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1、浅析沉井下沉施工技术摘要：沉井下沉是沉井施工中一道非常重要的工序，在挖土下沉过程中若控制不好，就会出现质量问题，所以在下沉过程中必须采取严格的质量控制措施，并对常遇到的问题进行原因分析，总结出相应的处理方法。结合沉井基础施工技术原理，阐述了沉井制作以及沉井下沉的施工工艺，针对沉井下沉中井体偏斜、下沉困难以及遇到流沙时出现的问题；浅谈了与其相对应的解决方案，并结合泰州大桥中塔沉井基础、南京长江第四大桥北锚碇、南宁永和大桥实际施工案例，根据其工程概况，简要说明了施工方案，着重分析了其在下沉过程遇到的问题及采取的措施。引言：沉井由于对邻近建筑物影
2、响较小，稳定性好，需要的场地面积不大，所以在工业建筑以及桥梁工程中得到普遍应用。近些年，随着施工技术的发展，再加之其自身的诸多优点，如：刚性大、能承受较大的竖直和水平荷载、施工技术简便、安全可靠等等，先已被广泛应用于桥梁基础中。结合实际工程的施工经验，我认为，沉井挖土下沉是沉井施工中的一道非常重要的工序，也是施工中必须引起重视的一个环节。沉井施工时，是在井内取土，依靠结构自身重量和辅助措施下沉。沉井开始下沉时，沉井大部分在地面上，侧向土体的约束作用小，易产生偏移和倾斜，同时也要注意均匀挖土。在下沉的后期，由于侧向土体约束作用较大，摩阻力增大
3、，会出现下沉困难的现象。鉴于这些问题，必须采取必要的纠偏措施，以达到抛砖引玉之效。一、沉井的设计1.沉井的技术原理沉井基础是由顶盖、井壁、凹槽、刃脚以及封底组成的一种深基础,对于多孔沉井基础,其中还有内隔墙(如图1)。它是从井内挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高,然后采用混凝土封底并添塞井孔,使其成为建筑物的基础。沉井基础由于埋置深度可以很大,整体性强、稳定性好,有较大的承载面积,能承受较大的垂直载荷和水平载荷;沉井既是基础,又是施工时的挡土和挡水的围堰结构物,施工工艺并不复杂。沉井施工顺序包括施工前的准备工作)))三通一平(
4、地基处理)、开挖基坑、沉井制作、沉井下沉、沉井封底、封顶等主要施工工序。2.沉井基础的适合情况(1)当基础受到很大的集中作用荷载,而地基覆盖层非常松软,坚硬的持力层又埋得较深,不能采用浅基础时。(2)采用桩基时所需的桩数很多,以致无法在合理的承台尺寸下进行群桩布置时。(3)建筑使用上的要求,需将基础埋入地下深处,并作为地下构筑物时。(4)在已用的浅基础邻近修建深埋的设备基础,以免开挖基坑影响邻近已建的基础时。3.沉井设计中的几个问题3.1沉井下沉验算沉井下沉时,必须克服进壁与土之间的摩阻力和地基土对刃脚的反力。地下水位较高时还必须克服水对沉
5、井的浮力。如图2所示,G≥1.15～1.25(2T+2R+B),B为沉井壁排出的水量,1.15～1.25为下沉系数K,一般应不小于下沉系数,否则下沉困难,需采取加载等措施。沉系数的验算一般有两种计算方法:一种是假定摩擦阻力,随土深而加大,并且在5m深时达到最大值,5m以下时,保持常值。另一种是假定摩阻力随土深而增大,在刃脚处达到最大值,3(b)所示按前时计算偏于安全。而后一种比较符合实际情况。3.2沉井的结构设计及措施沉井的受力情况分为两个阶段,一是施工阶段,另一个是使用阶段。两阶段中共同受力情况是井壁外的土压力,但两阶段土压力不同,施工阶
6、段的土压力由施工情况确定,使用阶段则原设计已考虑。由于沉井施工中,因施工方法及下沉方法不同,对各种数据会带来较大的差异,所以精确的计算分析没有必要,只在施工下沉遇到问题时用计算和分析作出正确的指导。3.3沉井的刃脚设计沉井下沉时,刃脚内外壁及底部受到土压,挖空时仅外壁承受土压,这些土压和井壁传来的垂直荷载对刃脚产生弯矩。刃脚是一个空间结构,竖向是一个悬臂梁,横向是与井壁连接的一个水平框架。在下沉过程中,刃脚受力全部由悬臂梁承担,而在水平方向只有出现沉偏时才会受横向拉力,故水平方向按构造配筋。当刃脚处不挖土时,刃脚内侧土压力使刃脚向外弯曲;而
7、当刃脚处土挖空时,外部土压力使刃脚向内弯曲。二、沉井下沉施工技术沉井下沉以人工除土，排水下沉、干法施工为前提。沉井施工以人工除土,排水下沉、干法施工为前提,采用先在-0.5m、制作沉井刃脚,再制作井壁,待混凝土强度达设计要求后下沉,下沉到位后封底。其优点是易于控制井内除土和下沉速度。其优点是易于控制井内除土和下沉速度，出现问题便于及时纠正。（一）沉井制作1准备工作首先沉井施工场地要平整,平整范围要大于沉井外侧面1m到3m,场地整平后进行放线定位,定位要准确,并经验收合格后才能正式施工。2铺垫木、立底节沉井模板和绑扎钢筋沉井通常是在原位制作,
8、可采用如下不同方法:2.2.1垫木法先在场地上铺一层厚约0.5m的砂垫层(以方便抽取垫木)。在砂垫层上的刃脚处对称的铺设适当的垫木,再在垫木之间添实砂土,然后按照设计的尺寸立模、
