沉井法施工技术及应用 第四组

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1、 沉井法施工技术及其应用1小组成员： 胡锦伟、李建威、朱鹏、史贵林、陈智华、 雷惠 明主要内容一、概述 二、结构 三、施工技术 四、沉井的应用一、概述1、定义沉井不同断面形状（如圆形，矩形，多 边形等）的井筒，按边排土边下沉的方式 使其沉入地下，即沉井。也叫做开口沉 箱。一、概述2、特点将位于地下一定深度的建筑物 或建筑物基础，先在地表制作成一个沉井 ，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。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。一、概述 优点1、埋

2、置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较 大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷 载。2、沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水结构物 ，下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化 了施工。3、沉井施工时对邻近建筑物影响较小。 缺点1、施工期较长。2、施工技术要求高。3、施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。一、概述3、适用范围 沉井基础广泛应用于工程用地 与环境条件受限或者买埋深较大的地下构 筑物。在市政工程中，常用于桥梁、烟 囱、水塔等的基础工程，以及水泵房、地 下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或 顶管的工作井。一、概述3、适用范围 沉井基础广泛应用于工程用地 与环境条件受限或者买

3、埋深较大的地下构 筑物。在市政工程中，常用于桥梁、烟 囱、水塔等的基础工程，以及水泵房、地 下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或 顶管的工作井。一、概述3、适用范围 沉井基础广泛应用于工程用地 与环境条件受限或者买埋深较大的地下构 筑物。在市政工程中，常用于桥梁、烟 囱、水塔等的基础工程，以及水泵房、地 下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或 顶管的工作井。二、结构 1、 类型（1） 按下沉环境可分为陆地沉井和浮式沉井（用于 深水中的施工）；（2）按沉井构造形式可分为独立沉井（多用于独立 深基础或独立深井构筑物）和连续沉井（多用于隧 道工程）；（3）按沉井平面形式可分为圆形、圆端形、正方 形、矩

4、形和多边形等，也可分为单孔沉井和多孔沉 井；（4）按沉井制作材料可分为混凝土、钢筋混凝土、 钢、砖、石以及组合式沉井等。二、结构 2、构造沉井主要由刃脚、井壁、内隔 墙、取土井、凹槽、封底、顶板等部分组 成。二、构造1）、刃脚刃脚是井壁下端一般做成刀刃形状的 部分，如下图所示。二、构造作用：减小沉井的下沉阻力，使之能在自重作用 下切土下沉 施工注意事项：一般采用不低于C20的钢筋混凝 土制成。当沉井下沉较深且土质较坚硬时，刃 脚面常以型钢（角钢或槽钢）加强。刃脚的底 面宽度可为100-200mm。在坚硬地基上也可做 成尖角。刃脚斜面与水平面的交角一般应不小 于45o。刃脚的高度应视井壁的厚度确

5、定，并 应考虑便于拔出垫木和挖土。二、构造2）、井壁井壁即沉井的外壁，是沉井承 担其自重及井外水土压力的主要部分。 施工注意事项：井壁厚度应根据结构强度、 施工下沉需要的重力、便于取土和清基等 因素而定。设计时通常先假定井壁厚度再 进行承载力验算，井壁厚度一般为0.8- 1.5m。但钢筋混凝土薄壁沉井及钢模薄壁 浮式沉井的壁厚不受此限。二、构造钢筋混凝土井壁中一般应配置两 层竖向钢筋及水平钢筋，并且还要有靠自重 作用能顺利下沉的足够重量。井壁外侧的形式如下图所示。二、构造 3）、内隔墙内隔墙为沉井的分隔墙。 作用：加强沉井刚度、缩小外壁计算跨度，同时 又将沉井分为多个取土井，便于掌握挖土位置

