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1、桥 涵 施 工 技 术,第11讲 挖孔灌注桩及沉井基础施工,11.1 挖孔桩基础施工 11.2 沉井与沉箱基础施工,11.1 挖孔桩基础施工,成孔工艺,施工要点,同一墩身各桩应对角开挖，先中后边；孔深大于10m或CO2浓度超过0.3时，应有通风设备；支护随地质条件而定，应高出地面。,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.1 挖孔灌注桩基础施工,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.1 挖孔灌注桩基础施工,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.1 挖孔灌注桩基础施工,现场砼灌注,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,是桥梁工程中广泛采用的一种无底无盖，形如井筒的基础结构物。沉井在施工时作为基础开挖
2、的围堰，依靠自身重量，克服井壁摩阻力逐渐下沉，直至到达设计位置。同时，沉井经过混凝土封底，并填充井孔后成为墩台的基础,沉井,江阴长江公路大桥北锚沉井,平面尺寸：51m69m，下沉深度达58m，居世界前列。,11.2 沉井基础施工,沉井基础： 是一个无底无盖的井筒，一般由井壁（即外墙，其下端为了在土中下沉容易，制成刃脚）及隔墙（即内墙）组成。从沉井内出土，井筒即可凭其自重下沉；这时，井筒(井壁及隔墙)可以向上接高。如若井筒上段在成桥之中并非必需，则可在井筒上端的周边设置围堰，以便在堰内排水并修建墩台身部，随后再将围堰拆除。在沉井刃脚下沉到设计高程之后，就用混凝土封底、再以填充料(碎石，水等)填心
3、、并在沉井上端修建顶盖。,沉井示意图,沉井基础的适用范围、优点及缺点 沉井是凭借自重下沉，随后发展到凭借向井壁外侧射水以减少土的摩阻力，又发展为泥浆套法，空气幕法以及压沉法，这就可以使井壁减薄，减少工程数量及自重。为适应岩层面的高低不平，可以在增加探测点的基础上，制成高低刃脚沉井。为提高沉井承载力，可以在井孔之中进行钻岩，用管柱法来加强它。为防止沉井在下沉中歪斜或偏离设计位置，可以增加探测管，并在发现偏斜时立即采取纠偏措施(偏吸泥、偏除土、偏压重、外除土、外射水、增加支承反力、施加水平拉力)。 1.适用情况： 当表层地基土的承载力不足，地下深处有较好的持力层，或山区河流中冲刷大，或河中有较大卵
4、石不便于桩基施工；或岩层表面较平坦，覆盖层不厚，但河水较深等条件下。 2.特点： （1）埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好、刚度大、能承受较大的荷载作用； （2）本身既是基础，又是施工时的挡土、防水围堰结构物，且施工设备简单，工艺不复杂。可以几个同时施工。 （3）缺点:施工工期较长；对粉砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；下沉时如遇有大孤石、沉船、落梁、大树根或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工带来很大困难。工程数量较大 灌注水下混凝土时，清基工作较难保证施工中纠偏难度较大，费工、费时。,概 述,沉井构造示意,下沉方法,纯自沉沉井工法 压入式工法 SS沉井工法 SOCS沉井工法,挖孔
5、灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,沉井 特点,优势：埋置深度大、整体性强、稳定性好、刚度大、承载力大 、工艺简单、施工简单,劣势：下沉时如果遇到障碍物，会影响施工。不适用于岩层面倾泻过大的地方。,沉井 类型,（钢筋）混凝土沉井、钢沉井、竹筋混凝土沉井,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,施工工序, 场地准备,要求场地平整，地面与岛面有一定承载力，否则换填打砂桩,无水场地,浅水场地：,深水场地：,无围堰土岛,草袋、石笼围堰筑岛、 钢板桩围堰筑岛,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,筑岛沉井,
6、根据土质、水流和风浪情况，筑岛分为无围堰的土岛和有围堰的筑岛。, 底节沉井的制造,工序：,场地整平夯实、铺设垫木 、立沉井模板及撑 、绑扎钢筋 、浇注混凝土 、拆模等。,铺垫木,与刃脚周边垂直,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工, 立模板绑钢筋, 浇注混凝 土、养生, 拆模及抽垫,有较好的刚度。,四边均匀浇注；底节强度100，其余70可下 沉。,混凝土强度达2.5MPa以上拆模混凝土强度达设计要求抽垫。,拆模顺序：井孔模板、外侧模板、隔墙支撑及模板、刃脚面支撑及模板,抽垫顺序：先拆内模；拆外模；拆隔墙下支撑和底模；拆隔墙下垫木；拆井壁下垫木。 内壁下、短边下、长边下对称同步。
7、长边下是隔1根撤1根，最后以定位桩为中心由远而近对称撤除。,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,抽垫木是关键性工序,土内模制造沉井刃脚,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工, 沉井下沉,下沉施工,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,a）排水施工,b）不排水施工,主要是通过从井孔除土，消除刃脚正面阻力及沉井内壁摩阻力后，依靠沉井自重下沉。,接筑沉井和井顶围堰,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,沉井接高注意： （1）各节沉井的竖向中轴线应与第一节的重合，外壁应竖直平滑； （2）要保证各节砼间紧密接合； （3）立接高沉井模板时，
8、不宜直接支撑于地面，以免沉井因自重增加产生不均匀下沉，致使新浇筑的砼发生裂缝。,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,大型沉井下沉施工中,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,大型钢壳沉井制作现场,挖孔灌注桩及沉井基础施工 11.2沉井与沉箱基础施工,南京长江大桥1号墩筑岛下沉重型沉井,气压沉箱基础,沉箱是一有工作室的箱形构造，下面没有底，室的上面有顶盖，可以让压缩空气进入室内，将水排到室外，在室内挖土；箱壁下端是刃脚，可以让箱脚进入土内。为了安装气筒和管路，顶盖上需要设孔。气筒可以向上接高，其上端需设中央气
9、闸、人用变气闸及料用变气闸。 人用变气闸的作用：一是逐步改变闸内气压，使工人能够适应；二是防止在工人进出气闸时，压缩空气外泄。另外，在顶盖以上，在沉箱周边应设围堰，以资防水，借能在堰内灌注墩台身部。右图是沉箱示意图(由于沉箱的特点是让工人在压缩空气中工作，沉箱又叫气压沉箱)。 沉箱的优点：在于可以让人直接看到基底，能排除各种故障(例如，沉船，钢铁沉积件、大孤石等)，能对基底承载能力作简单试验，不用水下混凝土封底，基础质量较为可靠 。 缺点则是：工人要在高压空气中工作，不但工作效率较低，而且若不遵守有关操作规则，易引起沉箱病。人体至多只能承受四个大气压，为安全计，沉箱的最大下沉深度是在水下35m，使用范围受到限制。再者，沉箱作业需要许多复杂的施工设备，如气闸、压缩空气机站等，其施工组织比较复杂，进度较慢，故造价较高。,气压沉箱基础示意图,相关知识回顾： 1892年修建滦河桥 (老桥，在北京山海关铁路线上)； 1909年修建京沪铁路泺口黄河桥； 1935年修建浙赣铁路钱塘江桥时，都曾使用了沉箱基础。 但从19541956年开始，武汉长江大桥开发了管柱基础，给深水基础开辟了一条新路。于是，1959年以来，沉箱在我国就很少提到了。 不过，在国外，沉箱仍然在使用；而且还研究遥控挖掘沉箱工法以适应特殊需要。,
