摘要：為了滿足結(jié)構(gòu)物的要求，適應(yīng)地基的特點(diǎn)，在土木工程結(jié)構(gòu)的實(shí)踐中形成了很多類型的深基礎(chǔ)，其中沉井基礎(chǔ)，在國(guó)內(nèi)外巳有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
沉井的施工方法與墩臺(tái)基礎(chǔ)所在地點(diǎn)的地質(zhì)和水文情況以及具備的技術(shù)力量、施工機(jī)具與設(shè)備有關(guān)。在水中修筑沉井時(shí)，應(yīng)對(duì)河流汛期、漂流物、航道及河床沖刷等情況調(diào)查研究，并制定施工計(jì)劃，盡量利用枯水季節(jié)進(jìn)行施工。如施工需經(jīng)過(guò)汛期，應(yīng)有相應(yīng)的可靠措施，保證施工安全。
沉井基礎(chǔ)施工一般可分為旱地施工、水中筑島施工及浮運(yùn)沉井施工三種，現(xiàn)分別簡(jiǎn)介如下。
1.旱地施工
橋梁墩臺(tái)位于旱地時(shí)，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及澆筑頂板。在這種情況下，一般較容易施工，
1.1整平場(chǎng)地
如天然地面土質(zhì)較好，只需將地面雜物清除干凈整平地面，就可在其上制造沉井。如土質(zhì)松軟，應(yīng)整平夯實(shí)或換土夯實(shí)。在一般情況下，應(yīng)在整平場(chǎng)地上鋪上不小于0，51m厚的砂或砂礫層。
1.2制造第一節(jié)沉井
由于沉井自重較大，刃腳踏面尺寸較小，應(yīng)力集中，場(chǎng)地土往往承受不了這樣大的壓力，所以在整平的場(chǎng)地上應(yīng)在刃腳踏面位置處對(duì)稱地鋪滿一層墊木以加大支承面積。墊木的布置應(yīng)考慮抽取墊木方便。然后在刃腳位置處放上刃腳角鋼，豎立內(nèi)模，綁扎鋼筋，立外模，最后澆灌第一節(jié)沉井混凝土。
1.3拆模及抽墊
當(dāng)沉井混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%時(shí)方可拆除模板，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才可以拆除墊木。抽撤墊木應(yīng)按照分區(qū)、依次、對(duì)稱、同步的原則進(jìn)行。抽撤墊木應(yīng)按一定的順序進(jìn)行，以免引起沉井開(kāi)裂、移動(dòng)或傾斜。其順序是：撤除內(nèi)隔墻下的墊木，再撤沉井短邊下的墊木，最后撤長(zhǎng)邊下的墊木。拆長(zhǎng)邊下的墊木時(shí)，以定位墊木為中心，對(duì)稱地由遠(yuǎn)到近拆除，最后拆除定位墊木。注意在抽墊木過(guò)程中，抽除一根墊木應(yīng)立即用砂回填搗實(shí)。
1.4挖土下沉
撤完墊木后，可在井內(nèi)挖土消除刃腳下土的阻力，促使沉井在自重作用下逐漸下沉。下沉施工可分為排水下沉和不排水下沉。當(dāng)沉井穿過(guò)的土層較穩(wěn)定，不會(huì)因排水而產(chǎn)生大量流沙或塌陷時(shí)，可采用排水下沉。土的挖除可采用人工挖土或機(jī)械除土。人工挖土可使沉井均勻下沉和清除井下障礙物，但應(yīng)采取措施，確實(shí)保證施工安全。當(dāng)沉井穿過(guò)的土層不穩(wěn)定，會(huì)因排水而產(chǎn)生大量流沙時(shí)，可采用不排水下沉。不排水下沉一般都采用機(jī)械除土，挖土工具可以是抓土斗或水力吸泥機(jī)，如土質(zhì)較硬，水力吸泥機(jī)需配以水槍射水破壞土層。
1.5接高沉井
當(dāng)?shù)谝还?jié)沉井頂面下沉至距地面還剩1？2m時(shí)，應(yīng)停止挖土下沉，接筑第二節(jié)沉井。此時(shí)，應(yīng)使第一節(jié)沉井位置正直，鑿毛頂面，然后立模澆筑混凝土。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再拆模繼續(xù)挖土下沉。此后，每當(dāng)前一節(jié)沉井頂面下沉至離地面較近時(shí)，即接筑下一節(jié)沉井。
1.6筑井頂圍堰
如沉井頂面低于地面或水面，應(yīng)在沉井上接筑圍堰，圍堰的平面尺寸略小于沉井，其下端與井頂上預(yù)埋錨桿相連。圍堰是臨時(shí)性的，待墩臺(tái)身出水后可拆除。
1.7地基檢驗(yàn)和處理