6、以控制下沉的方向。 施工注意事项：内隔墙的间距一般不大于5-6m， 厚度一般为0.5-1.0m。考虑到内隔墙既要对刃 脚悬臂起支撑作用，又不宜受到土的支撑，妨 碍沉井下沉，因此，一般要求内隔墙底面高出刃脚底面0.5-1.0m。但当沉井穿越极软弱的土 层时，为防止沉井“突沉”，也可将内隔墙底 面做成与刃脚底面平齐。二、构造注意：在较大型沉井中，如由于使用要求， 不能使用内隔墙，则可在沉井底部增设底 梁，并构成框架以增加沉井在施工下沉阶 段和使用阶段的整体刚度。二、构造 4）、取土井 施工注意事项：取土井在平面上应沿沉井的中轴 线对称布置，以利于沉井均匀下沉，并便于校 正倾斜和偏移。取土井大小由取

7、土方法而定， 采用挖土斗取土时，应能保证挖土斗的自由升降，其最小边长不宜小于2.5m 。在沉井下沉 完毕并封底后，如作基础用，则取土井可填以 素混凝土、片石混凝土或填砌片石；在无冰冻 地区也可以采用粗砂或砂砾填料；当作用在墩 台上的外力不大时，也可采用空心沉井。但在 砂砾填心和空心沉井的顶面均须设置钢筋混凝 土盖板，盖板厚度应由计算确定。二、构造 5）、凹槽作用：沉井内设凹槽是为了使封底混凝土嵌 入井壁，形成整体，将传至沉井壁上的力 更好地传递至封底混凝土底面。同时，当遇到意外困难，还可在凹槽 处浇筑钢筋混凝土盖板，将沉井改为沉 箱。 施工注意事项：凹槽水平方向深约0.15- 0.25m,高约

8、1.0m,其底面距刃脚底面一般大 于1.5m。二、构造 6）、封底施工注意事项：沉井下沉到设计标高，基底经校 验能满足设计要求后，当井中的水能被排干， 即渗水量上升速度小于或等于6mm/min时，排 干水后用C15或C20普通混凝土浇筑；当井中的渗水量上升速度大于6mm/min时 ，宜采用导管法浇筑C20水下混凝土封底。封 底混凝土的厚度按其承载力条件计算确定，一 般其顶面应高出凹槽顶面0.5m。二、构造 7）、顶板施工注意事项：以混凝土填心的沉井可用素 混凝土顶板；空心或以其它松散料填心的 沉井需用钢筋混凝土顶板，其厚度一般为 1.0-2.0m,配筋由承载力计算和构造要求确 定。排水下沉的沉

9、井，其顶面在地面或水 位以下时，应在井壁顶部设置挡土防水 墙。三、施工工艺1、设计原则沉井平面尺寸及其形状与高度，应根 据墩台的底面尺寸、地基承载力及施工要 求确定。力求结构简单对称，受力合理， 施工方便。具体要求为：（1） 沉井棱角处宜做成圆角或钝角，可使 沉井在平面框架受力状态下较少应力集中 ，减少井壁摩阻面积和便于吸泥（不至于 形成死角）；三、施工工艺（2）沉井的长短边之比越小越好，以保证下 沉时的稳定性；（3）为了便于沉井制作和井内挖土出土，一 般沉井应分节制作，每节高度不宜大于5m, 且不宜小于3m。沉井底节高度除应满足拆 除支撑时沉井的纵向抗弯要求之外，在松 软土层中下沉的沉井，底

10、节高度不宜大于 0.8b（b为沉井宽度）三、施工工艺2、施工方法一般可分为制作和下沉两个过 程。根据不同情况和条件（如沉井高度、 地基承载力、施工机械设备等），沉井可 采取一次制作（灌筑）,一次下沉;分段制 作、接高，一次下沉；或制作与下沉交替 进行。也有在陆上制作，浮运至水中沉放 地点后下沉和接高的浮式沉井施工。 二十一世纪地下室最优施工无需基础支护 的沉井工艺_标清.flv三、施工工艺 施工步骤（1）场地平整（或筑岛）、铺垫木，制作底节沉井 ；（2）拆模，刃脚下一边填塞砂，一边对称抽拔出垫 木；（3）均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕； （4） 接筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节 井

