沉井基础

沉井基础一、沉井施工一般工艺流程图二、施工前的准备工作1、清理场地，筑岛沉井在修筑围堰和筑捣前，应对墩位场地的孤石、树根、淤泥及其它杂物予以清除，并整平场地。对软硬不均的地表应予换土或加固，当河床覆盖层为极软塑土及至流态淤泥，并有较大倾斜时，易使沉井沿倾斜面滑移，因此更应重视河床的整平工作。筑岛铺垫安装钢筋立外模下沉抽垫分节浇筑砼至设计标高封底分节下沉至设计标高填充及灌注顶盖板灌注底节砼及养生基底清理立内模拼装钢刃脚2、由于土质极软并流动，沉井易失去稳定平稳，难于控制，为此宜采用轻型沉井，且刃脚面宜适当加宽。以免在极软塑的流态淤泥层中或河床有较大倾斜时使沉井偏移。2、铺筑运输道路：视工程量大小，设备情况及现有运输条件，运输道路可为手推车、板车、汽车运输道，也可用轻便轨道。岸滩上运输道可就地挖填铺筑，水中部分可视水深及流速情况，用土、草袋装土堆填，或作栈桥，或搭浮桥，或用船只水上运输至墩位。运输路线的布置应和砼厂，起吊设备密切衔接配合。3、风、水管路及电力线的敷设当采用空气吸泥机除土，应设压缩空气站及风管路，若采用水力吸泥有高压射水冲土时，需设立高压泵站及水管路，当冬季施工砼采用蒸汽养生时，还需设置锅炉及蒸汽管路。对于深水沉井施工可将空压机，高压水泵等安装在驳船上，蒸汽供应可借蒸汽拖轮供汽。电力线可采用加空电线，也可铺设水下电缆。4、砼搅拌站：根据全桥砼数量及各工点供应情况，可选择一适中位置，设立砼搅拌站。对于单工点施工，可在墩旁就近搭设简易搅拌棚。深水作业，可在驳船上设立砼搅拌站。5、起重设备：①井项起重设备：可在井顶用木或万能杆件拼装搭设起重扒杆，龙门吊机可随沉井的逐节下沉和接高，逐次拆下和安装。②墩台吊机：为了不致干扰沉井施工作业，将起重设备放置在墩旁较为方便。吊机基础离沉井外壁，应有一定距离，其值视土质而定，至少应离开2~3米，应以沉井在下沉中，因其周围土体受破坏而不致危及吊机安全为度。二、沉井制造1、筑捣：当河流为浅水、流速不大时可用土岛；其外侧边坡不应陡于1：2。当流速较大时，可用围堰筑岛，板桩围堰：板桩最小入土深度的确定，应由验算围堰的底面的地基应力及研究围堰底面以下的土不因受压挤出而确定，拔桩的最小入土深度可近用下列公式计算：hmin=PA/r3×1/2tg4(450+φ3/2)-1式中：hmin—自河流算起的板桩最小入土深度（cm）PA—围堰底部侧压力r3—河床土之容重φ3—河床土之内摩擦角底层为坚硬岩石或大石块，板桩打入深度不能符合上列要求时，可在围堰外外侧抛填片石，填片石时应同时在围堰内填土，防止围堰向内挤压。筑岛基本要求：①筑岛填料应为砂，砂夹卵石、小砾石，不应采用粘性土淤泥、泥炭及大块砾石等填筑。②岛面标高应最出最高施工水位或地下水位至少0.5m。③护道最小宽度土岛为2米，围堰筑岛为1.5米，当需设置暧棚或其他施工设施须另行加宽。2、沉井制造2．1平整场地在岸上或筑岛上制造测定井，要先将场地平整夯实，以免在灌筑沉井过程中和拆除支垫时，发生不均匀沉陷。若场地土质松软，应加铺一层30~50厘米厚的砂层。必要时，应挖去原有松土层，然后铺砂。当石碴、漂卵石等取材方便时，常不挖除松软土壤，可直接回填夯实，以便施工。2．2沉井分节沉井的分节应视下沉进度、开挖方法、土质性质、沉井的平面尺寸和沉井深度作全面分析而定。第一节沉井的最小高度，以在拆除垫木时沉井能抵抗纵向破裂为标准，如沉井底节下为松软土时，则其第一节（即底节）的最大高度不得大于0.8B，B为沉井宽度。其次各节应尽可能作高。沉井下沉中，井顶高度（分节）应适合挖土起重机械工作的要求。对于土法设备，一般不宜高于5米。对于较好的设备，井高可增至10米，若沉井总高在7米以内，地基良好时，可一次灌注，但应注意初期下沉的正位工作。若采用滑升模板灌筑砼或钢筋砼沉井时，每次升高不宜小于3m。2．3铺设垫木2．3．