[分享]全部是水怎么建桥墩么?图文了解什么是沉井

发表于2020-02-12    397人浏览    1人跟帖    总热度:879  


很多小伙伴们都很好奇桥墩下面全是水,那桥墩都是怎么施工的?这里主要介绍桥梁水下施工常用的一种方法——沉井施工。一般在施工大型桥墩的基坑,污水泵站,大型设备基础,人防掩蔽所,盾构拼装井,地下车道与车站水工基础施工围护装置时使用沉井施工。

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一、什么是沉井

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沉井的定义

依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高,然后经过混凝土封底并填塞孔,最后成为结构物基础的井筒状结构。
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(锚沉井)

沉井基础的特点 

(1)埋置深度大,整体性强、稳定性好,承载面积大,承载力高(垂直与水平);
(2)既可作基础,又可作施工时的挡土和挡水围堰结构物;
(3)施工时对邻近建筑物影响较小;
(4)内部空间可进一步利用。
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应用范围

桥墩、锚碇、矿用竖井、地下泵房、水池、油库、地下设备基础、盾构隧道、顶管的工作井和接收井等。


沉井的缺点

(1)施工工期较长;
(2)施工技术要求高;
(3)施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。
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(大型钢壳沉井)

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二、沉井的构造

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沉井的截面形式

平面形状有:圆形、矩形、圆端形等井孔的布置方式有:单孔、双孔、多孔。
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① 井壁
厚度0.4~1.2m;承受水土压力。
 ② 刃脚
宽度10~20cm ,高度约1.5m(湿封底)或0.6m(干封底),内侧倾角45°~60° ;冲切硬土,减小端部阻力。
③ 内隔墙
厚度约0.5m,底面高出井壁刃脚踏面0.5~1m,增加沉井刚度、改善井壁受力条件、挖土均衡,便于纠偏。
④ 井孔
宽度(直径)不宜小于3m,挖土、排土场所和通道。
⑤井壁凹槽
槽高约1.0m,深度0.15~0.25m,增加封底混凝土、底版与井壁连接。
⑥ 预埋射水管
下沉困难时减阻。
⑦ 封底(底板)
沉井下沉到设计标高,经检验和坑底清理后浇注的混凝土底版。分为干封和湿封(水下浇灌混凝土)两种。
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底梁和框架

当不能设置内隔墙而沉井又较大时,常常在沉井底部增设底梁或因沉井过高,常常在沉井不同高度处设置纵横梁构成框架结构。 

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三、沉井的施工

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分旱地施工沉井与水上施工沉井两种情况

旱地沉井工序

就地制造→挖土下沉→孔底清查→封底→ 充填井孔以及浇注顶板。
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水上沉井工序

水深3m~ 4m以内且流速不大时:
水上筑岛→岛上制造→挖土下沉→孔底清查→封底→ 充填井孔以及浇注顶板。
水较深或流速较大时:
岸边制造→牵引滑移或起吊就位→挖土下沉→孔底清查→封底→ 充填井孔以及浇注顶板。
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四、沉井基础

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组成及作用

沉井基础是一种竖直的筒形结构,常用混凝土、钢筋混凝土或砖石等制成。
通过在井内挖土,使筒体在自重作用下克服井壁摩阻力下沉至设计高程,经混凝土封底填塞井孔后,使整个筒体成为一个支墩。
      
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特点

(1) 埋深大;
(2) 整体性好;
(3) 承载力高;
(4) 对邻近建筑物影响小;
(5) 充分利用地下空间等特点;
(6) 施工时具有挡水或挡土等作用;
但施工工期较长,沉井下沉遇障或遇流砂等都会给施工带来困难。



应用

工程中,遇到下列情况时考虑采用沉井基础:
(1)荷载较大,表层地基土的承载力小,在一定深度有较好持力层;
(2)在河流中,虽土质较好,但冲刷大或有较大卵石,不便桩基施工;
(3)岩层表面较平坦且覆盖层较薄但河水深,采用扩大基础施工围堰有困难。
(4)在已有的浅基础邻近修建深埋的设备基础时,为避免基坑开挖对已有的基础产生影响等情况。
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沉井的分类

1. 按沉井的形状
按沉井的平面形状,常用的沉井形状有:圆形、圆端形、矩形及单孔、多孔沉井;按沉井的剖面形状可分为:
(1)外壁垂直无阶式;
(2)有阶式和外壁倾斜式
2.按沉井的建筑材料,沉井可分为:
(1)混凝土沉井;
(2)钢筋混凝土沉井;
(3)钢沉井;
(4)砖沉井等。
3.按沉井的施工方法,沉井可分为:
 (1) 一般沉井是指就地制造并下沉的沉井;
 (2) 浮运沉井是在深水地区筑岛有困难或有碍通航时,可在岸边制作沉井,再浮运就位后下沉的沉井。


沉井的基本构造

沉井的轮廓尺寸其上部的墩(台)底部的形状尺寸决定,其长、短边之比应不大于 3。沉井顶面的尺寸通常为墩(台)底部再加0.2m~0.4m的襟边宽度;沉井高度则由上部结构、水文地质和土层承载力等决定,高的沉井要分节制作下沉,底节沉井的高度不宜过高。
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(倒虹管沉井)

沉井下沉过程中可能遇到的问题及处理方法


 沉井在下沉过程中可能出现的问题主要有两类:
 (1) 下沉不均匀发生倾斜和位置偏移;
 (2) 下沉困难。
发生偏斜的原因大致有这几种:
 (1) 土质软硬不均匀;
 (2) 挖土不对称;
 (3) 刃脚处有障碍物未予清除;
 (4) 一侧出现流砂而未得到控制等。


纠偏的方法是

 (1) 在沉井下沉多的一侧回填砂石,以阻止继续下沉,在高的一侧集中 挖土;
 (2) 在高的一侧配加重物,以加速该侧下沉;如有必要,还可在沉井顶部施加水平力来帮助纠偏。
 (3) 如遇中心位置偏移,则应先人为造成沉井倾斜,再均匀取土,使之倾斜下沉,直到沉井中心线到达设计位置后,再行纠偏扶正 。
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克服下沉困难主要可以从两方面着手

 (1) 增加沉井重量:提前浇筑上一节沉井;在沉井顶部加压;在保证不发生流砂的前提下,抽取井内的水,以减小浮力。
(2) 减小井壁的摩阻力:尽力将井壁外侧制作光滑平整;将井壁设计成台阶式;设置管道,利用高压空气或水的喷射能量来减小摩擦;从管道中喷出触变泥浆,形成泥浆套。 

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 发表于2020-02-12   |  只看该作者      

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