當(dāng)沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)進(jìn)行基底檢驗(yàn)。檢驗(yàn)內(nèi)容是地基土質(zhì)是否和設(shè)計(jì)相符，是否平整，并對(duì)地基進(jìn)行必要的處理。如果是排水下沉的沉井，可以直接進(jìn)行檢査；若是不排水下沉的沉井，由潛水工進(jìn)行檢查或鉆取土樣鑒定。地基為砂土或黏性土，可在其上鋪一層礫石或碎石至刃腳底面以上200mm。地基為風(fēng)化巖石，應(yīng)將風(fēng)化巖層鑿掉，巖層傾斜時(shí)，應(yīng)鑿成階梯形。若巖層與刃腳間局部有不大的孔洞，由潛水工清除軟層并用水泥砂漿封堵，待砂漿有一定強(qiáng)度后再抽水清基。不排水情況下，可由潛水工清基或用水槍及吸泥機(jī)清基。總之要保證井底地基盡量平整，浮土及軟土清除干凈，以保證封底混凝土、沉井及地基緊密連接。
1.8封底、充填井孔及澆筑頂蓋
地基經(jīng)檢驗(yàn)及處理合乎要求后，應(yīng)立即進(jìn)行封底。如封底是在不排水情況下進(jìn)行的，則可用導(dǎo)管法灌注水下混凝土。若灌注面積大，可用多根導(dǎo)管，以先周圍后中間、先低后高的次序進(jìn)行灌注。待混凝土達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再抽干井孔中的水，填筑井內(nèi)圬土。如井孔中不填料或僅填以礫石，則井頂面應(yīng)澆筑鋼筋混凝土頂蓋，以支承墩臺(tái)，然后砌筑墩身，墩身出土后可拆除臨時(shí)性的井頂圍堰。
2.水中筑島施工
當(dāng)水流速不大，水深在3m或4m以內(nèi)時(shí)，可用水中筑島的方法。筑島材料為砂或礫石，周圍用草袋圍護(hù)；如水深較大可作圍堰防護(hù)，島面應(yīng)比沉井周圍寬出2m以上，作為護(hù)道，并應(yīng)高出施工最高水位0，5m以上。砂島地基強(qiáng)度應(yīng)符合要求后方可在島上澆筑沉井，如筑島壓縮水面較大，可采用鋼板樁圍堰筑島，但要考慮沉井重力對(duì)它產(chǎn)生的側(cè)向壓力的影響。
3.浮運(yùn)沉井施工
當(dāng)水深較大，如超過(guò)10mPa時(shí)，水中筑島施工法很不經(jīng)濟(jì)，且施工也困難，可改用浮運(yùn)法下沉沉井，即把沉井井壁做成空體形式或采用其他措施，使其浮于水上。沉井可以在岸邊做成，利用在岸邊鋪成的滑道滑入水中，然后用繩索引到設(shè)計(jì)墩位。也可以在船塢內(nèi)制成，用浮船定位和吊放下沉，或利用潮汐，水位上漲浮起，再浮運(yùn)至設(shè)計(jì)位置。沉井就位后，逐步用水或混凝土灌入空體中，使其徐徐下沉直至河底。當(dāng)沉井較高時(shí)，可在懸浮狀態(tài)下接長(zhǎng)沉井并填充混凝土使它逐步下沉，這時(shí)每個(gè)步驟均需保證沉井本身具有足夠的穩(wěn)定性。當(dāng)沉井刃腳切入河床一定深度后，可按前述下沉方法施工。
4.施工中常見(jiàn)問(wèn)題及處理
沉井施工中經(jīng)常遇到以下幾方面的問(wèn)題：
4.1沉井發(fā)生傾斜和偏移
沉井在下沉過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常發(fā)生傾斜和偏移，如不注意防止與及時(shí)糾正，會(huì)造成沉井偏斜過(guò)大而不能滿足設(shè)計(jì)要求。
偏斜的主要原因：土島表面松軟，使沉井下沉不均，河底土質(zhì)軟硬不勻；挖土不對(duì)稱；井內(nèi)發(fā)生流沙，沉井突然下沉，刃腳遇到障礙物頂住而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)；井內(nèi)挖除的土堆壓在沉井外一側(cè)，沉井受壓偏移或水流將沉井一側(cè)土沖空等。
沉井發(fā)生傾斜糾正方法：在沉井高的一側(cè)集中挖土；在低的一側(cè)回填砂石；在沉井高的一側(cè)加重物或用高壓射水沖松土層；必要時(shí)可在沉井頂面施加水平力扶正。
沉井發(fā)生偏移糾正方法：糾正沉井中心位置發(fā)生偏移的方法是先使沉井傾斜，然后均勻除土，使沉井底中心線下沉至設(shè)計(jì)中心線后，再進(jìn)行糾偏。
4.2沉井下沉困難
下沉困難即下沉過(guò)慢或不下沉。如因沉井側(cè)面摩阻力過(guò)大造成下沉困難，可以采用增加沉井自重或減小沉井外壁的摩阻力的方法。在不排水下沉?xí)r遇到的下沉困難，可進(jìn)行部分抽水以減小浮力加重沉井。如水下無(wú)法清理障礙物，可由潛水員進(jìn)行水下清理。如因刃腳下土阻力過(guò)大造成下沉困難，則應(yīng)盡量挖除刃腳下的土。
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