1铺设垫木基本要求：1）垫木材料应用质量良好的普通枕木及短方木；2）垫木铺设方向：刃脚的直线段垂直铺设，圆弧段径向铺设；3）铺垫次序：应先从各定位垫木开始向两边铺设；4）支撑排架下的垫木应先从各定位垫木开始向两边铺设；5）铺垫顶平面最大高差应不大于3cm，相邻两垫木最大高差应不大于0.5cm；6）调整垫木高度：不应在其下垫塞木块、木片、石块等，以免受力不匀；7）垫木间空隙应填砂捣实，垫木埋入岛面深度应为垫木高度的一半；8）筑岛底面承压应力应小于河床地面容许承压应力；9）刃脚下和隔墙下垫木应基本上相等，以免不均匀沉陷使井壁与隔墙连接处砼裂缝。2．3．2垫木数量及安排刃脚下应满铺垫木。一般常使用长短两种垫木相间布置，在刃脚的直线段应垂直铺设，圆弧部分应径向铺设。垫木的数量按下式求算所需数量：n=Q/L.b[б]式中：n—垫木根数Q—第一节沉井重量（kg）L、b—垫木的长和宽（折算为等长）[б]—基底容许承压力实际数量比计算结果应适当增加，排列时应对称铺设。刃脚下底模应按分段拆除的次序布置，预先断开。圆钉和扒钉不要钉死，以免拆除困难。隔墙壁下的垫木不宜单独直接垫于岛面上，应设排架或木垛支撑使其两端与刃脚的垫木连成一体，以免在灌注时沉落不匀而发生裂纹。垫木布置示例见图2-3-22．4沉井模板及支撑沉井模板及支撑的布置见图2-4，其施工步骤如下：2．4．1测量放样：应准确测量刃脚位置，画出刃脚边线，若是就地下沉的沉井应特别注意桥墩中心的位置。沉井模板也可在垫木上放样。2．4．2模板制作：沉井外侧应尽量平滑，以利下沉。外侧模板（面向砼）的板面应刨光，拼装要平顺，并应具较好的刚性。2．4．3安装与支撑：沉井井壁外侧的模板必须顺直立方向装设。其与刃脚相接处凹凸不平的空隙，应妥为填塞以免漏浆。沉井模板立好后，应复核其尺寸、位置、刃脚标高、井壁、垂直程度或斜度的锥度。下节位置若有倾斜时，应禁止向上竖直拼装模板与灌注砼，立第二节以上模板时，不宜直接支撑于地面上，以免沉井因加固自动下沉，造成新灌砼发生裂纹。应采用圆钢拉杆或环箍加劲。模板安装顺序：刃脚斜面及隔墙底面模板井孔模板安扎钢筋调整各部尺寸全面紧固拉杆、拉箍、支撑等。2．4．4钢筋扎焊：沉井钢筋应在内模立好后而外模尚未安装时，进行安装、扎、焊。事先将锚固钢筋和刃脚踏面角钢焊好（刃脚钢筋宜在立外模前就位）。三、沉井下沉1、拆除垫木拆除垫木必须在沉井砼已达到设计强度后，方可进行，抽垫前应作好技，术交底工作。其顺序方法及要求如下：1）抽垫应分区、依次、对称、同步进行。垫木应按设计拟定的次序用油漆编号，同一编号垫木同时抽光并回填后，方可抽下一编号垫木。并应规定统一信号联系，统一指挥。2）抽垫前应将井孔内的所有杂物清除干净，检查其准备工作全部就绪后，方可发出信号，开始抽垫。3）抽垫时，先掏挖垫木下的填砂，再用大锤、撬棍等锤打撬动，234567891011109876543218020040010030011中心线短枕木(立放)普枕(立放)16X22X8016X22X250袖垫次序22定位枕木1/4平面图图中尺寸以厘米计2-3-2垫木布置示例规格部位井壁圆端部分井壁直线部分短隔墙下长隔墙下普枕16X22X8016X22X1251689620159613622岛面河滩面0.980.720.941.62(筑岛高度1米)模1模13模1模12模1模12模11模10模3模3模7模6模5模4模8模2模14对称中心线400367.6367.6414.6/2δ=6模板数量(块)模1模2模3模4模5模6模7模8模9模10模11模12模13模1410422144444482450503010080401230665100200101010103515013413308357560拉紧器11拉紧器钢筋箍模板分块及拉杆位置图4×706075602038202模1模11φ16拉杆φ19钢筋箍模12混凝土面支撑排架垫木1--1模6φ16拉杆并在垫木上临时钉一扒钉，挂上绳钩，井内外互相配合，连敲带拖、一鼓作气地迅速将垫木抽出。垫木宜向外抽出。4）回填：开始几组可不回填，当抽出几组现出空挡后，即应回填，以后每抽出一组即应进行回填。