沉井基礎(chǔ)施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

趙文月

（身份證號：1308211980****1832）

一、沉井基礎(chǔ)分類與優(yōu)缺點(diǎn)

沉井是一個筒狀的結(jié)構(gòu)，是以井內(nèi)挖土，克服井壁摩擦阻力后下沉到設(shè)計高度以自身的重力，然后通過混凝土底部密封再填充好井孔，使它成為橋墩或其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。

（一）沉井基礎(chǔ)分類

1.按沉井形狀分

根據(jù)其截面剖面，可分為單孔或多孔圓沉井、矩形和圓端形三種類型：形狀對稱的圓形沉井、最小周長、摩擦阻力小、易下沉且不容易下沉傾斜，但是適應(yīng)性差；矩形沉井，其轉(zhuǎn)動慣量和核心半徑都較大，這有利于基底的受力，對墩臺截面形狀適應(yīng)性好，模板制作簡單，但角土不易開挖，沉降容易傾斜；圓端沉箱適用于圓端形墩體，控制沉陷和受力狀態(tài)優(yōu)于矩形，但施工較為復(fù)雜。

2.按沉井外壁立面形狀分

有圓柱形、階梯形和倒錐形：圓柱形結(jié)構(gòu)簡單，開挖均勻，井壁延伸簡單，模板可重復(fù)使用；階梯形、倒錐形、井壁與土體摩擦力小，但施工較為復(fù)雜，消耗模板量比較大。

（二）沉井的優(yōu)缺點(diǎn)

沉井的優(yōu)點(diǎn)：埋的深度可能是巨大的、完整的、穩(wěn)定的，有一個大的承載面積，可以承受更大的垂直和水平負(fù)荷；沉井既是大壩的基礎(chǔ)，也是大壩的結(jié)構(gòu)，是在建設(shè)過程中擋土和擋土圍堰結(jié)構(gòu)物，建筑技術(shù)并不復(fù)雜，因此在橋梁建設(shè)中廣泛使用。

沉井的缺點(diǎn)：長時間的建設(shè)導(dǎo)致沉積井傾斜度，因?yàn)榫卓梢耘懦隹赡苁艿缴匙恿饔绊懙募?xì)粉砂；在水下發(fā)現(xiàn)的巨石，或樹干或井底的表面傾斜太大，可能會導(dǎo)致建筑困難。

二、沉井基礎(chǔ)施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用技術(shù)

（一）下沉技術(shù)

1.排水開挖下沉

沉井挖土下沉是沉井施工建筑的一個重要環(huán)節(jié)。一旦混凝土井壁澆筑完成，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到100%，就可以進(jìn)一步挖土下沉。沉井挖土必須事先設(shè)計挖土的計劃，并合理配備施工人員和機(jī)械設(shè)備。沉井下沉初期，沉井下沉深度不大，沉箱下沉?xí)r土方阻力小。此時，由于沉井大部分仍在地面之上，側(cè)方土的約束作用較小，穩(wěn)定性較差，沉井最容易發(fā)生偏移和傾斜。在這一階段，應(yīng)嚴(yán)格控制開挖的程序和深度，注意均勻開挖。對于結(jié)構(gòu)較大的井，應(yīng)根據(jù)需要布置多個工作面，同時進(jìn)行對稱均勻開挖。事實(shí)上，垂直和均勻下沉是不可能的。每次下沉，都不可避免地會有傾斜。當(dāng)繼續(xù)挖掘時，可以在井體傾斜的相反方向增加挖掘量。

2.不排水開挖下沉

井的開挖深度一般根據(jù)土壤質(zhì)量來確定，最深深度不應(yīng)小于2m。盡可能增加大刃腳對土壤的壓力。在穿越粉砂、細(xì)砂等軟質(zhì)地層時，不宜通過降低井內(nèi)水位來降低浮力，使沉井下沉。井內(nèi)水位應(yīng)保持比井外高1-2米，防止砂粒涌進(jìn)井內(nèi)，引起沉井傾斜。除糾偏外，每井孔均應(yīng)均勻清除井內(nèi)土壤，每孔高差不得超過50cm

