第七章沉井基础.docx

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第七章沉井基础

第七章沉井基础

第一节一般规定

第7.1.1条沉井施工前，应对沉进入土地层及基底岩面地质资料进行分析研究，制订切实可行的下沉方案。

第7.1.2条沉井下沉前，应对附近的堤防、建筑物和施工设备采取有效的防护措施，并在下沉过程中，经常进行沉降观测。

第7.1.3条沉井施工前，应对洪汛、凌汛、河床冲刷、通航及漂流物等作好调查研究，需要在施工中渡汛、渡凌的沉井，应制订必要的措施，确保安全。

第二节沉井的制作和施工准备

一就地制作的沉井

第7.2.1条沉井位于浅水或可能被水淹没的岸滩上时，宜就地筑岛制作沉井；在制作至下沉过程中无被水淹没可能的岸滩上时，可就地整平夯实制作沉井；在地下水位较低的岸滩，若土质较好时，可开挖基坑制作沉井。

第7.2.2条制作沉井的岛面、平台面和开挖基坑施工的坑底标高，应比施工最高水位高出0.5m～0.7m，有流冰时，应再适当加高。

第7.2.3条水中筑岛除应按第三章有关规定办理外，还应符合以下要求：

1.筑岛尺寸应满足沉井制作及抽垫等施工要求，无围堰筑岛，一般须在沉井周围设置小于2m宽的护道；有围堰筑岛其护道宽度可按式（7.2.3）计算：

b≥Htg（45°-ψ/2）（7.2.3）

式中H──筑岛高度；

ψ──筑岛土饱和水时的内摩擦角。

护道宽度在任何情况下不应小于1.5m；如实际采用护道宽度b小于式（7.2.3）计算值，则应考虑沉井重力等对围堰所产生的侧压力影响；

2.筑岛材料应用透水性好、易于压实的砂土或碎石土等，且不应含有影响岛体受力及抽垫下沉的块体；岛面及地基承载力，应满足设计要求；无围堰筑岛临水面坡度，一般可采用1:

1.75至1:

3；

3.在施工期内，水流受压缩后，应保证岛体稳定，坡面、坡脚不被冲刷，必要时应采取防护措施；

4.在斜坡上筑岛时，应有防滑措施。

在淤泥等软土上筑岛时，应将软土挖除换填或采用其他加固措施。

第7.2.4条筑岛沉井一般采用钢筋混凝土厚壁沉井，应在场地和沉井纵、横向中轴线位置检查合格后制作。

第7.2.5条在支垫上立模制作沉井时，应符合下列要求：

1.支垫布置应满足设计要求及抽垫方便，垫木下应用砂垫层填实，其厚度一般为0.3～0.5m；垫木之间应用砂填平，不得在垫木下垫塞木块、石块来调整顶面高度；

2.垫木顶面应与钢刃脚底面紧贴，使沉井重力均匀分布于各垫木上；

3.模板及支撑应具有足够的强度和较好的刚性，内隔墙与井壁连接处垫木应联成整体，底模应支承于垫木上，以防不均匀沉陷；外模与混凝土面贴接一侧应平直并刨光。

第7.2.6条刃脚部分采用土模制作时，应注意下列事项：

1.刃脚部分的外模，应能承受井壁混凝土的重力在刃脚斜面上产生的水平分力；土模顶面的承载力应满足设计要求，土模顶面一般宜填筑至沉井隔墙底面；

2.土模一般宜用粘性土填筑，当土质良好，地下水位低时，亦可开挖成土模；土模表面及刃脚底面的地面上，均应铺筑一层2～3cm水泥砂浆，砂浆层表面涂隔离剂；

3.有良好的防水、排水设施。

第7.2.7条沉井分节制作高度，应能保证其稳定，又有适当重力便于顺利下沉。

底节沉井的最小高度，应能抵抗拆除垫木或挖除土模时的竖向挠曲强度，除土条件许可时，应尽可能高些，一般每节高度不宜小于3m。

第7.2.8条筑岛沉井底节支垫的抽除，应符合以下要求：

1.沉井混凝土强度满足沉井抽垫受力的要求时方可抽垫；

2.垫木应分区、依次、对称、同步地向沉井外抽出，随抽随用砂土回填捣实；抽垫时应防止沉井偏斜；

3.定位支点处垫木，应按设计要求的顺序尽快地抽出。

第7.2.9条拆除土模应符合下列要求：

1.底节混凝土达到设计要求强度后方可拆除土模；

2.自中心向四周分区、分层、同步、对称挖土，防止沉井发生倾斜；

3.拆除土模时，不得先挖沉井外围的土。

刃脚斜面及隔墙底面粘附于土模的残留物应清除干净，防止影响封底混凝土质量。

二浮式沉井

第7.2.10条位于深水中的沉井，可采用浮式沉井。

根据河岸地形、设备条件，进行技术经济比较，确定沉井结构、制作场地及下水方案。

在浮船上或支架平台上制作沉井时，浮船、支架平台的承载力应满足设计要求。

第7.2.11条浮式沉井可采用空腔式钢丝网水泥薄壁沉井、钢筋混凝土薄壁沉井、钢壳沉井、装配式钢筋混凝土薄壁沉井以及带临时井底沉井和带气筒沉井等，其制造工艺可参照本规范有关规定和有关资料。