11、壁； （5）下沉至设计标高；（6）沉井封底处理；（7）施工井内设施和封顶等。三、施工工艺三、施工工艺沉井制作： 1)井壁外侧应做到光滑 2)沉井制作高度应保证稳定性、有足够的下沉系 数 3)第一节沉井的灌筑高度为1.5-2.0m地面以上沉 井的高度不超过6-7m 沉井顶面露出地面尚有 0.8-2m时，停止下沉，并在强度达70%后方可 灌筑第二节 4)沉井的实际尺寸与设计尺寸的偏差，不得超过 国家标准地基和基础工程施工及验收规范 (GBJ 1202)中的规定数值。三、施工工艺沉井下沉：沉井下沉分为排水挖土下 沉、不排水挖土下沉和中心岛式下沉。1）、排水挖土下沉：在土质的透水性很低或渗水量 不大的

12、稳定土层，排水不会产生流砂。三、施工工艺 优点：是挖土方法简单，容易控制，下沉较 均衡且易纠偏，达设计标高后又能直接检 验基底土的平衡，并可采用干封底，以加 快工程进度，保证质量，节省材料，所以 应优先采用。三、施工工艺人工挖土小型机械吊运劳动强度大，机械 化程度低，工作效率 差，且施工速度慢抓斗 挖土汽车运输机械化程度 很高，劳动强 度低，施工速 度比较快三、施工工艺2）不排水(或灌水)挖土下沉 当沉井穿过有较厚的砂性土或粉 砂层，且含水量很大(含水量w3040 )在 动水压力作用下产生流砂。三、施工工艺3）中心岛式下沉为了减少内外应力差值，可采用“中心岛 式”开挖方式。先沿井壁内侧挖槽，槽

13、内充满 泥浆，随着槽的挖深，沉井在槽内下沉，而中 心部位的土体暂不挖除形成“中心岛” 当沉井到设计标高后，将槽内的泥浆置换固化 再在井底部位压密注浆封闭，最后挖除“中心 岛”部分的土体。该类开挖方式适用于面积较 大的圆形沉井，需用两台设备对称均衡挖土。三、施工工艺中心岛式下沉三、施工工艺 施工中的问题：突然下沉、涌砂、倾斜和偏移、沉不下去。 防止措施：防止突然下沉的方法有：适当加大下沉系数；控制挖土深度，即锅底不 要挖得太深；结构上合理分隔，设置一定数量的底梁；采用泥浆套法或壁后压气法(见沉井基础)，以 减小摩擦力等措施。涌砂的处理方法是：向井内灌水，使井内水位恒大于井外地下水 位。三、施工工

14、艺倾斜和偏移的防止方法：下沉时应均匀对称挖土，以防止沉井 偏斜。若发生偏斜，可调整挖土先后次序 和方法；采取偏心压重，部分壁外冲水等 措施。三、施工工艺防止沉不下去的方法：沉井设计和施工时通常用下沉系数（沉井 施工阶段自重与阻止下沉的井壁四周土的摩擦 力、刃脚踏面阻力等的比值）估算沉井能否顺 利下沉，一般要求下沉系数为1.101.25。当下沉系数不满足时，要采取上述减小摩 擦力的方法，以及增加重量等措施。如在下沉 中发生重量不够时，也可采用壁外冲水和井内 抽水、加压重、接高井壁等措施四、沉井应用（1）江河上的结构物：桥梁墩台基础、挡水坝 ； （2）取水构筑物：取水泵房、污水泵站； （3）重型结构物基础：烟囱、重型设备基础； （4）地下工程：地下厂房、仓储（油、气、 水、煤）库房；地下车道、地下车站及矿用竖 井； （5）临近建筑物的深基础： （6）地下工作井：盾构或顶管工作井、房屋纠 偏工作井等。谢谢！谢谢！谢谢！谢谢！谢谢！谢谢！谢谢！谢谢！