沉井基础施工.doc

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1、第四节沉井基础施工一、沉井基础的基本概念1、沉井基础的适用情况对于大跨径斜拉桥这样的在竖向和横向都需要承受大承载力的深基础，如果受水文、地质条件限制采用桩基础施工难度较大，而沉井下沉施工又不困难时，则常采用沉井基础。沉井是桥梁深基础中常采用的基础结构形式。2、沉井基础的作用及工作原理沉井基础利用沉井结构作为桥梁墩、塔等结构的基础，承受并将墩、塔等结构传来的荷载最终传递、分散到地基中去，使桥梁结构处于稳定、安全的受力状态。沉井基础工作方式和原理见图3-2-28。图3-2-28沉井基础工作方式和原理示意图3、沉井结构的组成沉井从主体上看为空心的柱体结构，一般由刃脚、井壁、隔墙、封

2、底混凝土、顶盖板等部分构成，见图3-2-29。31图3-2-29沉井结构示意图1、刃脚；2、井壁；3、井孔；4、顶盖板；5、隔墙；6、凹槽；7、封底（1）刃脚刃脚为斜尖状构造，这种形式使刃脚能更容易地切入土层中，从而引导整体沉井在土中下沉。刃脚也可看作是沉井井壁的一部分，即刃脚是从沉井最底部至尖状体顶面的那一部分井壁体，或者说是沉井井壁底部的尖状体部分。为了减少刃脚底面的承载应力，刃脚底有时做成较窄的，但有一定宽度的平底面形式。刃脚的平底面称为刃脚踏面。（2）井壁井壁是沉井的主体部分，既是沉井基础中的主要受力构造，又是沉井施工过程中挡土和挡水的主堰体构造。（3）隔墙当沉井承受

3、井外土体侧压力或承受井内外水头差压力时，隔墙对井壁起支撑作用，以减少井壁的跨间弯矩。而且，在沉井基础承受桥梁结构的竖直和水平荷载时，隔墙既加强了井壁间的联系，提高了沉井截面的整体刚度，又增加了沉井截面的抵抗面积和抵抗惯性矩。31隔墙底面要高出刃脚50cm以上，以避免妨碍沉井下沉。（4）封底混凝土封底混凝土是在沉井内底部所浇筑的混凝土，是传递墩、塔等结构荷载于地基的承重结构，是在井内抽水时的阻水构造。封底混凝土必须与井壁、隔墙紧密结合，而且必须有足够的厚度，以便通过井壁、隔墙与混凝土之间的剪力传递而使封底混凝土能有效地承受沉井传下来的荷载。为此，在井壁、隔墙的相应部分设置凹槽或

4、剪刀键，其目的就是为了使沉井与封底混凝土之间更有效地传递剪力。（5）顶盖板沉井顶盖板是直接承受墩、塔等结构的构件。墩、塔等结构传下来的荷载在顶盖板上分布后再传给沉井其他部分。4、沉井的形式（1）根据沉井底节的施工方式分类①就地制作下沉沉井一般在岸上、水深及水流速度不大的位置上采用。该类沉井多采用混凝土或钢筋混凝土结构。这种沉井是在墩、塔等结构的位置上筑岛或仅需整、处理场地后制作底节，然后使沉井就地边接高边下沉。②浮式沉井31一般在深水位置处采用。浮式沉井有钢丝网水泥薄壁、钢筋混凝土薄壁、装配式钢筋混凝土薄壁、带钢气筒、双壁套箱钢壳等结构形式。其底节是在岸上制作成形，并通过在滑

5、道上滑移等方式下水，并被浮运到位。此后，使沉井边接高边下沉，直到其达到规定要求。底节制作及就位还可采用如下方式：在船上制作底节，并采用吊装设备吊装和其他措施，使底节下水并被浮至设计位置。沉井底节也可采用沉船入水的下水方式。（2）根据沉井的竖剖面形状分类沉井有柱形沉井、锥形沉井、阶梯形沉井等类型，这些沉井的形状见图3-2-30。图3-2-30沉井按竖剖面形状分类图(3)根据沉井的平面形状分类沉井有圆形沉井、矩形沉井、圆端形沉井等类型，这些沉井的形状见图3-2-31。图3-2-31沉井按平面形状分类图(4)根据沉井刃脚是否等高的情况分类31沉井有等高刃脚沉井和不等高刃脚沉井。前者

6、是常采用的沉井类型，后者是特殊的沉井类型。不等高刃脚沉井一般是在不等高岩面上，且需要使沉井刃脚着岩的情况中采用。5、沉井基础的一般施工方法承受大跨径斜拉桥荷载的沉井，除必须具有足够大的截面尺寸以满足强度和刚度要求外，还必须能将荷载有效地传至足够大范围和足够大强度的地基上，使地基能够安全稳定地承受桥梁荷载。为了满足强度和刚度要求，沉井的平面尺寸和截面积一般是很大的。为了满足地基受力要求，沉井一般要深入到地基中较深位置，因而沉井高度一般也是很大的。所以沉井的平面尺寸、高度、体积和重量一般都是很大的。沉井基础施工的主要难度和主要目的就是要将规模很大的沉井下沉到地层中要求的深度。沉井

7、下沉到要求的深度后，沉井基础此后的施工相对就容易多了。大规模沉井的下沉，从吊装，从对沉井状态的控制等的能力上考虑，只能采取逐步接高沉井，逐步使沉井下沉的方式。沉井基础的各种施工方法，均是按照逐步接高和逐步下沉的指导思想考虑的。沉井施工的主要工序及其大致顺序是：沉井首节即底节的制作及就位、沉井的接高及下沉、沉井的封底、沉井的填芯、沉井顶盖板的架设。沉井底节的制作及就位一般采用两种方法，即就地制作就位法和预制浮运就位法。前者是在设计的沉井位置筑岛作为沉井底节的制作场地，在筑岛的场地上完成底节的制作后，就地使