第7.2.12条浮式沉井下水、浮运前应进行下列工作：

1.各类浮式沉井均须灌水下沉，各节均应在下水以前进行水密性检查；底节还应根据其工作压力，进行水压试验，合格后方可下水；

2.浮运下沉井前，应对所经水域和沉井位置处河床进行探查，所经水域应无妨碍浮运的水下障碍物，沉井位置河床应基本平整（否则应先清理）；

3.准备好拖运、定位、导向、锚碇、潜水和沉井的排水灌水设施；起吊下水的沉井，还应对起重设备进行检查；

4.掌握水文、气象和航运情况，并与有关部门联系、配合，必要时宜在浮运沉井过程中中断航运；

5.浮运沉井的实际重力与设计重力不符时，应重新验算沉入水中的深度是否安全可靠。

第7.2.13条浮式沉井的底节可采用滑道、起重机具、涨水自浮、除土及沉船等方法下水，其技术要求可参照本规范有关规定和有关资料。

第7.2.14条浮式沉井底节入水后，悬浮接高时的初步定位位置，应根据下水方法，底节沉井的高度、大小、形状与水深、流速、河床面土质等因素确定，还应考虑在悬浮状态下沉井接高和下沉过程中墩位处河床面受冲淤的影响，综合分析确定适当的初步定位位置。

第7.2.15条浮式沉井在悬浮状态下接高时，应注意下列事项：

1.沉井底节下水后接高前，应向沉井内灌水或从气筒内排气，使沉井入水深度增加到沉井接高混凝土灌筑完后要求的深度，然后在灌筑接高混凝土增加重力过程中，同时向井外排水或向气筒内补气，以维持沉井入水深度不变；

2.在灌水或排气过程中，应检查并调整固定沉井位置的锚碇系统；

3.在灌水、排气或排水、补气及灌筑接高混凝土过程中，应均匀、对称地进行；

4.带临时性井底的浮式沉井和空腔井壁沉井，应严格控制各灌水隔舱间的水头差不得超过设计规定；

5.带气筒的浮式沉井，气筒应加防护。

第7.2.16条浮式沉井必须对浮运、就位和落床时的稳定性进行验算。

第7.2.17条沉井浮运、定位、落床时应注意下列事项：

1.浮运和落床应在沉井混凝土达到设计要求的强度后，并尽可能安排在能保证浮运工作顺利进行的低水位或水流平稳时进行；

2.沉井浮运宜在白昼无风或小风时，以拖轮拖运或绞车牵引进行；对水深和流速大的河流，为增加沉井稳定，可在沉井两侧设置导向船，沉井下沉前初步锚碇于墩位的上游处，在沉井浮运、下沉的任何时间内，露出水面的高度均不应小于1m；

3.落床前应对所有缆绳、锚链、锚碇和导向设备进行检查调整，使沉井落床工作顺利进行，并注意水位涨落时对锚碇的影响；

布置锚碇体系时，尽可能使锚绳受力均匀，锚绳规格和长度应相差不大，边锚预拉力要适当，避免导向船和沉井产生过大摆动或折断锚绳。

4.准确定位后，应向井孔内或在井壁腔格内迅速、对称、均衡地灌水，使沉井落至河床；在水中拆除底板时，应注意防止沉井偏斜；薄壁空腔沉井落床后，可对称、均衡地排水，灌筑混凝土和加压下沉；

5.沉井着床后，应随时观测由于沉井下沉的阻力和压缩流水断面引起流速增大而造成的河床局部冲刷，必要时可在沉井位置处用卵、碎石垫填整平，改变河床上的粒径，减小冲刷深度，增加沉井着床后的稳定；