抓土鍋底一般比刃腳低1-1.5m，當(dāng)刃腳邊緣不易塌陷時，應(yīng)使用高壓水沖洗刃腳，以輔助下沉。使用多孔井時，每個井孔應(yīng)配備一套抓土設(shè)備。

3.吸泥下沉

吸泥機(jī)有液壓吸泥機(jī)、液壓吸石缸和空氣吸泥機(jī)。吊架或吊車通常用于維持其懸掛，具有垂直管道力和在井中移動位置的能力。吸泥時，吸泥管口泥面高度一般為0.15-0.5 m。抽泥時應(yīng)經(jīng)常更換位置，提高抽泥效果，使井底泥面均勻下降。如果邊緣腳下的土層和隔墻本身不能坍塌到罐底中部，則可以利用高壓水進(jìn)行射水的沖擊。吸泥作業(yè)水深不得小于5m。因此，當(dāng)筑島建設(shè)的第一段開始下沉?xí)r，可以采用排水開挖或抓斗下沉的方法，或者向井中注水，增加吸泥深度。

（二）沉井接高技術(shù)

如果沉井段下沉?xí)r沉井底段靠近地面，則可在這種情況下建造沉井第二段。沉井接高過程中，井口以上水面不小于150cm，地面以上部分不小于50cm。連接高度時應(yīng)注意均勻加載，可在刃腳下完成回填和墊層支護(hù)過程，避免連接高度加載不當(dāng)導(dǎo)致沉井下沉?；炷敛糠謶?yīng)及時清洗，并加水澆筑。沉井軸線應(yīng)與井身軸線一致。

（三）沉井封底技術(shù)

沉井下沉到一定設(shè)計標(biāo)高時，可以停止沉降觀測。如果下沉量在8米以內(nèi)不超過10毫米，則可以進(jìn)行底部密封。有兩種密封方法：干密封法和水下密封法

1.干封法技術(shù)

沉井底部全部土面挖至設(shè)計標(biāo)高，中部挖深形成集水井。水泵應(yīng)該不斷的抽水，以便水位低于沉井底部的水平，然后用摻有早強(qiáng)劑的混凝土把所有底板底部全部澆筑（除了集水井），等達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度之后，密封集水井用加了速凝劑的混凝土。

2.水下封底法技術(shù)

要除去地基上的土渣，如果是軟土應(yīng)鋪礫石層。安裝用于水下澆筑混凝土的鋼管。管道段接頭應(yīng)密封良好。水下混凝土的強(qiáng)度等級應(yīng)在設(shè)計強(qiáng)度的基礎(chǔ)上高10% -15%。水灰比不應(yīng)大于0.6，且應(yīng)具有良好的工作性，初期坍落度為14 -16cm，后期坍落度為16 -22cm。每立方米混凝土的水泥用量一般為300至400kq。澆注混凝土?xí)r，管道深度不得小于1米。沉井底板混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑一次完成。由于成本低、施工速度快、易于保證質(zhì)量，應(yīng)首選水下封底法技術(shù)。

三、沉井基礎(chǔ)施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用難點(diǎn)

（一）下沉困難

在沉井下沉期間，由于井壁墻的摩擦大，超過了水井的重量，下沉可能會有困難。所以我們可以使用壓載物或排水管、在井外的飽和水來減少摩擦、和炮震法助沉。

（二）下沉遇到障礙物

當(dāng)土攏挖至刃腳，沉井相對于平面保持不下沉或不均勻，應(yīng)該按平面布置分段的次序逐段、對稱地從刃腳下挖出土壤，從挖出刃腳外10厘米。在每一段之后，用小石塊夯實(shí)，所有的都回填好之后，再分層刷掉回填的小石頭，使其均勻穩(wěn)定和平衡下沉。

（三）沉井產(chǎn)生傾斜

在下沉過程中，有時會出現(xiàn)傾斜度、偏移和扭轉(zhuǎn)等情況，必須加強(qiáng)觀察，以便及時發(fā)現(xiàn)并采取措施加以糾正。對沉井過程加強(qiáng)觀察和分析，傾斜度及時修正。