之下沉至接近河床面。,（二)陸上制作浮式沉井下水1、岸邊制作滑道下水,滑道工程量大，且施工后的清理工作量也較大。但可利用有利地形，減少其他工作量。,2、岸上制作索道下水,在地形有利于布置架空索道、兩岸地形較高時，可架設(shè)纜索起重機，以便將岸上制作的浮式沉井，由索道吊運至墩位入水下沉。,（三)水中制作浮式沉