6.沉井着床后，应采取措施使其尽快下沉，并加强对沉井四周冲刷情况的观测和沉井平面位置及偏斜的检查，发现问题，立即采取措施并予调整。

第三节沉井入土下沉

第7.3.1条沉井宜采用不排水除土下沉，当限于设备条件，在稳定的土层中，也可采用排水除土下沉。

采用排水除土下沉时，应有安全措施，防止发生人身安全事故。

第7.3.2条下沉沉井时，不宜使用爆破方法，在特殊情况下，必须采用爆破时，应严格控制药量。

第7.3.3条沉井下沉时应注意下列事项：

1.下沉过程中，应随时掌握土层情况，做好下沉观测记录，分析和检验土的阻力与沉井重力关系，选用最有利的下沉方法；

2.下沉通过粘土胶结层或沉井自身重力偏轻下沉困难时，可用井外高压射水或降低井内水位等方法下沉；若结构受力容许下，亦可采用压重或接高沉井下沉；

3.正常下沉时，应自中间向刃脚处均匀对称除土；对于排水除土下沉的底节沉井，设计支承位置处的土，应在分层除土中最后同时挖除；由数个井室组成的沉井，为使下沉不发生倾斜，应控制各井室之间除土面的高差，并避免内隔墙底部在下沉时受到下面土层的顶托；

4.下沉时应随时注意正位，保持竖直下沉，至少每个下沉1m检查一次；沉井入土尚未超过其平面最小尺寸的1.5～2倍时，最易出现倾斜，应及时注意校正，但偏斜时的竖直校正，一般均会引起平面位置的移动；

5.合理安排沉井外弃土地点，避免对沉井引起偏压；在水中下沉时，应注意河床因冲淤引起的土面高差，必要时可用沉井外弃土来调整；

6.采用吸泥吹砂等方法在不稳定土质或砂土中下沉时，必须备有向井内补水的设施，保持井内外的水位相平或井内略高于井外水位，防止翻砂；吸泥器应均匀吸泥，防止局部吸泥过深，造成沉井下沉偏斜；

7.下沉至设计标高以上2m左右时，应适当放慢下沉速度并控制井内除土量和除土位置，以使沉井平稳下沉，正确就位。

第7.3.4条沉井下沉遇障碍物时，立即停止下沉，经详细检查，排除障碍物后方得继续下沉。

第7.3.5条沉井下沉遇到倾斜岩层时，应将表面松软岩层或风化岩层凿去，并尽量整平,使沉井刃脚的2/3以上嵌搁在岩层上，嵌入深度最小处不宜小于0.25m,其余未到岩层的刃脚部分，可由工人或潜水员用袋装混凝土等填塞缺口。

刃脚以内井底岩层的倾斜面，应凿成台阶或榫槽后，清渣封底。

第7.3.6条采用空气幕（减小井壁摩阻力）下沉沉井时，应符合下列规定：

1.空气幕的设计和布置

（1）压风机具有设计要求的风压和风量，风压应大于最深喷气孔处的水压力加送气管路损耗，一般可按最深喷气孔处理论水压的1.4～1.6倍考虑；风量可按喷气孔总数及每个喷气孔单位时间内所耗风量计算；

地面风管应尽量减少弯头、接头，以降低气压损耗；

为稳定风压，在压风机与井外送气管间，应设置必要数量的储气风包；

（2）喷气孔的选型应以布设简单、不易堵塞、便于喷气扩散为原则，常见喷气孔是设于15×5cm气斗中，直径为1mm；

喷气孔的数量应以每个喷气孔所能作用的面积决定，平均可按1.0～1.6m2个考虑，如条件许可，适当多设气斗效果更好；

刃脚以上3m内不宜设置喷气孔，防止压气时气由刃脚底进入井内引起翻砂；

（3）井壁内预埋管一般为环形管与竖管，喷气孔设在环形管上；也可以只设竖管，喷气孔设在竖管上，可根据施工设备条件和实际情况决定，但管尾端均应有防止砂粒堵塞喷气孔的储砂筒设施；

（4）每节沉井下沉前，管道、气斗应经压风检验，如有堵塞，应采取补救措施。

2.沉井下沉时应注意下列事项：

（1）在整个下沉过程中，应先在井内除土，消除刃脚下土的抗力后再压气，但也不得过分除土而不压气，一般除土面低于刃脚0.5～1.0m时，即应压气下沉，压气时间不宜过长，一般不超过5min/次；放气顺序应先上部气斗，后下部气斗，以形成沿沉井外壁上喷的气流；

（2）气压不应小于喷气孔最深处理论水压的1.4～1.6倍，应尽可能使用风压机的最大值；

（3）停气时应先停下部气斗，依次向上，最后停上部气斗，并应缓慢减压，不得将高压空气突然停止，防止造成瞬间负压，使喷气孔内吸入泥沙而被堵塞。

第7.3.7条纠正沉井倾斜和位移时，可按下列规定处理：

1.纠偏前，应先摸清情况，分析原因，然后采取相应措施；如有障碍物应首先排除；

2.纠正倾斜时，一般可采取偏除土、偏压重、顶部施加水平力或刃脚下偏支垫等方法进行；对空气幕沉井可采取偏侧压气纠偏；

3.纠正位移时，可先偏除土，使沉井底面中心向墩