回填材料可用砂、砂块、碎石。回填时应分层洒水夯实，每层厚20~30cm。回填如下图岛面回填高度H的决定，应使最后分配在定位垫木上的重量不致压断垫木及垫木下土壤承压力不超过岛面极限承压应力为准，必要时可加高回填高度H。5）下沉测量：抽垫过程中的测量工作：①测点敷设：在沉井顶面上下及左右各设置测点一个。②下沉测量：a、沉井隔墙下，支撑拆除前后各观测一次；b、沉井刃脚斜面下，支撑拆除前后各观测一次；c、抽垫时，每抽出一组前后各观测一次。6）抽垫过程与操作要点一般来说，当抽至垫木的2/3数量这一阶段时，沉井下沉比较均匀，下沉量也不大，回填时间亦较充分，便于较好地抽垫和回填。当继续抽垫时，下沉量逐步加大，回填工作也逐渐困难。故在抽垫时，开始阶段宜绶慢进行，留出足够的时间进行充分回填夯实。抽垫至最后阶段时，应全力以赴，一鼓作气尽快将剩余垫木全部抽出，沉井刃脚平稳均匀地落入土层。2、排水开挖下沉各种土质开挖方法：1）土质松软时，在分层挖除回填土的过程中，沉井即逐渐下沉。当刃脚下沉与沉井中部土面大约齐平时，即可在中部先向下挖深约40~50cm，并逐渐向四周均匀扩挖，到距刃脚约1米处，再分层挖除刃脚内侧的土台。2）土质比较坚硬时，如刃脚内侧土台挖平台后仍下沉很少或不沉，可从中部向下挖深约40~50cm，并继续向四周均匀扩挖，使沉井平稳下沉。3）在坚硬土层中，可比照抽垫的顺序分段掏空刃脚，每段掏空后随即回填砂砾，待最后几段（即定位承垫处）掏空并回填后，再分层次逐步挖去回填料，使沉井下沉。4）岩层，风化或软质岩层可用风镐或风铲挖除，较硬的岩层可以打眼爆破。岩层中一般按设计要求开挖不需很深，中间部分如石质不好时，可在最后挖除，石质良好时可不挖除。开挖刃脚的土壤时，可用跳槽法，即沿刃脚周长等分成若干段，每段长约1m，先隔一段挖一段，然后挖剩下的各段，最后挖定位承垫处的岩石。开挖时，可用斜炮眼，斜度大致与刃脚内平面平行，伸出刃脚约15~20cm，使开挖宽度超过刃脚5~10cm。开挖深度宜为40cm左右。每段开挖和清除残渣后，应即以较小粒径的砂砾回填，待全部开挖回填后，再逐步挖去回填土，使沉井均匀平稳下沉。每一炮眼装药数量不宜超过0.2kg。可使用点发雷管，利用引线长短、点火次序，使各炮分开起爆。3、不排水开挖下沉1）抓土下沉①抓斗的选择：抓斗尺寸必须满足能在井孔内自由开合与升降。抓斗容量和重量的关系应视土质而定。同样容量的抓斗用于紧密的土质应选择重量大的。不带掘齿的双瓣式抓斗用于松土砂土，紧密的土中应使用带掘齿的，四瓣式抓斗适用于挖掘卵石。②抓土吊架：抓斗以吊机或双筒卷杨机操作。用卷杨机时，应在井顶装设临时抓土吊架详见图3-1。2）吸泥下沉使用吸泥机除土，适用于沙，沙夹卵石，亚粘土等土层。①水力吸泥机：水力吸泥机包括吸泥器，吸泥管，扬泥管和高压水管。②水力吸石筒：适用于卵石含量在60%以上，粒径小于300mm的卵石地层或沙卵石层。使用时可不受水深限制，但须专用一台吊机或卷扬机配合工件。4、下沉辅助措施1）高压射水：在较坚硬的土层中利用抓土斗或吸泥机在水下除土时，一般需辅I30c4000L5002500滑槽445双筒快速卷扬机T0.56M抓土斗3梯子挂钩平台2400022001002门φ430滑轮φ822C30c+208φ513312300300800010300123--3122--2121--140008001200130cI30cI30cI30cI30c沉井井孔(φ4000)124--4图3-1抓土吊架示意图以高压射水松动及冲散土层，以便抓（吸）出。射水一般以从井孔直接放入射水管进行射水为主。为冲射隔墙及刃脚斜面处难于冲射的土层，也可在井壁及隔墙适当的位置预设孔道（此孔可兼作探测孔道，从孔道内插入射水管射水）。为减少沉井外壁侧面摩阻力，亦可沿井壁四周对称布置射水管路及装设射水嘴。射水管应预埋在沉井砼周围横向均布，也可牢固在沉井外壁上，与平面中心线对称，布设成各